Съдържание:

Как да изградим везни за претегляне на Arduino: 8 стъпки (със снимки)
Как да изградим везни за претегляне на Arduino: 8 стъпки (със снимки)

Видео: Как да изградим везни за претегляне на Arduino: 8 стъпки (със снимки)

Видео: Как да изградим везни за претегляне на Arduino: 8 стъпки (със снимки)
Видео: Веб-приложения будущего с React, Нил Мехта 2024, Ноември
Anonim
Как да изградим везни Arduino
Как да изградим везни Arduino

В проекта за рестартиране в Лондон провеждаме ремонтни събития, на които обществеността е поканена да внесе всякакви електрически и електронни елементи за ремонт, за да ги спаси от депото. Преди няколко месеца (на събитие, на което всъщност не присъствах), някой внесе някаква дефектна кухненска везна, която никой не можеше да поправи.

Никога не съм виждал вътре в която и да е цифрова везна и не знаех как работят, приех като предизвикателство да ги изследвам в процеса, изграждайки две свои версии.

Ако искате да изградите свои собствени везни за претегляне или да включите функция за претегляне в по -широк проект, можете да използвате тази инструкция като основа, независимо от вашите изисквания, от претегляне на части от грам до много килограми.

Затова ще се съсредоточа върху електрониката, софтуера и основните принципи. Как ще реализирате собствения си проект зависи изцяло от вас.

Ще ви покажа и как да ги калибрирате, дори ако нямате стандартни тежести.

След като направих изследването си и го потвърдих, като изградих свои собствени везни, написах принципите на претегляне на везни, включително всичко, което мога да изведа за намирането на неизправности, в Wiki за проект за рестартиране. Отидете и разгледайте!

Стъпка 1: Избор на вашите натоварващи клетки

Избор на вашите натоварващи клетки
Избор на вашите натоварващи клетки
Избор на вашите натоварващи клетки
Избор на вашите натоварващи клетки

Всички цифрови везни за претегляне са изградени около 4-терминална тензодатчик или четири 3-терминални натоварващи клетки. Кой да вземете зависи от вида на везните, които искате да направите. Всички те са електрически съвместими и сравнително евтини, така че можете да промените решението си по -късно или да накарате повече от един тип да експериментирате.

За кухненски или пощенски везни с максимално натоварване в диапазона от 100 g до 10 kg, можете да получите 4-терминални натоварващи клетки, състоящи се от алуминиева решетка. Той е монтиран хоризонтално, поддържа се от единия край и поддържа платформата за претегляне от другия. Към него са прикрепени 4 тензорези. Обяснявам напълно как работи в моята уики статия, така че няма да го повтарям тук.

Те са по -малко подходящи за по -тежки товари, като например везни за баня, където пълното тегло на човек, не непременно центрирано върху платформата, се поддържа по -добре от 4 натоварващи клетки, поддържащи 4 -те ъгъла на платформата.

Това е мястото, където четири 3 терминални натоварващи клетки са по -подходящи. Широко достъпни са тези с тегло 50 кг, които заедно ще тежат до 200 кг.

Други с още по -високи рейтинги са предназначени за окачване на теглото, което ще се измерва според модела на багажните везни

Стъпка 2: Какво друго ви трябва

Какво друго ви трябва
Какво друго ви трябва

В допълнение към вашата натоварваща клетка или натоварващи клетки, ще ви трябва:

  • Ардуино. Можете да използвате почти всеки тип, който харесвате, но аз използвах Nano, тъй като има вграден USB интерфейс и все още струва само няколко паунда.
  • Модул HX711. Това може да е в комплект с вашата клетка за зареждане, но се предлага много евтино като отделен артикул от много източници.
  • За прототипиране, 400 -точкова макет, джъмперни проводници, щифтове и гнезда.

Ще ви трябват също дърво, пластмаса, винтове, лепило или каквото ви е необходимо за вашата конкретна версия на проекта.

Стъпка 3: Подготовка на частите

Подготовка на частите
Подготовка на частите
Подготовка на частите
Подготовка на частите

За да използвате модула HX711 на макетната платка, запоявайте 4-широка лента за контакт към интерфейсните щифтове (GND, DT, SCK, VCC) на HX711.

