Делаем простые весы с помощью arduino

Содержание:

Как сделать Ардуино весы на hx711
Подробнее о датчиках:
- Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:
Принцип работы тензодатчиков
Подключение LCD keypad shield к Arduino
Описание протокола I2C
Тензодатчик. Принцип работы, характеристики
Зачем все это необходимо
Устройство
Схемы подключения датчика давления воздуха
- Принципиальная схема
- Скетч
Как подключить тензодатчик к весовому терминалу
Способы монтажа различных видов тензодатчиков
Проверка тензодатчика
Установка датчика нагрузки на платформу и базу
Общие сведения
SoftwareSerial

Как сделать Ардуино весы на hx711

Но, предположим, вы решили сделать простейшие Ардуино весы (мы публиковали отдельный урок), тогда выбирайте один из вариантов, описанных выше, для получения выходящих данных.

Это может быть блютуз или wi-fi модуль, который будет передавать всё на другое устройство. Но можно использовать и обычный LED-экран. Однако, в таком случае, учитывайте, что вам необходимо будет написать немало строчек кода и для того, чтобы этот экран научить выводить нужные вам числа, а в некоторых ситуациях и буквы.

Сами Ардуино весы на hx711 крайне просты, как по конструкции, так и по пайке. Программирование тоже не вызовет больших проблем, ведь, в крайнем случае, вы сможете найти все необходимые библиотеки в интернете. Поэтому можно модифицировать устройство, с помощью дополнительных датчиков переменного электричества.

Выше на картинке вы можете увидеть примерный вариант устройства весов на Arduino Uno. В комплекте с модулем HX711 идет тензорезистор. На фото к нему прикреплены два небольших куска оргстекла — как основа и как опора для измеряемого предмета.

Схема устройства самая простая:

После того как библиотека скачана мы можем добавить наш код. Сначала код программы для калибровки:

/*
 Setup your scale and start the sketch WITHOUT a weight on the scale
 Once readings are displayed place the weight on the scale
 Press +/- or a/z to adjust the calibration_factor until the output readings match the known weight
 Arduino pin 6 -> HX711 CLK
 Arduino pin 5 -> HX711 DOUT
 Arduino pin 5V -> HX711 VCC
 Arduino pin GND -> HX711 GND 
*/

#include "HX711.h"

HX711 scale(A1, A0);   // DT, CLK

float calibration_factor = -3.7; // this calibration factor is adjusted according to my load cell
float units;
float ounces;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HX711 calibration sketch");
  Serial.println("Remove all weight from scale");
  Serial.println("After readings begin, place known weight on scale");
  Serial.println("Press + or a to increase calibration factor");
  Serial.println("Press - or z to decrease calibration factor");

  scale.set_scale();
  scale.tare();  //Reset the scale to 0

  long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading
  Serial.print("Zero factor: "); //This can be used to remove the need to tare the scale. Useful in permanent scale projects.
  Serial.println(zero_factor);
}

void loop() {

  scale.set_scale(calibration_factor); //Adjust to this calibration factor

  Serial.print("Reading: ");
  units = scale.get_units(), 10;
  if (units < 0)
  {
    units = 0.00;
  }
  ounces = units * 0.035274;
  Serial.print(ounces);
  Serial.print(" grams"); 
  Serial.print(" calibration_factor: ");
  Serial.print(calibration_factor);
  Serial.println();

  if(Serial.available())
  {
    char temp = Serial.read();
    if(temp == '+' || temp == 'a')
      calibration_factor += 1;
    else if(temp == '-' || temp == 'z')
      calibration_factor -= 1;
  }
}

И сам код для весов ниже.

В коде добавлен перевод единицы измерения веса из унций в граммы.

