Programování | Pojďme programovat elektroniku

Programování elektroniky: Postavíme 5kg kuchyňskou váhu pro každého kutila a kutilku

  • Dnes si ukážeme, jak fungují odporové tenzometry
  • Jejich signál přečteme 24bitovým A/D převodníkem HX711
  • Postavíme si kuchyňskou váhu s rozsahem do 5 kilogramů

V dnešním pokračování našeho seriálu si vyzkoušíme práci se čtyřvodičovým a 5kg váhovým senzorem a 24bitovým A/D převodníkem HX711 (PDF). Naprogramujeme si jednoduchou kuchyňskou váhu s rozsahem měření do 5 kilogramů a s přesností na gram.

Ve videu se můžete podívat, jak to celé dopadlo. Níže v článku si pak podrobně vysvětlíme, jak vlastně podobné digitální váhy fungují a nebude chybět ani zdrojový kód pro Arduino s kalibrační funkcí a zobrazením hmotnosti na segmentovém displeji.

Podívejte se, co umí naše kuchyňská váha:

Zdrojové kódy projektu najdete také na GitHubu našeho seriálu

Open-Smart Weight Sensor

Aby to bylo co nejjednodušší, dnešní experiment to vyzkoušíme na sestaveném prototypu Open-Smart Weight Sensor z AliExpressu, který seženete po přepočtu zhruba za 300 korun se vším všudy.

Po pár týdnech by vám měla dorazit krabička s malou stolní váhou, kterou tvoří dvě plexisklové vrstvy s průměrem 10 centimetrů na trojici gumových nožek. Mezi skly je přišroubovaný samotný váhový senzor z hliníku – v anglické terminologii load cell –, který změří zátěž o hmotnosti do 5 kg.

Klepněte pro větší obrázek
Prototypovací digitální váha s rozsahem 5 kilogramů za tři stovky

Z hliníkového hranolu vede čtveřice zabarvených kabelů:

  • Červený (E+)
  • Černý (E-)
  • Bílý (A-)
  • Zelený (A+)

A jsou připojené do drobné destičky se samotným zesilovačem HX711, na jejíž opačné straně jsou už piny pro připojení k Arduinu nebo jakékoliv jiné prototypovací desce. Tedy napájení (3V/5V) a taktový a datový signál pro primitivní sériový přenos bitů. Nebojte se, vše za nás udělá hotová knihovna.

Hliníkový hranol s tenzometry

Jak vlastně takové váhové čidlo funguje? Hliníkový hranol představuje dostatečně stabilní masu, která se ale zároveň při zátěži lehce prohne a po uvolnění opět narovná do výchozí pozice.

Klepněte pro větší obrázek
Hliníkový hranol váhového čidla je pouze médium. Samotné měření jeho ohybu po zatížení provádí série tenzometrů pod pružným lepidlem. Hranol má ve středu otvor, který usnadňuje ohyb levé části

Hliníkový hranol je pouze médium, skutečný čidlo, do kterého vedou vodiče, je totiž zpravidla pod vrstvičkou pružného lepidla v nejtenčím místě ohybu. Nejrozšířenějším typem snímače je pasivní elektrický odporový tenzometr.

Klepněte pro větší obrázek
Princip elektrického odporového tenzometru. Ohýbáním média se obvod prodlužuje, nebo zkracuje, čímž se mění i jeho vnitřní elektrický odpor

V podstatě je to jen drátek, který se při deformaci média, jehož je součástí, prodlouží, nebo zkrátí. Díky tomu se v obvodu, do kterého je připojený, mírně změní elektrický odpor, a právě tuto změnu změří a interpretuje váhové čidlo.

Wheatstoneův můstek

Aby byla drobná změna odporu dostatečně vysoká, čidlo může podobných odporových tenzometrů obsahovat hned několik. Typickým příkladem je Wheatstoneův můstek, který poté může změřit komplexní deformaci v hliníkovém hranolu, jakmile na něj položíte šálek dobré brazilské kávy.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Měření deformace/zatížení hliníkového hranolu pomocí Wheatstoneova můstku

Pokračování článku patří k prémiovému obsahu

Získejte neomezený přístup a Živě bez reklam už za 41 Kč měsíčně

Témata článku: Programování, Pojďme programovat elektroniku, Wi-Fi, AliExpress, GitHub, Arduino, PDF, C++, Nadváha, Prace, Arduino ID, Displej, Zelený, GND, EEPROM, Čidlo, ADC, Arduino Uno, Drátek, Gram, Pin, Kalibrace, SCK, Data, Červený



Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

** Vybrali jsme deset nejlepších nástrojů pro stahování videa z YouTube ** Můžete si vybrat, jestli chcete aplikaci, doplněk do browseru nebo webovou službu ** Videa z YouTube poté můžete sledovat offline

Karel KiliánStanislav Janů
TipyNejlepší programy
Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co nového se zase objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co nového se zase objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce
Mapy GoogleStreet View
Jak zkrotit běžící procesy ve Windows? Našli jsme 7 nejlepších bezplatných nástrojů

Jak zkrotit běžící procesy ve Windows? Našli jsme 7 nejlepších bezplatných nástrojů

** V operačním systému Windows běží desítky procesů ** Pomocí k tomu určených nástrojů je můžete dostat pod kontrolu ** Našli jsme 7 nejlepších bezplatných aplikací

Karel Kilián
TipyNejlepší programyWindows