Подключение тензодатчика к компьютеру

Обновлено: 06.07.2024

Датчик веса – очень важный элемент многих проектов Arduino. По изменению массы можно не только узнать массу, но также отследить и фиксировать изменения объекта, а затем и выполнить какие-то действия. В этой статье мы узнаем, как подключить датчик веса к Ардуино на примере тензодатчиков различного номинала и микросхемы HX711 в качестве аналого-цифрового преобразователя.

Принцип работы тензодатчика

Работа датчика веса основана на изменении какого-либо физического параметра, пропорционально весу измеряемого предмета. Параметр зависит от того, какой элемент используется в датчике. Так при изменении нагрузки на пьезокерамическую пластину меняется напряжение, снимаемое с электродов на концах пьезодатчика. При использовании ёмкостного датчика меняется ёмкость переменного конденсатора. В данной конструкции используется датчик веса, выполненный на упругом резисторе и при изменении веса, меняется его сопротивление, а, следовательно, и напряжение, снимаемое с мостовой схемы.

Датчик представляет собой прямоугольный брусок из алюминиевого сплава, с отверстием в центре. На его боковые поверхности нанесены тонкоплёночные резисторы, соединённые по мостовой схеме, поэтому резистивный датчик имеет 4 гибких вывода. Все элементы датчика залиты эпоксидным компаундом. На бруске предусмотрены резьбовые отверстия для крепления его к основанию и для установки пластины под измеряемый груз. На торцевой стороне датчика нанесена маркировка, указывающая максимальный вес измеряемого груза. Для того чтобы резисторы изменяли своё сопротивление, тензометрический датчик должен одним концом фиксироваться на основании, а на другой его конец должен действовать груз так, чтобы возникла деформация бруска и, соответственно, плёночных резисторов. Для того чтобы преобразовать аналоговый сигнал с выхода тензорного датчика в двоичный код, применяется аналого-цифровой преобразователь (АЦП) НХ711.

Тензодатчик и НХ711

Интегральная микросхема НХ711 представляет собой аналого-цифровой преобразователь с частотой дискретизации 24 бит и встроенным малошумящим операционным усилителем. Мультиплексор позволяет выбирать один из двух имеющихся входных каналов. Канал А имеет программируемый выбор коэффициента усиления, который может быть 64 или 128. Канал В работает с предустановленным коэффициентом, равным 32. Интегральная микросхема НХ711 представляет собой аналого-цифровой преобразователь с частотой дискретизации 24 бит и встроенным малошумящим операционным усилителем. Мультиплексор позволяет выбирать один из двух имеющихся входных каналов. Канал А имеет программируемый выбор коэффициента усиления, который может быть 64 или 128. Канал В работает с предустановленным коэффициентом, равным 32.

В состав микросхемы входит интегральный стабилизатор напряжения, что исключает необходимость применения внешнего стабилизатора. На вход синхронизации может быть подан любой импульсный сигнал от внешнего источника, вместе с тем АЦП допускает работу от встроенного генератора.

Основные технические характеристики НХ711:

На плате с АЦП имеются два разъёма – J1 и JP2, на которых имеются следующие обозначения:

J1
E –, E + питание тензорного моста
A –, A + дифференциальный вход канала А
В –, В + дифференциальный вход канала В
JP2
GND, VCC питание
DT, SCK – информационные шины

Подключение HX711 к Arduino

Поскольку резисторы тензорного датчика включены по мостовой схеме, от устройства отходят 4 проводника, имеющих разную цветовую маркировку. На два плеча моста подаётся опорное напряжение, а с двух других плеч снимается выходное напряжение, которое подаётся на вход операционного усилителя микросхемы НХ711. Подключение по цветам проводов осуществляется следующим образом: Поскольку резисторы тензорного датчика включены по мостовой схеме, от устройства отходят 4 проводника, имеющих разную цветовую маркировку. На два плеча моста подаётся опорное напряжение, а с двух других плеч снимается выходное напряжение, которое подаётся на вход операционного усилителя микросхемы НХ711. Подключение по цветам проводов осуществляется следующим образом:

Красный – Е +
Чёрный – Е –
Белый – А –
Зелёный – А +

Для дальнейшей обработки и передачи информации осуществляется подключение НХ711 к Ардуино UNO. Для этого контакты питания GND и VCC HX711 подключаются к точкам GND и 5V разъёма POWER модуля Arduino UNO, а контакты DT и SCK подключаются к точкам A1 и A0 разъёма ANALOG IN. Тензодатчик НХ711 через контроллер Arduino UNO можно подключить к жидкокристаллическому дисплею LCD 1602 или компьютеру, используя USB порт и стандартные библиотеки для Ардуино.