За лесно свързване и прекъсване на натоварващата клетка (особено ако експериментирате с повече от един сорт) запоявайте 6-широка контактна лента към аналоговите щифтове. (Имате нужда само от щифтове E+, E-, A- и A+, но така или иначе монтирах лента с широчина 6 в случай, че искам да експериментирам с другите две.)

Ако използвате 4-жична натоварваща клетка, тогава ще трябва да запоите 4-те проводника от натоварващата клетка към 4-широка щифтова лента. Първите два пина ще бъдат E+ и E-, а другите два A- и A+. Залепях спойките с PVC лента, за да ги предпазя. Маркировката в единия край и съответната маркировка на гнездото за щифтове означават, че знам по какъв начин да го свържа, въпреки че не мисля, че това е от значение.

Различните натоварващи клетки цветно кодират проводниците по различен начин, но е лесно да се каже кое е кое. С измервателен уред на диапазон на съпротивление, измерете съпротивлението между всяка двойка проводници. Има 6 възможни двойки от 4 проводника, но ще получите само 2 различни показания. Ще има 2 двойки, които четат 33% повече от останалите 4, да речем, 1 000 Ω вместо 750 Ω. Едната от тези двойки е E+ и E-, а другата е A+ и A- (но няма значение коя).

След като накарате всичко да работи, ако везната отчита отрицателно тегло, когато поставите нещо върху нея, разменете E+ и E-. (Или A+ и A-, ако е по-лесно. Но не и двете!)

Стъпка 4: Как да използвате 3-жични натоварващи клетки

Как да използвате 3-жични натоварващи клетки
Как да използвате 3-жични натоварващи клетки

Ако използвате четири 3-жични натоварващи клетки, ще трябва да ги свържете заедно с парче лента и да вземете връзките E+, E-, A+ и A- от комбинацията.

Тъй като вашите цветове на проводниците може да са различни от моите, нека да наречем трите цвята на проводниците на всяка клетка за натоварване A, B и C.

С измервателен уред на диапазон на съпротивление, измерете съпротивлението между всяка двойка проводници. Има 3 възможни двойки, но ще измерите само 2 различни показания. Идентифицирайте двойката, която чете два пъти от другите две. Извикайте тази двойка A и C. Тази, която сте пропуснали, е B. (Съпротивлението между B и A или C е половината от съпротивлението между A и C.)

Просто казано, трябва да свържете 4 натоварващи клетки в квадрат, като A проводникът на всяка от тях е свързан към A проводника на съседа си, а проводникът C към проводника C на неговия съсед от другата страна. B проводниците на две натоварващи клетки от противоположните страни на квадрата са E+ и E-, а B проводниците на другата двойка са A+ и A-

Стъпка 5: Окабеляване на платката

Окабеляване на платката
Окабеляване на платката

Окачването на платката е много просто, като се нуждаете само от 4 джъмпера. Библиотеката Fritzing ми предложи само малко по -различна версия на модула HX711 от моята, но окабеляването е същото. Можете да следвате диаграмата, или ако използвате различен Arduino, свържете го, както е в таблицата по -долу:

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

Стъпка 6: Монтиране на товарните клетки

Монтиране на товарните клетки
Монтиране на товарните клетки
Монтиране на товарните клетки
Монтиране на товарните клетки

Натоварващата клетка от алуминиева шина има по два отвора с резба във всеки край. Можете да използвате една двойка, за да я монтирате на подходяща основа с дистанционер между тях. Другата двойка можете да използвате по същия начин за монтиране на платформа за претегляне, отново с дистанционер. Само за експериментални цели можете да използвате каквито и да е парчета скрап от дърво или пластмаса, които имате под ръка, но за полиран краен продукт ще искате да полагате повече грижи.

Най-лесният начин за монтиране на четирите 3-жични натоварващи клетки е между две парчета ПДЧ. Използвах рутер, за да направя 4 плитки вдлъбнатини в основата, за да локализирам положително четирите клетки. В моя случай вдлъбнатините се нуждаеха от малко по -дълбок централен кладенец, така че две нитове на дъното да не опират в основата.

