Paano Bumuo ng Mga Timbangan ng Arduino: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Sa Restart Project sa London nagsasagawa kami ng mga kaganapan sa pag-aayos kung saan inaanyayahan ang mga miyembro ng publiko na magdala ng lahat ng uri ng mga de-koryenteng at elektronikong item para maayos, upang mai-save sila mula sa landfill. Ilang buwan na ang nakakalipas (sa isang kaganapan na hindi ko talaga naroroon) ang isang tao ay nagdala ng ilang mga masamang kusina na may bigat na kaliskis na walang maaaring ayusin.

Hindi ko pa nakita sa loob ng anumang mga digital na timbang na kaliskis at hindi alam kung paano gumagana ang mga ito, kinuha ko ito bilang isang hamon na saliksikin sila, sa proseso, pagbuo ng dalawang bersyon ko.

Kung nais mong bumuo ng iyong sariling mga kaliskis sa pagtimbang o isama ang isang function ng pagtimbang sa isang mas malawak na proyekto, maaari mong gamitin ang Instructable na ito bilang isang batayan, anuman ang iyong mga kinakailangan, mula sa pagtimbang ng mga praksiyon ng isang gramo hanggang sa maraming kilo.

Samakatuwid ay tumutok ako sa electronics, ang software at ang mga pangunahing batayan. Kung paano mo mapagtanto ang iyong sariling proyekto ay nasa sa iyo mismo.

Ipapakita ko rin sa iyo kung paano i-calibrate ang mga ito, kahit na wala kang anumang karaniwang mga timbang.

Natapos ang aking pagsasaliksik at napatunayan ito sa pamamagitan ng pagbuo ng aking sariling kaliskis, isinulat ko ang mga prinsipyo ng pagtimbang ng mga kaliskis, kasama ang anumang mahihinuha ko tungkol sa paghahanap ng kasalanan, sa Restart Project Wiki. Pumunta at tingnan!

Hakbang 1: Pagpili ng Iyong Mga Load Cell

Ang lahat ng mga kaliskis sa timbang na digital ay binuo sa paligid ng alinman sa isang 4-terminal load cell o apat na 3-terminal load cells. Alin ang makukuha ay depende sa kung anong uri ng kaliskis ang nais mong gawin. Lahat sila ay katugma sa electrically at medyo mura upang mabago mo ang iyong isip sa paglaon, o makakuha ng higit sa isang uri upang mag-eksperimento.

Para sa mga kaliskis sa kusina o postal na may maximum na pag-load sa saklaw na 100g hanggang 10kg, maaari kang makakuha ng 4-terminal load cells na binubuo ng isang aluminyo bar. Naka-mount ito nang pahalang, sinusuportahan sa isang dulo at sinusuportahan ang platform ng pagtimbang sa kabilang panig. Mayroon itong 4 na mga gauge ng pilay na nakakabit dito. Ganap na ipinaliwanag ko kung paano ito gumagana sa aking artikulo sa wiki kaya hindi ko ito ulitin dito.

Ang mga ito ay hindi gaanong angkop para sa mas mabibigat na karga tulad ng mga kaliskis sa banyo, kung saan ang buong timbang ng isang tao, na hindi kinakailangang nakasentro sa platform, ay mas mahusay na sinusuportahan ng 4 na mga cell ng pag-load na sumusuporta sa 4 na sulok ng platform.

Dito mas angkop ang apat na 3 terminal cell ng pag-load. Ang mga na-rate na 50kg bawat isa ay malawak na magagamit, na magkakasama ay magtimbang ng hanggang sa 200kg.

Ang iba na may mas mataas pang mga rating ay dinisenyo para sa pagsuspinde ng bigat na sinusukat pagkatapos ng moda ng mga kaliskis sa bagahe

Hakbang 2: Ano Pa ang Kailangan Mo

Bilang karagdagan sa iyong cell ng pag-load o pag-load ng mga cell, kakailanganin mo ang:

• Isang Arduino. Maaari mong gamitin ang halos anumang uri na gusto mo ngunit ginamit ko ang Nano dahil mayroon itong built-in na interface ng USB at nagkakahalaga lamang ng ilang pounds.
• Isang module ng HX711. Maaari itong mai-bundle gamit ang iyong cell ng pag-load ngunit magagamit na napaka-mura bilang isang hiwalay na item mula sa maraming mga mapagkukunan.
• Para sa prototyping, isang 400 point breadboard, jumper lead, pin at socket strips.

Kakailanganin mo rin ang kahoy, plastik, turnilyo, pandikit, o anumang kailangan mo para sa iyong partikular na bersyon ng proyekto.

Hakbang 3: Paghahanda ng Mga Bahagi

Upang magamit ang HX711 module sa breadboard, maghinang ng isang 4-malawak na pinstrip sa mga interface pin (GND, DT, SCK, VCC) ng HX711.

Para sa madaling koneksyon at pagdiskonekta ng cell ng pag-load (lalo na kung nag-eksperimento ka sa higit sa isang uri) maghinang ng isang 6 na lapad na pin socket strip sa mga analogue pin. (Kailangan mo lamang ang mga E +, E-, A- at A + na mga pin ngunit nilagyan ko rin ng isang 6 na lapad na strip kung sakaling nais kong mag-eksperimento sa dalawa pa.)

Kung gumagamit ka ng isang 4-wire load cell kakailanganin mong maghinang ang 4 na lead mula sa load cell patungo sa isang 4-wide pin strip. Ang unang dalawang pin ay magiging E + at E- at ang iba pang dalawang A- at A +. Nag-tape ako sa mga joint ng solder na may PVC tape upang maprotektahan sila. Ang isang marka sa isang dulo at isang kaukulang marka sa socket ng pin ay nangangahulugang alam ko kung aling paraan ang bilog upang ikonekta ito, kahit na sa palagay ko hindi ito mahalaga.

Iba't ibang mga kulay ng mga cell ng pagkarga ng mga code ang mga wire nang iba, ngunit madaling sabihin kung alin ang alin. Sa pamamagitan ng isang test meter sa isang saklaw ng paglaban, sukatin ang paglaban sa pagitan ng bawat pares ng mga wire. Mayroong 6 mga posibleng pares ng 4 na mga wire ngunit makakakuha ka lamang ng 2 magkakaibang mga pagbabasa. Magkakaroon ng 2 pares na magbasa ng 33% higit sa iba pang 4, sabihin nating, 1, 000Ω sa halip na 750Ω. Ang isa sa mga pares na iyon ay E + at E- at ang isa pa ay A + at A- (ngunit hindi mahalaga kung alin).

Kapag nakuha mo na ang lahat ng gumana, kung ang sukat ay nagbabasa ng isang negatibong timbang kapag inilagay mo ang isang bagay dito, palitan ang E + at E-. (O A + at A- kung mas madali ito. Ngunit hindi pareho!)

Hakbang 4: Paano Gumamit ng 3-wire Load Cells

Kung gumagamit ka ng apat na 3-wire load cells kailangan mo itong i-wire sa amin kasama ang isang piraso ng stripboard, at kunin ang mga koneksyon na E +, E-, A + at A- mula sa kombinasyon.

Dahil ang mga kulay ng kawad mo ay maaaring magkakaiba sa akin, tawagan natin ang 3 mga kulay ng kawad ng bawat load cell A, B at C.

Sa pamamagitan ng isang test meter sa isang saklaw ng paglaban, sukatin ang paglaban sa pagitan ng bawat pares ng mga wire. Mayroong 3 posibleng pares, ngunit susukat ka lamang ng 2 magkakaibang pagbabasa. Tukuyin ang pares na nagbasa ng dalawang beses alinman sa iba pang dalawa. Tawagan ang pares na A at C. Ang iniwan mo ay si B. (Ang paglaban sa pagitan ng B at alinman sa A o C ay kalahati ng paglaban sa pagitan ng A at C.)

Sa simpleng pahayag, kailangan mong i-wire ang 4 na mga cell ng pag-load sa isang parisukat, na may A wire ng bawat konektado sa A wire ng kanyang kapit-bahay, at ang C wire sa C wire ng kapit-bahay nito sa kabilang panig. Ang mga B wire ng dalawang load cells sa magkabilang panig ng parisukat ay E + at E-, at ang mga B wire ng ibang pares ay A + at A-

Hakbang 5: Pag-kable sa Breadboard

Ang pag-mount up ng breadboard ay napakasimple, na nangangailangan lamang ng 4 na jumper. Ang librong Fritzing ay inalok lamang sa akin ng isang bahagyang naiibang bersyon ng HX711 module mula sa minahan ngunit ang mga kable ay pareho. Maaari mong sundin ang diagram, o kung gumagamit ka ng ibang Arduino, i-wire ito tulad ng sa talahanayan sa ibaba:

Arduino Pin HX711 Pin 3V3 VCC GND GND A0 SCK A1 DT

Hakbang 6: Pag-mount sa Mga Cell Load

Ang uri ng aluminyo bar ng load cell ay may dalawang may sinulid na mga butas sa bawat dulo. Maaari mong gamitin ang isang pares upang mai-mount ito sa isang angkop na base na may pagitan ng spacer. Ang iba pang pares na maaari mong gamitin sa parehong paraan upang mai-mount ang isang platform ng pagtimbang, muli, na may isang spacer. Para lamang sa mga layuning pang-eksperimentong maaari mong gamitin ang anumang mga piraso ng scrap kahoy o plastik na kailangan mong ibigay, ngunit para sa isang makintab na produkto ng pagtatapos nais mong mag-ingat nang higit pa.

Ang pinakamadaling paraan upang mai-mount ang apat na 3-wire load cells ay sa pagitan ng dalawang piraso ng chipboard. Gumamit ako ng isang router upang makagawa ng 4 na mababaw na indentasyon sa base upang positibong hanapin ang apat na mga cell. Sa aking kaso ang mga indentasyon ay nangangailangan ng isang bahagyang mas malalim na gitnang balon upang ang dalawang mga rivet sa ilalim ay hindi nakasalalay sa base.

Gumamit ako ng isang mainit na natunaw na pandikit na baril upang i-hold ang mga cell ng pagkarga sa base at upang ayusin ang stripboard papunta sa base sa gitna. Pagkatapos ay pinindot ko ang platform ng pagtimbang ng malakas sa kanila upang ang mga pimples sa tuktok ng mga cell ng pag-load ay gumawa ng bahagyang mga indentation. Pinalalim ko ang mga ito sa router at sinuri na nakahanay pa rin sila nang maayos sa mga load cell. Pagkatapos ay naglagay ako ng mainit na natunaw na pandikit sa at sa paligid ng bawat pagkakabitin at mabilis na pinindot ang platform ng pagtimbang sa mga cell ng pag-load bago tumigas ang kola.

Hakbang 7: Programming ang Arduino

Ipinapalagay kong mayroon kang naka-install na Arduino IDE sa iyong computer at alam kung paano ito gamitin. Kung hindi, suriin ang isa sa maraming mga Arduino tutorial - hindi iyon ang hangarin ko dito.

Mula sa mga drop-down na menu ng IDE, piliin ang Sketch - Isama ang Library - Pamahalaan ang Mga Aklatan…

I-type ang hx711 sa box para sa paghahanap. Dapat itong makahanap ng HX711-master. I-click ang I-install.

I-download ang kalakip na file na HX711.ino halimbawa ng sketch. Mula sa drop-down na menu ng IDE File, buksan ang file na na-download mo lamang. Sasabihin ng IDE na kailangan itong nasa isang folder - payagan itong ilagay sa isa.

Compile at i-upload ang sketch, pagkatapos ay mag-click sa serial Monitor sa IDE.

Nasa ibaba ang ilang halimbawa ng output. Sa yugto ng pagsisimula ay nagpapakita ito ng isang average ng 20 hilaw na pagbabasa mula sa HX711, pagkatapos ay itinatakda ang pagkapagod (ibig sabihin ang zero point). Pagkatapos nito ay nagbibigay ito ng isang solong hilaw na pagbabasa, isang average ng 20 at isang average ng 5 mas mababa ang tare. Sa wakas, isang average na 5 mas mababa ang tare at hinati ng scale factor upang magbigay ng isang naka-calibrate na pagbabasa sa gramo.

Para sa bawat pagbabasa ay binibigyan nito ang naka-calibrate na average na 20, at ang karaniwang paglihis. Ang karaniwang paglihis ay ang galit ng mga halagang nasa loob kung saan 68% ng lahat ng mga sukat ang inaasahang magsisinungaling. Ang 95% ay namamalagi sa loob ng dalawang beses sa saklaw na ito at 99.7% sa loob ng tatlong beses sa saklaw. Samakatuwid kapaki-pakinabang ito bilang isang sukatan ng saklaw ng mga random na error sa resulta.

Sa halimbawang ito, pagkatapos ng unang pagbasa naglagay ako ng isang bagong pound coin sa platform, na dapat timbangin 8.75g.

HX711 DemoInitializing the scale Raw ave (20): 1400260 Matapos i-set up ang scale: Raw: 1400215 Raw ave (20): 1400230 Raw ave (5) - tare: 27.00 Calibrated ave (5): 0.0 Mga Pagbasa: mean, Std Dev ng 20 pagbasa: -0.001 0.027 Oras na kinuha: 1.850Secs Kahulugan, Std Dev ng 20 pagbasa: 5.794 7.862 Oras na kinuha: 1.848Secs Kahulugan, Std Dev ng 20 pagbasa: 8.766 0.022 Kinuha ang oras: 1.848Secs Mean, Std Dev ng 20 pagbasa: 8.751 0.034 Kinuha ang oras: 1.849Secs Kahulugan, Std Dev ng 20 pagbasa: 8.746 0.026 Kinuha ang oras: 1.848Secs

Hakbang 8: Pagkakalibrate

Ang sketch ng Arduino sa nakaraang hakbang ay naglalaman ng dalawang mga halaga ng pagkakalibrate (o mga kadahilanan ng sukat) na nauugnay sa aking 1kg at aking hanay ng apat na 50kg 3-wire load cells. Ito ay nasa mga linya 19 at 20. Kakailanganin mong magsagawa ng iyong sariling pagkakalibrate, na nagsisimula sa anumang di-makatwirang halaga ng pagkakalibrate tulad ng 1 (sa linya 21).

Wala akong anumang karaniwang mga timbang, kaya para sa 1kg load cell gumamit ako ng isang bagong £ 1 na barya, na may bigat na 8.75g. Mainam na dapat mong gamitin ang isang bagay na may timbang na hindi bababa sa isang ikasampu ng maximum na sukat.

Maghanap ng isang bagay - anuman - ng isang humigit-kumulang na angkop na timbang. Dalhin ito sa iyong lokal na post office, magpanggap na kailangan mong i-post ito, at ilagay sa kaliskis doon at gumawa ng maingat na tala ng timbang. O maaari mo itong dalhin sa isang negosyante tulad ng isang magiliw na lokal na greengrocer. Ang sinumang kagalang-galang na negosyante ay dapat na regular na na-calibrate ang mga kaliskis upang sumunod sa mga pamantayan sa kalakalan.

Mayroon ka na ngayong isang bagay ng kilalang timbang. Ilagay ito sa iyong mga antas at tandaan ang pagbabasa. I-multiply ang iyong kasalukuyang factor ng scale sa pamamagitan ng pagbabasa na nakuha mo at hatiin ang resulta sa kung ano ang dapat na pagbasa, maging sa gramo, kilo, pounds, micro-elephants o kung anong mga yunit na iyong pipiliin. Ang resulta ay ang iyong bagong kadahilanan sa scale. Subukang muli ang iyong nalalaman timbang, at kung kinakailangan, ulitin ang proseso.