Kuidas ehitada Arduino kaalusid: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Londoni taaskäivitusprojektis korraldame remondisündmusi, kus elanikkond on kutsutud kaasa võtma remondiks igasuguseid elektri- ja elektroonikaseadmeid, et neid prügilast päästa. Mõni kuu tagasi (ühel üritusel, kus ma tegelikult ei osalenud) tõi keegi vigaseid köögikaale, mida keegi ei suutnud parandada.

Kuna ma pole kunagi näinud digitaalseid kaalusid ega teadnud, kuidas need töötavad, võtsin väljakutse neid uurida ja ehitada kaks oma versiooni.

Kui soovite oma kaalusid ehitada või kaalumisfunktsiooni laiemasse projekti lisada, saate seda juhendit kasutada, olenemata teie vajadustest, alates grammide murdosadest kuni mitme kilogrammini.

Seetõttu keskendun elektroonikale, tarkvarale ja selle põhimõtetele. Kuidas te oma projekti realiseerite, on täielikult teie otsustada.

Samuti näitan teile, kuidas neid kalibreerida, isegi kui teil pole standardseid raskusi.

Olles oma uurimistöö teinud ja oma skaalad koostades selle kinnitanud, kirjutasin kaalumispõhimõtted, sealhulgas kõik, mida võisin tõrkeotsingu kohta järeldada, uuesti käivitada projekti Wiki. Mine ja vaata!

1. samm: koormusandurite valimine

Kõik digitaalsed kaalud on üles ehitatud kas 4-klemmilise koormusanduri või nelja 3-terminalilise koormusanduri ümber. Milline saada, sõltub sellest, milliseid kaalusid soovite teha. Kõik need on elektriliselt ühilduvad ja üsna odavad, nii et saate hiljem oma meelt muuta või katsetada mitut tüüpi.

Köögi- või postikaalude puhul, mille maksimaalne koormus on vahemikus 100 g kuni 10 kg, saate 4-klemmilisi koormusandureid, mis koosnevad alumiiniumvarrast. See on paigaldatud horisontaalselt, ühest otsast toetatud ja teisest küljest toetatud kaalumisplatvormile. Selle külge on kinnitatud 4 pingutusmõõturit. Ma selgitan oma wiki artiklis täielikult, kuidas see töötab, nii et ma ei hakka seda siin kordama.

Need on vähem sobivad raskemate koormate jaoks, näiteks vannitoa kaalud, kus inimese täismass, mis ei pea tingimata olema platvormi keskel, on paremini toetatud 4 koormusanduriga, mis toetavad platvormi 4 nurka.

See on koht, kus neli 3 terminali koormusandurit on sobivamad. Laialdaselt on saadaval 50 kg kaaluvad, mis kaaluvad kuni 200 kg.

Teised, kellel on veelgi kõrgemad reitingud, on mõeldud kaaluvahetuse peatamiseks pagasikaalude järgi

2. samm: mida veel vajate

Lisaks koormusandurile või koormusanduritele vajate:

• Arduino. Võite kasutada peaaegu igat tüüpi, mis teile meeldib, kuid mina kasutasin Nano, kuna sellel on sisseehitatud USB-liides ja see maksab siiski vaid paar naela.
• HX711 moodul. See võib olla teie koormusanduriga komplekteeritud, kuid on saadaval väga odavalt eraldi allikana paljudest allikatest.
• Prototüüpimiseks 400 -punktiline leivaplaat, hüppajad, tihvtid ja pistikupesad.

Teil on vaja ka puitu, plasti, kruvisid, liimi või kõike, mida vajate oma konkreetse projekti versiooni jaoks.

Samm: osade ettevalmistamine

HX711 mooduli kasutamiseks leivaplaadil jootke HX711 liidesetihvtidele (GND, DT, SCK, VCC) 4-laiune nööpnõel.

Koormusanduri hõlpsaks ühendamiseks ja lahtiühendamiseks (eriti kui katsetate mitut sorti) jootke analoogtihvtidele 6 laiune tihvtpesa. (Teil on vaja ainult E+, E-, A- ja A+ tihvte, kuid igaks juhuks paigaldasin 6-laiuse riba juhuks, kui sooviksin kahe teisega katsetada.)

