DIY - [tuto] utilisation et câblage des load-cells

Voici un post sur l'utilisation des load-cells

mon post in english here : http://www.xsimulator.net/community/thread...load-cells.7340

2 types habituels de load-cells

- on a celles qui ont 3 fils

une seule résistance est variable sous la charge

- ou on a celles qui ont 4 fils

2 résistances varient sous la charge

► load-cells à 4 fils elles forment déjà un pont de Wheatstone , c'est parfait pour mesurer la petite variation de résistance

C'est ce que j'ai utilisé pour mon DIY load cell hydraulic hand brake

► load-cells à 3 fils, comme celles des freins des pédaliers de Fanatec ou toutes ces load-cells chinoises low cost

Ce sont des quarts de pont pour l'utiliser en pont complet :

- on peut les mettre par paire dos à dos

comme je l'ai fait sur la pédale de frein DIY http://www.racingfr.com/forum/index.php?showtopic=46056



- ou par 4 : http://www.neuroproductions.be/experiments/6-axis-robot-arm/



- ou si vous avez une platine d'amplification prévue pour 4 fils, que vous voulez utiliser pour votre load-cell à 3 fils

procédez comme l'a fait Jet Badger
load cell 3 wires to 4 wires.jpg

Un peu de théorie

Ici un peu de théorie bien expliquée :

- http://www.ni.com/white-paper/3642/en/


- https://learn.sparkfun.com/tutorials/load-c...ardware-hookup-

Principe du montage de la load-cell

montage prévu comme ça :

on note la butée de fin de course pour limiter la déformation de la load-cell et éviter qu'elle ne soit détériorée par un dépassement de l'effort max

pasted-from-clipboard.png
ce dessin augmente la déformation pour la compréhension

829978shimadzubeanloadcell.jpg

One end of an object (elastic body) made of aluminum and shaped as shown in the figure is fixed in place, and the sample is placed on the other end. The weight of the sample causes the elastic body to flex. The
amount of flex causes the strain gauges attached to the elastic body to expand and contract, changing the amount of electricity that is output (strictly speaking, the resistance value). The mass is then obtained from that amount of electricity.

Lire le signal avec une tension en sortie

Citation

on ne peut pas remplacer un potentiomètre directement par une load-cell : la variation de résistance d'une load-cell est bien trop faible.
C'est pourquoi il est impératif d'utiliser une platine d'amplification : INA122, HX711

*/ INA122 PCB board ceci est parfait pour "transformer" une load-cell en "potentiomètre":

la sortie est analogique 0V à 5V

Citation

vous obtenez 3 fils à connecter en lieu et place d'un potentiomètre
le coût est autour de 10€ (chip, PCB...)

pourquoi faudrait-il alimenter le INA en 5V et -5V http://forum.arduino.cc/index.php?topic=203554.0

*/ AD260 AD620 Microvolt MV Voltage Amplifier Signal Instrumentation Module Board

3€

AD620-Microvolt-MV-Voltage-Amplifier-Signal-Instrumentation-Module-Board.jpg

1: wide supply voltage range, the AD620 amplification of this product can be amplified microvolts, millivolt, compared to LM358 amplification accuracy, better linearity, the maximum voltage output range of ± 10V.

2: magnification range, magnification up to 1000 ti2mes, only through a potentiometer can be adjusted.

3: adjustable zero through the zero potentiometer to adjust the zero, improve accuracy, there will be no zero drift phenomenon to meet customer needs.

4: a negative voltage output, the module uses 7660A chip output negative voltage (-Vin), can be provided to the customer to drive other dual power load.

5: mini type, the size of 32 * 22mm, evenly distributed around the four 3mm positioning holes, both sides of the port 2.54mm standard pitch pinhole.

pasted-from-clipboard.png

Lire le signal avec une sortie série

*/ HX711 très peu cher seul mais il faut ajouter d'autres éléments à acheter

80 Hz après modif de la patte 15 (RATE) qui était au Ground, à replacer sur la patte 16 (VCC)

sinon 10Hz

0,6€!

mais
nécessite une communication série : le signal n'est pas analogique 0 à 5V mais numérique. Il faut alors un arduino ou un microchip pour établir
la communication série

*/ AD7705 de 400kHz à 2,5MHz selon le quartz associé

AD7705 Dual 16 bit ADC Data Acquisition Module Input Gain Programmable SPI Interface TM7705

https://www.analog.com/media/en/techn…AD7705_7706.pdf

2€ pour deux entrées
résultats en mode SPI

*/ AD7606

16Bits ADC 8CH Synchronization AD7606 DATA Acquisition Module 200Ksp

8 canaux en 16bits à 200kHz pour 15€

_______________________________

► 1/ Utilisation d'un INA122

https://www.ercankoclar.com/en/2018/07/usi…22-integration/

Citation

Voir guide de comparaison INA122 et autres modèles de la gamme
http://www.ti.com/lit/pdf/slyb174

je voudrais brancher mon FàM sur mon CSP V2 or le CSP V2 sort du 3,3V heureusement l'INA peut être alimenté ainsi
Single Supply: 2.2V to 36V
http://docs-europe.electrocomponents.com/w...66b800289ed.pdf
ouf !

on peut aussi chercher un équivalent au INA122 : ici il est indiqué que le AD627 "Micropower Instrumentation Amplifier" est compatbile pin to pin
http://www.allxref.com/burr-brown/ina122.htm

AD627 à 4€ livré http://fr.aliexpress.com/item/1PCS-1PC-AD6..._74_75,201409_3

Afficher plus

► 2/ Utilisation de la platine HX711

Citation

Spécifications du HX711 https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors...711_english.pdf
SparkFun Load Cell Amplifier - HX711

Gain :


Câblage :
Citation I am using multiple of these HX711 boards on an UNO based project
The trick is to make sure that if you are connecting them to digital IO pins you must use a pulldown resistor on the DOUT pin of teh HX711.

I have seen a few folks get tripped up because the original sketches us A0 and A1 as digital pins, but in truth this is only because Ax pins are naturally pulled low in input mode, there is no reason you can't use any available pins.

Voici les couleurs de fils pour une load-cell 4 fils et la platine HX711 :

Afficher plus

► 3/ Platine LB BU0836-LC

Citation

branchement sur la carte BU0836-LC

Calculs et sensibilité

Qu'est ce qu'un "ratiometric pressure transducers" ?

- pressure transducers : c'est un capteur de pression

- ratiometric : ça veut dire que la plage de sortie du signal dépend de la tension d'alimentation

un capteur ratiométrique a comme caractéristique une valeur du type : 200 mV/V

si tu alimentes ton capteur en 5V alors la sortie va varier entre 0 et 1V
si tu alimentes ton capteur en 10V alors la sortie va varier entre 0 et 2V

Un capteur qui n'est pas radiométrique ne change pas sa plage de sortie en fonction de l'alimentation.

Si le capteur est prévu pour être alimenté entre 5V et 12V par exemple, alors (grâce à sa propre régulation de tension) quelque soit sa tension d'alimentation, la plage de sortie est fixe...

Exemple de capteur ratiométrique :

 Réduction à 86% de la taille originale [ 1023 x 431 ]

Sensibilité

La sensibilité indique le signal de sortie en mV/V qui se produit quand le capteur est chargé à 100% de sa charge, c.-à-d. chargé à sa force
(évaluée) nominale. N'importe quel signal zéro viendra en déduction.
Exemple : Un capteur affiche un signal zéro de -0.1 mV/V. La sensibilité du capteur est de 2 mV/V ; dans ce cas, le signal de sortie à la force (évaluée) nominale est de 1.9 mV/V. Une sensibilité de 2 mV/V est une valeur très commune pour les capteurs de force. Comme décrit ci-dessus, les capteurs de force à jauges de contrainte exigent une tension d’alimentation (délivrée par les amplificateurs de mesure). Une sensibilité de 2 mV/V signifie qu'un capteur de force produit un signal de sortie de 2 mV à charge nominale lorsqu’il est aliment en un volt.
Avec une tension d'alimentation de 5 V, la tension de sortie correspondante sera donc de 10 mV. La tension de sortie d’un capteur de force peut être calculée ainsi :

Le comportement du capteur est semblable quand la force varie, c.-à-d., que le capteur de l'exemple est chargé à la moitié (évaluée la) de sa force nominale pour obtenir 1 mV/V. Avec une tension d'alimentation de 5V cela correspond à 5 mV.

Librairies :

Citation

mikethebike71
Pour info, voici une librairie qui permet de lire plusieurs Hx711 en même temps, sous condition de tous les relier au même clock

=> https://github.com/compugician/HX711-multi
Elle m'a été bien utile pour gagner des temps de cycle, couplée au passage à 80 SPS. Avec 4 loadcells, le temps d'une boucle est passé de 330ms à 3ms.

* https://github.com/sparkfun/HX711-Load-Cell-Amplifier

* https://github.com/aguegu/ardulibs/tree/master/hx711

* https://github.com/bogde/HX711

Citation

Other libraries exist, including this very good one, which I first used and which is the starting point for my library: https://github.com/aguegu/ardulibs/tree/master/hx711

Although other libraries exist, I needed a slightly different approach, so here's how my library is different than others:

It provides a tare() function, which "resets" the scale to 0. Many other implementations calculate the tare weight when the ADC is initialized only. I needed a way to be able to set the tare weight at any time. Use case: place an empty container on the scale, call tare() to reset the readings to 0, fill the container and get the weight of the content.

It provides a power_down() function, to put the ADC into a low power mode. According to the datasheet, "When PD_SCK pin changes from low to high and stays at high for longer than 60μs, HX711 enters power down mode". Use case: battery powered scales. Accordingly, there is a power_up() function to get the chip out of the low power mode.

It has a set_gain(byte gain) function that allows you to set the gain factor and select the channel. According to the datasheet, "Channel A can be programmed with a gain of 128 or 64,
corresponding to a full-scale differential input voltage of ±20mV or ±40mV respectively, when a 5V supply is connected to AVDD analog power supply pin. Channel B has a fixed gain of 32.". The same function is used to select the channel A or channel B, by passing 128 or 64 for channel A, or 32 for channel B as the parameter. The default value is 128, which means "channel A with a gain factor of 128", so one can simply call set_gain(). Also, the function is called from the constructor.

The constructor has an extra parameter "gain" that allows you to set the gain factor and channel. The constructor calls the "set_gain" function mentioned above.
The "get_value" and "get_units" functions can receive an extra parameter "times", and they will return the average of multiple readings instead of a single reading.

How to Calibrate Your Scale
Call set_scale() with no parameter.
Call tare() with no parameter.
Place a known weight on the scale and call get_units(10).
Divide the result in step 3 to your known weight. You should get about the parameter you need to pass to set_scale.
Adjust the parameter in step 4 until you get an accurate reading.

Afficher plus

* https://codebender.cc/library/HX711#HX711.cpp

* http://www.elecrow.com/download/hx711.zip

* http://www.play-zone.ch/en/digitale-waage-...is-5kg-kit.html avec LCD

Before use, you'll have to calibrate your scale, using the instruction setScale(float scale) of the Arduino Library. If you do not have access to any standard weights, you may use coins
(http://de.wikipedia.org/wiki/Schweizer_Franken) or another scale.

Approvisionnement

► Récupération de load-cell Wii Balance

entre 10€ et 20€ sur le bon coin

► Aliexpress

► Ebay

Des exemples

Voici les couleurs de fils pour une load-cell 4 fils et la platine HX711 :

ça marche bien après avoir effectué la soudure de la patte 15 :)et avec la librairie de Bogde

Frein à Main "hydraulique" à load cell à 40€

[tuto] Electronique load cell pédale de frein

hello, ça ne répond pas à ton besoin ?

il faut que tu mesures les résistances de ta load-cell pour compléter le demi-pont.

Citation

si vous avez une platine d'amplification prévue pour 4 fils, que vous voulez utiliser pour votre load-cell à 3 fils

procédez comme l'a fait Jet Badger ici

Content de te voir un peu de retour ! j'ai l'impression que ça faisait un moment

et voilà !!