使用ESP8266和HX711称重传感器制作一台物联网电子秤

风筝

在本篇文章中，我们使用HX711称重传感器放大器模块将​​40Kg称重传感器连接到NodeMCU ESP8266。 HX711是一款精密的24位模数转换器（ADC），设计用于电子秤和工业控制应用，可直接与桥式传感器连接。 HX711称重传感器放大器用于从称重传感器和应变仪获取可测量的数据。

电子称重机使用称重传感器来测量由负载产生的重量，此处大多数称重传感器都参照应变计的方法，该应变计将压力转换为电信号，这些称重传感器具有四个应变计，嵌在惠斯通电桥结构（Wheatstone bridge）中。

我们将制作一台电子秤，该机器可以测量高达40KG重量的物品。首先需要校准称重传感器并找到校准系数。校准完成后，可以将该系数包括在代码中。这样，这将使秤精确而准确。重量越大，误差越大。因此，我们将尝试消除秤的误差。最后，我们将在1602 LCD显示屏中显示测得的重量。我们将在称为Blynk应用程序的IoT云平台上发送重量值。这样，只需在Blynk应用程序仪表板上进行观察，就可以从世界任何地方监视重量。

所需的组件

●    NodeMCU ESP8266

●    称重传感器40公斤

●    HX711放大器模块

●    1602 I2C LCD

●    按钮开关

●    称重传感器组件底座

称重传感器

称重传感器是一种力传感器。它将诸如张力、压力或扭矩之类的力转换为可以测量和标准化的电信号。随着施加到称重传感器上的力增加，电信号按比例变化。称重传感器用于测量重量。

称重传感器通常由一个弹簧元件组成，在该弹簧元件上已放置了应变仪。弹簧元件通常由钢或铝制成。这意味着它非常坚固，但弹性也很小。顾名思义，弹簧元件表明，钢在载荷作用下会发生轻微变形，但随后会返回到其初始位置，对每种载荷都具有弹性。这些极小的变化可以通过应变仪获得。然后，最后由分析电子设备解释应变计的变形以确定重量。

HX711分线板模块

HX711双通道24位精密AD称重传感器放大器是HX711的小型转接板，可让您轻松读取称重传感器以测量重量。通过将模块连接到微控制器，您将能够读取称重传感器的电阻变化并进行一些校准。您将能够获得非常准确的重量测量值。

这对于创建自己的工业电子称、过程控制或简单的状态检测非常方便。 HX711称重传感器使用两线接口（时钟和数据）进行通讯。任何微控制器的GPIO引脚都应能正常工作，从而轻松地从HX711读取数据。

每种颜色对应于称重传感器的常规颜色编码：

1.  红色（励磁+或VCC）。

2.  黑色（励磁或GND）。

3.  白色（放大器+，信号+或输出+）。

4.  绿色（A-、S-或O-）。

5.  黄色（外壳）。

黄色引脚用作可选输入，不连接到应变仪，而是用于接地和屏蔽外部EMI（电磁干扰）。

称重传感器和HX711的连接电路：

称重传感器底座

还需要使用螺母和螺栓将基座固定在其上方的称重传感器。在这里，我们使用了一个硬质胶合板作为框架，用于在其上放置物品，并使用了一块轻木板作为基础。这是必需的，因为在称重传感器上施加一定的重量时，称重传感器会略微弯曲。

HX711称重传感器和ESP8266的电子秤电路图

以下是将40KG称重传感器和HX711模块与NodeMCU ESP8266 12E开发板连接的电路图。

上面已经说明了称重传感器和HX711之间的连接。将称重传感器的DT和SCK引脚分别连接到ESP8266的D5和D6引脚。按钮开关连接到ESP8266的数字引脚D4。我使用了1602 LCD显示器来最大程度地减少连接。因此，将I2C LCD显示器的SDA和SCL引脚分别连接到Nodemcu的D2和D1。