Поскольку на выходе измерительного моста изменяется напряжение, то именно оно преобразуется в бинарный код. Диапазон контролируемых напряжений зависит от выбранного коэффициента усиления. Если коэффициент равен 128, диапазон измеряемых напряжений варьируется от – 20 mV до + 20 mV, выбор коэффициента усиления 64 определяет пределы измерения от – 40 mV до + 40 mV и при коэффициенте равном 32 пределы измерения определяются величинами – 80 mV и + 80 mV. Эти данные будут корректными только при напряжении питания +5 V. Если входное напряжение выйдет за нижнюю границу диапазона, АЦП выдаст код 800000h, а если за верхнюю, то код будет 7FFFFFh. Для калибровки и измерений можно использовать следующие коды:

Здесь вы можете выразить мнение о модераторе этого раздела, ^D^ima.

'> Подключение ел. весов к компьютеру , RS232, RS485, Ethernet

Какое нужно оборудование и материалы (кабеля) для того чтобы подключить
трое ел. весов к компьютеру?

Весы поставляются с портами RS232, RS485 или сетевой картой Ethernet (то есть что то одно).
С Ethernet вроде понятно - свич и витая пара. Или я неправ?

А как подключить через RS232 и RS485?
Подскажите в общих чертах, плз. Или киньте линки где можно почитать (не могу ничего толкового найти).

Добавлено 11.06.08, 08:48

А. Ты отредактировал вопрос.
Тогда не знаю.

Добавлено 11.06.08, 08:57

А что мешает купить несколько дополнительных портов к компьютеру? Или несколько COM -> один USB

Наверное имеется в виду подключить три тензодатчика к преобразователю и установить на ПК соответсвующее ПО.
Как здесь: Прибор преобразует сигнал тензодатчиков в цифровой код и передает его по каналу RS-485. Количество физически независимых каналов - до 8.

А можно поподробнее: есть весы (без всяких портов) и эту штуку можно к ним "прикрутить" и она будет отсылать даные в компьютер? Причем, я так понял, с довольно высокой точностью? Если не ошибаюсь, к тому прибору можно подключить любые тензодатчики. Хоть платформенные, хоть для малых весов

А есть такие? Один USB и от него несколько COM портов?

Добавлено 11.06.08, 09:06

Если не ошибаюсь, к тому прибору можно подключить любые тензодатчики. Хоть платформенные, хоть для малых весов
То есть покупаю тензодатчик, "ставлю" на весы (как соединить с весами. ), от него кабель к этому прибору,
а потом в комп?

Я немного ошибся. COM -> USB у меня есть, но там не те напряжения, что на стандартном COM.
А вот несколько COM на платке что вставляется в PCI разьем МБ не раз видел. То есть, можно на стационаре иметь большое количество COM гнезд.

Добавлено 11.06.08, 09:09

То есть покупаю тензодатчик, "ставлю" на весы (как соединить с весами. ), от него кабель к этому прибору,
а потом в комп?
Да. Только длина кабеля от тензодатчика ограниченна.
Там на том сайте вроде есть какие бывают тензодатчики. Есть множество других сайтов где предлагают тензодатчики. Есть чертежи оных и как крепить

А что мешает купить несколько дополнительных портов к компьютеру? Или несколько COM -> один USB

Трое или больше (в будущем). Хотя конечно вариант неплохой.

Добавлено 11.06.08, 09:19
А если взять USB Hub на 4 порта и воткнуть в каждый переходник USB -> COM?
Нормально будет работать?

Т.е., если я правильно понял вопрос: весов несколько штук, расположение их не позволяет подключить их непосредственно к com-порту(ам) ПК.

