כיצד לבנות סולמות ארדואינו: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

בפרויקט Restart בלונדון אנו מקיימים אירועי תיקון בהם חברי הציבור מוזמנים להביא כל מיני פריטים חשמליים ואלקטרוניים לתיקון, כדי להציל אותם מהטמנה. לפני כמה חודשים (באירוע שלמעשה לא השתתפתי בו) מישהו הביא איזו מטבח שקול במשקל שאף אחד לא יכול לתקן.

מעולם לא ראיתי בתוך מאזני שקילה דיגיטליים ולא ידעתי כיצד הם פועלים, לקחתי בזה אתגר לחקור אותם, תוך כדי בנייה של שתי גרסאות משלי.

אם ברצונך לבנות מאזני שקילה משלך או לשלב פונקציית שקילה בפרויקט רחב יותר, תוכל להשתמש במדריך זה כבסיס, אשר יהיו דרישותיך, החל משקילה של שברי גרם ועד קילוגרמים רבים.

מכאן שאתרכז באלקטרוניקה, בתוכנה ובעקרונות הבסיסיים. האופן שבו אתה מממש את הפרויקט שלך תלוי בך לחלוטין.

אני גם אראה לך כיצד לכייל אותם, גם אם אין לך משקלים סטנדרטיים.

לאחר שעשיתי את המחקר ולאחר שאישרתי אותו על ידי בניית המשקל שלי, רשמתי את עקרונות השקילה, כולל כל מה שיכולתי להסיק על איתור תקלות, ב- Wiki Project Restart. לך ותסתכל!

שלב 1: בחירת תאי העומס שלך

כל מאזני השקילה הדיגיטליים בנויים סביב תא עומס בעל 4 מסופים או ארבעה תאי עומס של 3 מסופים. מה לקבל תלוי באיזה סוג סולמות אתה רוצה לעשות. כולם תואמים חשמלית וזולים למדי, כך שתוכל לשנות את דעתך מאוחר יותר, או לקבל יותר מסוג אחד להתנסות בו.

למאזני מטבח או דואר בעומס מרבי בטווח של 100 גרם עד 10 ק ג, ניתן לקבל תאי עומס בעלי 4 מסופים המורכבים ממוט אלומיניום. זה מותקן אופקית, נתמך בקצה אחד ותומך בפלטפורמת השקילה בצד השני. יש לו 4 מדדי מתיחה מחוברים אליו. אני מסביר במלואו איך זה עובד במאמר הוויקי שלי, כך שלא אחזור על זה כאן.

אלה פחות מתאימים לעומסים כבדים יותר כגון משקולות לאמבטיה, כאשר משקלו המלא של האדם, שלאו דווקא מרוכז על הרציף, נתמך טוב יותר על ידי 4 תאי עומס התומכים ב -4 פינות הרציף.

זה המקום שבו ארבעה 3 תאי עומס סופניים מתאימים יותר. יחידות המדורגות על 50 ק"ג כל אחת זמינות באופן נרחב, אשר יחדיו שוקלות עד 200 ק"ג.

אחרים עם דירוג גבוה עוד יותר נועדו להשעות את המשקל הנמדד לאחר אופנה של מאזני מזוודות

שלב 2: מה עוד אתה צריך

בנוסף לתא הטעינה שלך או לתאי העמסה, תזדקק ל:

• ארדואינו. אתה יכול להשתמש כמעט בכל סוג שאתה אוהב אבל השתמשתי ב- Nano מכיוון שיש לו ממשק USB מובנה ועדיין עולה רק כמה קילוגרמים.
• מודול HX711. זה עשוי להגיע יחד עם תא הטעינה שלך, אך הוא זמין בזול מאוד כפריט נפרד ממקורות רבים.
• עבור אב טיפוס, לוח לחם של 400 נקודות, מוליכים מגשרים, רצועות סיכות ושקעים.

תזדקק גם לעץ, פלסטיק, ברגים, דבק, או כל מה שתדרש לגירסת הפרויקט הספציפית שלך.

שלב 3: הכנת החלקים

כדי להשתמש במודול HX711 בלוח הלחם, הלחם רצועת סיכה ברוחב 4 לכל פיני הממשק (GND, DT, SCK, VCC) של ה- HX711.

לחיבור וניתוק קל של תא העומס (במיוחד אם אתה מתנסה ביותר ממיין אחד) הלחם פס שקע פינים ברוחב 6 לפינים האנלוגיים. (אתה צריך רק את סיכות E+, E-, A- ו- A+ אבל בכל מקרה התאים לי פס ברוחב 6 למקרה שארצה להתנסות בשניים האחרים).

אם אתה משתמש בתא טעינה בעל 4 חוטים, לאחר מכן תצטרך להלחם את 4 הלידים מתא הטעינה לרצועת סיכה ברוחב 4. שני הסיכות הראשונות יהיו E+ ו- E- ושני A- ו- A+ האחרים. הדבקתי את מפרקי ההלחמה בעזרת סרט PVC כדי להגן עליהם. סימן בקצה אחד וסימן תואם בשקע הפינים פירושו שאני יודע לאיזה כיוון לחבר אותו, למרות שאני לא חושב שזה משנה.

תאי עומס שונים צובעים את החוטים בצורה שונה, אך קל לדעת איזה מהם. עם מד בדיקה על טווח התנגדות, מדוד את ההתנגדות בין כל זוג חוטים. ישנם 6 זוגות אפשריים של 4 חוטים אך תקבל רק 2 קריאות שונות. יהיו 2 זוגות שיקראו 33% יותר מאשר שאר 4, נניח, 1, 000Ω במקום 750Ω. אחד מהזוגות האלה הוא E+ ו- E- והשני A+ ו- A- (אבל זה לא משנה איזה).

ברגע שאתה מקבל הכל עובד, אם הסולם קורא משקל שלילי כאשר אתה שם משהו עליו, החלף E+ ו- E-. (או A+ ו- A- אם זה יותר קל. אבל לא שניהם!)

שלב 4: כיצד להשתמש בתאי טעינה בתלת חוטים

אם אתה משתמש בארבעה תאי טעינה של 3 חוטים, יהיה עליך לחבר אותם אלינו יחד עם פיסת לוח, ולקחת מהחיבור את החיבורים E+, E-, A+ ו- A-.

מכיוון שצבעי החוט שלך עשויים להיות שונים משלי, נקרא ל -3 צבעי החוט של כל תא עומס A, B ו- C.

עם מד בדיקה על טווח התנגדות, מדוד את ההתנגדות בין כל זוג חוטים. ישנם 3 זוגות אפשריים, אך תמדוד רק 2 קריאות שונות. זהה את הזוג שקורא פעמיים משניהם. קראו לזוג זה A ו- C. מי שהשארתם בחוץ הוא B. (ההתנגדות בין B לבין A או C היא חצי מההתנגדות בין A ו- C.)

במילים פשוטות, עליך לחבר את 4 תאי העומס בריבוע, כאשר חוט A של כל אחד מחובר לחוט A של שכנתו, וחוט C לחוט C של שכנתו בצד השני. חוטי B של שני תאי עומס בצדדים מנוגדים של הריבוע הם E+ ו- E-, וחוטי ה- B של הצמד השני הם A+ ו- A-

שלב 5: חיווט לוח הלחם

חיווט לוח הלחם פשוט מאוד, וצריך רק 4 מגשרים. ספריית Fritzing הציעה לי רק גרסה שונה במקצת של מודול HX711 משלי, אך החיווט זהה. אתה יכול לעקוב אחר התרשים, או אם אתה משתמש בארדואינו אחר, חברו אותו כמו בטבלה שלהלן:

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

שלב 6: הרכבת תאי העומס

לסוג תא העומס של תא האלומיניום יש שני חורים מושחלים בכל קצה. אתה יכול להשתמש בזוג אחד כדי להרכיב אותו על בסיס מתאים עם מרווח ביניהם. הצמד השני שבו אתה יכול להשתמש באותו אופן להרכיב פלטפורמת שקילה, שוב, עם מרווח. רק למטרות ניסוי אתה יכול להשתמש בכל פיסות עץ או פלסטיק שאתה צריך למסור, אבל עבור מוצר סופי מלוטש תרצה להקפיד יותר.

הדרך הקלה ביותר להרכיב את ארבעת תאי הטעינה בת 3 החוטים היא בין שתי חתיכות סיבית. השתמשתי בנתב לביצוע 4 שקעים רדודים בבסיס כדי לאתר באופן חיובי את ארבעת התאים. במקרה שלי החריצים היו זקוקים לבאר מרכזית קצת יותר עמוקה, כך ששתי מסמרות בתחתית לא נשענו על הבסיס.

השתמשתי באקדח דבק חם כדי להחזיק את תאי העומס במקומם על הבסיס וגם כדי לתקן את לוח החשבון על הבסיס באמצע. לאחר מכן לחצתי עליהם חזק את פלטפורמת השקילה כך שהפצעונים בחלק העליון של תאי העומס יצרו שקעים קלים. העמקתי את אלה עם הנתב ובדקתי שהם עדיין מתאימים היטב לתאי העומס. לאחר מכן הנחתי דבק ממיס חם על כל שקוע ולחץ ולחצתי במהירות את פלטפורמת השקילה על תאי העומס לפני שהדבק התקשה.

שלב 7: תכנות הארדואינו

אני מניח שיש לך את Arduino IDE מותקן במחשב שלך ויודע כיצד להשתמש בו. אם לא, עיין באחד ממדריכי הארדואינו הרבים - זו לא המטרה שלי כאן.

מהתפריטים הנפתחים של IDE, בחר סקיצה - כלול ספרייה - נהל ספריות …

הקלד hx711 בתיבת החיפוש. זה צריך למצוא HX711-master. לחץ על התקן.

הורד את הסקיצה לדוגמא של קובץ HX711.ino. מהתפריט הנפתח קובץ IDE, פתח את הקובץ שהורדת זה עתה. ה- IDE יגיד שהוא צריך להיות בתיקייה - אפשר לו להכניס אותו לאחת.

הידור והעלה את הסקיצה, ולאחר מכן לחץ על הצג הטורי ב- IDE.

להלן כמה פלט דוגמה. בשלב האתחול הוא מציג בממוצע 20 קריאות גולמיות מה- HX711, ואז קובע את הטרה (כלומר נקודת האפס). לאחר מכן הוא נותן קריאה גולמית אחת, ממוצע של 20 וממוצע של 5 פחות הטרה. לבסוף, ממוצע של 5 פחות הטרה ומחולק לפי גורם הסקאלה כדי לתת קריאה מכוילת בגרמים.

עבור כל קריאה הוא נותן את הממוצע המכויל של 20, ואת סטיית התקן. סטיית התקן היא זעם הערכים שבתוכו 68% מכל המדידות צפויות לשכב. 95% יונחו בטווח פעמיים זה ו -99.7% בטווח פי שלושה מהטווח, ולכן הוא שימושי כמדד לטווח השגיאות האקראיות בתוצאה.

בדוגמה זו, לאחר הקריאה הראשונה הנחתי על הרציף מטבע פאונד חדש, שאמור לשקול 8.75 גרם.

HX711 הדגמת אתחול הסולם Raw ave (20): 1400260 לאחר הגדרת הסולם: Raw: 1400215 Raw ave (20): 1400230 Raw ave (5) - טרה: 27.00 כיול אווה (5): 0.0 קריאות: ממוצע, סטד סט 20 קריאות: -0.001 0.027 זמן שנלקח: 1.850 שניות ממוצע, ערך סטדי של 20 קריאות: 5.794 7.862 זמן שנמשך: ממוצע של 1.848 שניות, ערך סטדי של 20 קריאות: 8.766 0.022 זמן שצריך: ממוצע של 1.848 שניות, ערך סטדי של 20 קריאות: 8.751 0.034 זמן שנלקח: 1.849 ממוצע שניות, ערך סטדי של 20 קריאות: 8.746 0.026 זמן שצריך: 1.848 שניות

שלב 8: כיול

שרטוט הארדואינו בשלב הקודם מכיל שני ערכי כיול (או גורמי קנה מידה) המתייחסים ל -1 ק"ג שלי ולמערך של ארבעה תאי עומס תלת-חוטיים של 50 ק"ג. אלה נמצאים בשורות 19 ו 20. יהיה עליך לבצע כיול משלך, החל מכל ערך כיול שרירותי כגון 1 (בשורה 21).

לא היו לי משקלים סטנדרטיים, אז בתא העמסה של 1 ק"ג השתמשתי במטבע 1 ליש"ט חדש, שמשקלו 8.75 גרם. באופן אידיאלי אתה צריך להשתמש במשהו שמשקלו לפחות עשירית מהמקסימום.

מצא משהו - כל דבר - במשקל מתאים בערך. הורידו אותו לסניף הדואר המקומי שלכם, העמידו פנים שאתם צריכים לפרסם אותו, והעלו אותו על המאזניים שם ורשמו היטב את המשקל. או שאתה יכול לקחת את זה לסוחר כגון ירקן מקומי ידידותי. כל סוחר בעל מוניטין צריך לכייל את הסולם שלו באופן קבוע כדי לעמוד בתקני המסחר.

כעת יש לך אובייקט בעל משקל ידוע. הניחו אותו על הכף שלכם ושימו לב לקריאה. הכפל את גורם הסולם הנוכחי שלך לפי הקריאה שקיבלת וחלק את התוצאה לפי מה שהקריאה הייתה צריכה להיות, בין אם בגרמים, קילוגרמים, קילוגרמים, מיקרו פילים או כל יחידה שתבחר. התוצאה היא גורם הסקאלה החדש שלך. נסה שוב את המשקל הידוע שלך, ואם יש צורך, חזור על התהליך.