เมนูเนื้อหา
ทำความเข้าใจกับเซลล์โหลดสี่พิน
- ขั้นตอนที่ 1: เดินสายเซลล์โหลด
- ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อ HX711 กับ Arduino
- ขั้นตอนที่ 3: การปรับเทียบเซลล์โหลด
การใช้งานจริงของเซลล์โหลดสี่พิน
- ข้อดีของการใช้เซลล์โหลดสี่พิน
- 1. ความแตกต่างระหว่างเซลล์โหลดสี่พินกับเซลล์โหลดหกพินคืออะไร?
- 2. ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าเซลล์โหลดของฉันทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่?
- 3. ฉันสามารถใช้เซลล์โหลดสี่พินกับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้หรือไม่?
- 4. ฉันควรทำอย่างไรถ้าการอ่านเซลล์โหลดของฉันไม่เสถียร?
- 5. ฉันจะปรับปรุงความแม่นยำของการวัดเซลล์โหลดของฉันได้อย่างไร
เซลล์โหลดเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการใช้งานต่าง ๆ รวมถึงเครื่องชั่งน้ำหนักระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและระบบการวัดแรง เซลล์โหลดสี่พินเป็นเซลล์โหลดชนิดหนึ่งที่ใช้สายไฟสี่สายเพื่อวัดแรงที่ใช้กับมัน การทำความเข้าใจวิธีการอ่านและตีความสัญญาณจากเซลล์โหลดสี่พินเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดที่แม่นยำ ในบทความนี้เราจะสำรวจหลักการเบื้องหลัง โหลดเซลล์ วิธีการเชื่อมต่อและอ่านเซลล์โหลดสี่พินและแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริง
โหลดเซลล์เป็นตัวแปลงสัญญาณที่แปลงแรงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เซลล์โหลดที่พบมากที่สุดคือเซลล์โหลดความเครียดซึ่งใช้หลักการของเกจวัดความเครียดเพื่อวัดการเสียรูป เมื่อโหลดถูกนำไปใช้กับเซลล์โหลดมันจะเปลี่ยนรูปเล็กน้อยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในเกจวัดความเครียด การเปลี่ยนแปลงในความต้านทานนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดและตีความได้
มีเซลล์โหลดหลายประเภทรวมถึง:
1. เซลล์โหลดการบีบอัด: เซลล์โหลดเหล่านี้วัดแรงที่ใช้ในลักษณะการบีบอัด
2. เซลล์โหลดความตึง: เซลล์โหลดเหล่านี้วัดแรงที่ใช้ในลักษณะแรงดึง
3. เซลล์โหลดคานแรง: เซลล์โหลดเหล่านี้วัดแรงที่ใช้ในแรงเฉือน
4. เซลล์โหลดลำแสงดัด: เซลล์โหลดเหล่านี้วัดแรงดัด
สำหรับบทความนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่เซลล์โหลดสี่พินซึ่งมักใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ เนื่องจากความเรียบง่ายและประสิทธิผล
โดยทั่วไปแล้วเซลล์โหลดสี่พินจะมีสี่สาย: สองสายสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นและสองสำหรับสัญญาณเอาต์พุต สายไฟมักจะเป็นรหัสสีดังนี้:
- สีแดง: การกระตุ้น + (V +)
- สีดำ: การกระตุ้น - (V-)
- สีเขียว: สัญญาณ + (s +)
- สีขาว: สัญญาณ - (s-)
เมื่อโหลดถูกนำไปใช้กับเซลล์โหลดเกจวัดความเครียดภายในการเสียรูปของเซลล์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความต้านทาน การเปลี่ยนแปลงในความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC) สัญญาณเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับโหลดที่ใช้ทำให้สามารถวัดน้ำหนักได้อย่างแม่นยำ
ในการอ่านเซลล์โหลดสี่พินคุณต้องเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสมหรือวงจรปรับสภาพสัญญาณ นี่คือคำแนะนำทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นนี้:
- เซลล์โหลดสี่พิน
- แอมพลิฟายเออร์เซลล์โหลด HX711
- Arduino หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ใด ๆ
- สายจัมเปอร์
- Breadboard (ไม่บังคับ)
1. เชื่อมต่อเซลล์โหลดกับ HX711:
- เชื่อมต่อสายสีแดง (V+) ของโหลดเซลล์เข้ากับเทอร์มินัล E+ ของ HX711
- เชื่อมต่อสายสีดำ (V-) ของโหลดเซลล์เข้ากับ e-terminal ของ HX711
- เชื่อมต่อสายสีเขียว (S+) ของโหลดเซลล์กับเทอร์มินัล A+ ของ HX711
- เชื่อมต่อลวดสีขาว (S-) ของโหลดเซลล์เข้ากับเทอร์มินัลของ HX711
1. เชื่อมต่อ HX711 กับ Arduino:
- เชื่อมต่อพิน VCC ของ HX711 กับพิน 5V บน Arduino
- เชื่อมต่อพิน GND ของ HX711 กับพิน GND บน Arduino
- เชื่อมต่อพิน DT ของ HX711 กับพินดิจิตอลบน Arduino (เช่นพิน 2)
- เชื่อมต่อพิน SCK ของ HX711 กับพินดิจิตอลอื่นบน Arduino (เช่นพิน 3)
ก่อนที่จะใช้โหลดเซลล์เพื่อการวัดที่แม่นยำจำเป็นต้องปรับเทียบ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องมีน้ำหนักที่รู้จัก ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:
1. วางน้ำหนักที่รู้จักบนเซลล์โหลด
2. หมายเหตุการอ่านที่แสดงบนจอภาพอนุกรม
3. ปรับปัจจัยการสอบเทียบในรหัสของคุณจนกว่าการอ่านจะตรงกับน้ำหนักที่รู้จัก
เซลล์โหลดสี่พินมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่าง ๆ รวมถึง:
1. เครื่องชั่งน้ำหนัก: เซลล์โหลดเป็นส่วนประกอบหลักในเครื่องชั่งน้ำหนักอิเล็กทรอนิกส์ให้การวัดน้ำหนักที่แม่นยำ
2. ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม: เซลล์โหลดถูกใช้ในระบบอัตโนมัติเพื่อตรวจสอบและควบคุมน้ำหนักของวัสดุในระหว่างการผลิต
3. การวัดแรง: ใช้เซลล์โหลดในเครื่องทดสอบเพื่อวัดแรงที่ใช้กับวัสดุ
4. การตรวจสอบโหลด: เซลล์โหลดถูกใช้ในเครนและรอกเพื่อตรวจสอบภาระที่ถูกยกขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและการปฏิบัติตาม
5. อุปกรณ์ทางการแพทย์: เซลล์โหลดถูกใช้ในอุปกรณ์การแพทย์เพื่อการวัดน้ำหนักที่แม่นยำเช่นในเครื่องชั่งผู้ป่วยและปั๊มแช่
การใช้เซลล์โหลดสี่พินมีข้อดีหลายประการ:
- ความแม่นยำที่สูงขึ้น: การกำหนดค่าลวดทั้งสี่ช่วยลดผลกระทบของความต้านทานตะกั่วทำให้เกิดการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น
- การชดเชยอุณหภูมิ: เซลล์โหลดพินสี่เซลล์สามารถให้การชดเชยอุณหภูมิที่ดีขึ้นเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่สอดคล้องกันในสภาวะที่แตกต่างกัน
- ความสะดวกในการรวม: พวกเขาง่ายต่อการรวมเข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์และวงจรปรับสภาพสัญญาณทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
เมื่อทำงานกับโหลดเซลล์คุณอาจพบปัญหาทั่วไป นี่คือเคล็ดลับการแก้ไขปัญหาเล็กน้อย:
1. การอ่านที่ไม่สอดคล้องกัน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์โหลดได้รับการสอบเทียบอย่างถูกต้องและไม่มีปัญหาทางกลที่ทำให้เกิดความไม่แน่นอน ตรวจสอบการเชื่อมต่อที่หลวมหรือสายไฟที่เสียหาย
