Visualizações: 222 Autor: Leah Publicar Tempo: 2025-01-23 Origem: Site
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● Compreendendo o HX711 e as células de carga
● Componentes necessários para a calibração
>> Etapa 2: Aplicando pesos conhecidos
>> Etapa 3: Leitura de valores e calibração do fator de calibração
>>> Etapa 4: Ajustando o fator de calibração no código
● Precisão da calibração de teste
● Práticas recomendadas para calibração de células de carga
● Técnicas de calibração avançadas
● Expandindo o conteúdo para o comprimento completo do artigo
>> Fatores ambientais que afetam o desempenho da célula de carga
>> Exemplos de implementação de código usando diferentes microcontroladores
>> Técnicas avançadas de solução de problemas
>> 1. O que é uma célula de carga de tensão?
>> 2. Como sei se meu fator de calibração está correto?
>> 3. Posso usar algum microcontrolador com HX711?
>> 4. O que devo fazer se minhas leituras forem instáveis?
>> 5. É necessário calibrar toda vez que uso minha célula de carga?
A calibração de uma célula de carga de tensão usando o amplificador HX711 é uma etapa crucial para garantir medições precisas de peso. O HX711 é um conversor analógico-digital de 24 bits de precisão (ADC) projetado especificamente para escalas de pesagem e aplicações de controle industrial. Este artigo se aprofundará nos melhores métodos para calibrar as células de carga de tensão com o HX711, fornecendo instruções detalhadas, exemplos de código e dicas de solução de problemas.
Antes de mergulhar nos métodos de calibração, é essencial entender como o HX711 e as células de carga funcionam.
- Células de carga: esses sensores convertem força ou peso em um sinal elétrico. Eles normalmente consistem em medidores de tensão que mudam de resistência quando esticados ou compactados.
- HX711: Este módulo amplifica os pequenos sinais de células de carga e as converte em sinais digitais que podem ser processados por microcontroladores como o Arduino. Apresenta:
- alta precisão (resolução de 24 bits)
- Duas entradas diferenciais
- baixo consumo de energia
Para calibrar uma célula de carga de tensão com o HX711, você precisará:
- Célula de carga (tipo de tensão)
- Módulo HX711
- Conselho Arduino (por exemplo, Arduino Uno)
- fios de jumper
- pesos conhecidos para calibração
- Pão de pão (opcional)
1. Conexões de fiação: conecte a célula de carga ao HX711 de acordo com o seguinte código de cores:
- vermelho (excitação +) para e +
- preto (excitação -) para e-
- Branco (sinal +) para A +
- verde (sinal -) para a-
Em seguida, conecte o HX711 ao Arduino:
- VCC a 5V
- GND para GND
- dt (dados) para um pino digital (por exemplo, d2)
- SCK (relógio) para outro pino digital (por exemplo, D3)
2. Instale as bibliotecas: abra o Arduino IDE e instale a biblioteca HX711 no gerenciador de bibliotecas.
A calibração envolve o ajuste do sistema para refletir com precisão os pesos conhecidos. Siga estas etapas:
Antes de colocar qualquer peso na célula de carga, você precisa tê -la:
#include 'hx711.h '
#Define loadcell_dout_pin 2
#Define loadcell_sck_pin 3
Escala HX711;
Void Setup () {
Serial.begin (9600);
Scale.Begin (loadcell_dout_pin, loadcell_sck_pin);
escala.tare (); // Redefina a escala para zero
Serial.println ( 'escala Tared. ');
}
Depois de tarado, coloque um peso conhecido na célula de carga. Para obter melhores resultados, use pesos com pelo menos 50% da capacidade máxima da sua célula de carga.
Depois de colocar um peso conhecido, leia a saída do HX711:
leitura longa = escala.get_units (10); // média de mais de 10 leituras
Serial.print ( 'Reading: ');
Serial.println (leitura);
Use esta leitura para calcular seu fator de calibração:
Fator de calibração = peso/leitura conhecido
Por exemplo, se você colocou 1 kg de peso e leia 5000 contagens:
Fator de calibração = 1000/5000 = 0,2
Atualize seu código com este fator de calibração:
float calibration_factor = 0.2; // ajuste com base no seu cálculo
escala.set_scale (calibration_factor);
Depois de definir seu fator de calibração, teste sua configuração colocando vários pesos conhecidos na célula de carga e observando a saída no monitor serial. Se surgirem discrepâncias, repita as etapas 1-4 até obter leituras consistentes.