Kui kasutate 4-juhtmelist koormusandurit, peate jootma 4 juhtmest koormusandurist 4-laiusele tihvtribale. Esimesed kaks tihvti on E+ ja E- ning ülejäänud kaks A- ja A+. Teipisin üle jootekohad PVC teibiga, et neid kaitsta. Märk ühes otsas ja vastav märk tihvtipesas tähendab, et ma tean, kuidas seda ühendada, kuigi ma arvan, et see pole oluline.

Erinevad koormusandurid värvivad juhtmeid erinevalt, kuid on lihtne öelda, kumb on kumb. Takistusvahemikus asuva testmõõturiga mõõta takistust iga juhtmepaari vahel. Võimalikke 4 juhtmepaare on 6, kuid saate ainult 2 erinevat näitu. Seal on 2 paari, mis loevad 33% rohkem kui teised 4, näiteks 750 000 asemel 1000 000. Üks neist paaridest on E+ ja E- ja teine on A+ ja A- (kuid pole vahet, milline).

Kui olete kõik töökorras ja kui skaalal on midagi peale pannes negatiivne kaal, vahetage E+ ja E-. (Või A+ ja A-, kui see on lihtsam. Aga mitte mõlemad!)

Samm: 3-juhtmeliste koormusandurite kasutamine

Kui kasutate nelja 3-juhtmelist koormusandurit, peate need ühendama koos ribalauaga ja võtma kombinatsioonist E+, E-, A+ ja A- ühendused.

Kuna teie traadi värvid võivad minu omast erineda, nimetagem iga koormusanduri 3 traadivärvi A, B ja C.

Takistusvahemikus asuva testmõõturiga mõõta takistust iga juhtmepaari vahel. Võimalikke paare on 3, kuid mõõdate ainult 2 erinevat näitu. Tuvastage paar, mis loeb kaks teist teist kaks korda. Nimetage seda paari A ja C. See, mille te välja jätsite, on B. (Takistus B ja kas A või C vahel on pool takistustest A ja C vahel.)

Lihtsamalt öeldes peate ühendama neli koormusandurit ruutu, kusjuures A -juhe on ühendatud naabri A -juhtmega ja C -juhe naabri C -juhtmega. Kahe koormusanduri B juhtmed ruudu vastaskülgedel on E+ ja E- ning teise paari B juhtmed on A+ ja A-

Samm: leivaplaadi ühendamine

Leivaplaadi ühendamine on väga lihtne, vaja on ainult 4 hüppajat. Fritzingi raamatukogu pakkus mulle ainult minu HX711 mooduli veidi erinevat versiooni, kuid juhtmestik on sama. Saate diagrammi järgida või kui kasutate mõnda muud Arduinot, ühendage see vastavalt allolevale tabelile:

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

6. samm: koormusandurite paigaldamine

Alumiiniumvarda tüüpi koormusanduril on mõlemas otsas kaks keermestatud ava. Ühe paari abil saate selle paigaldada sobivale alusele, mille vahele jääb vahekaugus. Teine paar, mida saate samamoodi kasutada kaaluplatvormi kinnitamiseks jällegi vahekaugusega. Lihtsalt katseliseks otstarbeks võite kasutada mis tahes puidu- või plastijääke, mis teil käepärast on, kuid poleeritud lõpptoote puhul soovite hoolitseda rohkem.

Lihtsaim viis nelja 3-juhtmelise koormusanduri paigaldamiseks on kahe puitlaastplaadi vahel. Ma kasutasin ruuterit, et teha alusesse neli madalat süvendit, et neli lahtrit positiivselt leida. Minu puhul vajasid süvendid veidi sügavamat keskkaevu, nii et kaks neeti põhjas ei toetuks alusele.

Kasutasin kuumsulamliimipüstolit, et hoida koormusandureid aluses paigal ja kinnitada ka ribalaud keset alusele. Seejärel surusin kaalumisplatvormi neile tugevalt alla, nii et koormusandurite ülaosa vistrikud tegid kergeid süvendeid. Süvendasin neid ruuteriga ja kontrollisin, kas need on endiselt koormusanduritega kenasti joondatud. Seejärel panin igale taandele ja selle ümber kuumsulamliimi ning surusin kaalumisplatvormi kiiresti koormusandurite peale, enne kui liim tahkus.