А если взять USB Hub на 4 порта и воткнуть в каждый переходник USB -> COM?
Нормально будет работать?
Сам по себе RS232 не может питаться от USB. НА сколько помню нужны напряжения +-12V, а в USB +5V. Нужен преобразователь. Но так врядле станут делать. Хотя, все возможно.
У меня дополнительный USB COM с уровнями 5 Вольт. Это не подойдет.

Т.е., если я правильно понял вопрос: весов несколько штук, расположение их не позволяет подключить их непосредственно к com-порту(ам) ПК.
По сути так (хотя я еще сам точно не знаю - магазин, несколько залов).
Надо точно отмерить все - RS232 до 15м - может и хватит.
RS485 - 1200м - тут проще.
Сам по себе RS232 не может питаться от USB. НА сколько помню нужны напряжения +-12V, а в USB +5V. Нужен преобразователь. Но так врядле станут делать. Хотя, все возможно.
У меня дополнительный USB COM с уровнями 5 Вольт. Это не подойдет.
Стоп. А как же у меня через переходник USB -> COM подключены весы с RS232? И работает - даные получаю. Стоп. А как же у меня через переходник USB -> COM подключены весы с RS232? И работает - даные получаю.

Пользователь, гимор это. COM <-> USB. Причина проста. Там не только напряжения разные (в принципе, через MAX232 или что-либо аналогичное этой серии можно было бы (собственно, это и есть "переходник"), но ну его к Богу в Рай). Там ещё и сигналы не соответствуют. Т.к. на USB нет ряда аппаратно реализованных сигналов стандартного порта.

Системы контроля производят постоянное наблюдение за состоянием различных механизмов, положением рабочих органов и, в том числе, контролируют вес. Для измерения величины веса и дальнейшего применения данных в логических схемах устанавливается тензометрический датчик (тензодатчик). Что это такое и как он работает мы рассмотрим в данной статье.

Что такое тензодатчик?

Тензометрический датчик, в соответствии с п.2.1.2 ГОСТ 8.631-2013 представляет собой весоизмерительный элемент, который реагирует на изменение величины физического воздействия (усилия) и переводит его в электрический сигнал. Фактически это резистор, меняющий параметр омического сопротивления, по отношению к прилагаемой силе. На практике широко используются для измерения массы и нагрузки в весоизмерительных системах. В зависимости от сферы применения используются различные типы тензодатчиков, отличающихся как принципом действия, так и конструктивными особенностями.

Конструкция

В качестве примера рассмотрим наиболее простой вариант тензодатчика, где в роли чувствительного элемента выступает тензорезистор. Конструктивно его можно представить в виде тонкой упругой проволоки или пленки, распределенной по контролируемой поверхности.

Работа тензорезистора основывается на законе Гука, гласящем, что изменение электрического сопротивления по отношению к исходному положению элемента пропорционально удлинению или сжатию сенсора. Руководствуясь данным принципом определяется коэффициент пропорциональности:

K = Δl / l = ΔR / R

K – коэффициент пропорциональности;
Δl – величина изменения длины в ходе деформации;
l – длина измеряемого элемента в состоянии покоя;
ΔR – изменение величины сопротивления при деформации;
R – значение сопротивления тензорезистора в нормальном положении.

На практике это реализуется следующим образом (рисунок 1):

Рис. 1. Устройство тензорезистора

При нахождении в состоянии покоя дорожки тензорезистора имеют определенное сечение и длину проводника. Сопротивление всего резистивного элемента тензодатчика будет определяться по формуле:

ρ – удельное сопротивление материала, как правило, в качестве металла с постоянным удельным сопротивлением используют константан;
l – длина проводника тензодатчика;
S – поперечное сечение проводника тензодатчика.

Таким образом, в случае удлинения тензодатчика длина проводящих дорожек увеличивается, а поперечное сечение уменьшается. Как результат, омическое сопротивление тензорезистора будет повышаться. При сжатии произойдет обратный процесс – длина проводящих элементов уменьшиться, а их поперечное сечение увеличиться. В результате сжатия сопротивление тензодатчика уменьшиться, что и лежит в основе принципа его работы.

