HX711 ve Yük Hücresi: Dijital Terazi Yapmak

HX711, yük hücrelerinden gelen çok küçük sinyalleri okuyabilen özel bir yükselteç ve dönüştürücü çipidir. Dijital terazi yapmanın standart yoludur.

Yük hücresi nasıl çalışır?

Yük hücresi, üzerine ağırlık binince milimetrenin binde biri kadar esneyen bir metal parçadır. Üstüne yapıştırılmış şeritlerin (strain gauge) direnci, bu esneme ile birlikte çok az değişir.

Dört şerit bir köprü devresine bağlanır. Ağırlık yokken köprü dengededir; ağırlık bindiğinde iki uç arasında minicik bir gerilim farkı doğar — genellikle milivoltun binde biri mertebesinde.

Arduino neden doğrudan okuyamaz?

Arduino'nun analog girişi 5 voltu 1024 kademeye böler; yani bir kademe yaklaşık 5 milivolttur. Yük hücresinin ürettiği fark bunun binde biri kadardır. Doğrudan bağlanırsa okunan değer hiç kıpırdamaz.

HX711 iki şeyi birden yapar: sinyali yüzlerce kat yükseltir ve 24 bit çözünürlükle sayıya çevirir. Sonuçta gram, hatta bazı hücrelerde gramın altı hassasiyet mümkün olur.

Kalibrasyon iki adım

1. Dara (tare): Terazi boşken okunan değeri sıfır kabul edersiniz. Kabın ağırlığı böylece hesaptan düşer.
2. Ölçek katsayısı: Ağırlığı bilinen bir cisim (örneğin 100 gramlık bir ağırlık) koyup okunan ham değeri o ağırlığa bölersiniz. Bulduğunuz katsayı, sonraki bütün okumaları grama çevirir.

Katsayı hücreye özeldir; başka bir hücreye geçtiğinizde yeniden bulmanız gerekir.

Doğruluğu bozan şeyler

• Sıcaklık: Metal genleşir; uzun süreli ölçümlerde kayma görülür.
• Montaj: Hücre iki ucundan doğru biçimde sabitlenmeli, gövdesi bir yere sürtmemelidir.
• Titreşim: Masaya vurmak bile okumayı zıplatır; birkaç ölçümün ortalaması şarttır.
• Aşırı yük: Kapasitesinin üstünde ağırlık, hücreyi kalıcı olarak eğer ve doğruluğu bir daha geri gelmez.

Proje fikirleri

Mutfak terazisi, akıllı kumbara, mama kabının azaldığını haber veren besleyici, arı kovanı takip sistemi, kalabalık sayan oturma yeri.

Hücrenin yönü

Yük hücrelerinin üzerinde genellikle bir ok bulunur ve bu ok, kuvvetin uygulanması gereken yönü gösterir. Ters monte edilen bir hücre negatif değer verir ya da doğrusal davranmaz.

Montajda ikinci kural: hücre iki ucundan farklı yüzeylere sabitlenmelidir — bir ucu tabana, diğer ucu tartılan platforma. İki ucu aynı yüzeye vidalanan hücre hiç esneyemez ve hiçbir şey ölçemez.

Okuma hızı

HX711 saniyede 10 ya da 80 ölçüm yapabilir; hız modül üzerindeki bir bacakla seçilir. Yavaş mod daha az gürültülüdür ve terazi uygulamalarında tercih edilir.

Hızlı mod, ölçümün değişimini yakalamak gerektiğinde (örneğin bir darbeyi ölçerken) anlamlıdır. Terazi yapıyorsanız yavaş mod hem daha sessiz hem daha doğrudur.

HipoCodes devre simülasyonunda modülü bağlayıp okuma akışını kurabilirsiniz.