#include "HX711.h"

HX711 scale(A1, A0);                          

float calibration_factor = -3.7;          // калибровка!
float units;
float ounces;

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
  scale.set_scale();
  scale.tare();                              //Сбрасываем на 0
  scale.set_scale(calibration_factor);       //Применяем калибровку
}

void loop() { 

  Serial.print("Reading: ");
  
  for(int i = 0;i < 10; i ++) units =+ scale.get_units(), 10;   // усредняем показания считав 10 раз 
  units / 10;                                                   // делим на 10
   
  ounces = units * 0.035274;                                    // переводим унции в граммы              
  Serial.print(ounces);                                          // отправляем в монитор порта
  Serial.print(" grams");  
  Serial.println(); 
}

В целом на этом всё. Более подробные уроки по использованию этого модуля мы обязательно опубликуем в ближайших уроках. Подробный урок по созданию весов на данном модуле смотрите здесь.

Сделайте весы, которые способны измерять не только ваш вес, но и содержание жира в организме, а также воды. Это будет полезно для тех инженеров, которые следят за собой, но покупать дорогие оригинальные весы не хотят по очевидным причинам.

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:

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

Для 1 тензодатчика:

Для 4 тензодатчиков:

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.

Принцип работы тензодатчиков

Во многих отраслях промышленности необходимо измерение размера деформации. Для таких целей применяется тензорезисторы, который помогает преобразовать уровень деформации в определенную электрическую величину. Благодаря этому можно определить её значение.

Тензодатчики – это устройства, которые могут преобразовать механическую деформацию тела в электрический сигнал, который позволяет определить уровень растяжения и сжатия конкретного предмета. Он является резистивным преобразователем и считается одним из главнейших составляющих высокоточного оборудования.

Устройство изготовлено из чувствительного тензорезистора, который производится из тензоматериалов. Чаще всего это фольга или алюминиевая проволока с небольшим сечением. тензодатчик шайбового типа

Бывают самые разные датчики, которые могут использоваться в любых отраслях: атомной, фармацевтической, металлургической и прочих. Виды тензодатчиков:Приборы для измерения нагрузки и силы (динамометры);Измерители давления;Тензодатчики крутящего момента для автомобильных и станочных двигателей.

Тензорезисторы классифицируются не только по своей форме, но и по конструктивным особенностям. Конструкция прибора зависит от типа чувствительного элемента. Для контроля деформации используются следующие типы тензорезисторов:Фольговые;Пленочные;Проволочные.

Пленочные являются аналогом фольговых, за исключением материала, из которого изготовлены. Производители изготавливают такие модели из тензочувствительных пленок с особым напылением, которое увеличивает чувствительность системы. Такие измерительные узлы удобно использовать при необходимости измерить динамические нагрузки. Производство пленок выполняется из таких материалов, как титан, висмут, германий.Проволочные способны измерить нагрузку от нескольких сотых грамма до целых тонн (скажем, весовой бункер и прочие). Их называют одноточечные, т. к в отличие от пленочных и фольговых моделей, они измеряют в одной точке, а не площади. Такая конструкция позволяет использовать проволочные тензодатчики для измерения деформации сжатия и растяжения.проволочная модель

Конструктивно прибор представляет собой тензорезистор с контактным элементом. Он закреплен на верхней панели устройства, которая соприкасается с измеряемым телом. Принцип работы любого тензодатчика основан на воздействии на чувствительный элемент определенной детали. Для включения датчика в сеть применяется специальные электрические отводы, которые подключаются к чувствительной пластине. Благодаря этому в контактном элементе наблюдается постоянное напряжение. Но, при работе датчика на специальную подложку устанавливается деталь. Её вес разрывает цепь и образовывается механическая деформация, которая при помощи контрольных контактов преобразуется в электрический сигнал.

Измерительный мост тензодатчика позволяет измерить наименьшие нагрузки, благодаря чему значительно расширяется использование прибора. Мостовая схема подключения тензометрического датчика основана на законе Ома, при котором если все сопротивления имеют равное значение, то ток, проходящий через резисторы, также будет иметь одинаковое значение. Здесь воздействие из вне принято называть «внешним фактором», а преобразование сигнала – «внутренним». Тогда принцип действия основан на анализе внешнего фактора при помощи внутреннего.

