Balança de banheiro Arduino com células de carga de 50 Kg e amplificador HX711: 5 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Este Instructable descreve como fazer uma balança de pesagem usando peças prontamente disponíveis na prateleira.

Materiais necessários:

1. Arduino - (este projeto usa um Arduino Uno padrão, outras versões ou clones do Arduino também devem funcionar)
2. HX711 na placa breakout - Este microchip é feito especialmente para amplificar os sinais das células de carga e reportá-los a outro microcontrolador. As células de carga se conectam a esta placa e ela informa ao Arduino o que as células de carga medem.
3. Células de carga de 50 kg (x4) - as células de carga são peças de metal com formato especial que possuem medidores de tensão colados a elas. Os medidores de tensão são resistores que mudam sua resistência quando são dobrados. Quando a peça de metal dobra, a resistência da célula de carga muda (o HX711 mede essa pequena mudança na resistência com precisão). Você pode comprar as células de carga e o HX711 como um kit aqui: https://www.amazon.com/Degraw-amplifier-weight-Arduino-Bathroom/dp/B075Y5R7T7/ Se você comprar o kit, deixe um comentário! É muito útil para futuros compradores.
4. Superfície de montagem plana e resistente - uma peça rígida de madeira ou metal é ideal
5. Fios em várias cores para conectar todas as partes
6. Fonte de alimentação para Arduino

Etapa 1: Monte as células de carga

Monte as 4 células de carga na parte inferior da escala nos quatro cantos. O epóxi funciona bem para mantê-los no lugar. Veja o diagrama de montagem, ele mostra qual superfície deve ser montada na base e qual superfície deve tocar o chão.

Etapa 2: Verifique a fiação da célula de carga

O diagrama de fiação é feito assumindo que a célula de carga é construída como esta imagem.

Para ter certeza de que acertou, certifique-se de descobrir quais dois terminais nas células de carga têm a maior resistência entre eles (por exemplo, preto e branco, para combinar com o esquema), conecte-os em um grande laço de correspondência de cores, como BB WW BB WW e então excitar (E + / E-) duas derivações centrais opostas (R) e detectar (A + / A-) no outro par de derivações centrais.

Esta página no Sackexchange tem informações ainda melhores:

Etapa 3: Conecte as células de carga e HX711

Consulte o diagrama de fiação para saber como conectar as células de carga, HX711 e Arduino.

Alguns dos fios da célula de carga são conectados entre si para formar o que é chamado de arranjo de ponte de Wheatstone. Isso pode ficar um pouco confuso. Uma boa opção para conectar todas as células de carga de forma limpa e fácil de entender é a placa combinadora de células de carga SparkFun -

Esse arranjo permite que as cargas em todos os diferentes sensores da célula de carga sejam combinadas e medidas ao mesmo tempo.

Etapa 4: adicione a biblioteca HX711 ao seu IDE Arduino

A biblioteca HX711 está disponível aqui:

Consulte este link no site do Arduino para obter instruções sobre como adicionar a biblioteca ao seu IDE do Arduino:

Etapa 5: Calibrar e pesar

Sparkfun tem ótimos programas Arduino para executar a escala. As versões mais atualizadas estão disponíveis no GitHub e reimpressas abaixo:

A primeira etapa do software é determinar os fatores de calibração da balança. Para fazer isso, execute este código:

