Construisez une balance numérique Raspberry Pi (avec capteur de poids HX711)

Comme pratiquement aucune balance ne fonctionne de manière analogue, il est bien sûr également possible de mesurer des poids avec une balance numérique Raspberry Pi. Cela peut être utilisé dans diverses applications car les plages de valeurs de poids qui peuvent être mesurées sont également presque illimitées. Seuls un capteur et une cellule de charge sont nécessaires, disponibles pour différentes gammes de poids.

Dans ce tutoriel, nous construisons une simple balance de cuisine Raspberry Pi, dont la précision est incroyablement précise. Bien sûr, il est également possible de dévisser une balance (personne) existante et de la lire à l’aide d’un Raspberry Pi.

Accessoires pour la balance Raspberry Pi

Balance Raspberry Pi - Cellule de charge HX711

La chose la plus importante pour construire votre propre balance est une «cellule de charge», qui est une barre métallique avec un trou au centre (voir photo à droite). Il est disponible pour différentes classes de poids (jusqu’à 1 kg, jusqu’à 5 kg, jusqu’à 50 kg, etc.). Même si certains ont une forme différente, tous sont fournis avec quatre câbles. Pour lire les valeurs, le capteur de poids HX711 est également requis. Ce capteur est disponible en deux versions: rouge et vert. Les capteurs de pression présentent probablement de petites différences, mais sont – théoriquement – tous deux compatibles. J’ai utilisé le HX711 vert. Un matériel de fixation est également requis.

En résumé, les composants requis sont:

Alternativement, vous pouvez également prendre un balance pour personne ou cuisine et le dévisser. Dans tous les cas, une cellule de pesée est disponible et parfois aussi un capteur de pondération HX711. Avec cela, vous pouvez commencer directement. Étant donné que les balances complètes ne coûtent que légèrement plus que les cellules de charge, cela vaut vraiment la peine d’être considéré.
Si quelqu’un a vissé sa balance et que les deux sont présents, je serais ravi d’un commentaire avec le nom / fabricant de la balance.

Raspberry Pi Scale – Assemblage

Avant de connecter le capteur de pesage au capteur de poids HX711, il doit être monté sur les deux plaques. Pour cela, j’ai fait des marquages ​​avec un stylo à bille sur les planches en bois, où les vis entrent. Avec une perceuse, j’ai percé les trous et inséré les vis. Entre la vis et la cellule de charge, il devrait y avoir un écrou, qui sert de protection à la carte (voir photos).

Raspberry Pi Waage Wägezelle

Fixez d’abord le dessous de la balance.

Les écrous doivent être bien serrés pour que les vis ne glissent pas de la planche.

Raspberry Pi Waage Wägezelle seitlich

Vue latérale de l’échelle une fois les deux planches montées.

Si la construction est terminée, nous pouvons passer au HX711. Les quatre câbles du capteur de force doivent être connectés au capteur de poids. Le HX711 vert, cependant, a six connexions, dont nous n’avons besoin que de quatre pour les câbles. La connexion est la suivante:

  • Rouge: E +
  • Noir: E-
  • Vert: A-
  • Blanc: A +

Les broches étiquetées B + / B- restent vides. Apparemment, il existe des versions du capteur. Où les broches sont étiquetées S + / S- au lieu de A + / A-.

Il ne vous reste plus qu’à connecter le capteur au Raspberry Pi. Puisqu’il n’a également que quatre connexions, le câblage est assez simple:

  • VCC vers Raspberry Pi Pin 2 (5V)
  • GND à Raspberry Pi Pin 6 (GND)
  • DT à Raspberry Pi Pin 29 (GPIO 5)
  • SCK vers Raspberry Pi Pin 31 (GPIO 6)

Schématiquement, la connexion à un Raspberry Pi 3 ressemble alors à ceci:

Raspberry Pi HX711 Steckplatine

Bien sûr, vous pouvez également modifier l’affectation des broches de DT et SCK, par ex. Si vous avez un ancien modèle. Cependant, vous devez également ajuster les broches correspondantes dans le code.

Logiciel de capteur de poids Raspberry Pi

Pour mesurer le poids et lire la valeur, nous utilisons une bibliothèque Python. Bien qu’il existe des Bibliothèques C ++cependant, je n’ai aucune bonne expérience avec cela. Tout d’abord, nous clonerons le projet:

git clone https://github.com/tatobari/hx711py

Il contient un example.py fichier qui montre la fonction de la bibliothèque et peut également être utilisé. Avant cela, cependant, quelques ajustements sont nécessaires.

Nous allons d’abord éditer ce fichier:

cd hx711py
sudo nano example.py

Nous recherchons la ligne dans laquelle l’unité de référence est définie et la commentons avec un signe de hashtag, de sorte que la ligne se présente comme suit:

Enregistrez-le avec CTRL + O et quittez avec CTRL + X. Cette unité de référence est le diviseur, mais nous devons d’abord le découvrir à l’étape suivante. Pendant ce temps, vous pouvez exécuter l’exemple (abandonner avec CTRL + C). Les valeurs doivent apparaître dans la plage de 0 à 200, mais ce n’est pas important à ce stade.

sudo python example.py

Premier test de notre échelle Raspberry Pi

Le calibrage correct du capteur de poids et de la balance Raspberry Pi est crucial. Pour cela, nous avons besoin d’un objet de comparaison dont nous connaissons le poids. Par exemple, j’ai pris deux paquets de riz (1 kg chacun), car il est recommandé de choisir une valeur moyenne du maximum (ma cellule de pesée peut être utilisée jusqu’à 5 kilogrammes). Placez-le sur la balance et exécutez-le à nouveau avec sudo python example.py. Les valeurs affichées peuvent être positives ou négatives. Dans mon cas, les valeurs affichées étaient de 2 kg (= 2000 grammes) autour de -882000. Ma valeur de référence est donc -882000 ÷ 2000 = -441.

Nous modifions ensuite l’exemple de fichier de la même manière que ci-dessus, supprimons le hashtag de commentaire et saisissons cette valeur en conséquence. Ma ligne se présente maintenant comme suit:

Après avoir enregistré et démarré le fichier, les poids doivent maintenant être affichés comme indiqué dans la vidéo suivante. Étant donné que j’avais le problème que parfois des valeurs inférieures à 0 glissaient et que cela ne devrait pas être possible, j’ai étendu la ligne, dans laquelle la valeur est lue. Cela n’affiche plus de poids négatifs.

Dans mes tests, j’ai pris une cellule de charge avec jusqu’à 5 kg et étalonnée avec 2 kg. Comme on le voit dans la vidéo, la mesure est étonnamment précise. Il est cependant important de s’assurer que la plaque montée ne se plie pas trop (en particulier la plaque de sol doit être fixée). Cependant, vous devez être conscient que les valeurs en dehors de la plage (par exemple au-dessus de 5 kg) ne seront plus précises – une cellule de charge différente avec son propre étalonnage est requise.

Comment afficher du texte sur un écran LCD, je l’ai décrit dans ce tutoriel et dans la vidéo également utilisée.

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