مقياس الشد من اردوينو بخلية تحميل أمتعة 40 كجم ومضخم HX711: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

يصف Instructable كيفية عمل مقياس توتر باستخدام أجزاء متاحة بسهولة من الرف.

المواد المطلوبة:

1. Arduino - يستخدم هذا التصميم معيار Arduino Uno ، كما يجب أن تعمل إصدارات Arduino الأخرى أو النسخ المستنسخة أيضًا

2. HX711 على لوحة الاختراق - تم تصنيع هذه الرقاقة خصيصًا لتضخيم الإشارات من خلايا الحمل والإبلاغ عنها إلى متحكم دقيق آخر. يتم توصيل خلايا التحميل بهذه اللوحة ، وهذه اللوحة تخبر Arduino بما تقيسه خلايا التحميل.

3. خلية تحميل الشد (40 كجم) مع الأقواس. هناك خياران للحصول على أحدهما. يمكنك شراء واحدة مصنوعة بالفعل (سهلة) ، أو يمكنك تفكيك ميزان أمتعة رقمي رخيص وإزالة خلية التحميل (أصعب ولكن قد يكون لديك بالفعل واحدة موجودة). يمكنك شراء واحدة مصنوعة بالفعل باستخدام HX711 من هنا:

إذا قمت بشراء المجموعة ، فالرجاء ترك تعليق! انها حقا مفيدة للمشترين في المستقبل.

4. تركيب الأجهزة. اعتمادًا على التطبيق الخاص بك ، يمكن أن يكون هذا عبارة عن حبل أو مسامير أو روابط مضغوطة أو أي شيء يعلق الأقواس بالقوة التي تريد قياسها.

5. أسلاك بألوان مختلفة لتوصيل جميع الأجزاء

6. امدادات الطاقة لاردوينو

الخطوة 1: قم بتركيب خلية التحميل

أولاً سنقوم بتركيب خلية التحميل. سيكون الحامل الخاص بك فريدًا ، ولكن إليك الإرشادات التي تحتاج إلى اتباعها:

1. خلية الحمل الفولاذية عبارة عن لوح به مقاييس إجهاد ملتصقة بالوسط. تقيس خلية الحمل القوة من خلال استشعار مقدار انحناء خلية الحمل.

2. يتم تثبيت الأقواس من خلال الفتحات الموجودة في نهايات حزمة خلية التحميل. يتم تشكيل الأقواس بحيث يتم تطبيق قوة السحب في وسط حزمة خلية الحمل. بسبب شكلها وموقع المرفق ، تنحني حزمة خلية الحمل عند سحب الأقواس.

3. ربط الأقواس بما تريد قياسه. من الأفضل القيام بذلك بشيء يمكن أن يتحرك بحرية (مثل سلسلة أو خطافات أو خيط قوي أو روابط مضغوطة). تريد أن تكون خلية الحمل ومجموعة القوس قادرة على توسيط نفسها في اتجاه الحمل حتى يكون القياس دقيقًا.

الخطوة 2: قم بتوصيل خلية الحمل و HX711

راجع مخطط الأسلاك لمعرفة كيفية توصيل خلايا التحميل و HX711 و Arduino.

في خلايا تحميل نمط الأمتعة مثل تلك الموضحة ، يتم بالفعل توصيل مقاييس الإجهاد المتعددة معًا لجسر ويتستون. كل ما عليك فعله هو توصيل الأسلاك بلوحة HX711 بالاتجاه الصحيح.

الخطوة 3: أضف مكتبة HX711 إلى Arduino IDE الخاص بك

مكتبة HX711 متاحة هنا:

انظر هذا الرابط على موقع Arduino للحصول على إرشادات حول كيفية إضافة المكتبة إلى Arduino IDE الخاص بك:

الخطوة 4: المعايرة والوزن

لدى Sparkfun برامج Arduino رائعة لتشغيل الميزان. تتوفر أحدث الإصدارات على GitHub وأعيد طبعها أدناه:

الخطوة الأولى في البرنامج هي تحديد عوامل المعايرة للمقياس. للقيام بذلك ، قم بتشغيل هذا الرمز