Para garantir a calibração precisa da sua célula de carga de tensão com o HX711, considere a implementação dessas melhores práticas:
- Escolha pesos apropriados: sempre use pesos representativos da sua faixa de medição esperada. Por exemplo, se sua célula de carga tiver uma capacidade máxima de 5 kg, use pesos em torno desse valor para calibração.
- Calibre regularmente: dependendo da frequência de uso e das condições ambientais, estabeleça um cronograma regular de calibração. Para aplicações críticas, considere calibrações mensais ou trimestrais.
- Procedimentos de calibração do documento: Mantenha registros detalhados das datas de calibração, métodos utilizados e quaisquer ajustes feitos. Esta documentação é vital para a rastreabilidade e a garantia da qualidade.
- Considere fatores ambientais: flutuações de temperatura e umidade podem afetar o desempenho das células de carga. Calibre em um ambiente que imita as condições operacionais o mais próximo possível.
1. Leituras inconsistentes: verifique se:
- A célula de carga é estável e não vibrando.
- A fiação é correta e segura.
- Você está usando pesos próximos à faixa de medição esperada.
2. Saída zero: se você receber uma saída zero:
- Confirme que você alerou corretamente.
- Verifique se há algum peso na célula de carga durante o alcatrão.
3. Flutuações do fator de calibração: se o seu fator de calibração mudar significativamente com pesos diferentes:
- Verifique se você está calibrando com pesos superiores a 50% da capacidade da sua célula de carga.
- Verifique se há problemas mecânicos sobre como os pesos são aplicados.
Para uma calibração mais precisa, considere o uso de técnicas avançadas, como:
- Calibração multiponto: em vez de apenas dois pontos (zero e um peso conhecido), aplique vários pesos conhecidos em toda a gama de cargas esperadas. Este método ajuda a identificar não linearidades na resposta ao sensor.
- Calibração de peso morto: Este método usa pesos precisos para aplicar forças conhecidas diretamente na célula de carga. É considerado um dos métodos mais precisos para calibrar células de carga, mas requer equipamentos especializados.
- Calibração do simulador de células de carga: esta técnica envolve o uso de um simulador elétrico que gera sinais correspondentes a cargas conhecidas. Pode ser mais rápido que os métodos físicos, mas requer acesso a equipamentos específicos.
To reach a total of over 2400 words, we can elaborate further on several sections including detailed explanations on environmental factors affecting calibration accuracy, more examples of code implementations for different scenarios using various microcontrollers beyond Arduino (like ESP32), advanced troubleshooting techniques including specific case studies or common problems encountered during calibration processes with their solutions, as well as additional diagrams or images illustrating setup configurações e diagramas de fiação.
As células de carga podem ser sensíveis a condições ambientais, como flutuações de temperatura, níveis de umidade e vibrações de máquinas próximas ou tráfego de pedestres.
- Efeitos da temperatura: As células de carga normalmente têm coeficientes de temperatura especificados pelos fabricantes que indicam quanto sua saída pode diminuir por alteração de grau de temperatura. Por exemplo:
Drift de temperatura = sensibilidade × coeficiente de temperatura × ΔT
Onde Δt é a mudança de temperatura das condições padrão durante a calibração.
- Influência da umidade: a alta umidade pode levar à condensação em componentes eletrônicos que podem introduzir ruído em medições ou mesmo conexões de curto-circuito se a umidade penetrarem áreas sensíveis.
- Interferência vibracional: as vibrações podem causar leituras transitórias; Portanto, é importante isolar células de carga de máquinas pesadas usando suportes de amortecimento ou almofadas de borracha ao calibrar em ambientes industriais.
Embora muitos tutoriais se concentrem nas configurações do Arduino devido à sua popularidade entre entusiastas e educadores, outras plataformas como Raspberry Pi ou ESP32 também oferecem opções robustas para interface com os módulos HX711:
// Exemplo de código de código para ESP32 usando o HX711
#include 'hx711.h '
Escala HX711;
Void Setup () {
Serial.begin (115200);
Scale.Begin (loadcell_dout_pin, loadcell_sck_pin);
escala.tare (); // Redefinição da escala para zero
}
Void Loop () {
Serial.print ( 'Peso: ');
Serial.println (escala.get_units (10), 1); // Obtenha média de mais de 10 leituras
}
Essa implementação simples permite que os usuários familiarizem com a programação ESP32 para aproveitar seus recursos, mantendo a compatibilidade com as bibliotecas existentes projetadas para a operação HX711.
