á 2024/07/18 846

Hvernig á að setja upp og kvarða hleðslufrumur með HX711?

HX711 einingin birtist sem grunnur í nútíma vigtarkerfi og þjónar sem hættulegur landamæri milli örstýringar og álagsfrumna - skynjari í þyngd og mælingu á krafti.Þessi grein kannar upplýsingar um HX711 og undirstrikar tvískipta aðgerðina sem sér um annað hvort einn eða tvær hleðslufrumur og bjóða upp á sveigjanleika í stillingum.Það hefur áhrif á 24 bita hliðstæða-til-stafræna breytir (ADC) og forritanlegan ávinnings magnara um borð (PGA) til að tryggja háupplausn, hávaða-lágmarks stafræn framleiðsla frá lágmarks hliðstæðum merkjum.Þátttaka nákvæmra kvörðunaraðferða, þar með talin núll og aðlögun í fullri stærð, er lögð áhersla á til að tryggja nákvæmni í ýmsum forritum frá iðnaðar mælikvarða í snjall eldhúskerfi.Í greininni er kannað áhrif umhverfisþátta eins og hitastigs á afköst álagsfrumna, þar sem gerð er grein fyrir bótatækni sem eykur áreiðanleika.Uppsetningar tengingarinnar, dæmigerð vandamál sem upp koma og úrræðaleit veita hagnýta innsýn í að hámarka virkni og endingu HX711-byggðra kerfa.

Vörulisti

Hvað er HX711?

Mynd 1: HX711

HX711 er rafræn eining sem oft er notuð til að tengja við álagsfrumur, sem eru skynjarar sem mæla þyngd eða kraft.Það er með 24 bita ADC og samþættan magnara til að umbreyta hliðstæðum merkjum úr álagsfrumum í stafræna framleiðsla með mikla upplausn, sem tryggir nákvæmar þyngdarmælingar.HX711 styður tvær rásir, sem gerir kleift að tengjast einni eða tveimur álagsfrumum og veita sveigjanleika fyrir mismunandi stillingar á vigtunarkerfi.Bjartsýni fyrir litla hávaða tryggir einingin nákvæmar þyngdarmælingar með því að lágmarka truflun.Það hefur samskipti við örstýringar, svo sem Arduino, í gegnum einfalt raðviðmót, sem krefst aðeins nokkurra pinna fyrir gagnaflutning.HX711 starfar með litlum krafti og gerir það hentugt fyrir rafhlöðuknúin kerfi.Um borð magnara þess hefur stillanlegan ávinning, sem gerir kleift að aðlaga byggða á næmi meðfylgjandi álagsfrumu.

Örlítið hliðstætt merki frá hleðslufrumunni er magnað með innbyggðum forritanlegum ávinnings magnara HX711 (PGA), venjulega stillt á hagnað 128 eða 64, allt eftir styrkleika skynjara.Þetta magnaða merki er síðan gefið í 24 bita A/D breytir og umbreytir því í mikið nákvæmni stafrænt merki.Rétt hlíf og jarðtengingu merkilínunnar er krafist meðan á þessu ferli stendur til að koma í veg fyrir utanaðkomandi truflun.Þegar það er breytt er stafræna merkið sent til örstýringarinnar í gegnum raðviðmót HX711.Hægt er að beita stafrænum síunaraðferðum eins og að hreyfa meðalsíun eða Kalman síun til að auka nákvæmni mælinga.Kvörðun felur í sér núll kvörðun til að stilla skynjara framleiðsluna á núll án þyngdar og kvörðunar í fullri stærð til að stilla framleiðsluna til að passa við raunverulega þyngd þekktra staðals.

Tenging HX711 í álagsfrumu

Mynd 2: HX711 í álagsfrumu

HX711 er fyrst og fremst hannað til að tengja við hleðsluklefa í vigtarkerfi.Í dæmigerðri uppsetningu er hleðsluklefi, sem venjulega kemur með fjórum vírum - rauðir (örvun + eða vcc), svört (örvun - eða gnd), hvít (merki +) og grænt (merki -) - beint tengt viðHX711.Rauðu og svörtu vírarnir eru tengdir E+ og e-pins á HX711, hver um sig, sem veitir nauðsynlega örvunarspennu.Hvítu og grænu vírin eru fest við A+ og A- pins HX711, sem meðhöndla merkisútgang hleðslufrumunnar.

Að því er varðar afl þarf HX711 framboðsspennu venjulega á milli 2,6 V og 5,5 V. Einingin er með klukku (SCK) og gagna (DT) pinna sem tengjast samsvarandi stafrænum pinna á örstýringu og auðvelda stafræn samskipti.Eftir að allar líkamlegar tengingar eru gerðar verður að kvarða kerfið með þekktum lóðum til að tryggja nákvæmni, aðlaga hugbúnað örstýringarinnar til að samsvara hliðstæðum framleiðsla hleðslufrumunnar að sérstökum þyngdargildum.Rétt jarðtenging HX711 að jörðu örstýringarinnar, og ef mögulegt er, til jarðar, er nauðsynleg til að lágmarka hávaða og hækka nákvæmni mælinga.

Samanburður á mismunandi gerðum álagsfrumna

Lögun	Gerð þjöppunar	Spennutegund	Eins stigs gerð	Beygju geislategund
Meginregla	Mælir álag sem beitt er lóðrétt	Mælir álag sem beitt er lóðrétt	Mælir álag sem beitt er á einu svæði	Mælir álag með beygjukrafti
Hleðslustefnu	Þjöppunarafl	Togkraftur	Hvaða stefnu sem er innan plans	Beygja eða sveigjanlegt
Nákvæmni	High	High	Í meðallagi til hátt	Miðlungs
Kostnaður	Miðlungs	Í meðallagi til hátt	Lágt til í meðallagi	Lágt
Viðhald	Lágt	Lágt	Lágt	Lágt
Framleiðsla	Rafmagnsmerki	Rafmagnsmerki	Rafmagnsmerki	Rafmagnsmerki
Algeng forrit	Iðnaðarvog, tankur	Kranavog, efnisprófanir	Smásöluvog, vog vettvangs	Tankur vigtun, iðnaðarkerfi
Kostir	Mikil afkastageta, öflug	Hentar fyrir kraftmikið álag	Þægilegt fyrir ósamhverfar álag	Hagkvæmir fyrir ákveðin svið
Ókostir		Takmarkað við þjöppunarálag	Takmarkað við togálag	Hentar ekki fyrir hleðslu utan miðju

Áhrif hitastigs á álagsfrumu

Mynd 3: Hitastig á álagsfrumu

Hitastigsbreytingar hafa veruleg áhrif á nákvæmni álagsfrumna, sem veldur núll svíf og næmnibreytingum vegna hitauppstreymis og viðnámshitastigs stuðulls álagsmælisefna.Til að draga úr þessum áhrifum er hægt að nota nokkrar hitastigsbótaaðferðir.Ein aðferð er að nota hitauppstreymi eða hitamyndir til að fylgjast með rekstrarhita skynjarans í rauntíma, unnin af hugbúnaðarkerfum til að leiðrétta villur í mælingum.Önnur nálgun felur í sér að velja stofnmælingarefni með eðlislægum hitastigsbótaeiginleikum.Að hanna árangursríka brúahringrás, sem samanstendur af fjórum stofnmælingum, raðað samhverft og bætir við hitastigsbótaviðnám lágmarkar enn frekar hitastigsáhrif.Að viðhalda stöðugu hitastigsumhverfi er þungamiðja fyrir mikinn nákvæmni rannsóknarstofu og notar lím með miklum hitastöðugleika tryggir fast suðupunkta í tengingunum um brú hringrásina til að forðast vandamál eins og kalda suðu.

Dæmi um verkefni með HX711 og hleðslufrumu

Fyrir snjalla eldhússkvarðann innihalda nauðsynleg efni HX711 mát, eins stigs hleðsluklefa, Arduino örstýringu og skjá.Byggingarferlið felur í sér að tryggja hleðsluklefann í grunn kvarðans, tengja það við HX711 og tengja HX711 við Arduino.Arduino er forritað til að stjórna rekstri HX711, lesa stöðugt þyngdargögn og birta þessar upplýsingar á skjánum.Valfrjáls aukning er að samþætta Bluetooth eining til að senda þyngdargögn í farsímaforrit.

Mynd 4: Hleðsla klefi með Arduino örstýringu

Fyrir snjallt ruslatunnu eru nauðsynlegir íhlutir HX711 mát, eins stigs hleðslufrumur, Arduino örstýring og tilkynningakerfi eins og buzzer eða LED ljós.Uppsetningin felur í sér að setja hleðsluklefann neðst í ruslatunnunni og tengja það við HX711 og Arduino.Hugbúnaður Arduino er sniðinn að því að fylgjast með ruslþyngdinni og gefa út viðvaranir í gegnum suðina eða LED þegar ruslið nær fyrirfram skilgreindri þyngd.Að bæta við þráðlausri einingu fyrir fjarstýringu og stilla kerfið til að senda viðvaranir og þyngdargögn í farsímaforrit er annar gagnlegur kostur.

Mynd 5: Arduino örstýring með LED ljósum

Algeng vandamál og bilanaleit

Þegar þú notar HX711 eininguna og vigtarskynjara gætirðu lent í nokkrum málum eins og merkishljóð, núll svif, óstöðugleika merkja og almenn viðhaldsáskoranir.Til að takast á við hávaða frá merkjum getur það verið að setja upp síuþéttar nálægt rafmagnspinna HX711 dregið úr hávaða frá aflsveiflum.Að nota hlífðar snúrur hjálpar til við að einangra rafsegultruflanir, sem er sérstaklega krafist í sendingum í langri fjarlægð.Með því að nota sveiflusjá getur það hjálpað til við að bera kennsl á hávaða í orku- og merkilínum og rétt jarðtengdir snúrur draga enn frekar úr truflunum.Hægt er að lágmarka núll svifvandamál með reglulegri kvörðun og viðhalda stöðugu hitastigsumhverfi, eða með því að nota hitastigsbótatæki.Það er einnig ráðlegt að fylgjast stöðugt með og aðlaga fyrir hitabreytingar til að tryggja stöðugleika.

Til að fá óstöðugleika merkja skaltu skoða lóðapunkta bæði á skynjaranum og HX711 einingunni til að tryggja að þeir séu fastir.Athugaðu alla vír fyrir heiðarleika og góða snertingu og notaðu multimeter til að mæla viðnám á hverjum snertipunkt til að staðfesta heiðarleika tenginga.Reglulegt viðhald og kvörðun er krafist.Þetta felur í sér að athuga aflgjafa spennu, tryggja öruggar merkingartengingar og meta vélrænu ástandi skynjarans.Kvarðandi með stöðluðu þyngd er þungamiðja til að viðhalda nákvæmni framleiðsla skynjara.

Niðurstaða

HX711 einingin tekur þátt í að umbreyta grunnþyngdarmælikerfum í áreiðanlegar og aðlögunarhæfar tæknilausnir.Með fullkominni greiningu á hönnun, notkun og hugsanlegum málum, sýnir þessi grein ekki aðeins hlutverk einingarinnar við að hækka nákvæmni og stöðugleika hleðslufrumna heldur veitir einnig teikningu fyrir árangursríka bilanaleit og viðhald.Hvort sem það er með því að hækka stafræna merkisvinnslu eða hæfa skaðleg áhrif hitastigsbreytileika, eru aðferðirnar sem fjallað er um hér nauðsynlegar fyrir verkfræðinga og tæknifræðinga sem miða að því að tengja allan möguleika HX711 í þyngdarviðkvæmum forritum.Framfarir í framtíðarvísindum og stafrænum rafeindatækni hafa loforð um að hækka enn frekar getu eininga eins og HX711, gólfleiðina fyrir skilvirkari og nákvæmari vigtarkerfi.

Algengar spurningar [FAQ]

1. Hver er næmi HX711 álagsfrumunnar?

Næmi þess, sem gefur til kynna hversu lítil þyngdarbreyting það getur greint, ræðst fyrst og fremst af álagsfrumunni sem er tengd við hana.Hleðslufrumur veita næmi á bilinu 1 mV/V til 3 mV/V, sem þýðir að framleiðsla spennu breytist með þessu magni á hverja spennu við fullan álag.

2. Hvernig eykur þú næmi hleðsluklefa?

Til að auka næmi álags er hægt að taka nokkur skref.Í fyrsta lagi skaltu íhuga að nota álagsfrumu sem býður upp á hærri næmi, gefið til kynna með hærri MV/V framleiðsla.Næst er hægt að bæta gæði merkisins með því að nota betri raflögn og nota hlífðartækni til að draga úr hávaða truflunum.Að nota hliðstæða-til-stafrænan breytir (ADC) eða einn með betri hávaða afköst, svo sem HX711, getur verið gagnlegt.Einnig er hægt að raða HX711 til að starfa við hærri ávinningsstillingu og auka enn frekar næmi álagsfrumunnar.

3. Hver er hámarks sýnatökuhraði fyrir HX711?

HX711 einingin getur sent frá sér gagnatíðni venjulega upp að 80 sýnum á sekúndu í sjálfgefinni stillingu.Með því að stilla PIN -val á hraða (Rate PIN) geturðu skipt um stillingu þess til að auka hraðann í 10 Hz fyrir mælingar á hærri upplausn og fórna einhverjum hraða til að fá meiri nákvæmni.

4. Getur þú of mikið hlaðið hleðsluklefa?

Já, þú getur ofhlaðið álagsfrumu, sem getur leitt til varanlegs tjóns eða niðurbrots nákvæmni þess.Álagsfrumur eru venjulega metnar með hámarksgetu og ofhleðslu framlegð, venjulega um 150% af afkastagetu þeirra.Að fara yfir þessa takmörk áhættu vélræn aflögun og bilun á stofnmælingunum inni í frumunni.

5. Hvernig jafnvægi þú álagsfrumur?

Að koma jafnvægi á margar álagsfrumur í vigtarkerfi er einbeitt til að ná nákvæmum mælingum.Til að halda jafnvægi álagsfrumna er það aðal að tryggja að allar hleðslufrumur séu af sömu getu og gerð.Þeir ættu að vera settir upp jafnt og pallurinn eða uppbyggingin verður að vera stíf til að styðja jafnt.Hægt er að nota gatnamótakassa til að sameina rafrænt og halda jafnvægi á merkjunum frá hverri hleðsluklefa.Ef það er tiltækt skaltu stilla framleiðsluna í gegnum potentiometers til að tryggja jafna dreifingu álags meðal allra frumna.Eftir uppsetningu er það krafist að kvarða allt kerfið til að gera grein fyrir öllum breytingum á framleiðsla einstakra frumna.