Digitrode

Микроконтроллерная платформа Arduino позволяет сделать множество несложных, но в то же время полезных в быту вещей. Одной из таких вещей можно назвать весы.

В данном примере будет показано, как самостоятельно собрать весы на основе Arduino, модуля с микросхемой HX711 и четырех весоизмерительных ячеек.

Микросхема HX711 специально предназначенf для усиления сигналов от весоизмерительных ячеек и передачи их в другой микроконтроллер. Весоизмерительные ячейки подключаются к плате с HX711, и эта плата сообщает Arduino, что именно измеряют весоизмерительные ячейки. Весоизмерительные ячейки (на 50 кг в данном случае) представляют собой металлические элементы специальной формы, к которым прикреплены тензодатчики (тензорезисторы). Тензорезисторы – это резисторы, которые меняют свое сопротивление при изгибе. Когда металлическая часть изгибается, сопротивление тензодатчика изменяется (HX711 точно измеряет это небольшое изменение сопротивления).

Установите четыре весоизмерительных ячейки по краям основания весов в четырех углах. Для их фиксации можно задействовать эпоксидную смолу.

Убедитесь, что два терминала на весоизмерительных ячейках имеют наивысшее сопротивление между ними (например, черным и белым), соедините их в петлю в соответствии со цветами, например, черный-черный белый-белый черный-черный белый-белый. Затем можно подавать напряжение возбуждения на два противоположных центральных ответвления и снимать показания с другой пары центральных ответвлений. Таким образом, получим некоторое подобие моста Уитстона. Схема подключения весоизмерительных ячеек к модулю HX711 и затем к Arduino показана ниже.

Далее приведен код (скетч) для Arduino, позволяющий реализовать измерение веса. В нем используется библиотека HX711, которую можно взять на https://github.com/bogde/HX711. Перед началом полноценного использования весов, их необходимо откалибровать. Код калибровки выглядит следующим образом.

include "HX711.h"

#define DOUT  3
#define CLK  2

HX711 scale(DOUT, CLK);

float calibration_factor = -7050; // коэффициент калибровки, можно варьировать

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HX711 calibration sketch");
  Serial.println("Remove all weight from scale"); // уберите посторонние предметы с весов
  Serial.println("After readings begin, place known weight on scale"); // после начала считывания поместите на весы предмет известной массы
  Serial.println("Press + or a to increase calibration factor"); // нажмите плюс для увеличения коэффициента калибровки
  Serial.println("Press - or z to decrease calibration factor"); // нажмите минус для уменьшения коэффициента калибровки

  scale.set_scale();
  scale.tare(); // сброс весов в 0

  long zero_factor = scale.read_average(); // Получить базовое считывание
  Serial.print("Zero factor: "); // Это можно использовать, чтобы устранить необходимость тарирования шкалы. Полезно в проектах постоянного масштаба.
  Serial.println(zero_factor);
}

void loop() {

  scale.set_scale(calibration_factor); // Регулирование калибровочного коэффициента

  Serial.print("Reading: ");
  Serial.print(scale.get_units(), 1);
  Serial.print(" kg"); 
  Serial.print(" calibration_factor: ");
  Serial.print(calibration_factor);
  Serial.println();

  if(Serial.available())
  {
    char temp = Serial.read();
    if(temp == '+' || temp == 'a')
      calibration_factor += 10;
    else if(temp == '-' || temp == 'z')
      calibration_factor -= 10;
  }
}

Код работы весов на основе Arduino и HX711.

#include "HX711.h"

#define calibration_factor -7050.0 // коэффициент калибровки, определяется во время процесса калибровки

#define DOUT  3
#define CLK  2

HX711 scale(DOUT, CLK);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HX711 scale demo");

  scale.set_scale(calibration_factor);
  scale.tare(); // Предполагается, что при запуске весов на шкале нет предметов с массой, сброс весов в 0

  Serial.println("Readings:");
}

void loop() {
  Serial.print("Reading: ");
  Serial.print(scale.get_units(), 1); //scale.get_units() возвращает float
  Serial.print(" kg");
  Serial.println();
}

© digitrode.ru

Теги: Arduino, весы