Принцип работы

В большинстве случаев тензодатчик функционирует не от одного тензорезистора, а включает в себя мостовую измерительную схему. Такой принцип получил название моста Уитстона и реализуется следующим образом (рисунок 2):

Рис. 2. Принцип действия тензодатчика

Как видите на рисунке, в плечи моста включены четыре тензорезистора, которые расположены на гибкой подложке, что обеспечивает им упругую деформацию в ходе измерений. Все резистивные элементы тензодатчика подбираются равнозначными, что обеспечивает на выходе в состоянии покоя нулевое значение разности потенциалов в точках + S и – S. Это обозначает, что в ненагруженном идеальном тензодатчике не будет протекать ток в выходной цепи измерительного прибора. В реальном устройстве, все равно существует токовая нагрузка из-за конструктивных отличий резистивных деталей, температурных колебаний.

Как только к измерительному органу прибора будет приложена механическая нагрузка, гибкое основание деформируется, от чего изменятся рабочие параметры всех резисторов в цепи моста тензодатчика. В большинстве случаев попарно происходит сжатие и растяжение тензорезисторов (рисунок 3):

Рис. 3. Воздействие нагрузки на тензодатчик

Как видите, на рисунке два резистора сжимаются, а другие два растягиваются, в результате чего происходит искажение моста. Электрическая цепь выходит из равновесия и через выход тензодатчика начинает протекать электрический ток. О чем будет свидетельствовать отклонение стрелки гальванометра или дисплей оборудования, реагирующий на изменение разности потенциалов. Как только нагрузка перестанет воздействовать на тензодатчик, гибкая пластина вернется в исходное состояние, а измерительный мост снова перейдет в состояние равновесия.

На данном примере мы рассмотрели простейший вариант четырехпроводного тензометрического датчика. Но на практике также используются пяти и шестипроводные весоизмерительные сенсоры, что обусловлено типом конкретного устройства.

Сфера применения тензометрических датчиков охватывает ряд устройств самого различного назначения. Поэтому для измерения величины физического воздействия применяются тензодатчики разных типов. Разделение сенсоров по видам осуществляется на основании нескольких факторов.

Рис. 4. Типы датчиков по форме грузоприемного основания

Так, в зависимости от формы грузоприемного основания выделяют:

Консольные (балочные) – устанавливаются в некоторых типах весов, при взвешивании контейнеров и т.д.;
S-образные – применяются для измерения поднимаемых грузов;
Мембранные – используются в системах контроля, высокоточных измерителях и т.д.;
Колонные – монтируются в оборудовании с большой массой;

В зависимости от вида метода измерения все тензодатчики подразделяются на:

Резистивные – в основе работы лежит тензорезистор или мост из них, расположенный на гибком основании. Такой тензодатчик крепится к поверхности измерителя и реагирует на механические деформации. В соответствии с п.1.1 ГОСТ 21616-91 разделяются на проволочные и фольгированные. По количеству и форме разделяются на одиночные, розетки, цепочки, мембранные розетки.
Тактильные – состоят из двух проводников, между которыми расположена перфорированная пленка диэлектрика. При нажатии проводники продавливают мягкий диэлектрик и обеспечивают некую проводимость, чем изменяется величина сопротивления. По типу измерения бывают датчики касания, проскальзывания, усилия.
Пьезорезонансные – основаны на полупроводниковых элементах, в таких тензодатчиках происходит сравнение реального сигнала с эталонным.
Пьезоэлектрические – основаны на собственном напряжении выхода электронов некоторых полупроводниковых кристаллов. При воздействии усилия на кристалл меняется и величина зарядов, что передается на измерительный орган тензодатчика.
Магнитные – используют свойство магнитных проводников изменять величину магнитной проницаемости в зависимости от физических параметров. При сжатии или растяжении сердечника, электромагнитный поток, формируемый катушкой, будет изменяться. В результате чего индуктивность тензодатчика также отклонится от образцового состояния.
Емкостные – используют эффект переменного конденсатора, в котором с уменьшением расстояния между пластинами будет возрастать емкость. А при увеличении расстояния или уменьшении площади пластин емкость уменьшится.

В соответствии с п.1.2 ГОСТ 28836-90 по характеру прилагаемого усилия тензодатчики можно разделить на те, которые реагируют на сжатие, растяжение и универсальные.