Използвах пистолет за лепило за топене, за да задържа натоварващите клетки на място върху основата и също така да фиксирам лентата върху основата в средата. След това притиснах здраво платформата за претегляне, така че пъпките по върховете на товарните клетки направиха леки вдлъбнатини. Удължих ги с рутера и проверих дали все още са добре подравнени с натоварващите клетки. След това сложих лепило за топене върху и около всяко вдлъбнатина и бързо притиснах платформата за претегляне върху товарните клетки, преди лепилото да се втвърди.

Стъпка 7: Програмиране на Arduino

Предполагам, че имате инсталирана Arduino IDE на компютъра си и знаете как да го използвате. Ако не, вижте един от многото уроци по Arduino - това не е моята цел тук.

От падащите менюта IDE изберете Sketch - Include Library - Manage Libraries …

Въведете hx711 в полето за търсене. Трябва да намери HX711-master. Щракнете върху Инсталиране.

Изтеглете прикачения файл HX711.ino примерна скица. От падащото меню IDE File отворете току-що изтегления файл. IDE ще каже, че трябва да е в папка - позволете й да я постави в една.

Компилирайте и качете скицата, след което щракнете върху серийния монитор в IDE.

По -долу е даден пример за изход. Във фазата на инициализация той показва средно 20 необработени показания от HX711, след което задава тарата (т.е. нулевата точка). След това той дава еднократно сурово отчитане, средно 20 и средно 5 по -малко тара. И накрая, средно с 5 по -малко тара и разделено на коефициента на мащаба, за да се даде калибрирано отчитане в грамове.

За всяко отчитане той дава калибрираната средна стойност 20 и стандартното отклонение. Стандартното отклонение е диапазонът от стойности, в рамките на който се очаква 68% от всички измервания да се намират. 95% ще лежат в рамките на два пъти този диапазон и 99,7% в рамките на три пъти обхвата, поради което е полезен като мярка за диапазона от случайни грешки в резултата.

В този пример, след първото четене, поставих нова монета от лира на платформата, която трябва да тежи 8,75 g.

HX711 Демо Инициализиране на скалата Raw ave (20): 1400260 След настройка на скалата: Raw: 1400215 Raw ave (20): 1400230 Raw ave (5) - тара: 27,00 Калибрирана ave (5): 0,0 Показания: Средно, Std Dev на 20 показания: -0.001 0.027 Отнето време: 1.850 секунди Средно, Std Dev от 20 показания: 5.794 7.862 Отнето време: 1.848 Секунди Средно, Std Dev от 20 показания: 8.766 0.022 Отнето време: 1.848 Секунди средно, Std Dev от 20 показания: 8.751 0.034 Отнето време: 1.849 секунди Средно, Std Dev от 20 показания: 8.746 0.026 Отнето време: 1.848 секунди

Стъпка 8: Калибриране

Калибриране
Калибриране

Скицата на Arduino в предишната стъпка съдържа две стойности за калибриране (или скала фактори), отнасящи се до моя 1 кг и моя набор от четири 50-килограмови 3-жични натоварващи клетки. Те са на редове 19 и 20. Ще трябва да извършите свое собствено калибриране, като започнете с всяка произволна стойност на калибриране като 1 (на ред 21).

Нямах стандартни тежести, така че за 1 кг товарна клетка използвах нова монета от 1 паунд, която тежи 8,75 грама. В идеалния случай трябва да използвате нещо с тегло най -малко една десета от максимума на везната.

Намерете нещо - всичко - с приблизително подходящо тегло. Занесете го в местната пощенска служба, преструвайте се, че трябва да го публикувате, и го поставете върху везната там и внимателно отбележете теглото. Или можете да го занесете на търговец, като приятелски местен зеленчукопродавач. Всеки реномиран търговец трябва да калибрира редовно своите везни, за да съответства на търговските стандарти.

Вече имате обект с известно тегло. Поставете го върху везните си и отбележете четенето. Умножете текущия си мащабен коефициент с показанията, които сте получили, и разделете резултата на това, което трябваше да бъде, независимо дали в грамове, килограми, паунди, микро-слонове или каквито единици изберете. Резултатът е вашият нов мащабен фактор. Опитайте отново познатото си тегло и ако е необходимо, повторете процеса.

Препоръчано: