લોડ સેલ શું છે અને HX711 મોડ્યુલ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?: એક સંપૂર્ણ માર્ગદર્શિકા

ભૌતિક વિશ્વ અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવતા સેન્સર અને ઇલેક્ટ્રોનિક મોડ્યુલોના એકીકરણને કારણે તાજેતરના વર્ષોમાં ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન, રોબોટિક્સ અને વજન પ્રણાલીઓની દુનિયામાં ખૂબ જ વિકાસ થયો છે. આ તકનીકી ક્રાંતિના મુખ્ય ઘટકોમાંનો એક લોડ સેલ અને તેનો સામાન્ય સાથી, HX711 એમ્પ્લીફાયર મોડ્યુલ છે. બંને એવા લોકો માટે લગભગ અનિવાર્ય તત્વો બની ગયા છે જેઓ ચોક્કસ ડિજિટલ સ્કેલ, સ્વચાલિત વજન નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ અને તમામ પ્રકારના પ્રોજેક્ટ્સ બનાવવા માંગે છે જ્યાં બળ અને વજન માપવા જરૂરી છે.

જો તમે ક્યારેય વિચાર્યું હોય તો કોઈ વસ્તુ પર લાગુ કરાયેલા બળને Arduino, ESP8266 અથવા અન્ય કોઈપણ માઇક્રોકન્ટ્રોલર દ્વારા અર્થઘટન કરી શકાય તેવા ઇલેક્ટ્રોનિક મૂલ્યમાં કેવી રીતે રૂપાંતરિત કરવું શક્ય છે?આ લેખમાં, તમને સૌથી સંપૂર્ણ, સરળ અને સીધી સમજૂતી મળશે. તમે લોડ સેલ શું છે, તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, તેના પ્રકારો, તેને HX711 મોડ્યુલ સાથે કેવી રીતે કનેક્ટ કરવું અને તમે સાચા વ્યાવસાયિકની જેમ હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેરને એકીકૃત કરીને તમારા વજન પ્રોજેક્ટ્સને આગલા સ્તર પર કેવી રીતે લઈ જઈ શકો છો તે વિગતવાર શીખી શકશો.

લોડ સેલ શું છે અને તે ઇલેક્ટ્રોનિક વજન માપન માટે શા માટે ચાવીરૂપ છે?

ઉના લોડ સેલ તે, તેના સૌથી મૂળભૂત સારમાં, એક ટ્રાન્સડ્યુસર છે જે તેના પર લાગુ બળ અથવા દબાણને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરે છે. જ્યારે કોષ ભારના પ્રભાવ હેઠળ વિકૃત થાય છે ત્યારે વિદ્યુત પ્રતિકારમાં ફેરફારની ઘટનામાં કાર્યકારી સિદ્ધાંત રહેલો છે.. એટલા માટે તેમને ફોર્સ ટ્રાન્સડ્યુસર્સ.

ટ્રાન્સડ્યુસર શબ્દ તમને પરિચિત છે કારણ કે, ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, તે એક ઘટક છે જે ભૌતિક જથ્થા (જેમ કે દબાણ, ધ્વનિ અથવા પ્રકાશ) ને પ્રક્રિયા કરી શકાય તેવા સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે. આ કિસ્સામાં, લોડ સેલ બળો શોધે છે: જ્યારે તમે તેના પર વજન લાગુ કરો છો, ત્યારે તે એક નાના વિકૃતિમાંથી પસાર થાય છે, જે પ્રથમ નજરમાં લગભગ અગોચર છે, પરંતુ તેમાં રહેલા સ્ટ્રેન ગેજના વિદ્યુત પ્રતિકારને બદલવા માટે પૂરતું છે.

આ સ્ટ્રેન ગેજ તેઓ લોડ સેલનું હૃદય છે. તેઓ અત્યંત પાતળા વાહક સામગ્રીના શીટ્સ અથવા થ્રેડો છે જે જે સામગ્રી સાથે જોડાયેલા છે તેના દ્વારા અનુભવાયેલા વિસ્તરણ અથવા સંકોચનના આધારે તેમના પ્રતિકારમાં ફેરફાર કરે છે. આ ફેરફાર, ભલે નાનો હોય, તેને શોધી શકાય છે અને વિસ્તૃત કરી શકાય છે જ્યાં સુધી તે વોલ્ટેજ સિગ્નલ ન બને જે, યોગ્ય રીતે ડિજિટાઇઝ્ડ, આપણને જાણ કરે છે. ચોકસાઈ લાગુ બળ પર.

આ સૂક્ષ્મ ભિન્નતાને અસરકારક રીતે ઉપયોગી સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે, ગેજને એક રૂપરેખાંકનમાં મૂકવામાં આવે છે જેને કહેવાય છે વ્હીટસ્ટોન બ્રિજઆ સર્કિટ, પ્રતિકાર માપનમાં ક્લાસિક, નાના પ્રતિકાર તફાવતોને વિસ્તૃત કરવા અને વિભેદક સિગ્નલ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, સામગ્રીનું સરળ ખેંચાણ તણાવમાં ફેરફારનું કારણ બને છે જેને માપી શકાય છે અને લાગુ વજન સાથે ચોક્કસ રીતે સહસંબંધિત કરી શકાય છે.

બધા લોડ સેલ સમાન રીતે બનાવવામાં આવતા નથી. ત્યાં ઘણા પ્રકારો છે:

• હાઇડ્રોલિક કોષો: પિસ્ટન અને સિલિન્ડર દ્વારા પ્રવાહીના સંકોચન પર આધારિત.
• વાયુયુક્ત કોષો: તેઓ ડાયાફ્રેમ પર હવાના દબાણનો ઉપયોગ કરે છે, પરિણામી વિકૃતિને માપે છે.
• સ્ટ્રેન ગેજ કોષો: ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને રોબોટિક્સમાં સૌથી સામાન્ય, તેમના એકીકરણની સરળતા અને ચોકસાઇને કારણે.

જોકે અન્ય તકનીકો (પીઝોઇલેક્ટ્રિક, કેપેસિટીવ, વગેરે) છે, સ્ટ્રેન ગેજ તેમની કિંમત, વિશ્વસનીયતા અને માપાંકનની સરળતાને કારણે તેઓ ઘરેલુ ભીંગડા અને ઔદ્યોગિક વજન પ્રણાલીઓમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આંતરિક કાર્ય: વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ અને નબળા સંકેતોનો પડકાર

ગેજ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પ્રતિકારમાં લઘુત્તમ ભિન્નતાનો લાભ લેવા માટેનું મૂળભૂત તત્વ છે વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ૧૯મી સદીમાં શોધાયેલ આ સર્કિટ, સમચતુર્ભુજ આકારમાં ગોઠવાયેલા ચાર રેઝિસ્ટરના સંતુલન પર આધારિત છે. જ્યારે આમાંના એક અથવા વધુ રેઝિસ્ટર બદલાય છે (જેમ કે સ્ટ્રેન ગેજમાં જ્યારે તે વિકૃત થાય છે ત્યારે થાય છે), ત્યારે પુલ અસંતુલિત થઈ જાય છે અને ફેરફારના પ્રમાણમાં સંભવિત તફાવત ઉત્પન્ન કરે છે.

વ્યવહારમાં, એક લાક્ષણિક લોડ સેલમાં વ્હીટસ્ટોન બ્રિજના પગ પર ગોઠવાયેલા ચાર સ્ટ્રેન ગેજ હોય ​​છે.જ્યારે તમે કોષ પર બળ લાગુ કરો છો, ત્યારે બે ગેજ ખેંચાય છે (તેમનો પ્રતિકાર વધારે છે) અને બે સંકોચાય છે (તેને ઘટાડે છે). આમ, પુલ પ્રાપ્ત સંભવિત તફાવતને મહત્તમ કરે છે અને સંવેદનશીલતા સુધારે છે.

આ ચતુરાઈભરી ગોઠવણી છતાં, પ્રતિકાર ફેરફારો રહે છે અત્યંત નાનું. ઉદાહરણ તરીકે, ૧૨૦ ઓહ્મ ગેજ પર, નોંધપાત્ર દબાણ પ્રતિકારને ફક્ત ૦.૧૨ ઓહ્મ સુધી બદલી શકે છે. આ નાની માત્રા બે પડકારો ઉભા કરે છે: a ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક્સ આ ફેરફારોને અલગ પાડવા માટે અને વધુમાં, માઇક્રોકન્ટ્રોલર દ્વારા ડિજિટાઇઝ્ડ અને પ્રોસેસ કરવામાં આવે તે પહેલાં સિગ્નલને એમ્પ્લીફાઇડ કરવું આવશ્યક છે, જે આવા નબળા સિગ્નલોને સીધા શોધી શકતું નથી.

આ તે છે જ્યાં ધ HX711 એમ્પ્લીફાયર.

HX711 મોડ્યુલ: લોડ સેલ અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર વચ્ચેનો પુલ

El HX711 મોડ્યુલ તે એક નાનું સંકલિત સર્કિટ છે જે ડિજિટલ વજન પ્રણાલીઓમાં મૂળભૂત કાર્ય કરે છે: લોડ સેલમાંથી મેળવેલા સિગ્નલને વિસ્તૃત કરે છે, સ્થિતિ આપે છે અને ડિજિટલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ રીતે, Arduino, ESP8266, PIC અથવા અન્ય કોઈપણ માઇક્રોકન્ટ્રોલર દ્વારા અર્થઘટન કરવા માટે વજન અને બળના ચોક્કસ માપ મેળવવાનું શક્ય છે..

તેની કેટલીક મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ આ છે:

• 24-બીટ રિઝોલ્યુશન સુધી: તમને મેળવવાની મંજૂરી આપે છે ખૂબ જ ઉચ્ચ ચોકસાઇ વજન વાંચનમાં.
• એનાલોગ-થી-ડિજિટલ રૂપાંતર (ADC): એમ્પ્લીફાઇડ એનાલોગ સિગ્નલને પ્રોસેસિંગ માટે તૈયાર ડિજિટલ મૂલ્યમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
• પ્રોગ્રામેબલ ગેઇન: ૧૨૮x અને ૬૪x વચ્ચે ગોઠવી શકાય છે, જે તેને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે અનુકૂળ થવા દે છે.
• ખૂબ જ ઓછી ઉર્જા વપરાશ: પોર્ટેબલ એપ્લિકેશનો અથવા બેટરી સંચાલિત સિસ્ટમો માટે આદર્શ.
• કનેક્ટિવિટીમાં સુગમતા: તે I2C અથવા SPI પ્રોટોકોલની જેમ બે ડિજિટલ પિન (ક્લોક/SCK અને ડેટા/DT) દ્વારા વાતચીત કરે છે.
• પાવર સપ્લાય રેન્જ 2.6V થી 5.5V સુધી: વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક પ્લેટફોર્મ સાથે સુસંગત.

આ સુવિધાઓને કારણે, HX711 બની ગયું છે DIY પ્રોજેક્ટ્સ અને ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રમાં લોડ સેલ રીડિંગ માટે વાસ્તવિક ધોરણ, કારણ કે તે વિકાસકર્તા માટે જીવન ખૂબ સરળ બનાવે છે: તેમને જટિલ એમ્પ્લીફિકેશન સર્કિટ ડિઝાઇન કરવાની જરૂર નથી અને તેઓ વજન સિસ્ટમના સોફ્ટવેર અને તર્ક વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે.

HX711 મોડ્યુલમાં સામાન્ય રીતે બે મુખ્ય કનેક્ટર્સ હોય છે: એક લોડ સેલ માટે અને એક માઇક્રોકન્ટ્રોલર માટે. આ જોડાણ ચાર મુખ્ય કેબલ પર આધારિત છે:

• લાલ (E+, VCC): હકારાત્મક ઉત્તેજના વોલ્ટેજ.
• કાળો (E-, GND): નકારાત્મક ઉત્તેજના વોલ્ટેજ.
• સફેદ (A-): નકારાત્મક સિગ્નલ ઇનપુટ (આઉટપુટ -).
• લીલો (A+): સકારાત્મક સિગ્નલ ઇનપુટ (આઉટપુટ +).

કેટલાક મોડેલોમાં પાંચમો વાયર (પીળો, YLW) ઉમેરવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ તરીકે કાર્ય કરે છે અથવા પ્રમાણભૂત રૂપરેખાંકનોમાં ઉપયોગમાં લેવાતો નથી.

લોડ સેલ પ્રકારો અને મોડેલો: યોગ્ય કેવી રીતે પસંદ કરવું

યોગ્ય લોડ સેલ પસંદ કરી રહ્યા છીએ તમારા વજન પ્રોજેક્ટમાં સચોટ રીડિંગ્સ પ્રાપ્ત કરવા માટે લોડ સેલ મહત્વપૂર્ણ છે. લોડ સેલ તેમની મહત્તમ ક્ષમતા, ભૌતિક સ્વરૂપ પરિબળ અને સંવેદનશીલતાના આધારે બદલાય છે:

• મહત્તમ ક્ષમતા: ૧ કિગ્રા, ૫ કિગ્રા, ૨૦ કિગ્રા, ૫૦ કિગ્રા અને તેનાથી પણ વધુ વજન માટે લોડ સેલ છે. શ્રેષ્ઠ ચોકસાઇ, તમારા એપ્લિકેશનના મહત્તમ વજનની શક્ય તેટલી નજીક મહત્તમ શ્રેણી ધરાવતો સેલ પસંદ કરવો એ એક સારો વિચાર છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે 4 કિલો સુધી વજન કરવા માંગતા હો, તો 5 કિલો સેલ આદર્શ છે. તે શ્રેણીમાં 20 કિલો સેલનો ઉપયોગ કરવાથી તમને ઓછી ચોકસાઈ રીડિંગ્સ મળશે.
• યાંત્રિક રૂપરેખાંકન: રસોડાના ભીંગડા પર માઉન્ટ કરવા માટે સૌથી સામાન્ય લંબચોરસ બાર છે, પરંતુ તમે S-આકારના, ડિસ્ક, ડબલ-બીમ મોડેલો વગેરે પણ શોધી શકો છો. દરેક અલગ અલગ વજનના દૃશ્યોને વધુ સારી રીતે પ્રતિભાવ આપે છે.
• ગુણવત્તા અને સંવેદનશીલતા: ચોકસાઈ ગેજની ગુણવત્તા અને આંતરિક બાંધકામ પર પણ આધાર રાખે છે. ગુણવત્તાયુક્ત કોષો સામાન્ય રીતે વધુ સારા પરિણામો અને ઓછા ડ્રિફ્ટ આપે છે.
• પુલનો પ્રકાર: HX711 ફુલ-બ્રિજ અને હાફ-બ્રિજ સેલ બંને સાથે કામ કરી શકે છે, અને ડ્યુઅલ-બ્રિજ કન્ફિગરેશનમાં બે સેલ સુધી કનેક્ટ કરવાનું પણ સપોર્ટ કરે છે.

સેલને માઉન્ટ કરવું પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ખાતરી કરો કે કેન્દ્ર વિસ્તાર (બારનો સંવેદનશીલ ભાગ) અવરોધોથી મુક્ત રહે જેથી તે ભાર હેઠળ યોગ્ય રીતે વિકૃત થઈ શકે, અને તમે જે બળ માપવા માંગો છો તે દિશામાં તેને સ્થાપિત કરવા માટે તીરને અનુસરો.

