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Grove - ADC for Load Cell (HX711)

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Grove - ADC for Load Cell (HX711) 是一个专为称重传感器设计的 24 位 A/D 转换器。它包含一个片上低噪声可编程放大器，可选增益为 32、64 和 128。HX711 芯片集成了稳压电源、片上时钟振荡器和其他外围电路，具有高集成度、快速响应和强抗干扰能力的优点。

note

通过 Grove 连接器和 4 针螺丝端子，连接称重传感器和微控制器变得非常简单，无需焊接。您只需几个简单步骤就可以构建自己的 Arduino 称重传感器系统。

规格参数​

项目数值
电池不包含
工作电压2.6V--5.5V
工作电流小于 1.5A
检测精度24 位
输出数据速率10SPS 或 80SPS
可选增益通道 B 为 32 / 通道 A 为 64 和 128

应用场景​

  • 电子秤
  • 计价秤
  • 电子台秤
  • 数字秤
  • 邮包秤

硬件概述​

支持的平台​

ArduinoRaspberry Pi
caution

上述提到的支持平台表示该模块的软件或理论兼容性。在大多数情况下，我们只为 Arduino 平台提供软件库或代码示例。无法为所有可能的 MCU 平台提供软件库/演示代码。因此，用户必须编写自己的软件库。

开始使用​

在这一部分，我们将使用 Arduino UNO R4 WiFi 作为控制器，展示如何使用 Grove - ADC for Load Cell (HX711) 和 Weight Sensor (Load Cell) 0-500g 制作一个重量测量模块。

硬件准备​

步骤 1. 材料准备

Arduino UNO R4 WIFiGrove - ADC for Load Cell (HX711)Weight Sensor (Load Cell) 0-500g
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note
  • 重量传感器在负载小于150g时输出0V，它不能直接测量负载。因此建议使用200g的负载来避免测量盲区。将200g重量的模拟数据读取为无负载(0g)，将700g重量的模拟数据读取为满负载(500g)。
  • ADC for Load Cell (HX711) 默认使用通道A，如果您想使用其他通道，需要您自己焊接。

Grove - ADC for Load Cell (HX711) 也适用于我们的XIAO开发板。

Seeed Studio XIAO SAMD21Seeed Studio XIAO RP2040Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense)Seeed Studio XIAO ESP32C3Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense)
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步骤 2. 硬件连接

将Grove手势传感器连接到Arduino UNO R4 WiFi的IIC端口，通过USB线将Arduino连接到PC，Grove - ADC for Load Cell (HX711)和Weight Sensor (Load Cell) 0-500g之间的连接如下所示：

Grove - ADC for Load Cell (HX711)Weight Sensor (Load Cell) 0-500
E+红色
E-黑色
INA-白色
INA+绿色/蓝色
tip

使用Grove Base Shield，您可以直接将HX711模块连接到Arduino UNO R4 WiFi，如下所示。

软件准备​

推荐的编程工具是 Arduino IDE，您需要为 XIAO 配置 Arduino 环境并添加板载包。

tip

如果这是您第一次使用 Arduino，我们强烈建议您参考 Arduino 入门指南。

步骤 1. 启动 Arduino 应用程序。

下载 Arduino IDE

步骤 2. 选择您的开发板型号并将其添加到 Arduino IDE 中。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO SAMD21，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO RP2040，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO nRF52840，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO ESP32C3，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO ESP32S3，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeeduino V4.3，请参考 此教程 完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Arduino UNO R4 WiFi，请点击 工具-> 开发板-> 开发板管理器...，在搜索框中输入关键词 "UNO R4 WiFi" 并安装最新版本（或您想要使用的版本）。

HX711 Arduino 库概述​

功能​

在开始开发代码之前，让我们先了解一下可用的函数。

  • void begin(byte dout, byte pd_sck, byte gain ) —— 使用数据输出引脚、时钟输入引脚和增益因子初始化库。通过传递适当的增益来选择通道，库默认值为 "128"（通道 A）。

    • 输入参数：
      • byte dout： 作为 dout（转换为 byte）传递的 HX711 电路接线。
      • byte pd_sck： 作为 pd_sck（转换为 byte）传递的 HX711 电路接线。
      • byte gain = 128：
        • 增益因子为 64 或 128 时，选择通道 A。
        • 增益因子为 32 时，选择通道 B。

  • bool is_ready() —— 检查 HX711 是否就绪。根据数据手册：当输出数据未准备好检索时，数字输出引脚 DOUT 为高电平。串行时钟输入 PD_SCK 应为低电平。当 DOUT 变为低电平时，表示数据已准备好检索。

  • void wait_ready(unsigned long delay_ms = 0); —— 等待芯片准备就绪。

  • bool wait_ready_retry(int retries = 3, unsigned long delay_ms = 0) —— 通过指定次数的重试等待芯片准备就绪。

  • bool wait_ready_timeout(unsigned long timeout = 1000, unsigned long delay_ms = 0) —— 等待芯片准备就绪直到超时。

