Този комплект от сензор за тегло и HX711 AD модул е често срещано решение за изграждане на електронни везни или системи за измерване на тегло. 

HX711 е специализиран 24-битов аналогово-цифров преобразувател (ADC), предназначен конкретно за измерване на тегло. Той е създаден да работи директно с тензометрични мостове, каквито се използват в Load Cells (Сензор за Тегло). HX711 има вграден програмируем усилвател с възможности за усилване (gain) от 32, 64 или 128. Това е изключително важно, тъй като то усилва слабия сигнал от Load Cell-а до ниво, което може да бъде прочетено от микроконтролер (като Arduino). Разполага с 24-битова резолюция, която осигурява много висока точност при измерване, което е от съществено значение за прецизни везни. HX711 комуникира с микроконтролер чрез прост двужилен сериен интерфейс (DATA и SCK), което улеснява интегрирането му в проекти.

Сензор за тегло (Load Cell) е преобразувател на сила, който превръща механичното налягане или тегло в електрически сигнал. Той работи на принципа на деформация на метален елемент (обикновено алуминиева сплав), към който са прикрепени тензометрични мостове (strain gauges). Когато се приложи товар, металният елемент се деформира леко, което променя електрическото съпротивление на тензорезисторите. Тази промяна в съпротивлението се преобразува в малък електрически сигнал. Предлагат се в различни капацитети, като посочените 1KG, 5KG, 10KG и 20KG. Изборът на капацитет зависи от максималното тегло, което ще измервате. Важно е да изберете Load Cell с капацитет, който е подходящ за вашето приложение, за да осигурите точност и да избегнете повреда на сензора.

Спецификации:

• Сензори за тегло: 1KG, 5KG, 10KG, 20KG
• Вграден програмируем усилвател (PGA): HX711 включва интегриран усилвател
• Коефициент на усилване (gain): от 32, 64 или 128.
• Два аналогови входни канала: (A и B)
• Директен интерфейс към мостови сензори
• Прост двужилен сериен интерфейс: SCK (Serial Clock) и DOUT (Data Out)
• Избираема скорост на изходните данни (Output Data Rate): Може да се конфигурира за 10 SPS или 80 SPS
• Диапазон на захранващото напрежение: 2.6 ~ 5.5V DC
• Работен температурен диапазон: -20 ~ 85 C
• Размери на Сензора за тегло: 75мм х 13мм х 13мм
• Размери на HX711 модул: 24мм х 21мм

Приложения:

• Електронни кухненски везни: Идеални за създаване на собствени прецизни везни.
• Промишлени везни: За измерване на товари в по-малък мащаб.
• Системи за измерване на тегло в автоматизирани процеси: Например, за дозиране на течности или сухи материали.
• Роботика: За проекти, които изискват измерване на сила или тегло.
• Научни експерименти и образователни проекти.

Предимства:

• Висока точност: 24-битовият ADC осигурява прецизни измервания.
• Лесна интеграция: Простият сериен интерфейс и наличните библиотеки (за Arduino) улесняват свързването и програмирането.
• Достъпна цена: Комплектите Load Cell + HX711 са сравнително евтини, което ги прави подходящи за хоби проекти и прототипиране.
• Различни капацитети: Възможността за избор на различни капацитети на Load Cell-а.

Изисквания:

• Калибриране: Изисква внимателно калибриране за постигане на точни резултати. Това включва измерване с известни тежести.
• Чувствителност към шум: Въпреки че HX711 е добър, всякакви електрически шумове в околната среда могат да повлияят на точността.
• Температурна компенсация: За много прецизни приложения може да се наложи допълнителна температурна компенсация, тъй като Load Cell-ите могат да бъдат леко чувствителни към температурни промени.

Свързване (обща схема):

• Червен: E+ (Захранване +)
• Черен: E- (Захранване -)
• Бял: A- (Изходен сигнал -)
• Зелен / Син: A+ (Изходен сигнал +)

Ресурси:

[pdf] Пример с Ардуино

[pdf] HX711 Datasheet

[YouTube] HX711 with Load Cell and Arduino | Step by Step Guide

[link] Библиотека за Ардуино

Работа на HX711:

Микроконтролерът управлява HX711, като подава импулси на SCK пина. Всеки тактов импулс кара HX711 да изведе по един бит от 24-битовия си цифров резултат на DOUT пина. След като бъдат прочетени 24 бита, HX711 е готов за следващото измерване.

Калибриране:

За да получите точни измервания на теглото, е необходимо калибриране, което включва:

• Отчитане на "нулата": Измерване на показанията от HX711 без никакъв товар върху везната. Тази стойност се използва като отправна точка.
• Отчитане с известна тежест: Поставяне на една или повече тежести с точно известно тегло върху везната и отчитане на съответните показания от HX711.
• Изчисляване на коефициент на преобразуване (scale factor): Изчислява се съотношението между промяната в показанията на HX711 и съответната промяна в теглото. Този коефициент позволява да се преобразуват суровите цифрови данни от HX711 в грамове или килограми.

Опаковката включва:

• 1 х Сензор за тегло (Load Cell)
• 1 х HX711 Модул
• 1 х 6 пина мъжка рейка
• 1 х 4 пина мъжка рейка