称重传感器的应用(HX711)

HX711模块原理图

基本原理讲解 
1. 100kg 传感器 
满量程输出电压=激励电压*灵敏度2.0mv/v 
例如:供电电压是5v 乘以灵敏度2.0mv/v=满量程10mv。 
相当于有100Kg 重力产生时候产生10mV 的电压。 
2. 711模块对产生的10mV 电压进行采样。 
概述:711模块 A 通道带有128倍信号增益,可以将10mV 的电压放大128倍,然 
后采样输出24bit AD 转换的值,单片机通过指定时序将24bit 数据读出。 
详细讲解程序计算原理: 
小强电子设计 
步骤1 :如何计算传感器供电电压 
HX711可以在产生 VAVDD 和 AGND 电压,即711模块上的 E+和 E-电压。 
该电压通过 VAVDD=VBG(R1 +R2 )/R2计算。 
VBG 为模块儿基准电压1.25v 
R1 = 20K,R2 = 8.2K 
因此得出 VAVDD = 4.3V 
(为了降低功耗,该电压只在采样时刻才有输出, 因此用万用表读取的值可能低 
于4.3v,因为万用表测量的是有效值。 ) 
步骤2 :如何计算 AD  输出最大值 
在4.3V 的供电电压下100Kg 的传感器最大输出电压是4.3v*2mv/V = 8.6mV 
经过128倍放大后,最大电压为8.6mV*128 = 1100.8mV 
经过 AD 转换后输出的24bit 数字值最大为: 
1100.8mV*(2^24) /4.3V ≈ 4294967 
步骤3 :程序中数据如何转换 
小强电子设计 
程序中通过 
HX711_Buffer = HX711_Read(); 
获取当前采样的 AD 值,最大4294967,存放在 long 型变量 HX711_Buffer 中, 
因 long 型变量计算速率和存放空间占用资源太多,固除以100,缩放为 int 型, 
便于后续计算。 
Weight_Shiwu = HX711_Buffer/100; 
Weight_Shiwu 最大为42949。 
步骤4 :如何将 AD  值反向转换为重力值 。 
假设重力为 A Kg, (x<100Kg),测量出来的 AD 值为 y 
100Kg 传感器输出,发送给 AD 模块儿的电压为 A Kg * 8.6mV / 100Kg = 0.086A mV 
经过128倍增益后为 128 * 0.086A = 11.008AmV 
转换为24bit 数字信号为 11.008A mV * 2^24  /4.3V = 42949.67296A 
所以 y = 429496.7296A /100 = 429.4967296 A 
因此得出 A = y / 429.4967296 Kg  
特别注意:  
因为不同的传感器斜率特性曲线不一样,因此,每一个传感器需要软件校正调零。 
每个传感器都要校准。
 

驱动程序:


unsigned long ReadCount(void)

{

    unsigned long Count;

    unsigned char i;

    SCL=0;      //使能AD(PD_SCL 置低)

    Count=0;

    while(SDA); //AD转换未结束则等待,否则开始读取

    for (i = 0; i < 24; i++)

    {

        SCL = 1;        //PD_SCL 置高(发送脉冲)

        Count=Count<<1; //下降沿来时变量Count左移一位,右侧补零

        SCL=0;          //PD_SCL 置低

        if(SDA) Count++;

    }

    SCL=1;

    Count=Count^0x800000;//第25个脉冲下降沿来时,转换数据

    SCL=0;

    return(Count);

}

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