Load cell là gì
1. Loadcell là gì?
Cảm biến cân nặng loadcell là cảm biến có thể đổi khác một lực, trọng lượng thành một bộc lộ điện. Giá bán trị chức năng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong ước điện trở, cho nên vì thế trả về biểu đạt điện áp tỉ lệ. Loadcell điện trở làm cho việc dựa vào nguyên lý áp lực đè nén – trở kháng. Lúc một tải trọng, một lực ảnh hưởng tác động lên cảm ứng sẽ có tác dụng trở kháng cầm đổi. Sự thay đổi trở chống này dẫn đến dự thay đổi điện áp đầu ra khi năng lượng điện áp đầu vào được cấp.
Bạn đang xem: Load cell là gì
Cảm biến loadcell được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như: đo cân nặng của vật, bày bán đều trọng lượng sản phẩm trong các dây truyền tự động hóa hóa, đo trọng lượng xe pháo tải…
2. Cấu tạo thành và nguyên lý hoạt động
Cấu tạoLoadcell được cấu trúc bởi nhì thành phần là: Strain gage cùng Load. Một loadcell thường bao gồm các strain gage được dán vào mặt phẳng của thân loadcell. Thân loadcell là một khối kim loại bầy hồi và tùy thuộc vào từng các loại loadcell và mục tiêu sử dụng loadcell, thân loadcell được thiết kế theo phong cách nhiều làm ra khác nhau, chế tạo bằng những vật liệu khác nhau (nhôm thích hợp kim, thép ko gỉ…)
Strain gage là một điện trở sệt biệt, có điện trở đổi khác khi bị nén hay kéo dài và được nuôi bởi một nguồn ổn định.Load là một trong những thanh kim loại có tính lũ hồi.
R =Điện trở strain gauge (Ohm)L =Chiều lâu năm của sợi kim loại strain gauge (m)A = máu diện của sợi kim loại strain gauge (m2)r= Điện trở suất vật tư của sợi kim loại strain gaugeKhi dây kim loại bị lực ảnh hưởng tác động sẽ chuyển đổi điện trởKhi dây bị lực nén, chiều dài strain gauge giảm, điện trở sẽ giảm xuống.Khi dây bi kéo dãn, chiều lâu năm strain gauge tăng, điện trở đã tăng lênĐiện trở chuyển đổi tỷ lệ với lực tác động.
Thông số kỹ năng cơ bản:
– Độ bao gồm xác: cho thấy thêm phần trăm chính xác trong phép đo. Độ đúng mực phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp.
– công suất định mức: giá bán trị trọng lượng lớn nhất cơ mà Loadcell rất có thể đo được.
– Dải bù sức nóng độ: là khoảng chừng nhiệt độ mà đầu ra output Loadcell được bù vào, giả dụ nằm ngoài khoảng này, cổng output không được bảo vệ thực hiện nay theo đúng chi tiết kĩ thuật được chuyển ra.
– cấp bảo vệ: được review theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: cản được độ ẩm và bụi).
– Điện áp: quý hiếm điện áp thao tác của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị lớn số 1 và giá bán trị nhỏ tuổi nhất 5 – 15 V).
– Độ trễ:hiện tượng trễ lúc hiển thị công dụng dẫn tới không nên số trong kết quả. Hay được chỉ dẫn dưới dạng % của cài trọng.
– Trở phòng đầu vào: trở chống được xác minh thông qua S- với S+ lúc Loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chính sách không tải.
– Điện trở bí quyết điện: thông thường đo tại loại DC 50V. Giá trị biện pháp điện thân lớp vỏ sắt kẽm kim loại củaLoadcell và thiết bị liên kết dòng điện.
Xem thêm: Tải Về Game Việt Hóa Game Tiếng Việt, Tổng Hợp Game Việt Hóa Offline Cho Pc Hay Nhất
– hủy hoại cơ học: giá bán trị cài đặt trọng mà Loadcell hoàn toàn có thể bị phá tan vỡ hoặc trở thành dạng.
– quý giá ra: công dụng đo được (đơn vị: mV).
– Trở kháng đầu ra: mang lại dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ với EX- trong điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở cơ chế không tải.
– Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell rất có thể vượt quá (ví dụ: 125% công suất).
– Hệ số ảnh hưởng tác động của nhiệt độ độ: Đại lượng được đo ở cơ chế có tải, là sự đổi khác công suất củaLoadcell bên dưới sự đổi khác nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là nếu như nhiệt dộ tạo thêm 10°C thì công suất đầy sở hữu của Loadcell tạo thêm 0.01%).
– Hệ số tác động của ánh sáng tại điểm 0: giống hệt như trên dẫu vậy đo ở chế độ không tải.
Nguyên lý hoạt động:
Một điện áp được cung ứng cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) với (4) của mong điện trở Wheatstone) cùng điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác.
Tại trạng thái cân bằng (trạng thái ko tải), điện áp biểu đạt ra là số không hoặc gần bằng không khi tư điện trở được gắn cân xứng về giá bán trị. Khi gồm tải trọng hoặc lực ảnh hưởng lên thân loadcell khiến cho thân loadcell bị biến tấu (giãn hoặc nén), dẫn mang đến sự biến hóa về chiều dài và tiết diện của các sợi kim loại của điện trở strain gage -> chuyển đổi giá trị năng lượng điện trở -> biến đổi điện áp đầu ra.