Принцип установки весовых тензодатчиков наглядно демонстрируют модули, которые обычно используют при изготовлении электронных или цифровых весов. В них установлены специальные модули, которые соединены с рабочей поверхностью весов.

Этот измерительный модуль обладает чрезвычайно высокой точностью взвешивания и защищает тензодатчик от повреждений

Высокая точность измерения;
Подходят для измерения статических и динамических напряжений, при этом, не искажают полученные данные. Это очень удобно при использовании устройств в транспортных средствах или экстремальных условиях работы;Небольшие размеры позволяют использовать такие датчики практически в любых измерительных устройства.

Разработка сайта Sigmasoft

2020 Тензодатчики веса | Датчики силы, крутящего момента, давдения, премещения | Тензорезисторы | Промышленные контроллеры НВМ

Подключение LCD keypad shield к Arduino

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► LCD модуль keypad (LCD1602, 2×16, 5V)
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

Подключение
Установите модуль на плату Arduino UNO, подключите кабель и закрущите данный скетч.

/*
Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12
Дата тестирования 06.12.2016г.
*/

#include <LiquidCrystal.h> // Подключяем библиотеку
LiquidCrystal lcd( 8, 9, 4, 5, 6, 7 ); // Указываем порты

void setup()
{
lcd.begin(16, 2); // Инициализируем LCD 16×2
lcd.setCursor(0,0); // Установить курсор на первую строку
lcd.print(«LCD1602»); // Вывести текст
lcd.setCursor(0,1); // Установить курсор на вторую строку
lcd.print(«www.robotchip.ru»); // Вывести текст
Serial.begin(9600); // Включаем последовательный порт
}

void loop() {
int x; x = analogRead (0); lcd.setCursor(10,1); if (x < 100) { lcd.print («Right «); Serial.print(«Value Serial.println(x,DEC); }
else if (x < 200) { lcd.print («Up «); Serial.print(«Value Serial.println(x,DEC); }
else if (x < 400){ lcd.print («Down «); Serial.print(«Value Serial.println(x,DEC); }
else if (x < 600){ lcd.print («Left «); Serial.print(«Value Serial.println(x,DEC); }
else if (x < 800){ lcd.print («Select»); Serial.print(«Value Serial.println(x,DEC); }
} // Создаем переменную x
// Задаем номер порта с которого производим считывание
// Установить курсор на вторую строку
// Если x меньше 100 перейти на следующею строк
// Вывести текст
A0 ‘Right’ is :»); // Вывести текст
// Вывести значение переменной x
// Если х меньше 200 перейти на следующию строку
// Вывести текст
A0 ‘UP’ is :»); // Вывести текст
// Вывести значение переменной x
// Если х меньше 400 перейти на следующию строку
// Вывести текст
A0 ‘Down’ is :»); // Вывести текст
// Вывести значение переменной x
// Если х меньше 600 перейти на следующию строку
// Вывести текст
A0 ‘Left’ is :»); // Вывести текст
// Вывести значение переменной x
// Если х меньше 800 перейти на следующию строку
// Вывести текст
A0 ‘Select’ is :»);// Вывести текст
// Вывести значение переменной x

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48

/*
Тестирование производилось на Arduino IDE 1.6.12
Дата тестирования 06.12.2016г.

#include <LiquidCrystal.h> // Подключяем библиотеку

LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7);// Указываем порты

voidsetup()

{

lcd.begin(16,2);// Инициализируем LCD 16×2

lcd.setCursor(,);// Установить курсор на первую строку

lcd.print(«LCD1602»);// Вывести текст

lcd.setCursor(,1);// Установить курсор на вторую строку

lcd.print(«www.robotchip.ru»);// Вывести текст

Serial.begin(9600);// Включаем последовательный порт

}

voidloop(){

intx;// Создаем переменную x

x=analogRead();// Задаем номер порта с которого производим считывание

lcd.setCursor(10,1);// Установить курсор на вторую строку

if(x<100){// Если x меньше 100 перейти на следующею строк

lcd.print(«Right «);// Вывести текст

Serial.print(«Value A0 ‘Right’ is :»);// Вывести текст