重量传感器套件

简介

重量传感器是一个比较实用、贴近生活场景的传感器，通过获取物体的重量信息能够制作很多有趣的应用，例如家用电子秤、日用品余量报警、物联网称台等。DFRobot商城中已经有了重量传感器和HX711信号转接模块，但是由于结构搭建难度较大，很多无法搭建结构的朋友不能使用这款传感器。

这款重量传感器套件，降低了结构搭建难度，让任何人都能够快速的制作出一个电子称台获取物体的重量信息。另外，由于每个人的安装方式、使用习惯不同，所以传感器需要校准，传统的方法是需要使用单独的校准代码去获取校准值，为优化这一问题，本套件中的信号转接板中内置了校准算法，可一键校准重量信息，无需再运行单独的代码进行校准。

注：传感器最大量程为1kg，请勿过多的超出量程，否则会永久性的损坏传感器，导致数据不准

特性

• Arduino系列主控兼容、micro:bit兼容、ESP32和掌控板系列、树莓派兼容
• 支持Mind+图形化编程
• Gravity I2C通信方式，兼容3.3V和5V
• 搭配支架套件，快速搭建
• 按键一键校准重量/软件API校准重量
• 按键一键“去皮”/软件API“去皮”

应用场景

• 简易电子秤
• 日用品余量报警
• 物联网称台

项目实例：牛奶自动购买机

技术规格

• 测量范围：1g-1000g

• 工作电压：3.3V~5V

• 工作电流：<20mA

• AD转换芯片：HX711

• 合成误差： < ±0.2% g

• 组装后整体尺寸：120X100X30mm

• 信号转接板尺寸：31x37mm

• 通信方式：I2C

• I2C地址：0x64/0x65/0x660x67

修改地址后传感器断电重启后生效

引脚及按键

使用说明

• 在校准和测量时，物体放在称面中间位置附近会获得最准确的数据

• 按下rst键后，不管传感器上放了多重的物体，传感器都会清零当前重量值，后面再放上的物体重量会从0开始累积，实现“去皮”功能

• Arduino每次复位/重启后，或打开串口监视器时，系统都会默认“去皮”一次

• 传感器校准方法为：往传感器上放一个已知重量的物体，然后“告诉”传感器这个物体的重量是多少，这时传感器就会进行校准（单点校准）

• 其他说明见FAQ

组装步骤

• step1.将转接板通过3MM螺丝固定在底座上，将5mm螺丝穿过底板和孔径为5mm的垫片，如下图：

• step2.将秤杆和垫片固定在底座上，连接信号板和秤杆，注意绿色箭头的贴纸要向下。

• step3.将4mm螺丝穿过顶板和孔径为4mm的垫片。

• step4.将顶板和垫片固定在秤杆上，最后在底板贴上垫片即可。

使用教程

准备

• 硬件

  • Arduino UNO控制板 x 1
  • IO 传感器扩展板V7.1 x 1
  • 重量传感器套件 x 1
  • 已知重量的物体 x 1

• 软件

  • Arduino IDE，点击下载Arduino IDE
  • 点击下载DFRobot_HX711_I2C库文件.关于如何安装库文件，点击链接

• 常用API接口函数

  /*!
   * @brief Constructor 
   * @param pWire I2c controller
   * @param addr  I2C address(0x64/0x65/0x660x67)
   */
  DFRobot_HX711_I2C(TwoWire * pWire = &Wire,uint8_t addr = HX711_I2C_ADDR);

  /**
   * @brief 初始化函数
   * @return 如果初始化成功则返回1，否则返回错误码。
   */
  int begin(void);

  /**
   * @brief 获取物体重量信息
   * @param 取平均值的次数
   * @return 返回获取的重量值，单位：g
   */
  float readWeight(uint8_t times = 12);

  /**
   * @brief 获取校准值（获取按键校准或enableCal()函数的校准值）
   * @return 返回获取的校准值
   */
  float getCalibration();

  /**
   * @brief 设置/更新校准值
   * @param 数值
   */
  void  setCalibration(float value);

  /**
   * @brief 设置重量传感器模块自动校准时的触发阈值(g)
   * @param 阈值数据
   */
  void  setThreshold(uint16_t threshold);

  /**
   * @brief 设置重量传感器模块自动校准时的校准重量(g)
   * @param 重量数据
   */
  void  setCalWeight(uint16_t triWeight);

  /**
   * @brief 启动校准（软件方式）
   */
  void enableCal();