મિકેનિકલ ડિઝાઇન અને કનેક્શન: HX711 સાથે તમારા ડિજિટલ સ્કેલને કેવી રીતે એસેમ્બલ કરવું

પ્રેક્ટિસ તરફ આગળ વધતાં, એ સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે કે લોડ સેલ અને HX711 મોડ્યુલ ભૌતિક રીતે કેવી રીતે જોડાયેલા અને એસેમ્બલ થાય છે. આ સામાન્ય પગલાં છે:

• યાંત્રિક સ્થાપન: વજનને ટેકો આપતા બેઝ અને કન્ટેનર અથવા પ્લેટફોર્મ વચ્ચે લોડ સેલને સુરક્ષિત કરવા માટે સ્પેસરનો ઉપયોગ કરો. સેલનું કેન્દ્ર મુક્ત રહેવું જોઈએ અને એકમાત્ર ભાગ હોવો જોઈએ જે લોડ હેઠળ વળે છે.
• બળની દિશા: કોષ પર કોતરેલા તીરનું અવલોકન કરો, જે વજન કઈ દિશામાં લાગુ કરવું તે દર્શાવે છે.
• ઇલેક્ટ્રિક કનેક્શન: રંગ કોડ (લાલ થી E+/VCC, કાળો થી E-/GND, લીલો થી A+/આઉટપુટ+, સફેદ થી A-/આઉટપુટ-) ને અનુસરીને HX711 પરના દરેક સેલ વાયરને અનુરૂપ પિન સાથે જોડો. વધુ વિગતો માટે, જુઓ કોષો લોડ કરવા માટેની માર્ગદર્શિકા.
• માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે જોડાણ: HX711 પર પિનની બીજી હરોળમાંથી, GND અને VCC ને પાવર સપ્લાય સાથે અને DT (ડેટા) અને SCK (ક્લોક) પિનને Arduino અથવા તમે જે પણ બોર્ડનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેના પરના કોઈપણ બે ડિજિટલ પિન સાથે જોડો.

બાથરૂમના ભીંગડા અથવા વધુ જટિલ પ્રોજેક્ટ્સમાં, તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે ચાર સરળ લોડ કોષો ખૂણામાં ગોઠવાયેલા, જેના કેબલ્સને a નો ઉપયોગ કરીને જોડવા આવશ્યક છે કોમ્બિનર મોડ્યુલ અથવા મેન્યુઅલ કનેક્શન ડાયાગ્રામને અનુસરીને (એક ચોકસાઇ કાર્ય જેમાં તમારે ડેટાશીટનો કાળજીપૂર્વક અભ્યાસ કરવાની અને દરેક વાયરને ઓળખવા માટે પ્રતિકાર માપવાની જરૂર પડશે).

મહત્તમ ચોકસાઈ ઇચ્છતા લોકો માટે, સ્પાર્કફન જેવા બ્રાન્ડ્સના કોમ્બિનર મોડ્યુલ્સ છે જે વાયરિંગને સરળ બનાવે છે અને તમને HX711 સાથે સુસંગત સિંગલ ઇનપુટમાં ચારેય સેન્સરમાંથી સિગ્નલોને સરળતાથી જોડવાની મંજૂરી આપે છે.

વ્યવહારમાં વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ: ફાયદા અને વિચારણાઓ

નો ઉપયોગ વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ આ કોઈ સંયોગ નથી: તે સ્ટ્રેન ગેજમાં પ્રતિકાર ફેરફારોના સચોટ વિસ્તરણ માટે પરવાનગી આપે છે, ખૂબ જ નાના તફાવતોને ઉકેલવામાં વ્યવસ્થાપિત થાય છે અને માપનમાં ઉત્તમ રેખીયતા પ્રાપ્ત કરે છે.

જે સિસ્ટમોમાં ફક્ત એક જ ચાર-વાયર લોડ સેલનો ઉપયોગ થાય છે, ત્યાં બ્રિજ પહેલેથી જ ગોઠવાયેલ હોય છે અને વસ્તુઓને જટિલ બનાવવાની કોઈ જરૂર નથી. જો તમે બહુવિધ કોષોને જોડીને વધુ ચોક્કસ સંતુલન બનાવવા માંગતા હો, તો તમારે સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત ટોપોલોજીને અનુસરીને, એક જ વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ બનાવવા માટે તેમને વાયર કરવાની જરૂર પડશે, અથવા કમ્બાઈનર મોડ્યુલ્સનો ઉપયોગ કરવો પડશે. આઉટપુટ સિગ્નલનું વ્યુત્ક્રમ જો વજન વધે તેમ, વાંચન ઘટે અથવા અપેક્ષિત રીતે વિરુદ્ધ રીતે વર્તે તો આવું થઈ શકે છે; આ કિસ્સામાં, ફક્ત A+ અને A- કેબલના જોડાણોને ઉલટાવી દો.