Схемы подключения

На практике применяются различные способы подключения тензодатчика в общую цепь. Наиболее простой вариант – схема четырехпроводного подключения, которая приведена на рисунке 6 ниже:

Рис. 6. Четырехпроводная схема подключения

В данном случае схема подключения подразумевает строгое соблюдение цветовой маркировки проводов: красного и белого для подачи напряжения питания, а черного и зеленого для съема получаемого сигнала. Пятый провод используется для заземления корпуса оборудования, в некоторых моделях используется экран для устранения помех. Такой вариант применяется для силовых датчиков, слаботочного оборудования, устанавливаемого непосредственно в месте измерения и фиксации результата. На практике может реализоваться следующим образом:

Рис. 7. Практическая реализация четырехпроводной схемы подключения

Когда весоизмерительный блок удален от контрольного блока, используется шестипроводная схема для исключения влияния омического сопротивления проводов питания на результат измерений.

Рис. 8. Шестипроводная схема с цепью обратной связи

Выводы + E и – E применяются для подачи напряжения питания на тензодатчик. С клемм + Sen и – Sen снимается падение напряжения на проводах, которое затем вычитается из результирующего сигнала. Контакты + S и – S используются для съема показаний, функция вычитания реализуется следующим образом:

Рис. 9. Практическая реализация вычитания напряжения

Назначение

Тензодатчик устанавливается в различных приборах и приспособлениях для отслеживания реакции на физическое воздействие. На сегодняшний день сфера его применения охватывает самые различные отрасли промышленности и народного хозяйства, где он используется для:

Измерения веса – устанавливается в электронных весах различного типа.
Определения ускорения – применяется при испытании транспортных средств.
Измерения давления – распространено в сфере обработки поверхностей, при контроле прилагаемого усилия, в механических средствах и т.д.
Контроля перемещения – фиксируют перемещение строительных элементов, фундаментов, сейсмологических приспособлений и т.д.
Измерения крутящего момента – применяется в машиностроительной отрасли, для технического обслуживания и прочих.

Как выбрать?

При выборе модели для измерения какого-либо физического усилия или веса, необходимо руководствоваться основными параметрами сенсора. К таким характеристикам относятся:

Тензодатчики (типа "мост" и типа "полу-мост") и микросхема HX711 — связка, которая позволит создавать устройства для измерения веса или давления, оказываемого на поверхность датчика, а затем передавать эти показания (с высокой точностью) на плату Arduino.

Видео:

Спецификация:

Спецификация HX711

Спецификация тензодатчиков мостовых

Спецификация тензодатчика полумостового

Максимальный вес: 50 кг;
Размеры: 34мм х 34мм х 9мм;

Подробнее о плате HX711:

Микросхема HX711 позволяет с высокой точностью получать показания веса или давления, оказываемого на тензодатчик (он же - тензорезистор).

Микросхема имеет 2 канала считывания показания счётчика: А и В:

Канал А имеет возможность выбора коэффициента усиления: 64 или 128.
Канал В имеет фиксированный коэффициент усиления, равный 32.

Это позволяет подключать к микросхеме HX711 до 2 независимых тензодатчиков! Однако, следует помнить, что чем выше коэффициент усиления, тем выше точность измерения показаний.

Подробнее о датчиках:

Тензорезистивные датчики предназначены для создания на их основе весов, датчиков давления или концевых датчиков.

В основе своей конструкции имеют тонкоплёночные резисторы, которые изменяют своё сопротивление при деформации.

Существует 2 версии данных датчиков:

1 — те, в которых резисторы объединены в мост, подключённый непосредственно к АЦП, который фиксирует изменения значений резисторов. Датчики выполнены из алюминия, имеют форму бруска с 4 отверстиями на одной плоскости и особым сдвоенным отверстием на другой. При установке датчике в рабочее положение необходимо жёстко закрепить одну его сторону, а на вторую установить (при необходимости) платформу для завешивания грузов. Имеют на выходе из датчика 4 провода.