  /**
   * @brief 去皮（软件方式）
   */
  void peel();

  /**
   * @brief 等待传感器校准完成
   * @return 校正完成返回：True
   *         校正失败返回：False
   */
  bool getCalFlag();

接线图

自动校准 - 按键

• 按键校准方式，可以在传感器工作的任意时刻进行校准，校准步骤如下：

• step1.安装好套件，清空传感器上其他物体（如外加托盘可保留托盘）

• step2.按照接线图正确连接传感器，并上传示例代码，上传成功后打开串口监视器，波特率调节为9600

• step3.按下板子的cal按键，cal旁边的指示灯会亮起，此时进入等待校准状态

• step4.在5S内往称台上放一个重100g的物体（100g为默认值，可修改），放上物体1S后cal灯会熄灭，此时进入校准状态，校准完成后指示灯会闪烁三次并熄灭

（物体放上后会有1S的延时防抖动时间，所以不要着急，物体放好后在校准完成之前不要触碰）

• 注意：若按下cal键后，5S内没有放上物体，则指示灯会持续点亮5S并在5S后熄灭，此次校准无效，如果一直失败，请查看FAQ中的Q6 传送门

• 在打开串口监视器时arduino会自动复位进行清零，因此必须严格按照以上步骤操作

• 点击下载DFRobot_HX711_I2C库文件.关于如何安装库文件，点击链接

#include <DFRobot_HX711_I2C.h>

//DFRobot_HX711_I2C MyScale(&Wire,/*addr=*/0x64);
DFRobot_HX711_I2C MyScale;

float Weight = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!MyScale.begin()) {
    Serial.println("The initialization of the chip is failed, please confirm whether the chip connection is correct");
    delay(1000);
  }
  //// Set the calibration weight when the weight sensor module is automatically calibrated (g)
  MyScale.setCalWeight(100);
  // Set the trigger threshold (G) for automatic calibration of the weight sensor module. When only the weight of the object on the scale is greater than this value, the module will start the calibration process
  // This value cannot be greater than the calibration weight of the setCalWeight() setting
  MyScale.setThreshold(30);
  // Obtain the calibration value. The accurate calibration value can be obtained after the calibration operation is completed
  Serial.print("the calibration value of the sensor is: ");
  Serial.println(MyScale.getCalibration());
  MyScale.setCalibration(MyScale.getCalibration());
  delay(1000);
}

void loop() {
  Weight = MyScale.readWeight();
  Serial.print("weight is: ");
  if(Weight > 0.5){
    Serial.print(Weight, 1);
  }
  else{
    Serial.print(0, 1);
  }
  Serial.println(" g");
  delay(1000); 
}

Mind+

• 库连接：https://gitee.com/chenqi1233/ext-dfrobot_-hx711_-i2-c
• 用户库搜索关键词： I2C重量传感器 或 KIT0176

自动校准 - 软件

• 软件校准方式，通过enableCal()函数实现软件校准（按键校准方式，可以在传感器工作的任意时刻进行校准，方法请看上一步）

• step1.安装好套件，清空传感器上除秤面以外其他物体

• step2.按照接线图正确连接传感器，并上传示例代码，上传成功后打开串口监视器，波特率调节为9600

• step3.等待板子上的CAL灯亮起或根据串口打印的信息提示，往称台上放一个重100g的物体（100g为默认值，可修改）

• step4.等待几秒后即可输出校准后的重量值

• 注意：在打开串口监视器时arduino会自动复位进行清零，因此必须严格按照以上步骤操作

#include <DFRobot_HX711_I2C.h>

//DFRobot_HX711_I2C MyScale(&Wire,/*addr=*/0x64);
DFRobot_HX711_I2C MyScale;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!MyScale.begin()) {
    Serial.println("The initialization of the chip is failed, please confirm whether the chip connection is correct");
    delay(1000);
  }
  //Set the calibration weight when the weight sensor module is automatically calibrated (g)
  MyScale.setCalWeight(100);
  // Set the trigger threshold (G) for automatic calibration of the weight sensor module. When only the weight of the object on the scale is greater than this value, the module will start the calibration process
  // This value cannot be greater than the calibration weight of the setCalWeight() setting
  MyScale.setThreshold(30);  

  //Start sensor calibration
  Serial.println("Please put the object within 5S");
  MyScale.enableCal();
  long time1 = millis();
  //Wait for sensor calibration to complete
  while(!MyScale.getCalFlag()){
       delay(1000);
       if((millis()-time1) > 7000){ 
          Serial.println("The calibration failed this time, and no object is detected within 5S. The last calibration value will be used.");
          break;
       }
  }
  //Obtain the calibration value. The accurate calibration value can be obtained after the calibration operation is completed
  Serial.print("the calibration value of the sensor is: ");
  Serial.println(MyScale.getCalibration());
  MyScale.setCalibration(MyScale.getCalibration());
}

void loop(){
  float Weight = MyScale.readWeight();
  Serial.print("weight is: ");
  if(Weight > 0.5){
    Serial.print(Weight, 1);
  }
  else{
    Serial.print(0, 1);
  }
  Serial.println(" g");
  delay(1000);  
}

Mind+

• 库连接：https://gitee.com/chenqi1233/ext-dfrobot_-hx711_-i2-c
• 用户库搜索关键词： I2C重量传感器 或 KIT0176

快速使用实例

• 此方法适用于快速体验，以最常见的DFRduino UNO R3 + IO 传感器扩展板V7.1 为样例进行快速演示（此方法需要手里最少有两块主控，DFRduino UNO R3+IO 传感器扩展板V7.1的重量刚好为50g）

• 在实际使用中建议使用100g-500g的物体进行校准，数据会更加准确

• step1.安装好套件，清空传感器上其他物体（如外加托盘可保留托盘）

• step2.按照接线图正确连接传感器，并上传示例代码，上传成功后打开串口监视器，波特率调节为9600

• step3.按下板子的cal按键，cal旁边的指示灯会亮起，此时进入等待校准状态

• step4.5S内将DFRduino UNO R3 + IO 传感器扩展板V7.1 放到秤面上，放上物体1S后cal灯会熄灭，此时进入校准状态，校准完成后指示灯会闪烁三次并熄灭（物体放上后会有1S的延时防抖动时间，所以不要着急，物体放好后在校准完成之前不要触碰）

• 注意：若按下cal键后，5S内没有放上物体，则指示灯会持续点亮5S并在5S后熄灭，此次校准无效

• 在打开串口监视器时arduino会自动复位进行清零，因此必须严格按照以上步骤操作

#include <DFRobot_HX711_I2C.h>

//DFRobot_HX711_I2C MyScale(&Wire,/*addr=*/0x64);
DFRobot_HX711_I2C MyScale;

float Weight = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!MyScale.begin()) {
    Serial.println("The initialization of the chip is failed, please confirm whether the chip connection is correct");
    delay(1000);
  }
  //// Set the calibration weight when the weight sensor module is automatically calibrated (g)
  MyScale.setCalWeight(50);
  // Set the trigger threshold (G) for automatic calibration of the weight sensor module. When only the weight of the object on the scale is greater than this value, the module will start the calibration process
  // This value cannot be greater than the calibration weight of the setCalWeight() setting
  MyScale.setThreshold(30);
  // Obtain the calibration value. The accurate calibration value can be obtained after the calibration operation is completed
  Serial.print("the calibration value of the sensor is: ");
  Serial.println(MyScale.getCalibration());
  MyScale.setCalibration(MyScale.getCalibration());
  delay(1000);
}

void loop() {
  Weight = MyScale.readWeight();
  Serial.print("weight is: ");
  if(Weight > 0.5){
    Serial.print(Weight, 1);
  }
  else{
    Serial.print(0, 1);
  }
  Serial.println(" g");
  delay(1000); 
}

Mind+

• 库连接：https://gitee.com/chenqi1233/ext-dfrobot_-hx711_-i2-c
• 用户库搜索关键词： I2C重量传感器 或 KIT0176

兼容性

FAQ

• 在校准和测量时，物体放在称面中间位置附近会获得最准确的数据

• 按下rst键后，不管传感器上放了多重的物体，传感器都会清零当前重量值，后面再放上的物体重量会从0开始累积，实现“去皮”功能

• Arduino每次复位/重启后，或打开串口监视器时，系统都会默认“去皮”一次

• 传感器校准方法为：往传感器上放一个已知重量的物体，然后“告诉”传感器这个物体的重量是多少，这时传感器就会进行校准（单点校准）

Q1:如何显示负的重量信息。

A:将代码中的loop函数替换

void loop() {
  Serial.print("weight is: ");
  Serial.print(MyScale.readWeight(), 1);
  Serial.println(" g");
  delay(1000);
}

更多

• HX711 Datasheet
• 原理图
• 尺寸&元器件排布图
• 支架图纸

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