2. ไม่มีสัญญาณเอาต์พุต: ตรวจสอบการเชื่อมต่อการเดินสายเพื่อให้แน่ใจว่าสายทั้งหมดเชื่อมต่ออย่างปลอดภัย ตรวจสอบว่า HX711 ใช้พลังงานอย่างถูกต้องและ Arduino ทำงานได้
3. การอ่านดริฟท์: สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือเสียงรบกวนทางไฟฟ้า พิจารณาใช้เทคนิคการป้องกันหรือการกรองเพื่อลดสัญญาณรบกวน นอกจากนี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์โหลดติดตั้งอย่างปลอดภัยและไม่ต้องมีการสั่นสะเทือน
4. การโอเวอร์โหลด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหลดที่ใช้ไม่เกินความจุของเซลล์โหลด การโอเวอร์โหลดสามารถทำลายเซลล์โหลดและนำไปสู่การอ่านที่ไม่ถูกต้อง
5. ปัญหาการสอบเทียบ: หากการอ่านปิดอย่างสม่ำเสมอให้ตรวจสอบกระบวนการสอบเทียบอีกครั้ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้น้ำหนักที่รู้จักซึ่งอยู่ในความสามารถของเซลล์โหลดสำหรับการสอบเทียบที่แม่นยำ
การอ่านเซลล์โหลดสี่พินเป็นกระบวนการที่ตรงไปตรงมาที่เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจการเดินสายเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์และสอบเทียบเพื่อการวัดที่แม่นยำ ด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสมคุณสามารถใช้เซลล์โหลดในแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ตั้งแต่การชั่งน้ำหนักไปจนถึงระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม โดยทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในบทความนี้คุณสามารถอ่านและตีความสัญญาณจากเซลล์โหลดสี่พินได้สำเร็จ
โดยทั่วไปแล้วเซลล์โหลดสี่พินจะมีสายไฟสองสายสำหรับการกระตุ้นและสองสัญญาณสำหรับสัญญาณเอาท์พุทในขณะที่เซลล์โหลดพินหกตัวมีสายเพิ่มเติมสำหรับการชดเชยอุณหภูมิและความแม่นยำที่ดีขึ้น การกำหนดค่าหกพินสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน
ในการตรวจสอบว่าเซลล์โหลดของคุณทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่คุณสามารถทำการทดสอบได้อย่างง่ายโดยใช้น้ำหนักที่รู้จักและสังเกตสัญญาณเอาต์พุต หากการอ่านมีความสอดคล้องและตรงกับน้ำหนักที่รู้จักเซลล์โหลดมีแนวโน้มที่จะทำงานได้อย่างถูกต้อง นอกจากนี้ตรวจสอบความเสียหายทางกายภาพหรือการเชื่อมต่อที่หลวม
ใช่เซลล์โหลดสี่พินสามารถใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่ได้หากคุณมีวงจรปรับสภาพสัญญาณที่เหมาะสมเช่นแอมพลิฟายเออร์ HX711 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถจัดการกับแรงดันไฟฟ้าและข้อกำหนดปัจจุบันของเซลล์โหลด
หากการอ่านเซลล์โหลดของคุณไม่เสถียรให้ตรวจสอบเสถียรภาพทางกลตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์โหลดได้รับการปรับเทียบอย่างถูกต้องและตรวจสอบว่าไม่มีการรบกวนทางไฟฟ้า นอกจากนี้ให้พิจารณาการใช้เทคนิคการหาค่าเฉลี่ยในรหัสของคุณเพื่อให้การอ่านเป็นไปอย่างราบรื่น
เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวัดเซลล์โหลดของคุณให้แน่ใจว่าการสอบเทียบที่เหมาะสมลดเสียงรบกวนทางไฟฟ้าและใช้ส่วนประกอบคุณภาพสูง นอกจากนี้ให้พิจารณาใช้เซลล์โหลดที่มีความจุที่สูงขึ้นและใช้เทคนิคการชดเชยอุณหภูมิ