Quando os usuários encontram problemas com suas células de carga que não respondem linearmente ou de forma consistente durante a operação:
- Teste de fluência: permitir um peso constante em uma célula de carga ao longo do tempo pode revelar comportamento de fluência que pode exigir a recalibração após certos períodos.
- Medição da histerese: isso envolve carregar um peso em um sensor e a descarregá-lo enquanto grava leituras em cada etapa- comparar esses valores ajuda a identificar respostas não lineares indicativas de desgaste ou danos nos medidores de tensão.
A calibração de uma célula de carga de tensão HX711 é essencial para medições precisas em várias aplicações, desde escalas industriais a projetos de bricolage. Seguindo esses métodos e práticas recomendadas descritas, os usuários podem garantir que seus sistemas sejam calibrados corretamente, levando a um desempenho confiável.
Uma célula de carga de tensão mede forças ou cargas de tração aplicadas ao longo de seu comprimento.
Você pode verificar isso testando vários pesos conhecidos; Se as leituras forem consistentes em diferentes pesos, seu fator de calibração provavelmente será preciso.
Sim, embora comumente usado com o Arduino, qualquer microcontrolador que possa interagir com sinais digitais pode funcionar com o HX711.
Garanta a colocação estável dos pesos, verifique as conexões e considere fatores ambientais como vibrações ou mudanças de temperatura que afetam as leituras.
A calibração deve ser realizada periodicamente ou sempre que houver alterações nas condições de configuração ou ambientais que possam afetar a precisão.
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-get-a-calibrated-value-from-load-cell-hx711.html
[2] https://www.micro-tess.com/load-cell-calibration/
[3] https://randomnerdtutorials.com/ardeino-load-cell-hx711/
[4] https://mhforce.com/load-cell-calibration-does-not-match/
[5] https://forum.arduino.cc/t/hx711-calibration/1137872
[6] https://www.omega.com/en-us/resources/load-cell-calibration
[7] https://www.massload.com/a-comprensionhensive-guide-to-calibrating-load-cells-and-mantaining-crane-cale-accuracy/
[8] https://www.instructables.com/tutorial-how-to-calibrate-and-interface-load-cell-//
[9] https://www.apecusa.com/blog/why-is-my-load-cellaccury-11-problems-and-solutions-for-troubleshooting-lload-cells/
[10] https://github.com/bogde/hx711/issues/70
[11] https://www.allelcoelec.com/blog/how-to-set-up-calibrate-load-cells-with-the-hx711.html
[12] https://www.lcmsystems.com/load-cell-calibration-importance-andods
[13] https://hackaday.io/project/162723-hedgehog-feeder/log/159813-calibrating-the-hx711-load-cell
[14] https://www.smdsensors.com/load-cell-troubleshooting-guide/
[15] https://community.particle.io/t/hx711-calibration-factor-issue/56921
[16] https://www.youtube.com/watch?v=awsbbmupjsc
[17] https://www.phidgets.com/docs/calibrating_load_cells
[18] https://www.youtube.com/watch?v=zwjw_btfiuc
[19] https://activescale.com/common-causes-of-load-cell-malfunction/
[20] https://gist.github.com/matt448/14d118e2fc5b6217da11
[21] https://randomnerdtutorials.com/esp32-load-cell-hx711/
[22] https://mhforce.com/force-trening-programs/load-cell-calibration/
[23] https://www.800loadcel.com/blog/10-most-common-load-cell-problems-you-cant-ignore.html
[24] https://learn.sparkfun.com/tutorials/load-cell-amplifier-hx711-breakout-hookup-guide/all
[25] https://www.hbkworld.com/en/knowledge/resource-center/articles/the-load-cell-calibration-tandard-iso-376
[26] https://sensing-systems.com/basic-facts/faulty-load-cell-4-problems-to-look-for/
[27] https://www.youtube.com/watch?v=sxzoagf1koo
[28] https://www.fibossensor.com/news/best-practices-for-load-cell-calibration.html
[29] https://www.linkedin.com/pulse/overcome-common-load-cell-measurement-errors-our nmn3e
[30] https://www.instructables.com/ardeino-scale-with-5kg-load-cell-and-hx711-amplifi/
[31] https://www.diyengineers.com/2022/05/19/load-cell-with-hx711-how-to-use-with-examples/
[32] https://forum.arduino.cc/t/load-cell-calibration-questions-and-problems/645049
[33] https://www.youtube.com/watch?v=sfp3WD4SVBM
[34] https://forum.arduino.cc/t/hx711-with-load-cell-calibration/650485