Hình hình ảnh mô tả hoạt động của loadcell:
Lưu ý: hành động như đặt đột ngột hay thảy đồ gia dụng cân bao gồm khối lượng khối lượng lên bàn cân rất dễ làm cho thanh sắt kẽm kim loại bị biến dạng bất ngờ đột ngột làm cân nặng sẽ không chính xác và mau hỏng Strain Gauge. Tránh việc cân một vật có cân nặng lớn quá qua ngoài thang đo của cân.
3. Lí giải sử dụng cảm biến loadcell với arduino để làm một cân nặng điện tử đơn giản
Như các bạn đã biết những loại cân nặng điện tử hiện nay thường cần sử dụng các cảm biến loadcell nhằm đo khối lượng, cùng với độ chính xác, độ bình ổn cao, phải được áp dụng nhiều trong đời sống.
Hôm nay, mình đang hướng dẫn chúng ta làm một cái cân năng lượng điện tử dễ dàng và đơn giản với Arduino và màn hình LCD.
Xem thêm: Kế Hoạch Tổ Chức Trò Chơi Dân Gian Trường Thcs, Kế Hoạch Tổ Chức Trò Chơi Dân Gian
Để làm theo hướng dẫn này chúng ta phải chuẩn bị một mạch Arduino Uno, một màn hình LCD 1602 kèm I2C, một cảm ứng loadcell 20kg (bạn rất có thể chọn loại cân nặng cao rộng hoặc thấp rộng tùy nhu cầu), một mạch đổi khác ADC HX711, một nút nhấn cùng dây nối. Các chúng ta có thể mua tại link sau:
Arduino UNO R3 DIP (kèm cáp): Bộ cảm biến Cân nặng trĩu Loadcell 20kg + size Bàn cân nặng MicaLCD 1602 kèm module I2C màu xanh da trời láKết nối theo sơ thiết bị sau:
Sau khi kết nối xong, thực hiện nạp code cho arduino:
Code hiệu chỉnh giá bán trị mang lại loadcell:
#include "HX711.h" #define DOUT 3#define CLK 2 HX711 scale(DOUT, CLK);float calibration_factor = -103525; //=============================================================================================// SETUP//=============================================================================================void setup() Serial.begin(9600); Serial.println("HX711 Calibration"); Serial.println("Remove all weight from scale"); Serial.println("After readings begin, place known weight on scale"); Serial.println("Press a,s,d,f to lớn increase calibration factor by 10,100,1000,10000 respectively"); Serial.println("Press z,x,c,v to lớn decrease calibration factor by 10,100,1000,10000 respectively"); Serial.println("Press t for tare"); scale.set_scale(); scale.tare(); //Reset cực hiếm về 0 long zero_factor = scale.read_average(); //đọc tin tức Serial.print("Zero factor: "); Serial.println(zero_factor); //=============================================================================================// LOOP//=============================================================================================void loop() scale.set_scale(calibration_factor); //điều chỉnh theo thông số hiệu chỉnh Serial.print("Reading: "); Serial.print(scale.get_units(), 3); Serial.print(" kg"); //Thay đổi quý hiếm này thành kilogam và điều chỉnh lại thông số hiệu chuẩn chỉnh Serial.print(" calibration_factor: "); Serial.print(calibration_factor); Serial.println(); if(Serial.available()) char temp = Serial.read(); if(temp == "+" Sau khi nạp code chúng ta cần hiệu chỉnh bằng cách dùng quả cân chuẩn hoặc một đồ vật mà các bạn đã biết đúng khối lượng đặt lên trên bàn cân nặng => xuất hiện sổ Serial Monitor của Arduino IDE=> Gõ “a, s, d ,f” rồi Enter để đội giá trị đo được, “z, x, c, v” rồi Enter để giảm ngay trị đo được sao để cho bằng với mức giá trị trái cân chuẩn chỉnh => đánh dấu giá trị calibration_factor làm giá trị hiệu chỉnh để cho vào code full.
Code full hiển thị giá bán trị cân nặng lên lcd:
#include "HX711.h"#include Wire.h>#include LiquidCrystal_I2C.h>LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); HX711 scale(3, 2); int rbutton = 7; // nút nhấn được thực hiện để reset quý hiếm trọng lượng về 0float weight;float calibration_factor = -100525; // quý hiếm này các bạn lấy trường đoản cú code hiệu chỉnh void setup() Serial.begin(9600); pinMode(rbutton, INPUT_PULLUP); scale.set_scale(); scale.tare(); //Reset cực hiếm về 0 long zero_factor = scale.read_average(); //đọc thông tin lcd.begin(); void loop() scale.set_scale(calibration_factor); //điều chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh weight = scale.get_units(5); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Trong luong:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(weight); lcd.print(" kilogam "); delay(1000); Serial.print("Weight: "); Serial.print(weight); Serial.println(" KG"); Serial.println(); if ( digitalRead(rbutton) == LOW) scale.set_scale(); scale.tare(); //Reset quý hiếm về 0 Kết quả:
Sau khi nạp code kết thúc là bạn đã có một loại cân năng lượng điện tử trả thiện. Các chúng ta cũng có thể chế thêm nguồn pin để tiện nghi hơn lúc sử dụng.