Схема устройства и подключения мостового датчика к микросхеме HX711:

2 — те, в которых резисторы объединены в полумост, подключаются между собой, чтобы образовать полный мост и, затем, подключаются к АЦП, который фиксирует изменения значений резисторов. Имеют на выходе из датчика 3 провода. Схема их устройства и подключения следующая:

Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:

Для 1 тензодатчика:

Для 4 тензодатчиков:

Обратите внимание на то, что если полученные значения имеют отрицательный знак, то вам следует поменять местами датчики, подключенные к выводам А+ и А -

Следует также отметить, что показания тензодатчиков зависят от температуры окружающей среды — при разных температурах показания могут отличаться. Помните это и используйте "тарирование" (обнуление значений датчика) каждый раз при резких перепадах температуры. Если же работа датчика предполагается в условиях перепада температур в известном диапазоне, то вы можете воспользоваться одним из датчиков температуры и создать таблицу зависимости калибровочного коэффициента ( calibration_factor ) от температуры.

Подключение:

Микросхема HX711

На плате есть два разъёма – P1 и P2, на которых имеются следующие обозначения:

Каждый человек, так или иначе, старается облегчить свой быт и труд. Для чего во все времена использовались различные вспомогательные механизмы или прирученные животные. В наше время, функции управления первыми, и некоторые возможности вторых возлагаются на компьютеры. Существуют и миниатюрные их варианты, предназначенные в первую очередь, для управления различными устройствами. Причем речь идет не только о бесконечном и однообразном повторении установленных изначально действий, но и об участии в процессе определенной логики. Которая, в свою очередь, опирается на текущее состояние различных внешних факторов. Мы говорим о микроконтроллерах — ограниченных ресурсами компьютерах, возможностей которых тем не менее достаточно для получения информации с чувствительных устройств — датчиков, обработки ее и передачи определенных команд конечным исполнителям.

В разрезе темы статьи речь пойдет о популярной платформе Arduino, аналого-цифровом преобразователе HX711 и подключаемых к нему тензодатчиках.

Зачем все это необходимо

Упомянутая связка позволяет создать на основе микроконтроллера систему определяющую давление или вес на поверхности чувствительного элемента. Практическое применение аналогичная конструкция имеет на птичниках, когда происходит поштучное взвешивание проходящих живых куриц или уток. Для процедуры в Агро секторе предусмотрен узкий коридор движения особей с датчиком прохождения единицы и платформой определения массы. Кроме названой ниши, точность устройства вполне позволяет его использовать в торговле, связывая разработанные на основе тензометрических сенсоров весы с кассовым аппаратом или компьютером-посредником, ведущим бухгалтерию.

Пригодится аппарат и пасечникам — объединив весы с передатчиком Bluetooth или GSM-модемом можно контролировать «налет» веса пчел в различные периоды года. Достаточно знать чистую массу улья. Все что выше, как раз и будет воск, пчелы и мед.

Принцип работы тензодатчика

Вообще, на рынке присутствуют три варианта тензодатчиков. Емкостные, на основе пьезоэлементов, и использующие упругие резисторы Уитстона. У последних фамилия указывает не марку модели, а имя изобретателя.

В любом случае, работа сенсора построена на изменении характеристик элемента при деформации. В емкостных, соответственно, повышается или уменьшается энергетическая вместимость детали, для пъезо- кристаллических варьируется проходящий ток, а резистивные — регулируют сопротивление участка цепи. Так как наиболее доступны последние из списка, они и будут рассмотрены в теле статьи.

Сенсоры настоящего типа присутствуют на рынке в полу- и мостовом варианте исполнения. Главное отличие, что первые можно применять раздельно на одной линии. А если конкретно — включение 4 полу мостовых датчиков в конструкцию единых весов дадут большую точность, чем двух полноформатных.

С виду — тензодатчик Ардуино выглядит как своеобразный алюминиевый брусок, с крепежными отверстиями. На его гранях видно размещенные там тонкопленочные резисторы, на которые собственно и помещается платформа с грузом. Количество выходов — 3 в случае полу мостовых и 4 у полных. Две линии используются для питания, остальные с целью передачи аналоговой информации на исполняющее устройство.

На одной из граней обычно указан максимально допустимый вес нагрузки.

