如何使用称重传感器构建高精度数字秤
如何使用称重传感器构建高精度数字秤
你可能会想，一个没有明显机械运动的秤是否可能存在。事实上，如果通过应变计(DMS)读取，铝块的极微小弯曲就足以以高精度测量质量。在本教程中，我们将使用称重传感器（附带应变片）和24位ADC HX711读取测量信号，结合ESP8266或ESP32（以下简称“ESP”）运行MicroPython来处理数据并在OLED屏幕上显示重量。
在上面的测压元件中，铝块被拧在右边的底板上，而左边则是称重平台。即使是非常轻的物体（比如0.9克的一张纸）也会在金属中引起微小但可测量的变形。
应变片是在塑料基板上的极薄导电轨道。当测压元件弯曲时，这些轨迹变得稍微更长和更窄，导致电阻的微小变化。在桥接电路中，这个微小的信号被HX711放大并数字化。
HX711模块放大这个非常小的电信号，并使用24位ADC进行转换，从而实现非常精细的测量。
程序和固件
- flash和编程ESP32/ESP8266通过thony IDE或µPyCraft。
- MicroPython固件：最新版本（例如v1.19.1版本）。
这个项目的MicroPython模块：
- ssd1306.py - OLED显示器的硬件驱动程序
- OLED显示的API
- 用于数字显示的大字体集
- HX711 .py -用于HX711的API
- Scale.py -主要应用程序代码
自动启动和测试
要使程序在启动时自动运行，请将其重命名为boot.py并将其上传到ESP。在重置时，它将自动运行。
Thonny允许您手动运行脚本（例如，按F5）进行即时调试- MicroPython在传统Arduino工作流上的关键优势。
下面是与ESP8266和ESP32使用相同HX711模块的接线图。确保使用不干扰ESP启动过程的GPIO引脚，并正确连接I2C总线（ESP8266: GPIO4=SDA, GPIO5=SCL;Esp32: gpio21 = sda, gpio22 = scl）。
HX711 MicroPython模块
HX711不是I2C传感器；它通过输出和DPCLK引脚串行通信。每个24位转换之后是1-3位选择通道(A/B)和增益设置。
文件HX711 .py包含HX711类和一个自定义异常，如果模块没有响应。在下面的示例代码片段中，您可以看到如何逐位请求数据：
首先传输MSB（最高有效位）。channel参数选择使用哪个通道(A/B)和增益因子。
使用称重传感器HX711和ESP (ESP8266或ESP32)，您可以构建非常精确的秤。MicroPython使读取和显示测量结果变得简单，即使实际的金属变形是在原子尺度上。HX711仍然能够产生稳定的、可重复的读数。