Come interfacciare una cella di carico e HX711 con Arduino per la misurazione del peso

La misurazione del peso accuratamente è essenziale in vari progetti, dalle scale digitali alle applicazioni industriali. Interfacciando una cella di carico con un amplificatore HX711 e un Arduino, è possibile creare un sistema di misurazione di peso preciso e affidabile. Questa guida ti guiderà attraverso i componenti, il cablaggio, la codifica e la calibrazione necessarie per impostare il proprio sistema di misurazione del peso.

Materiali necessari

• Arduino Board (ad es. Uno, Nano)
• Carica cella (in genere una capacità di 5 kg o 10 kg)
• Modulo amplificatore cella di carico HX711
• Breadboard e fili jumper
• Cavo USB per la programmazione dell'Arduino
• Opzionale: display LCD per mostrare le letture del peso

Cablaggio dei componenti

Collegare la cella di carico all'HX711 e quindi all'Arduino è semplice. La cella di carico di solito ha quattro fili: rosso (VCC), nero (GND), bianco (dati-) e verde (dati+). Segui questi passaggi per il cablaggio:

1. Collegare la cella di carico a HX711:
   • Filo rosso su E+ su HX711
   • Filo nero a e- su hx711
   • Filo bianco ad a- su hx711
   • Filo verde su A+ su HX711
2. Connetti Hx711 ad Arduino:
   • VCC di HX711 a 5V su Arduino
   • GND di HX711 a GND su Arduino
   • DT (dati) di HX711 a PIN Digital 2 su Arduino
   • SCK (orologio) di HX711 al pin digitale 3 su Arduino

Codificando l'Arduino

Per comunicare con HX711, dovrai utilizzare una libreria che semplifica le interazioni. IL HX711 La biblioteca di Bogdan Necula è una scelta popolare. Installalo tramite il gestore della libreria Arduino prima di procedere.

Ecco un codice di esempio per iniziare:

#include <HX711.h>

// Define HX711 circuit connections
const int LOADCELL_DOUT_PIN = 2;
const int LOADCELL_SCK_PIN = 3;

HX711 scale;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);
  Serial.println("HX711 Calibration");
  
  // Optional: tare the scale to zero
  scale.tare();
}

void loop() {
  if (scale.is_ready()) {
    long reading = scale.read();
    Serial.print("Raw reading: ");
    Serial.println(reading);

    // Convert reading to weight
    float weight = scale.get_units(10); // 10 readings averaged
    Serial.print("Weight: ");
    Serial.print(weight);
    Serial.println(" kg");
  } else {
    Serial.println("HX711 not found.");
  }
  delay(500);
}

Calibrazione

Misure accurate richiedono la calibrazione della scala per tenere conto di eventuali discrepanze. Ecco come puoi calibrare la tua cella di carico:

1. Carica il codice sopra sul tuo Arduino e apri il monitor seriale.
2. Senza peso sulla cella di carico, nota la lettura grezza. Questo è il tuo tara valore.
3. Posizionare un peso noto sulla cella di carico e notare la nuova lettura grezza.
4. Calcola il fattore di calibrazione usando la formula:

Calibration Factor = (Raw Reading - Tare) / Known Weight

Una volta che hai il fattore di calibrazione, aggiorna il codice per usarlo:

#define CALIBRATION_FACTOR  -7050 // Example value

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);
  scale.set_scale(CALIBRATION_FACTOR);
  scale.tare();
  Serial.println("HX711 Calibration");
}

void loop() {
  if (scale.is_ready()) {
    float weight = scale.get_units(10);
    Serial.print("Weight: ");
    Serial.print(weight);
    Serial.println(" kg");
  } else {
    Serial.println("HX711 not found.");
  }
  delay(500);
}

Testare la configurazione

Dopo la calibrazione, eseguire diversi test con pesi noti diversi per garantire l'accuratezza. Se esistono discrepanze, regola il fattore di calibrazione di conseguenza. È essenziale garantire che la cella di carico sia posizionata su una superficie stabile e che il cablaggio sia sicuro per evitare letture fluttuanti.

Migliorare il tuo progetto

Per rendere il sistema di misurazione del peso più facile da usare, prendi in considerazione l'aggiunta di un display LCD per mostrare il peso in tempo reale. È inoltre possibile integrare funzionalità come la registrazione dei dati, la trasmissione wireless o l'interfaccia con altri sensori per misurazioni più complete.

Conclusione

L'interfacciamento di una cella di carico e HX711 con un Arduino è un progetto gestibile che produce misurazioni di peso precise adatte a varie applicazioni. Seguendo i passaggi descritti in questa guida, è possibile impostare la tua scala digitale o integrare il rilevamento del peso in progetti più complessi. Con una corretta calibrazione e connessioni stabili, il sistema fornirà dati affidabili per le tue esigenze.