Maîtriser le HX711 : Guide Complet pour l'Intégration Précise de Capteurs de Charge

Avez-vous déjà travaillé avec le HX711 et des capteurs de charge ? Peut-être pas, mais vous avez probablement interagi avec des balances électroniques. Ces composants sont essentiels dans les balances. Notre article se concentre sur le HX711 et son rôle de convertisseur analogique-numérique dans les balances à capteur de charge. Nous aborderons son brochage, ses caractéristiques et autres informations essentielles sur les mesures de charge.

Qu'est-ce que le HX711 ?

C'est un convertisseur analogique-numérique (ADC) de haute précision 24 bits, précieux pour les applications de balances. Il est essentiel dans les applications industrielles, principalement pour l'interface avec un capteur pont.

Le HX711 est crucial pour l'amplification du signal provenant des cellules de charge et sa transmission à un microprocesseur. Il dispose d'un bornier à vis 4 broches et d'un connecteur Grove I2C, essentiels pour connecter microcontrôleur et cellule de charge sans soudure.

Avec la bibliothèque HX711 pour Arduino, vous pouvez créer un système de capteur de poids Arduino.

Amplificateur de Cellule de Charge HX711

Source : Flickr

Configuration des Broches du HX711

Pieds humains sur une balance électronique

L'ADC a 16 broches. Examinons chacune et leur fonction.

Numéro Broche	Nom Broche	Fonction / Description
1	VSUP	Broche d'alimentation pour réguler une tension de 2,7 V à 5,5 V
2	BASE	Broche de sortie analogique pour contrôle du régulateur de sortie. Reste NC si inutilisée.
3	AVDD	Broche d'alimentation pour l'alimentation analogique de 2,6 à 5,5 V
4	VFB	Broche d'entrée analogique pour contrôle du régulateur d'entrée. Si inutilisée, connecter à AGND.
5	AGND	Broche de masse.
6	VBG	Sortie analogique de l'ADC, référence de bypass.
7,8	INA-, INA+	Entrées analogiques négative et positive du canal A.
9,10	INB-, INB+	Entrées analogiques négative et positive du canal B.
11	PD-SCK	Entrée numérique pour contrôle mise hors tension et horloge série.
12	DOUT	Sortie numérique, terminal de données série.
13,14	XO, XI	E/S numérique et entrée numérique. XO : E/S cristal, XI : entrée horloge externe.
15	RATE	Entrée numérique pour contrôle du débit de données de sortie.
16	DVDD	Broche d'alimentation, principalement alimentation numérique.

Caractéristiques et Spécifications du HX711

Pesée d'un bébé sur balance électronique

Voici les caractéristiques et specs clés de l'ADC :

1. Plage température de fonctionnement : -40 °C à +85 °C. Plage tension d'alimentation : 2,6 V à 5,5 V.
2. Régulateur d'alimentation, oscillateur, reset à la mise sous tension, amplificateur PGA à faible bruit intégrés.
3. Canaux d'entrée différentiels sélectionnables. Débit de données de sortie sélectionnable : 10 SPS ou 80 SPS.
4. Rejet d'alimentation simultané 50 et 60 Hz et fonction reset à la mise sous tension.
5. Consommation courante : < 1,5 mA en fonctionnement normal, < 1 µA en veille.
6. Gain sélectionnable : 32, 64, 128. Contrôle numérique et interface série faciles, sans programmation préalable.

Qu'est-ce qu'une Cellule de Charge / Capteur de Poids ?

Utilisation d'une balance en laboratoire

C'est un composant qui détecte une charge ou une force et la convertit en sortie électrique. Son usage fondamental est la mesure du poids d'un objet. Il surveille aussi les variations de poids dans le temps et indique la contrainte exercée sur une surface.

Le cœur du capteur est un métal avec plusieurs résistances électriques. Appliquer une force change la résistance électrique quand le métal se déforme. Au retrait du poids, le métal reprend sa position initiale. La qualité et la précision de la cellule de charge reposent sur la réversibilité de ce matériau.

Les cellules de charge convertissent donc la force mécanique en valeurs numériques. Elles existent en différentes formes et tailles selon le poids à mesurer. Utile dans toutes sortes de balances électroniques.

Projet HX711 et Cellule de Charge

Balance électronique dans un magasin alimentaire

Le HX711 est courant dans les balances commerciales. Cependant, il existe de nombreux projets simples de capteurs de charge :

• Balance Arduino HX711 et Cellule de Charge
• Table à Café Intelligente
• Balance Cuisine Raspberry Pi
• Sac de Frappe Arduino HX711 et Cellule de Charge
• Balance Arduino avec Cellule 5kg et Amplificateur HX711

Le principe est le même pour tous. Nous nous concentrerons sur la Balance Arduino HX711 et la Balance Numérique Raspberry Pi.

Balance Arduino HX711 et Cellule de Charge

Pesée de fruits sur balance électronique

Matériel nécessaire :

• Arduino Uno standard / Arduino Uno Rev 3
• Grove – ADC pour Cellule de Charge (HX711)
• Cellule de charge 5 kg
• Surface de montage solide
• Fils de couleurs différentes
• Alimentation

Étapes d'Assemblage

1. Montez la cellule de charge. Elle a généralement 4 trous. Une étiquette indique le sens de la force. Fixez le côté sans étiquette sur la surface fixe. Montez le côté étiqueté sur la surface mobile.
2. Assurez-vous que les plaques mobile et fixe sont fermement attachées.
3. Incluez des entretoises rigides entre la cellule de charge et les plaques de montage (rondelles ou entretoises). Cela garantit qu'une force sur la plaque mobile provoque flexion et torsion de la cellule. Sans rondelles, la force s'exercerait sur la plaque fixe sans presser la cellule.
4. Connectez le HX711 à l'Arduino et aux cellules de charge. Le brochage vu plus haut vous guidera.

Schéma de circuit

5. Ajoutez le code de la bibliothèque HX711 à votre IDE Arduino. Calibrez ensuite la balance, elle sera prête pour les mesures.

Construire une Balance Numérique Raspberry Pi (avec Capteur de Poids HX711)

Balance électronique à l'ancienne

Matériel nécessaire :

• HX711 vert
• Cellule de charge
• Fil de liaison (jumper wire)
• Plaque d'essai (breadboard)
• Deux planches ne se pliant pas facilement
• Boulons et écrous assortis

Étapes d'Assemblage

Balance électronique polyvalente

1. Montez la cellule de charge sur les deux plaques avant de connecter au capteur HX711. Percez des trous dans les plaques. Séparez la cellule de la planche avec un écrou pour protéger la planche.
2. Serrez les écrous pour que les vis ne glissent pas.
3. Connectez les 4 câbles de la cellule de charge au capteur de poids. Le HX711 vert a 6 bornes mais nous n'en utilisons que 4. Connectez comme suit :

Fil	Bornes HX711 Vert
Fil rouge	E+
Fil noir	E-
Fil blanc	A+
Fil vert	A-

4. Laissez B+ et B- non connectés. Notez que d'autres versions peuvent avoir S+ et S- au lieu de A+ et A- ; ils représentent la même chose.
5. Connectez maintenant le capteur au Raspberry Pi. Le câblage est moins complexe : 4 connexions.

Capteur de Poids	Raspberry Pi
VCC	Broche Alimentation
GND	Masse
SCK	GPIO 6
DT	GPIO 5

6. Une fois les connexions faites, lancez le logiciel de capteur de poids Raspberry Pi. Enfin, calibrez la balance avec des poids connus, elle sera prête à l'emploi.

Applications du HX711

Balance cuisine numérique

• Applications de contrôle industriel et balances électroniques.
• Ascenseurs intelligents et portes automatiques.

Résumé

Comme vous l'avez vu, le HX711 est l'une des parties les plus importantes des balances électroniques. Il a de nombreuses autres applications expliquées ci-dessus. Avec les informations fournies, vous pouvez construire différentes balances. Il vous faut une cellule de charge, un HX711 et un Arduino. Contactez-nous pour toute clarification, nous répondrons promptement.