  • void set_gain(byte gain = 128) —— 设置增益因子；仅在调用 read() 后生效。

    • 输入参数：
      • byte gain = 128： 通道 A 可以设置为 128 或 64 增益；通道 B 具有固定的 32 增益。

  • long read() —— 等待芯片准备就绪并返回读数

  • long read_average(byte times = 10) —— 返回平均读数。

    • 输入参数：
      • byte times = 10： times = 读取次数。

  • double get_value(byte times = 1) —— 返回 (read_average() - OFFSET)，即当前值减去皮重。

    • 输入参数：
      • byte times = 1： times = 读取次数。

  • float get_units(byte times = 1) —— 返回 get_value() 除以 SCALE，即原始值除以通过校准获得的值。

    • 输入参数：
      • byte times = 1： times = 读取次数。

  • void tare(byte times = 10) —— 设置皮重的 OFFSET 值。

    • 输入参数：
      • byte times = 10： times = 读取皮重值的次数。

  • void set_scale(float scale = 1.f) —— 设置 SCALE 值；此值用于将原始数据转换为"人类可读"数据（测量单位）

  • float get_scale() —— 获取当前 SCALE

  • void set_offset(long offset = 0) —— 设置 OFFSET，从实际读数中减去的值（皮重）

  • long get_offset() —— 获取当前 OFFSET

  • void power_down() —— 将芯片置于掉电模式

  • void power_up() —— 在掉电模式后唤醒芯片

安装​

下载库文件

由于您已经下载了zip库文件，请打开您的Arduino IDE，点击Sketch > Include Library > Add .ZIP Library。选择您刚刚下载的zip文件，如果库安装正确，您将在通知窗口中看到Library added to your libraries。这意味着库已成功安装。

示例演示​

步骤 1. 在Grove - ADC for Load Cell (HX711)测量之前，PD_SCK应该被拉低以使其准备工作，并且称重传感器应该被校准。Grove_ADC_for_Load_Cell_(HX711)示例代码如下：

#include "HX711.h"

// HX711 circuit wiring
const int LOADCELL_DOUT_PIN = 3;  //Set your I2C pin
const int LOADCELL_SCK_PIN = 2;


HX711 scale;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HX711 Demo");

  Serial.println("Initializing the scale");

  // Initialize library with data output pin, clock input pin and gain factor.
  // Channel selection is made by passing the appropriate gain:
  // - With a gain factor of 64 or 128, channel A is selected
  // - With a gain factor of 32, channel B is selected
  // By omitting the gain factor parameter, the library
  // default "128" (Channel A) is used here.
  
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);

  Serial.println("Before setting up the scale:");
    if (scale.wait_ready_timeout(1000)) {
    long reading = scale.read();
    Serial.print("HX711 reading: ");
    Serial.println(reading);
  } else {
    Serial.println("HX711 not found.");
  }	  // print a raw reading from the ADC

  Serial.print("read average: \t\t");
  Serial.println(scale.read_average(20));  	// print the average of 20 readings from the ADC

  Serial.print("get value: \t\t");
  Serial.println(scale.get_value(5));		// print the average of 5 readings from the ADC minus the tare weight (not set yet)

  Serial.print("get units: \t\t");
  Serial.println(scale.get_units(5), 1);	// print the average of 5 readings from the ADC minus tare weight (not set) divided
						// by the SCALE parameter (not set yet)

  scale.set_scale(2280.f);                      // this value is obtained by calibrating the scale with known weights; see the README for details
  scale.tare();				        // reset the scale to 0

  Serial.println("After setting up the scale:");

  Serial.print("read: \t\t");
  Serial.println(scale.read());                 // print a raw reading from the ADC

  Serial.print("read average: \t\t");
  Serial.println(scale.read_average(20));       // print the average of 20 readings from the ADC

  Serial.print("get value: \t\t");
  Serial.println(scale.get_value(5));		// print the average of 5 readings from the ADC minus the tare weight, set with tare()

  Serial.print("get units: \t\t");
  Serial.println(scale.get_units(5), 1);        // print the average of 5 readings from the ADC minus tare weight, divided
						// by the SCALE parameter set with set_scale

  Serial.println("Readings:");
}

void loop() {
  Serial.print("one reading:\t");
  Serial.print(scale.get_units(), 1);
  Serial.print("\t| average:\t");
  Serial.println(scale.get_units(10), 1);

  scale.power_down();			        // put the ADC in sleep mode
  delay(5000);
  scale.power_up();
}

步骤 2. 请点击开发板选择下拉菜单，然后点击"Select other board and port..."。

步骤 3. 然后搜索并选择"Arduino UNO R4 WiFi"。

步骤 4. 请点击"upload"将固件烧录到Arduino。

步骤 5. 通过点击Tool-> Serial Monitor打开Arduino IDE的串口监视器。当您看到串口打印"After setting up the scale:"时，等待几秒钟并对重量传感器（称重传感器）0-500g施加力。

步骤 6. 结果应该如下所示。

资源​

[PDF]INA125 数据手册

[PDF]HX711-数据手册

[ZIP]Grove - 称重传感器ADC (HX711)-原理图文件

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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