使用Arduino、称重传感器和HX711模块制作电子秤

风筝

在本篇文章中，我们将使用Arduino开发板、称重传感器、HX711分线板模块以及LCD液晶显示屏制作一款电子秤。本文是一个非常简单的Arduino重量测量项目。

电子秤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。

所需的组件

为了使用称重传感器和HX711模块设计Arduino电子秤，我们使用以下组件：

●    Arduino UNO开发板

●    HX711分线板模块

●    称重传感器

●    1602 LCD显示屏

●    按钮开关

●    面包板

●    连接线

●    称重传感器的安装结构（螺母、螺栓、框架、底座）

●    标准重量块（100克）

称重传感器是什么？

称重传感器是用于产生电信号的传感器。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。称重传感器进行的应变测量有助于在压力下保持设备的完整性，并保护附近的人员和设备。

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称重传感器放大器分线板模块

称重传感器放大器是基于HX711的小型分线板模块，可让您轻松读取称重传感器以测量重量。通过将放大器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，并且通过一些校准，您将可以获得非常准确的重量测量值。

HX711使用两线接口（时钟和数据）进行通信。任何微控制器的GPIO引脚都可以连接，并且已经编写了许多库，从而可以轻松地从HX711读取数据。称重传感器使用四线惠斯通电桥配置连接到HX711。这些通常是红色、黑色、白色、绿色和黄色。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）。

称重传感器和HX711的连接电路：

称重传感器的底座

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。

Arduino连接HX711称重传感器的连接电路图

如下图所示连接电路图

工作说明

在使整个电路正常工作之前，有必要使用HX711校准称重传感器。我们首先放置100g重量的砝码，调整直到在LCD显示屏上显示100g重量。一旦在称重传感器上测得100g的重量，就完成校准。现在，您只需放置任何重量即可进行99.9％的精度测量。

称重传感器是放大器，可感测重量，并向HX711负载放大器模块提供模拟电电压。然后，将这个放大后的值馈送到Arduino，将HX711的输出转换为以克为单位的重量值。输出结果显示在1602 LCD上。

HX711称重传感器与Arduino连接的源代码

只需复制此代码并将其上传到Arduino开发板即可。确保与电路图中的连接相同。

1. #include <LiquidCrystal.h>
   
2. LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);
   
3. 
   
4. #define DT A0
   
5. #define SCK A1
   
6. #define sw 9
   
7. 
   
8. long sample=0;
   
9. float val=0;
   
10. long count=0;
    
11. 
    
12. unsigned long readCount(void)
    
13. {
    
14. unsigned long Count;
    
15. unsigned char i;
    
16. pinMode(DT, OUTPUT);
    
17. digitalWrite(DT,HIGH);
    
18. digitalWrite(SCK,LOW);
    
19. Count=0;
    
20. pinMode(DT, INPUT);
    
21. while(digitalRead(DT));
    
22. for (i=0;i<24;i++)
    
23. {
    
24. digitalWrite(SCK,HIGH);
    
25. Count=Count<<1;
    
26. digitalWrite(SCK,LOW);
    
27. if(digitalRead(DT))
    
28. Count++;
    
29. }
    
30. digitalWrite(SCK,HIGH);
    
31. Count=Count^0x800000;
    
32. digitalWrite(SCK,LOW);
    
33. return(Count);
    
34. }
    
35. 
    
36. void setup()
    
37. {
    
38. pinMode(SCK, OUTPUT);
    
39. pinMode(sw, INPUT_PULLUP);
    
40. lcd.begin(16, 2);
    
41. lcd.print(" Weight ");
    
42. lcd.setCursor(0,1);
    
43. lcd.print(" Measurement ");
    
44. delay(1000);
    
45. lcd.clear();
    
46. calibrate();
    
47. }
    
48. 
    
49. void loop()
    
50. {
    
51. count= readCount();
    
52. int w=(((count-sample)/val)-2*((count-sample)/val));
    
53. lcd.setCursor(0,0);
    
54. lcd.print("Measured Weight");
    
55. lcd.setCursor(0,1);
    
56. lcd.print(w);
    
57. lcd.print("g ");
    
58. 
    
59. if(digitalRead(sw)==0)
    
60. {
    
61. val=0;
    
62. sample=0;
    
63. w=0;
    
64. count=0;
    
65. calibrate();
    
66. }
    
67. }
    
68. 
    
69. void calibrate()
    
70. {
    
71. lcd.clear();
    
72. lcd.print("Calibrating...");
    
73. lcd.setCursor(0,1);
    
74. lcd.print("Please Wait...");
    
75. for(int i=0;i<100;i++)
    
76. {
    
77. count=readCount();
    
78. sample+=count;
    
79. }
    
80. sample/=100;
    
81. lcd.clear();
    
82. lcd.print("Put 100g & wait");
    
83. count=0;
    
84. while(count<1000)
    
85. {
    
86. count=readCount();
    
87. count=sample-count;
    
88. }
    
89. lcd.clear();
    
90. lcd.print("Please Wait....");
    
91. delay(2000);
    
92. for(int i=0;i<100;i++)
    
93. {
    
94. count=readCount();
    
95. val+=sample-count;
    
96. }
    
97. val=val/100.0;
    
98. val=val/100.0; // put here your calibrating weight
    
99. lcd.clear();
    
100. }

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