设置Blynk IoT应用程序以进行远程体重监测

Blynk是一个运行在Android和IOS设备上的应用程序，可使用智能手机控制任何基于IoT的应用程序。它允许您为物联网应用程序创建图形用户界面。在这里，我们将设置Blynk应用程序，以使用NodeMCU ESP8266监视通过Wi-Fi测得的重量。

因此，请从Google Play商店下载并安装Blynk应用程序。 iOS用户可以从App Store下载。安装完成后，使用您的电子邮件ID和密码打开应用程序并登陆。

现在，按照下面的照片设置完整的Blynk应用程序。

因此，创建gauge和值显示。成功创建项目后，返回设置并单击“发送电子邮件”。您将在注册邮件中获得一个身份验证ID。保存身份验证ID。您将需要在代码中输入此内容。

校准称重传感器的源代码/程序

如上所述连接称重传感器后，您需要先进行校准，然后再进行最终设计。因此，首先要校准整个组装单元。您将需要添加HX711库编译代码。从下面下载HX711库。

●    HX711库

●    Blynk ESP8266库

●    液晶I2C库

1. #include "HX711.h"  //You must have this library in your arduino library folder
   
2. 
   
3. #define DOUT  D5
   
4. #define CLK  D6
   
5. 
   
6. HX711 scale(DOUT, CLK);
   
7. 
   
8. //Change this calibration factor as per your load cell once it is found you many need to vary it in thousands
   
9. float calibration_factor = -109525; //-106600 worked for my 40Kg max scale setup
   
10. 
    
11. //=============================================================================================
    
12. //                         SETUP
    
13. //=============================================================================================
    
14. void setup() {
    
15.   Serial.begin(9600);
    
16.   Serial.println("HX711 Calibration");
    
17.   Serial.println("Remove all weight from scale");
    
18.   Serial.println("After readings begin, place known weight on scale");
    
19.   Serial.println("Press a,s,d,f to increase calibration factor by 10,100,1000,10000 respectively");
    
20.   Serial.println("Press z,x,c,v to decrease calibration factor by 10,100,1000,10000 respectively");
    
21.   Serial.println("Press t for tare");
    
22.   scale.set_scale();
    
23.   scale.tare(); //Reset the scale to 0
    
24. 
    
25.   long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading
    
26.   Serial.print("Zero factor: "); //This can be used to remove the need to tare the scale. Useful in permanent scale projects.
    
27.   Serial.println(zero_factor);
    
28. }
    
29. 
    
30. //=============================================================================================
    
31. //                         LOOP
    
32. //=============================================================================================
    
33. void loop() {
    
34. 
    
35.   scale.set_scale(calibration_factor); //Adjust to this calibration factor
    
36. 
    
37.   Serial.print("Reading: ");
    
38.   Serial.print(scale.get_units(), 3);
    
39.   Serial.print(" kg"); //Change this to kg and re-adjust the calibration factor if you follow SI units like a sane person
    
40.   Serial.print(" calibration_factor: ");
    
41.   Serial.print(calibration_factor);
    
42.   Serial.println();
    
43. 
    
44.   if(Serial.available())
    
45.   {
    
46.     char temp = Serial.read();
    
47.     if(temp == '+' || temp == 'a')
    
48.       calibration_factor += 10;
    
49.     else if(temp == '-' || temp == 'z')
    
50.       calibration_factor -= 10;
    
51.     else if(temp == 's')
    
52.       calibration_factor += 100;  
    
53.     else if(temp == 'x')
    
54.       calibration_factor -= 100;  
    
55.     else if(temp == 'd')
    
56.       calibration_factor += 1000;  
    
57.     else if(temp == 'c')
    
58.       calibration_factor -= 1000;
    
59.     else if(temp == 'f')
    
60.       calibration_factor += 10000;  
    
61.     else if(temp == 'v')
    
62.       calibration_factor -= 10000;  
    
63.     else if(temp == 't')
    
64.       scale.tare();  //Reset the scale to zero
    
65.   }
    
66. }

复制代码

上载校准代码后，请打开串口监视器，并用已知的重量调整比例系数，直到看到正确的读数。按a、s、d、f分别将校准系数增加10、100、100010000。按z、x、c、v分别将校准系数降低10、100、1000、10000。

一旦看到放置的重量与显示的重量相同，请记下校准系数，并将其用于秤的最终代码中。

在Blynk上使用电子称的源代码：

找到校准系数后，请在以下代码中对其进行更新。然后，您只需上传代码即可准备好电子秤。

确保同时在代码上更改WiFi SSID、密码和Blynk身份验证代码。

1. #include <ESP8266WiFi.h>;
   
2. #include "HX711.h"
   
3. #define BLYNK_PRINT Serial
   
4. #include <Blynk.h>
   
5. #include <BlynkSimpleEsp8266.h>
   
6. #include <Wire.h>
   
7. #include <LiquidCrystal_I2C.h>
   
8. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
   
9. #define BLYNK_PRINT Serial
   
10. 
    
11. const char *ssid = "Alexahome"; // replace with your wifi ssid and wpa2 key
    
12. const char *pass = "12345678";
    
13. char auth[] = "hePTG-hzhuAzU2h59R90SjQUc98u2Kpb";    // You should get Auth Token in the Blynk App.
    
14. 
    
15. WiFiClient client;
    
16. 
    
17. HX711 scale(D5, D6);
    
18. 
    
19. int rbutton = D4; // this button will be used to reset the scale to 0.
    
20. float weight;
    
21. float calibration_factor = -101525; // for me this vlaue works just perfect 419640
    
22. 
    
23. void setup()
    
24. {
    
25.   Serial.begin(115200);
    
26.   pinMode(rbutton, INPUT_PULLUP);
    
27.   scale.set_scale();
    
28.   scale.tare(); //Reset the scale to 0
    
29.   long zero_factor = scale.read_average(); //Get a baseline reading
    
30.   Blynk.begin(auth, ssid, pass);
    
31.   Wire.begin(D2, D1);
    
32.   lcd.begin();
    
33.   lcd.setCursor(6,0);
    
34.   lcd.print("IOT");
    
35.   lcd.setCursor(1,1);
    
36.   lcd.print("Weighing Scale");
    
37.   delay(3000);
    
38.   lcd.clear();
    
39. 
    
40.   lcd.print("Connecting Wifi");
    
41.   
    
42.   WiFi.begin(ssid, pass);
    
43.   {
    
44.   delay(1000);
    
45.   Serial.print(".");
    
46.   lcd.clear();
    
47.   }
    
48.   Serial.println("");
    
49.   Serial.println("WiFi connected");
    
50.   lcd.clear();
    
51.   lcd.print("WiFi connected");
    
52.   
    
53.   delay(2000);
    
54. }
    
55. 
    
56. void loop()
    
57. 
    
58. {
    
59. 
    
60.   Blynk.run();
    
61.   scale.set_scale(calibration_factor); //Adjust to this calibration factor
    
62. 
    
63.   weight = scale.get_units(5);
    
64. 
    
65.   lcd.setCursor(0, 0);
    
66.   lcd.print("Measured Weight");
    
67.   lcd.setCursor(0, 1);
    
68.   lcd.print(weight);
    
69.   lcd.print(" KG  ");
    
70.   Blynk.virtualWrite(V3, weight);
    
71.   delay(2000);
    
72.   lcd.clear();
    
73.   
    
74.   Serial.print("Weight: ");
    
75.   Serial.print(weight);
    
76.   Serial.println(" KG");
    
77.   Serial.println();
    
78.   
    
79. 
    
80.   if ( digitalRead(rbutton) == LOW)
    
81. {
    
82.   scale.set_scale();
    
83.   scale.tare(); //Reset the scale to 0
    
84. }
    
85. 
    
86. }

复制代码

测试结果

当未放置砝码时，显示屏将显示重量等于零。

放置一些砝码后，显示屏将显示等于物体重量的值。

现在，您可以启动Blynk应用程序，您将在标签显示和gauge上看到重量参数的变化。