/*

Exemplo usando a placa de breakout SparkFun HX711 com uma escala Por: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 de novembro de 2014 Licença: Este código é de domínio público, mas você me compra uma cerveja se usar isso e um dia nos encontraremos (licença Beerware). Este é o esboço de calibração. Use-o para determinar o calibração_fator que o exemplo principal usa. Ele também produz o fator zero, útil para projetos que têm uma massa permanente na escala entre os ciclos de energia. Configure sua balança e inicie o esboço SEM um peso na balança Uma vez que as leituras são exibidas, coloque o peso na balança Pressione +/- ou a / z para ajustar o fator_calibração até que as leituras de saída correspondam ao peso conhecido. Use este fator_calibração no esboço de exemplo Este exemplo pressupõe libras (lbs). Se você preferir quilogramas, altere o Serial.print ("lbs"); linha para kg. O fator de calibração será significativamente diferente, mas será linearmente relacionado a lbs (1 lbs = 0,453592 kg). Seu fator de calibração pode ser muito positivo ou muito negativo. Tudo depende da configuração do seu sistema de balança e da direção em que os sensores desviam do estado zero. Este código de exemplo usa a excelente biblioteca do bogde: "https://github.com/bogde/HX711" a biblioteca do bogde é lançada sob uma LICENÇA PÚBLICA GERAL GNU Arduino pino 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND Quase todos os pinos no Arduino Uno serão compatíveis com DOUT / CLK. A placa HX711 pode ser alimentada de 2,7 V a 5 V, portanto, a alimentação do Arduino 5 V deve estar bem. * / #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 escala HX711; float calibração_fator = -7050; // - 7050 funcionou para minha configuração de escala máxima de 440 lb void setup () {Serial.begin (9600); Serial.println ("esboço de calibração HX711"); Serial.println ("Remova todo o peso da balança"); Serial.println ("Após o início das leituras, coloque o peso conhecido na balança"); Serial.println ("Pressione + ou a para aumentar o fator de calibração"); Serial.println ("Pressione - ou z para diminuir o fator de calibração"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (); scale.tare (); // Redefina a escala para 0 long zero_factor = scale.read_average (); // Obter uma leitura de linha de base Serial.print ("Fator zero:"); // Isso pode ser usado para remover a necessidade de tarar a balança. Útil em projetos de escala permanente. Serial.println (zero_factor); } void loop () {scale.set_scale (calibração_fator); // Ajuste para este fator de calibração Serial.print ("Reading:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); Serial.print ("libras"); // Altere para kg e reajuste o fator de calibração se você seguir as unidades do SI como uma pessoa sã Serial.print ("calibração_fator:"); Serial.print (calibração_fator); Serial.println (); if (Serial.available ()) {char temp = Serial.read (); if (temp == '+' || temp == 'a') calibração_fator + = 10; senão if (temp == '-' || temp == 'z') calibração_fator - = 10; }}

Depois de calibrar a escala, você pode executar este programa de amostra e, em seguida, hackea-lo para seus próprios propósitos:

/*

Exemplo usando a placa de breakout SparkFun HX711 com uma escala Por: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 de novembro de 2014 Licença: Este código é de domínio público, mas você me compra uma cerveja se usar isso e um dia nos encontraremos (licença Beerware). Este exemplo demonstra a saída de escala básica. Veja o esboço de calibração para obter o calibrador_fator para sua configuração de célula de carga específica. Este código de exemplo usa a excelente biblioteca do bogde: "https://github.com/bogde/HX711" A biblioteca do bogde é lançada sob uma LICENÇA PÚBLICA GERAL GNU. O HX711 faz uma coisa bem: ler células de carga. A placa de desagregação é compatível com qualquer célula de carga baseada em ponte de pedra de trigo, que deve permitir ao usuário medir tudo, desde alguns gramas até dezenas de toneladas. Arduino pino 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND A placa HX711 pode ser alimentada de 2,7 V a 5 V, portanto, a alimentação do Arduino 5 V deve estar bem. * / #include "HX711.h" #define calibração_factor -7050.0 // Este valor é obtido usando o esboço SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 escala HX711; void setup () {Serial.begin (9600); Serial.println ("demonstração da escala HX711"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (calibração_fator); // Este valor é obtido usando o esboço SparkFun_HX711_Calibration scale.tare (); // Supondo que não haja peso na balança na inicialização, redefina a balança para 0 Serial.println ("Leituras:"); } void loop () {Serial.print ("Lendo:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); //scale.get_units () retorna um float Serial.print ("lbs"); // Você pode alterar isso para kg, mas você precisará refatorar o calibração_factor Serial.println (); }