Характеристики оборудования, его настройка, примечания

Здесь начать стоит непосредственно с преобразователя аналогового сигнала в цифровой, а конкретно с платы-посредника между Arduino и тензодатчиками — HX711:

Частота обработки входящих сигналов: от 10 до 80 раз в секунду.
Питание: 2.5–5.5 В при 10 мА.
Минимальное напряжение на входе:

Основное назначение устройства в конвертации объема поступающего тока в бинарный формат. Причем чувствительность аппарата непосредственно зависит от установленного режима усиления линии:

Коэффициент	Пиковый ток
32	± 80 мА
64	± 40 мА
238	± 20 мА

В тех случаях, когда на вход АЦП поступает ток меньше нижней границы диапазона, на его выходе будет выдано 800000h, а если больше верхней — 7FFFFFh.

К сожалению, есть у преобразователя HX711 определенные проблемы. К примеру, точность его работы сильно зависит от температуры окружающей среды. Дополнительно, даже в нормальном режиме, происходит изменение определяемых аналоговых значений. То есть, результирующие коды все время «бегают» в определенных, достаточно сильных пределах:

Один из немногих дельных советов для таких случаев, выясненный при помощи интернет, — использовать для питания ровно 5 В в отношении датчиков и самого АЦП, а также снизить частоту определения до 10 Гц. Кроме того, пользователи названой платы применяют линейные фильтры на вводе и рекомендуют делать больший упор в конструкциях на канал B — он менее шумный. Также хорошим стабилизатором показаний будет опрос 10 значений и вывода среднего. Вариантом можно применить сборки на основе АЦП HX710A. Названый конвертер дополнительно оснащен сенсором температуры, корректирующим выходные данные.

К Ардуино преобразователь соединяется четырьмя контактами, два из которых питание, а остальные применяются в деле передачи данных:

Arduino	HX711
5V	VCC
GND	GND
DT	Цифровой вывод
SCK	Цифровой вывод

Закончив с конвертером аналога в цифру для Ардуино, перейдем к характеристикам, которыми обладают сами тензодатчики:

Критичная измеряемая масса: 50 кг.
Размеры: 9×34×34 мм.

На выходе полу мостового тензодатчика три провода, которыми он подключается к HX711. Классически они имеют следующее цветовое разделение:

Контакт	Цвет
А+	Белый
E-	Черный
E+	Красный

Предельный вес: 1–20 кг.
Габариты: 14×14×80.5 мм.

У мостового детектора четыре исходящих контакта, имеющих следующую цветовую дифференциацию:

Контакт	Цвет
А+	Белый
E-	Черный
E+	Красный
A-	Зеленый

На обоих видах резистивных детекторов присутствуют отверстия под крепежные болты M4/5.

Схемы соединения и скетчи

Сами тензодатчики подключаются по схеме в зависимости от их типа — полу-, или мостового, а также общего количества чувствительных элементов. На плате HX711 размещены два аналоговых входа, соответственно к АЦП можно присоединить или четыре половинчатых детектора или два полных.

Соединение с единичным датчиком полумоста

Соединение с четырьмя полумостовыми тензодатчиками

По причине того, что в цепях с участием HX711 важным фактором служит только физическое соединение чувствительных элементов, никакого отличия от предыдущего скетча по получению показаний — нет.

Соединение с одним мостовым тензодатчиком

Опять же, и для представленной схемы скетч изменений не требует. Есть только у некоторых специалистов замечание, по вычислению и установке CF — переменной поправки:

void setCF() HX711ctl.set_scale(); // - //
HX711ctl.tare(); // Очистка показаний датчика
const WOS = 200; // вес платформы
float CFM[10],CF=0,CR=0.035274;
for (int j=0;j < 10; j++) CFM[j] = HX711ctl.get_units(1) / (WOS / CR);
CF += CFM[j];
>
CF=CF/10;
HX711ctl.set_scale(CF);
>

Библиотека HX711.h

Проект электронных весов с управлением и экраном

От простых схем, перейдем к более сложной и функциональной. Готовому решению по конструкции электронных весов с кнопками управления и жидкокристаллическим экраном. Понадобится:

Наименование	Количество
Arduino UNO	1
Экран 0.96 Oled Display с интерфейсом I2C	1
Резисторы 10кОм	4
Тактовые кнопки	4
Плата HX711	1

Подключение тензодатчиков к HX711 выполняется по одной из схем, описанных ранее, для остального применяют следующие соединения:

Читайте также: