Como obter dados de peso dos sensores eletrônicos da balança de banheiro de vidro?

Estou fazendo um pequeno projeto com uma balança de banheiro, mas encontro alguns problemas. Estou usando um amplificador de módulo Arduino Uno V3, HX711 e uma balança.

Escala:

Amplificador HX711:

Desmontei a balança para chegar aos fios do sensor e estou um pouco confuso. Esses sensores têm três fios cada. Então eles são sensores de meia ponte. A balança está usando 4 sensores; portanto, quando a balança está medindo, ela está medindo com uma ponte cheia. E esses 3 fios são VERMELHO, PRETO, AZUL. Não sei o que é preto (GND ou positivo) e azul (mesmo palpite). Quatro fios vermelhos recebem os nomes E +, E-, S + e S-. Vou fornecer uma imagem da balança desmontada.

Dois fios azuis são soldados juntos de cada lado. Eu acho que os fios vermelhos são sinal (S +, S-, E + e E-), mas o que são azul e preto? Depois, soldei os fios nesses fios para obter as leituras dos sensores, mas não sei o que é o quê.

O sensor está assim:

Eu tentei:

1. Duas bibliotecas diferentes para este projeto, ambas nomeadas HX711 (para este módulo)
2. Alterando A + para o módulo A-

// Hx711.DOUT - pin #A1
// Hx711.SCK - pin #A0

#include "hx711.h"

Hx711 scale(A1, A0);

void setup() {

  Serial.begin(9600);

}

void loop() {

  Serial.print(scale.getGram(), 1);
  Serial.println(" g");

  delay(200);
}

sem sucesso. Recebo 0,0 g no monitor serial quando calmo e o mesmo quando a carga está ligada.

Minhas perguntas são: Como saber qual fio é GND, + 5V e qual é o sinal? Como conectar 4 desses sensores para ler dados? Como usar as bibliotecas HX711 disponíveis e o módulo HX711? E, o mais importante, como ler dados dessa escala em série?

Seus quatro sensores de célula de carga de meia ponte podem se conectar a uma ponte de wheatstone completa, como em /electronics//a/199470/30711

Se seus sensores são como essa célula de carga de 50 kg do https://www.sparkfun.com/products/10245 da SparkFun ou do http://www.ebay.com/itm/4pcs-Body-Load-Scale-Weighing-Sensor- do Ebay Sensores de resistência à tração-meia-ponte-50kg- / 251873576571 eles podem ter um manômetro de compressão e tensão na superfície superior. O site do Ebay possui um diagrama como:

... que indica um strain gauge positivo no vermelho-branco e um strain negativo no vermelho-preto. (Observe que a ordem de coloração neste diagrama não corresponde à ordem de coloração nesta figura. Eu tenho um medidor semelhante com cores azul-vermelho-preto e o strain gauge positivo é o par direito, negativo à esquerda.) A superfície na barra central entre os E's acoplados face a face no sensor deve agir como uma barra paralela e possuir partes sob compressão e sob tensão, em vez de sob tensão. Na seção transversal, a barra calibrada no centro é uma espécie de peça transversal em uma mola em forma de Z. Nesse caso, as deformações se opõem e, se bem fabricadas, a redução da resistência na porção de deformação negativa compensará o aumento na resistência na porção de deformação positiva e a resistência total branco-preto deve ser constante. Ainda é necessário configurar a ponte para que os divisores de tensão se movam em direções opostas com carga adicional, e 4 dispositivos conectados em um loop branco-branco e preto-preto devem funcionar como acima.

Se você conectar quatro deles cuidadosamente, girando-os para que as partes sensíveis ao estresse desequilibrem a ponte de forma construtiva, você poderá usar todos os quatro sensores sem resistores extras.

Basicamente, dois lados diagonalmente opostos de uma ponte de wheatstone são formados pelos elementos de compressão de dois medidores conectados em série, enquanto os dois lados restantes da ponte são formados a partir de dois elementos de tensão de duas células. Com carga em todos os sensores, as resistências à compressão são reduzidas, enquanto as resistências à tensão são aumentadas e isso desequilibra a ponte.

Para isso, conecte todos os quatro sensores em um anel grande com resistência máxima, combinando cores e ignorando inicialmente os fios vermelhos da derivação central. (Essa é a função dos tons de azul e preto soldados em sua escala.) Escolha dois toques centrais opostos (vermelhos) como E + e E-, e os dois toques centrais restantes (vermelhos) como S +, S-. Coloque a tensão de excitação no E + / E- do diagrama acima e leia uma diferença de tensão sensível à força em S + / S-, e é isso que você alimenta no seu HX711 como A + e A- (Ignore B + / B- como segundo canal não utilizado.)

Aqui está um esquema com medidores de 1 a 4 como G1 G2, G3, G4 de acordo com as especificações acima, aplicando uma excitação nos vermelhos G1 e G3 e lendo os sinais dos vermelhos G2 e G4. O medidor G4 é carregado um pouco com alguma tensão positiva aumentando a resistência ao G4 + e alguma tensão negativa reduzindo a resistência ao G4-. Idealmente, carregar G4 com 25kg produziria 0,5mV / V vezes sua tensão de excitação de 2,5V, produzindo 1.250mV em Sig + / Sig- e estendendo R8 para 1001 ohms e comprimindo R7 para 999 ohms, como mostrado. (A coisa do esquema / simulador em electronics.stackexchange.com é bem legal.)

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Em vez dos fios "brancos" no diagrama e como nos meus medidores, considere os fios "azuis" dos sensores da sua balança.

Com apenas dois desses sensores de meia ponte, não se deve combinar as cores finais e conectar branco a preto (azul a preto) e preto a branco (preto a azul) impondo uma tensão de excitação entre essas duas junções e leia as diferenças entre os vermelhos, conforme o aumento da carga puxa um lado para cima e o outro lado para baixo. Isso se parecerá com as pontes simples de wheatstone de 4 resistores nas folhas de dados comuns, em vez do esquema de 4 meias-pontes / oito resistores acima.

1. O HX711 fornece energia a uma ponte e amplifica a tensão diferencial da ponte. A placa de circuito original da balança (que aciona uma leitura de LCD) também fornece energia a uma ponte. É improvável que você obtenha leituras úteis enquanto os dois circuitos estão aplicando energia à ponte.

(Você pode cortar os fios existentes e conectar os conectores para permitir a troca entre a placa original e o circuito do Arduino.)

2. Algumas balanças como a mostrada usam uma bateria de 9 V para acionar a eletrônica. Essa tensão, se usada, provavelmente é incompatível com a conexão de um Arduino (normalmente alimentado por 3,3 V ou 5 V) ou um HX711 (alimentado com VDD na faixa de 2,7 V a 5,5 V) ao mesmo tempo que a placa original.

Texto principalmente dos meus comentários com algumas adições - com imagem adicionada.

Os sensores estão possivelmente configurados como na Fig1 na folha de dados.
Nesse caso, deve haver +5 e 0V em dois pontos e sinal de peso entre outros dois.

Use um DMM para verificar se há Vdd (provavelmente 5V se bateria pV, ~ = 3V com bateria de lítio). Encontre duas derivações para fazer a ponte com ~ = Vdd ativado. Outros dois provavelmente em Vdd / 2 acima do solo. É provável que haja 4 fios efetivamente, de modo que cada um dos fios vermelhos de um lado possa ser conectado ao outro - um ohmímetro informa. Conecte o medidor na faixa LOW V entre os outros dois e veja se a leitura varia com a mudança de peso. Relatório de volta.

Como o jwpat7 diz - talvez seja necessário reativar os sensores da fonte HX711 para obter as leituras corretas.

HX711 parece bom. Abaixo de US $ 1 / módulo em volume modesto no Alibaba e abaixo de US $ 0,50 / IC em centenas.

O que Fig1? Eu sei onde estão GND e VDD no módulo HX711, e para onde vão os fios do sinal (A-, A +, B-, B +). Isso está claro. Não sei quais cores dos fios dos sensores são GND VDD e Signal. Eu farei isso. Vou colocar de volta a energia na balança (3V da bateria) e tentarei medir os fios para determinar o que é o que (colocarei alguma carga na balança). Eu tenho um multímero, então tentarei determinar quais fios são sinal e quais são GND e VDD. Vou relatar de volta. Tnx Russell. -

Veja a fig da folha de dados do HX711 para uma visão ampliada desta imagem.

O sensor que você tem na sua balança é um simples divisor de tensão. Cada um consiste em um resistor e um extensômetro, ambos conectados em série. Um fio (E +) é VDD, outro (E-) é GND e o terceiro é a saída divisória (S). Você não pode usá-lo diretamente com o HX711, que precisa de sensores de ponte e não apenas divisores. Você pode tentar definir um 1 / 2vdd em S- e conectar o sinal do sensor a S +. Caso você tenha um peso negativo, basta trocar essas conexões. Sua suposição de que sua balança usa ponte completa, porque possui quatro sensores, está completamente errada. Você pode ler os sinais dos sensores de escala usando entradas analógicas no seu arduino (sem o HX711), mas deve amplificá-lo antes para obter uma resolução razoável. Boa sorte! Greg