HX711 ની અદ્યતન તકનીકી સુવિધાઓ

આ મોડ્યુલ ઓફર કરે છે બહુવિધ ફાયદા જે તેને ખૂબ જ લોકપ્રિય બનાવે છે:

• ઠરાવ: 24 બિટ્સ સુધી, ન્યૂનતમ વજન ફેરફારો શોધવાની મંજૂરી આપે છે.
• પ્રોગ્રામેબલ ગેઇન: તમારી સંવેદનશીલતાની જરૂરિયાતોને આધારે તમે 128x અથવા 64x વચ્ચે પસંદગી કરી શકો છો.
• એડજસ્ટેબલ સેમ્પલિંગ રેટ: 10 Hz અને 80 Hz ની વચ્ચે, તમને એપ્લિકેશનની સ્થિરતા અનુસાર માપનની ગતિને અનુકૂલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
• સુસંગતતા: ડ્યુઅલ કન્ફિગરેશનમાં બે કોષો વાંચવાની ક્ષમતા સાથે, ફુલ-બ્રિજ અથવા હાફ-બ્રિજ લોડ સેલ્સને સપોર્ટ કરે છે.
• ખૂબ જ ઓછી ઉર્જા વપરાશ: સક્રિય કામગીરીમાં, 1.5 mA કરતા ઓછું; બેટરી સંચાલિત ઉપકરણો માટે આદર્શ.
• સંચાલન તાપમાન: ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણી, -40ºC થી +85ºC સુધી.
• કોમ્પેક્ટ ફોર્મેટ: તેનું કદ બોર્ડ અને પ્રોટોટાઇપમાં એકીકૃત કરવાનું સરળ બનાવે છે, જેમાં પિન સોલ્ડર કરવા અથવા બ્રેડબોર્ડ પર ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે તૈયાર હોય છે.

તેનું દસ્તાવેજીકરણ વ્યાપક છે અને ત્યાં એક વિશાળ વિકાસકર્તા સમુદાય છે, જે ઉપલબ્ધતામાં અનુવાદ કરે છે કોડ ઉદાહરણો, પુસ્તકાલયો અને ઓનલાઇન માર્ગદર્શિકાઓ તમારા પ્રોજેક્ટને ઝડપથી પૂર્ણ કરવા માટે.

HX711 અને Arduino પર આધારિત ડિજિટલ સ્કેલને કેવી રીતે પ્રોગ્રામ અને કેલિબ્રેટ કરવું

હાર્ડવેર માઉન્ટ કરવાનું ફક્ત અડધું કામ છે. વજન માપન મેળવવા માટે ચોક્કસ, તમારે પ્રોગ્રામ કરવાની જરૂર છે અને, સૌથી ઉપર, સિસ્ટમને યોગ્ય રીતે માપાંકિત કરવાની જરૂર છે. ચાલો જોઈએ તે પગલું દ્વારા પગલું કેવી રીતે કરવું:

HX711 લાઇબ્રેરી ઇન્સ્ટોલ કરી રહ્યું છે

પહેલું પગલું એ લાઇબ્રેરી ઇન્સ્ટોલ કરવાનું છે જે HX711 સાથે વાતચીતને સરળ બનાવે છે. સૌથી લોકપ્રિય અને વિશ્વસનીય વિકલ્પ બોગડે દ્વારા બનાવેલ લાઇબ્રેરી છે, જે GitHub પર ઉપલબ્ધ છે. તમે તેને મેન્યુઅલી ડાઉનલોડ કરી શકો છો અથવા તેને સીધા જ ઇન્સ્ટોલ કરી શકો છો. બુકસ્ટોર મેનેજર Arduino IDE માંથી, “HX711” શોધી રહ્યા છીએ.

HX711 લાઇબ્રેરીના મુખ્ય કાર્યો

• શરૂઆત (પિનડેટા, પિનક્લોક): તમારા માઇક્રોકન્ટ્રોલર પર વપરાયેલ ડેટા અને ક્લોક પિન સૂચવીને HX711 ને પ્રારંભ કરો.
• સેટ_સ્કેલ(ફ્લોટ સ્કેલ): સ્કેલ મૂલ્ય અથવા રૂપાંતર પરિબળ સોંપે છે. રીડિંગ્સ વાસ્તવિક વજનને અનુરૂપ હોય તે માટે આ જરૂરી છે.
• કાર્ય(ઓ): ટેરિંગ કરે છે, એટલે કે, વર્તમાન વજન સાથે માપને શૂન્ય પર સેટ કરે છે. n ટેર વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે લેવામાં આવેલા નમૂનાઓની સંખ્યા દર્શાવે છે.
• વાંચો(): HX711 ના આંતરિક ADC માંથી સિગ્નલનું એક જ વાંચન કરે છે.
• સરેરાશ વાંચન(n): n રીડિંગ્સનો સરેરાશ પરત કરે છે; વધે છે સ્થિરતા y ચોકસાઈ માપનનું.
• મૂલ્ય મેળવો(n): વાંચન મૂલ્ય બાદબાકી વજન પરત કરે છે. જો તમે n પાસ કરો છો, તો તે વાંચનની તે સંખ્યાને સરેરાશ કરે છે.
• ગેટ_યુનિટ્સ(n): વજનની ગણતરી કરવા માટે, ટાયર બાદ કરો અને પરિણામને સ્કેલ ફેક્ટરથી વિભાજીત કરો.

આ કાર્યો સ્કેલના પ્રારંભિકરણ, માપાંકન, ટેરિંગ અને વાંચનના સંપૂર્ણ ચક્રને આવરી લે છે.

માપાંકન: સચોટ માપન માટે આવશ્યક પગલું

La કેલિબ્રેશન આમાં સ્કેલ ફેક્ટરને સમાયોજિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે જેથી HX711 ના ડિજિટલ રીડિંગ્સ ઇચ્છિત એકમો (સામાન્ય રીતે કિલોગ્રામ અથવા ગ્રામ) માં વાસ્તવિક વજન મૂલ્યોને અનુરૂપ હોય. સામાન્ય તકનીક નીચે મુજબ છે:

1. સ્કેલ પર કોઈપણ વસ્તુ વિના, એક કેલિબ્રેશન પ્રોગ્રામ ચલાવે છે જે ટાયર (સ્કેલને શૂન્ય પર સેટ કરીને) કરે છે.
2. જાણીતા વજનની વસ્તુ મૂકો (આદર્શ રીતે, તે તમે માપવા જઈ રહ્યા છો તે મહત્તમ વજનની નજીક હોવું જોઈએ) સ્કેલ પર.
3. અનસ્કેલ્ડ રીડિંગ વેલ્યુ લખો જે સીરીયલ મોનિટર તમને બતાવે છે. ઘણી રીડિંગ્સ સરેરાશ કરવી સામાન્ય છે.
4. સ્કેલ ફેક્ટરની ગણતરી કરો સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને: વાંચન_મૂલ્ય / વાસ્તવિક_વજન = સ્કેલ_ફેક્ટર, તમને જોઈતા એકમોને ધ્યાનમાં લેતા (ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે 4 કિલો વજનનો ઉપયોગ કરો છો અને રીડિંગ 1.730.000 છે, તો સ્કેલ ફેક્ટર 432500 હશે).
5. પ્રોગ્રામમાં ફેરફાર કરો જેથી set_scale ફંક્શનમાં તમે ગણતરી કરેલ મૂલ્ય દાખલ કરો..
6. વાંચનનું પુનરાવર્તન કરો. માપનની ચોકસાઈ ચકાસવા માટે વજન ઉમેરો અથવા દૂર કરો.

કેલિબ્રેશન કોષની સ્થિતિ, સપોર્ટની જડતા, વિદ્યુત સંપર્ક ગુણવત્તા અને અન્ય પરિબળો પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે. જો તમે કોષ, ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિ અથવા મોડેલ બદલો છો, તો તમારે ફરીથી કેલિબ્રેશન કરવાની જરૂર પડશે.

કેલિબ્રેશન અને વજન કોડનું ઉદાહરણ

એક લાક્ષણિક આર્ડુઇનો સ્કેચમાં બે ભાગો હોય છે: કેલિબ્રેશન અને માપન. કેલિબ્રેશન સ્કેચ તમને સીરીયલ મોનિટરનો ઉપયોગ કરીને પરિબળને ઇન્ટરેક્ટિવ રીતે ગોઠવવાની મંજૂરી આપે છે (+ અથવા – સ્કેલ મૂલ્યને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે). વજન સ્કેચ ફક્ત પ્રાપ્ત પરિબળનો ઉપયોગ કરીને સ્ક્રીન પર વાંચેલા વજનને પ્રદર્શિત કરે છે.

મૂળભૂત કોડ માળખું નીચે મુજબ હશે (અનુકૂલિત અને સારાંશિત, જેથી ઉદાહરણોની સામગ્રી શાબ્દિક રીતે પુનરાવર્તિત ન થાય):

• HX711 લાઇબ્રેરીનો સમાવેશ થાય છે.
• ડેટા અને ક્લોક પિન વ્યાખ્યાયિત કરે છે.
• HX711 ને શરૂ કરે છે અને ટેર કરે છે.
• મુખ્ય લૂપમાં, દર અડધા સેકન્ડે વાંચેલા વજનને પ્રદર્શિત કરવા માટે get_units() નો ઉપયોગ કરો.
• જો તમે ચોકસાઈને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માંગતા હો, તો તમને સીરીયલ મોનિટરમાંથી કેલિબ્રેશન ફેક્ટરમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપે છે.

સ્પાર્કફન અને અન્ય વિકાસકર્તાઓ દ્વારા લોકપ્રિય બનેલી આ પદ્ધતિ, સેલ સમાન મોડેલના અન્ય સેલ જેવો ન હોય તો પણ સંપૂર્ણ કેલિબ્રેશન સુનિશ્ચિત કરે છે.

અદ્યતન એકીકરણ: બાથરૂમ સ્કેલ, IoT અને ઔદ્યોગિક સિસ્ટમો

ઘરના પ્રોજેક્ટ્સમાં, લોડ સેલ ઘણીવાર કોમર્શિયલ બાથરૂમ સ્કેલમાંથી મેળવવામાં આવે છે (તે સામાન્ય રીતે ચાર સિંગલ સેન્સર સાથે આવે છે). તેમને જોડવા અને HX711 સાથે કનેક્ટ કરવા માટે, તમે કોમ્બાઈનર મોડ્યુલનો ઉપયોગ કરી શકો છો અથવા ચોક્કસ કનેક્શન ડાયાગ્રામને અનુસરી શકો છો જે તમને ચારેય સેન્સર સાથે વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. જો તમારી પાસે કોમ્બાઈનર મોડ્યુલ ન હોય, તો તમારે વાયર (સામાન્ય રીતે સેન્સર દીઠ ત્રણ) ઓળખવા પડશે અને જોડીઓ વચ્ચેના આંતરિક પ્રતિકાર સંદર્ભનો ઉપયોગ કરીને તેમને જોડવા પડશે.

HX711 ના એકીકરણને કોઈ મર્યાદા નથી. તે IoT (ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ) પ્રોજેક્ટ્સમાં એકદમ સામાન્ય છે, જ્યાં ડિજિટલ સ્કેલ દ્વારા મોનિટર કરાયેલ વજન ESP8266, NodeMCU, અથવા તેના જેવા ઉપયોગ કરીને ક્લાઉડ પર મોકલવામાં આવે છે. આ તમને સ્વચાલિત વજન કરવા, ઇન્વેન્ટરીને દૂરસ્થ રીતે નિયંત્રિત કરવા, ગેસ સિલિન્ડરો, ટાંકીઓ અને અન્ય સિસ્ટમોનું નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે જેનું વજન એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે.

ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રમાં, HX711 ની મજબૂતાઈ અને ચોકસાઈ તેના ઉપયોગને ઓટોમેટિક ડોઝિંગ સિસ્ટમ્સ, ઓટોમેટિક પ્રોસેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ, પેકેજિંગ મશીનરી અને તબીબી એપ્લિકેશન્સમાં મંજૂરી આપે છે, કારણ કે તેનું રિઝોલ્યુશન ગ્રામથી દસ કિલો સુધી ખૂબ જ ચોકસાઈ સાથે માપવા માટે પૂરતું છે.

ભલામણો અને સામાન્ય સમસ્યાઓનું નિરાકરણ

તમારી પોતાની વજન પદ્ધતિ બનાવતી વખતે, આ ટિપ્સ ધ્યાનમાં રાખો:

• લોડ સેલ પર વધુ પડતો આંચકો અથવા વાઇબ્રેશન ટાળો, કારણ કે તે ગેજને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અથવા કેલિબ્રેશનને અસર કરી શકે છે.
• યોગ્ય યાંત્રિક ફિક્સેશનની ખાતરી કરે છે અનિયમિત અથવા અસ્થિર વાંચન ટાળવા માટે. કેન્દ્ર ક્ષેત્ર મુક્ત હોવું જોઈએ અને બળ દર્શાવેલ દિશા સાથે સંપૂર્ણ રીતે સંરેખિત હોવું જોઈએ.
• વિદ્યુત જોડાણો તપાસોનબળા સંપર્કને કારણે સિગ્નલમાં વધઘટ અથવા અવાજ થઈ શકે છે, જેના કારણે કેલિબ્રેશન મુશ્કેલ બને છે.
• જો વાંચન અસ્થિર હોય અથવા શૂન્યાવકાશ હેઠળ બદલાય તો, નવું ટાયર કરો અને ખાતરી કરો કે પાવર સપ્લાય સ્થિર છે.
• જો પરિણામ વિપરીત રીતે બદલાય છે (વજન સાથે ઘટે છે), A+ અને A- જોડાણોને ઊંધું કરે છે.

ઉપરાંત, જો તમારા પ્રોજેક્ટને અલગ અલગ સમયે અલગ અલગ વજન શ્રેણી માપવાની જરૂર હોય, તો તે મુજબ કેલિબ્રેશન પરિબળને સમાયોજિત કરવાનું યાદ રાખો. દરેક કોષ અને ગોઠવણી માટે મેળવેલા કેલિબ્રેશન મૂલ્યોને હંમેશા સાચવો.

HX711 મોડ્યુલ સુવિધાઓ અને ટ્રેડિંગ વિકલ્પો

બજાર વિશિષ્ટ સ્ટોર્સ અને સામાન્ય હેતુવાળા પ્લેટફોર્મ બંને પર સુસંગત HX711 મોડ્યુલ્સની વિશાળ વિવિધતા પ્રદાન કરે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે વિવિધ રેન્જ (1 કિગ્રા, 5 કિગ્રા, 20 કિગ્રા, 50 કિગ્રા) ના લોડ સેલ સાથે આવે છે અને સરળ એકીકરણ માટે પિન અથવા હેડર ધરાવે છે. આ મોડ્યુલ્સની નોંધપાત્ર સુવિધાઓમાં શામેલ છે:

• ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ: 2.6V અને 5.5V ની વચ્ચે, તેમને 3.3V અને 5V બંને બોર્ડ સાથે ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે.
• ખૂબ જ ઓછી ઉર્જા વપરાશ: ૧.૫ એમએ કરતા ઓછું.
• કોમ્પેક્ટ ફોર્મેટ્સ: DIY પ્રોજેક્ટ્સ અને પ્રોટોટાઇપ્સમાં એકીકરણ માટે આદર્શ.
• દસ્તાવેજીકરણ અને આધાર: સમુદાય અને ઉત્પાદકો ઘણીવાર Arduino અને અન્ય પ્લેટફોર્મ બંને માટે ટ્યુટોરિયલ્સ, ડેટા શીટ્સ અને ઉપયોગના ઉદાહરણો પ્રદાન કરે છે.

ઉપયોગ અને એપ્લિકેશનોના વ્યવહારુ ઉદાહરણો

લોડ સેલ અને HX711 ની વૈવિધ્યતાને કારણે, તેઓ વિવિધ પ્રકારના ઉપયોગો માટે યોગ્ય છે:

• ડિજિટલ ઘરગથ્થુ અને રસોડાના ભીંગડા: મહત્તમ ચોકસાઈ સાથે ઘટકો અથવા ખોરાકનું વજન કરવું.
• ગેસ સિલિન્ડર મોનિટરિંગ સિસ્ટમ્સ: તેઓ પુરવઠાની અછત ટાળવા માટે ભરણની સ્થિતિનું દૂરસ્થ નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
• વેરહાઉસ અને સ્ટોર્સમાં ઇન્વેન્ટરી નિયંત્રણ: સતત વજન દ્વારા, બાકીના સ્ટોકનું વાસ્તવિક સમયમાં નિરીક્ષણ કરી શકાય છે.
• ક્લાઉડ-કનેક્ટેડ સ્કેલ: ESP8266 જેવા બોર્ડનો ઉપયોગ કરીને, એકત્રિત ડેટાને અદ્યતન વિશ્લેષણ માટે વેબ પ્લેટફોર્મ પર વિઝ્યુઅલાઈઝ અથવા પ્રોસેસ કરી શકાય છે.
• તબીબી સાધનો: જેમ કે હોસ્પિટલના પલંગ માટે ભીંગડા, ડોઝિંગ સિસ્ટમ્સ અને પ્રયોગશાળાઓમાં વજનનું નિરીક્ષણ.
• રોબોટિક્સ અને ઓટોમેટિક ડોઝિંગ સિસ્ટમ્સ: દરેક પ્રક્રિયામાં યોગ્ય માત્રામાં કાચા માલનું વિતરણ કરવું.

આ બધા કિસ્સાઓમાં, કનેક્શન અને પ્રોગ્રામિંગ પ્રોટોકોલ ખૂબ સમાન છે. એકવાર સેલ માપાંકિત થઈ જાય, પછી તમારી પાસે વિશ્વસનીય અને સચોટ માપન હશે જે તમારી સિસ્ટમ્સના ઓટોમેશન અને નિયંત્રણમાં સુધારો કરશે.

તમારા પ્રોજેક્ટ માટે યોગ્ય સિસ્ટમ કેવી રીતે પસંદ કરવી

૧ કિગ્રા, ૫ કિગ્રા, ૨૦ કિગ્રા, અથવા ૫૦ કિગ્રા સેલનો ઉપયોગ, માઉન્ટિંગ પ્રકાર અને કેલિબ્રેશન વચ્ચેનો નિર્ણય તમારી ચોક્કસ જરૂરિયાતો પર આધારિત રહેશે. યોગ્ય કેવી રીતે પસંદ કરવું તે અહીં છે: શ્રેષ્ઠ નિર્ણય લેવા માટેના કેટલાક માપદંડો:

• વજન શ્રેણી: તમે સામાન્ય રીતે માપશો તે મહત્તમ વજન કરતાં સહેજ વધુ મહત્તમ ક્ષમતા ધરાવતો લોડ સેલ પસંદ કરો.
• જરૂરી ચોકસાઈ: જો તમને ગ્રામમાં ચોકસાઈની જરૂર હોય, તો ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને ઓછી શ્રેણીવાળા લોડ કોષો શોધો. જો તમારી એપ્લિકેશન કેટલાક ગ્રામ અથવા દસ ગ્રામની ભૂલોને સહન કરે છે, તો તમે ઉચ્ચ-શ્રેણીના મોડેલો પસંદ કરી શકો છો.
• યાંત્રિક એસેમ્બલી મુશ્કેલી: રસોડાના ભીંગડા માટે બાર-માઉન્ટ મોડેલો ઇન્સ્ટોલ કરવા સરળ છે. બાથરૂમના ભીંગડા પર ચાર સેન્સર માટે, તમારે કેબલ એસેમ્બલ કરવાનું કામ કરવું પડશે અથવા કોમ્બિનેશન મોડ્યુલ ખરીદવું પડશે.
• માઇક્રોકન્ટ્રોલર સપોર્ટ: HX711 મોડ્યુલ્સ વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ કાર્ડ સાથે સુસંગત છે, પરંતુ ખાતરી કરો કે સપ્લાય વોલ્ટેજ અને લોજિક સ્તર યોગ્ય છે.

HX711 અને તેના લોડ સેલ્સની મોડ્યુલારિટી અને ઓછી કિંમતે ઇલેક્ટ્રોનિક વજન ટેકનોલોજીનું લોકશાહીકરણ કર્યું છે, જેનાથી કોઈપણ ઉત્પાદક, વિદ્યાર્થી અથવા વ્યાવસાયિક સફળતાની ખાતરી સાથે પોતાની માપન પ્રણાલી બનાવી શકે છે.

યોગ્ય પસંદગી, માપાંકન અને યાંત્રિક એસેમ્બલી તમારા પ્રોજેક્ટની સફળતા નક્કી કરે છે. વિશ્વસનીય અને સ્થિર માપન સાથે, તમે ઘર અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો બંનેમાં વ્યાવસાયિક પરિણામો સાથે નિયંત્રણ, ઓટોમેશન અને મોનિટરિંગ સિસ્ટમ્સને એકીકૃત કરી શકો છો.