Báscula de baño Arduino con celdas de carga de 50 kg y amplificador HX711: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este Instructable describe cómo hacer una báscula usando partes disponibles en el mercado.

Materiales necesitados:

1. Arduino: (este diseño usa un Arduino Uno estándar, otras versiones o clones de Arduino también deberían funcionar)
2. HX711 en placa de conexión: este microchip está especialmente diseñado para amplificar las señales de las celdas de carga e informarlas a otro microcontrolador. Las celdas de carga se conectan a esta placa, y esta placa le dice al Arduino lo que miden las celdas de carga.
3. Células de carga de 50 kg (x4): las células de carga son piezas metálicas de forma especial que tienen galgas extensiométricas pegadas. Las galgas extensométricas son resistencias que cambian su resistencia cuando están dobladas. Cuando la parte metálica se dobla, la resistencia de la celda de carga cambia (el HX711 mide este pequeño cambio en la resistencia con precisión). Puede comprar las celdas de carga y el HX711 como un kit aquí: https://www.amazon.com/Degraw-amplifier-weight-Arduino-Bathroom/dp/B075Y5R7T7/ Si compra el kit, ¡deje un comentario! Es realmente útil para futuros compradores.
4. Superficie de montaje plana y resistente: una pieza rígida de madera dura o metal es ideal
5. Alambres en varios colores para conectar todas las piezas.
6. Fuente de alimentación para Arduino

Paso 1: Monte las celdas de carga

Monte las 4 celdas de carga en la parte inferior de la báscula en las cuatro esquinas. El epoxi funciona bien para mantenerlos en su lugar. Consulte el diagrama de montaje, muestra qué superficie debe montarse en la base y qué superficie debe tocar el piso.

Paso 2: Verifique el cableado de la celda de carga

El diagrama de cableado se realiza asumiendo que la celda de carga está construida como esta imagen.

Para asegurarse de hacerlo bien, asegúrese de averiguar qué dos terminales en las celdas de carga tienen la mayor resistencia entre ellos (por ejemplo, blanco y negro, para que coincida con el esquema), conéctelos en un gran bucle de combinación de colores, como BB WW BB WW y luego excite (E + / E-) dos derivaciones centrales opuestas (R) y detecte (A + / A-) en el otro par de derivaciones centrales.

Esta página de Sackexchange tiene aún mejor información:

Paso 3: Cablee las celdas de carga y el HX711

Consulte el diagrama de cableado para saber cómo conectar las celdas de carga, HX711 y Arduino.

Algunos de los cables de la celda de carga están conectados entre sí para formar lo que se llama una disposición de puente de Wheatstone. Esto puede resultar un poco confuso. Una buena opción para conectar todas las celdas de carga de una manera limpia y fácil de entender es la placa combinadora de celdas de carga SparkFun:

Esta disposición permite que las cargas en todos los diferentes sensores de celdas de carga se combinen y midan a la vez.

Paso 4: agregue la biblioteca HX711 a su IDE de Arduino

La biblioteca HX711 está disponible aquí:

Consulte este enlace en el sitio web de Arduino para obtener instrucciones sobre cómo agregar la biblioteca a su IDE de Arduino:

Paso 5: ¡Calibrar y pesar

Sparkfun tiene excelentes programas Arduino para ejecutar la báscula. Las versiones más actualizadas están disponibles en GitHub y se reproducen a continuación:

El primer paso del software es determinar los factores de calibración de la báscula. Para hacer esto, ejecute este código:

/*

Ejemplo de uso de la placa de conexión SparkFun HX711 con una escala Por: Nathan Seidle SparkFun Electronics Fecha: 19 de noviembre de 2014 Licencia: Este código es de dominio público pero me compras una cerveza si usas esto y nos encontramos algún día (licencia Beerware). Este es el esquema de calibración. Úselo para determinar el factor_calibración que usa el ejemplo principal. También genera el factor cero útil para proyectos que tienen una masa permanente en la escala entre ciclos de energía. Configure su báscula e inicie el boceto SIN un peso en la báscula Una vez que se muestren las lecturas, coloque el peso en la báscula Presione +/- o a / z para ajustar el factor_calibración hasta que las lecturas de salida coincidan con el peso conocido Use este factor_calibración en el esquema de ejemplo Este ejemplo asume libras (lbs). Si prefiere kilogramos, cambie el Serial.print ("lbs"); línea a kg. El factor de calibración será significativamente diferente pero estará relacionado linealmente con lbs (1 lbs = 0.453592 kg). Su factor de calibración puede ser muy positivo o muy negativo. Todo depende de la configuración de su sistema de báscula y la dirección en que los sensores se desvían del estado cero. Este código de ejemplo utiliza la excelente biblioteca de bogde: "https://github.com/bogde/HX711" la biblioteca de bogde se publica bajo una LICENCIA PÚBLICA GENERAL GNU Pin 2 de Arduino -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND La mayoría de los pines del Arduino Uno serán compatibles con DOUT / CLK. La placa HX711 se puede alimentar de 2.7V a 5V, por lo que la potencia de Arduino 5V debería estar bien. * / #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 escala HX711; flotador_factor_calibración = -7050; // - 7050 funcionó para mi configuración de báscula máxima de 440 lb void setup () {Serial.begin (9600); Serial.println ("Esquema de calibración HX711"); Serial.println ("Eliminar todo el peso de la báscula"); Serial.println ("Después de que comiencen las lecturas, coloque el peso conocido en la báscula"); Serial.println ("Presione + o a para aumentar el factor de calibración"); Serial.println ("Presione - oz para disminuir el factor de calibración"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (); scale.tare (); // Restablece la escala a 0 long zero_factor = scale.read_average (); // Obtenga una lectura de referencia Serial.print ("Factor cero:"); // Esto se puede usar para eliminar la necesidad de tarar la balanza. Útil en proyectos a escala permanente. Serial.println (zero_factor); } bucle vacío () {scale.set_scale (factor_calibración); // Ajuste a este factor de calibración Serial.print ("Reading:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); Serial.print ("lbs"); // Cambie esto a kg y reajuste el factor de calibración si sigue las unidades SI como una persona cuerda Serial.print ("calibracion_factor:"); Serial.print (factor_calibración); Serial.println (); if (Serial.available ()) {char temp = Serial.read (); if (temp == '+' || temp == 'a') factor_calibración + = 10; si no (temp == '-' || temp == 'z') factor_calibración - = 10; }}

Después de calibrar la báscula, puede ejecutar este programa de muestra y luego piratearlo para sus propios fines:

/*

Ejemplo de uso de la placa de conexión SparkFun HX711 con una escala Por: Nathan Seidle SparkFun Electronics Fecha: 19 de noviembre de 2014 Licencia: Este código es de dominio público pero me compras una cerveza si usas esto y nos encontramos algún día (licencia Beerware). Este ejemplo demuestra la salida de la báscula básica. Consulte el esquema de calibración para obtener el factor de calibración para la configuración de su celda de carga específica. Este código de ejemplo utiliza la excelente biblioteca de bogde: "https://github.com/bogde/HX711" La biblioteca de bogde se publica bajo una LICENCIA PÚBLICA GENERAL GNU. El HX711 hace una cosa bien: leer celdas de carga. La placa de arranque es compatible con cualquier celda de carga basada en puentes de piedra de trigo, lo que debería permitir al usuario medir todo, desde unos pocos gramos hasta decenas de toneladas. Pin 2 de Arduino -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND La placa HX711 se puede alimentar de 2.7V a 5V, por lo que la potencia de Arduino 5V debería estar bien. * / #include "HX711.h" #define Calibration_factor -7050.0 // Este valor se obtiene usando el boceto SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 HX711 scale; configuración vacía () {Serial.begin (9600); Serial.println ("demostración de la báscula HX711"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (factor_calibración); // Este valor se obtiene utilizando el boceto SparkFun_HX711_Calibration scale.tare (); // Suponiendo que no hay peso en la báscula al inicio, restablezca la báscula a 0 Serial.println ("Lecturas:"); } bucle vacío () {Serial.print ("Leyendo:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); //scale.get_units () devuelve un flotante Serial.print ("lbs"); // Puedes cambiar esto a kg pero necesitarás refactorizar el factor de calibración Serial.println (); }