วิธีการเชื่อมต่อเซลล์โหลด & HX711 กับ Arduino สำหรับการวัดน้ำหนัก

การวัดน้ำหนักอย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นในโครงการหลากหลาย ตั้งแต่เครื่องชั่งดิจิทัลไปจนถึงการใช้งานในอุตสาหกรรม โดยการเชื่อมต่อ โหลดเซลล์ พร้อมกับ HX711 โมดูลขยายสัญญาณและ Arduino ช่วยให้คุณสร้างระบบชั่งน้ำหนักที่แม่นยำและเชื่อถือได้ คู่มือนี้จะพาคุณผ่านส่วนประกอบ การเดินสาย การเขียนโค้ด และการปรับเทียบที่จำเป็นในการตั้งค่าระบบชั่งน้ำหนักของคุณเอง

วัสดุที่ต้องใช้

บอร์ด Arduino (เช่น Uno, Nano)
โหลดเซลล์ (โดยทั่วไปมีความจุ 5kg หรือ 10kg)
HX711 โหลดเซลล์ โมดูลขยายสัญญาณ
เบรดบอร์ดและสายจัมเปอร์
สายเคเบิล USB สำหรับการเขียนโปรแกรม Arduino
ตัวเลือกเสริม: จอแสดงผล LCD สำหรับแสดงค่าการชั่งน้ำหนัก

การเดินสายส่วนประกอบ

การเชื่อมต่อ โหลดเซลล์ ไปยัง HX711 และจากนั้นไปยัง Arduino นั้นทำได้ไม่ยุ่งยาก ส่วน โหลดเซลล์ โดยทั่วไปมีสาย 4 เส้น: สีแดง (VCC), สีดำ (GND), สีขาว (DATA-), และสีเขียว (DATA+). ปฏิบัติตามขั้นตอนการเดินสายดังนี้:

เชื่อมต่อโหลดเซลล์เข้ากับ HX711:

สายไฟสีแดงไปที่ E+ บน HX711
สายไฟสีดำไปที่ E- บน HX711
สายสีขาวไปที่ A- บน HX711
ต่อสายสีเขียวเข้ากับ A+ บน HX711

เชื่อมต่อ HX711 ไปยัง Arduino:

VCC ของ HX711 ไปยัง 5V บน Arduino
GND ของ HX711 ไปยัง GND บน Arduino
DT (DATA) ของ HX711 ไปยังขาดิจิทัล 2 บน Arduino
SCK (สัญญาณนาฬิกา) ของ HX711 ไปยังขา digital 3 บน Arduino

การเขียนโค้ดสำหรับ Arduino

เพื่อสื่อสารกับ HX711, คุณจะต้องใช้ไลบรารีที่ช่วยให้การโต้ตอบง่ายขึ้น. HX711 ไลบรารีโดย Bogdan Necula เป็นตัวเลือกยอดนิยม ติดตั้งผ่าน Arduino Library Manager ก่อนดำเนินการต่อ

นี่คือตัวอย่างโค้ดสำหรับเริ่มต้น:


#include <HX711.h>

// กำหนด HX711 การเชื่อมต่อวงจร
const int LOADCELL_DOUT_PIN = 2;
const int LOADCELL_SCK_PIN = 3;

HX711 scale;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);
  Serial.println("HX711 การปรับเทียบ");
  
  // ตัวเลือก: ตั้งค่า tare ให้เครื่องชั่งเป็นศูนย์
  scale.tare();
}

void loop() {
  if (scale.is_ready()) {
    long reading = scale.read();
    Serial.print("ค่าดิบที่อ่านได้: ");
    Serial.println(reading);

    // แปลงค่าที่อ่านได้เป็นน้ำหนัก
    float weight = scale.get_units(10); // เฉลี่ยจากการอ่าน 10 ครั้ง
    Serial.print("น้ำหนัก: ");
    Serial.print(weight);
    Serial.println(" kg");
  } else {
    Serial.println("HX711 ไม่พบ.");
  }
  delay(500);
}

การปรับเทียบ

การวัดที่แม่นยำต้องปรับเทียบเครื่องชั่งเพื่อคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนใด ๆ ต่อไปนี้คือวิธีที่คุณสามารถปรับเทียบของคุณ โหลดเซลล์:

อัปโหลดโค้ดด้านบนไปยัง Arduino ของคุณ แล้วเปิด Serial Monitor
โดยไม่มีน้ำหนักบน โหลดเซลล์, โปรดสังเกตการอ่านค่าดิบ. นี่คือของคุณ น้ำหนักภาชนะ มูลค่า.
วางน้ำหนักที่ทราบค่าบน โหลดเซลล์ และบันทึกค่าการอ่านดิบใหม่.
คำนวณปัจจัยการสอบเทียบโดยใช้สูตร:


ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบ = (ค่าอ่านดิบ - ค่าน้ำหนักภาชนะ) / น้ำหนักที่ทราบค่า

เมื่อคุณได้ค่าการปรับเทียบแล้ว ให้อัปเดตโค้ดของคุณเพื่อใช้ค่านั้น:


#define CALIBRATION_FACTOR  -7050 // Example value

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);
  scale.set_scale(CALIBRATION_FACTOR);
  scale.tare();
  Serial.println("HX711 Calibration");
}

void loop() {
  if (scale.is_ready()) {
    float weight = scale.get_units(10);
    Serial.print("Weight: ");
    Serial.print(weight);
    Serial.println(" kg");
  } else {
    Serial.println("HX711 ไม่พบ.");
  }
  delay(500);
}

ทดสอบการตั้งค่าของคุณ

หลังจากการปรับเทียบ ให้ทดสอบหลายครั้งด้วยน้ำหนักที่ทราบค่าแตกต่างกันเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำ หากพบความคลาดเคลื่อน ให้ปรับค่าปัจจัยการปรับเทียบให้เหมาะสม สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่า โหลดเซลล์ ถูกวางบนพื้นผิวที่มั่นคง และสายไฟถูกยึดแน่นเพื่อป้องกันการอ่านค่าที่ผันผวน

ยกระดับโครงการของคุณ

เพื่อทำให้ระบบชั่งน้ำหนักของคุณใช้งานง่ายยิ่งขึ้น ลองพิจารณาเพิ่มจอแสดงผล LCD เพื่อแสดงน้ำหนักแบบเรียลไทม์ คุณยังสามารถผสานรวมฟีเจอร์อย่างการบันทึกข้อมูล การส่งข้อมูลแบบไร้สาย หรือการเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์อื่นๆ เพื่อให้การวัดมีความครอบคลุมยิ่งขึ้น

สรุป

การเชื่อมต่อกับ โหลดเซลล์ และ HX711 กับ Arduino เป็นโปรเจ็กต์ที่ทำได้ไม่ยาก ซึ่งให้ผลการวัดน้ำหนักที่แม่นยำ เหมาะกับการใช้งานหลากหลายรูปแบบ ด้วยการทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในคู่มือนี้ คุณสามารถตั้งค่าตาชั่งดิจิทัลของคุณเอง หรือผสานการตรวจจับน้ำหนักเข้ากับโปรเจ็กต์ที่ซับซ้อนกว่านี้ได้ เมื่อปรับเทียบอย่างถูกต้องและมีการเชื่อมต่อที่เสถียร ระบบของคุณจะมอบข้อมูลที่เชื่อถือได้ตามความต้องการของคุณ