/*

مثال على استخدام لوحة اندلاع SparkFun HX711 بمقياس بواسطة: Nathan Seidle SparkFun Electronics التاريخ: 19 نوفمبر 2014 الترخيص: هذا الرمز هو مجال عام ولكنك تشتري لي بيرة إذا كنت تستخدم هذا ونلتقي يومًا ما (ترخيص Beerware). هذا هو رسم المعايرة. استخدمه لتحديد calibration_factor الذي يستخدمه المثال الرئيسي. كما أنه يُخرج العامل الصفري المفيد للمشاريع التي لها كتلة دائمة على المقياس بين دورات الطاقة. قم بإعداد الميزان الخاص بك وابدأ الرسم بدون وزن على الميزان بمجرد عرض القراءات ضع الوزن على المقياس اضغط +/- أو a / z لضبط معامل_المعايرة حتى تطابق قراءات الإخراج الوزن المعروف استخدم هذا calibration_factor في مثال الرسم يفترض هذا المثال باوند (رطل). إذا كنت تفضل الكيلوغرامات ، قم بتغيير Serial.print ("lbs") ؛ خط إلى كجم. سيكون عامل المعايرة مختلفًا بشكل كبير ولكنه سيكون مرتبطًا خطيًا بالرطل (1 رطل = 0.453592 كجم). قد يكون عامل المعايرة إيجابيًا جدًا أو سلبيًا جدًا. كل هذا يتوقف على إعداد نظام الميزان الخاص بك والاتجاه الذي تنحرف به المستشعرات عن الحالة الصفرية يستخدم هذا الرمز المثال مكتبة bogde الممتازة: "https://github.com/bogde/HX711" مكتبة bogde تم إصدارها بموجب ترخيص GNU العام العام Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND سيكون معظم أي دبوس على Arduino Uno متوافقًا مع DOUT / CLK. يمكن تشغيل لوحة HX711 من 2.7 فولت إلى 5 فولت ، لذا يجب أن تكون طاقة Arduino 5V جيدة. * / # تضمين "HX711.h" # تعريف LOADCELL_DOUT_PIN 3 # تعريف LOADCELL_SCK_PIN 2 مقياس HX711 ؛ تعويم calibration_factor = -7050 ؛ // - 7050 عملت من أجل إعداد باطل إعداد المقياس الأقصى 440 رطل () {Serial.begin (9600) ؛ Serial.println ("رسم معايرة HX711") ؛ Serial.println ("إزالة كل الوزن من الميزان") ؛ Serial.println ("بعد بدء القراءات ، ضع الوزن المعروف على المقياس") ؛ Serial.println ("Press + أو a لزيادة عامل المعايرة") ؛ Serial.println ("اضغط - أو z لتقليل عامل المعايرة") ؛ scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN ، LOADCELL_SCK_PIN) ، scale.set_scale () ؛ scale.tare () ؛ // إعادة تعيين المقياس إلى 0 long zero_factor = scale.read_average () ؛ // احصل على خط أساسي لقراءة Serial.print ("عامل الصفر:") ؛ // يمكن استخدام هذا لإزالة الحاجة إلى تفريخ الميزان. مفيد في المشاريع ذات الحجم الدائم. Serial.println (zero_factor) ؛ } حلقة فارغة () {scale.set_scale (calibration_factor)؛ // ضبط على عامل المعايرة هذا Serial.print ("Reading:") ؛ Serial.print (scale.get_units ()، 1) ؛ Serial.print ("رطل") ؛ // قم بتغيير هذا إلى kg وأعد ضبط عامل المعايرة إذا اتبعت وحدات SI مثل شخص عاقل Serial.print ("calibration_factor:") ؛ Serial.print (calibration_factor) ؛ Serial.println () ، if (Serial.available ()) {char temp = Serial.read () ؛ إذا كانت (temp == '+' || temp == 'a') calibration_factor + = 10 ؛ وإلا إذا كانت (temp == '-' || temp == 'z') calibration_factor - = 10 ؛ }}

بعد معايرة الميزان ، يمكنك تشغيل نموذج البرنامج هذا ، ثم اختراقه لأغراضك الخاصة:

/*

مثال على استخدام لوحة اندلاع SparkFun HX711 بمقياس بواسطة: Nathan Seidle SparkFun Electronics التاريخ: 19 نوفمبر 2014 الترخيص: هذا الرمز هو مجال عام ولكنك تشتري لي بيرة إذا كنت تستخدم هذا ونلتقي يومًا ما (ترخيص Beerware). يوضح هذا المثال ناتج المقياس الأساسي. راجع مخطط المعايرة للحصول على calibration_factor لإعداد خلية التحميل المحدد. يستخدم رمز المثال هذا مكتبة bogde الممتازة: "https://github.com/bogde/HX711" تم إصدار مكتبة bogde بموجب ترخيص GNU GENERAL PUBLIC LICENSE يقوم HX711 بعمل شيء واحد جيدًا: قراءة خلايا التحميل. تتوافق لوحة الاختراق مع أي خلية تحميل تعتمد على جسر حجر القمح والتي يجب أن تسمح للمستخدم بقياس كل شيء من بضعة جرامات إلى عشرات الأطنان. Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND يمكن تشغيل لوحة HX711 من 2.7 فولت إلى 5 فولت ، لذا يجب أن تكون طاقة Arduino 5V جيدة. * / #include "HX711.h" #define calibration_factor -7050.0 // يتم الحصول على هذه القيمة باستخدام رسم SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 مقياس HX711 ؛ إعداد باطل () {Serial.begin (9600) ؛ Serial.println ("عرض مقياس HX711") ؛ scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN ، LOADCELL_SCK_PIN) ، scale.set_scale (calibration_factor) ؛ // يتم الحصول على هذه القيمة باستخدام SparkFun_HX711_Calibration Sketch scale.tare () ؛ // بافتراض عدم وجود وزن على الميزان عند بدء التشغيل ، قم بإعادة تعيين المقياس إلى 0 Serial.println ("القراءات:") ؛ } void loop () {Serial.print ("Reading:")؛ Serial.print (scale.get_units ()، 1) ؛ يُرجع //scale.get_units () قيمة عائمة Serial.print ("lbs") ؛ // يمكنك تغيير هذا إلى kg ولكنك ستحتاج إلى إعادة تشكيل calibration_factor Serial.println () ؛ }