Samm: Arduino programmeerimine

Eeldan, et teie arvutisse on installitud Arduino IDE ja teate, kuidas seda kasutada. Kui ei, siis vaadake ühte paljudest Arduino õpetustest - see pole minu eesmärk siin.

Valige IDE rippmenüüdest visand - kaasake kogu - raamatukogude haldamine…

Sisestage otsingukasti hx711. See peaks leidma HX711-master. Klõpsake nuppu Installi.

Laadige alla lisatud faili HX711.ino visand. Avage rippmenüüst IDE fail äsja alla laaditud fail. IDE ütleb, et see peab olema kaustas - lubage tal see ühte panna.

Koostage ja laadige üles visand, seejärel klõpsake IDE -s jadamonitoril.

Allpool on mõned näited väljundist. Initsialiseerimisetapis kuvab see keskmiselt 20 töötlemata näitu HX711 -st, seejärel määrab taara (st nullpunkti). Pärast seda annab see ühe töötlemata näidu, keskmiselt 20 ja keskmiselt 5 vähem taara. Lõpuks, keskmiselt 5 võrra väiksem taara ja jagatud skaalafaktoriga, et saada kalibreeritud näit grammides.

Iga lugemise kohta annab see kalibreeritud keskmise 20 ja standardhälbe. Standardhälve on väärtuste raev, mille piires eeldatavasti jääb 68% kõigist mõõtmistest. 95% jääb selle vahemiku kahekordseks ja 99,7% kolmekordseks vahemikuks. Seetõttu on see kasulik tulemuse juhuslike vigade vahemiku mõõtmiseks.

Selles näites panin pärast esimest lugemist platvormile uue naela mündi, mis peaks kaaluma 8,75 g.

HX711 Demo Skaala initsialiseerimine Raw ave (20): 1400260 Pärast skaala seadistamist: Toores: 1400215 Raw ave (20): 1400230 Toores ave (5) - taara: 27.00 Kalibreeritud ave (5): 0,0 Näidud: keskmine, standardne 20 näitu: -0,001 0,027 Aeg: 1,850 sekundit keskmine, 20 näidu standardväärtus: 5,794 7,862 Võetud aeg: 1,848 sekundit keskmiselt, 20 näidu standardväärtus: 8,766 0,022 Aeg: 1,848 0,034 Aeg: 1,849 sekundit Keskmine, 20 näidu püsiväärtus: 8,746 0,026 Aeg: 1,848 sekundit

8. samm: kalibreerimine

Arduino eskiis eelmises etapis sisaldab kahte kalibreerimisväärtust (või skaalafaktorit), mis on seotud minu 1 kg ja minu 50 kg 3-juhtmelise koormusanduri komplektiga. Need on ridadel 19 ja 20. Peate ise kalibreerima, alustades suvalisest kalibreerimisväärtusest, näiteks 1 (real 21).

Mul polnud standardseid raskusi, seega kasutasin 1 kg koormusanduri jaoks uut 1 naela münti, mis kaalub 8,75 g. Ideaalis peaksite kasutama midagi, mis kaalub vähemalt kümnendiku skaala maksimumist.

Leidke midagi - kõike - umbes sobiva kaaluga. Viige see oma kohalikku postkontorisse, teeselge, et peate selle postitama, ja pange see sealsetele kaaludele ning märkige hoolikalt kaal. Või võite selle viia kauplejale, näiteks sõbralikule kohalikule rohelisele toidupoele. Iga hea mainega kaupleja peaks oma skaalasid regulaarselt kalibreerima, et see vastaks kauplemisstandarditele.

Nüüd on teil teadaoleva kaaluga objekt. Asetage see kaaludele ja märkige näidud. Korrutage oma praegune skaalakoefitsient saadud näidu abil ja jagage tulemus selle näitajaga, mis oleks pidanud olema, kas grammides, kilogrammides, naeltes, mikroelevantides või mis tahes valitud ühikutes. Tulemuseks on teie uus mastaabitegur. Proovige uuesti oma kaalu ja vajadusel korrake seda protsessi.