連接負載傳感器¶

負載傳感器通過金屬梁、按鈕或平台的微小變形來測量力或重量。

在類似iDryer的設備中，負載傳感器可以估計線軸重量、剩餘細絲或機制負載。

重點：稱重感測器幾乎從不直接連接到控制器。它的信號太小。通常，HX711 模組或類似的放大器/ADC 放置在感測器和控制器之間。

你需要什麼¶

Minimum set:

所需重量範圍的稱重感測器；
HX711 module;
controller: Arduino, ESP32, RP2040, STM32, or other board;
rigid mechanical mounting;
用於校準的已知質量；
short, neat wires.

如果機械性能較差，電路將無濟於事。稱重感測器可以完美接線，但由於未對準、遊隙或在錯誤點施加負載而給出毫無意義的讀數。

連接是如何安排的¶

稱重感測器透過類比線連接到 HX711。

HX711透過數位線連接到控制器。

典型鏈條：

load cell -> HX711 -> controller

HX711通常有兩個側面：

來自稱重感測器的輸入：E-、A+、A-、A- 或類似的；
連接到控制器：GND、DT、DOUT/SCK、CLK/CLK。

Source: SparkFun Electronics, CC BY-SA 4.0

Load cell wires¶

常見的四線稱重感測器通常具有：

E+ - bridge supply plus;
E- - bridge supply minus;
S+, A+, or O+ - positive measurement signal;
S-, A-, or O- - negative measurement signal.

常見配色：

red - E+;
black - E-;
green or blue - A+;
white - A-.

但顏色不是法律。不同的感測器可能會有所不同。如果有特定稱重感測器的數據表，請遵循該數據表。

如果感測器有第五根電線、箔片或屏蔽，則通常是電磁屏蔽。不要將其與電橋測量線混淆。通常，屏蔽連接到 A+ 或一側的外殼（如果文件有說明），但不連接到測量 A-/A-。

如果沒有接線圖，請勿「隨意」連接稱重感測器。首先找到感測器資料表或按照製造商指南圈出電橋：不正確的電線很容易導致讀數不穩定或 HX711 輸入過載。

將 HX711 連接到控制器¶

在控制器端，通常需要四行：

VCC - module power;
GND - common negative;
DT, DOUT, or DATA - data;
SCK, CLK, or PD_SCK - clock.

對於許多 HX711 模組，電源可以是 5V 或 5V，但請檢查特定模組。如果控制器運作在3.3V，則使用與3.3V邏輯相容的模組和電源會很方便。

引腳 SCK 和 SCK 通常可以連接到常規 GPIO。這不是通常意義上的I2C或SPI，而是簡單的兩線HX711介面。

機械原理比電路更重要¶

稱重感測器必須按照製造商的預期變形。

對於光束感測器，一側通常安裝在固定底座上，另一側承受負載。如果兩側都剛性地安裝到一個零件上，感測器將不會正常彎曲。

檢查：

感測器的安裝面在哪裡；
應在何處施加負載；
力應該朝哪個方向移動；
是否需要墊片；
運動部件是否離開外殼；
no misalignment;
no side loading;
螺絲沒有擰得太緊；
線軸或平台不會落在感測器的工作區域之外。

對於線軸重量，尤其重要的是所有負載都必須通過感測器，而不是部分通過外殼壁、軸、電纜或裝飾蓋。

不要使感測器過載¶

稱重感測器的範圍不是建議，而是測量限制。

如果將 1 kg 感測器放置在線軸和支架可能超過此重量的位置，則感測器將工作不良或永久變形。

選擇帶邊距的範圍：

maximum spool weight;
holder weight;
possible jerks;
misalignment;
使用者錯誤的安全裕度。

但太大的範圍也不總是好的。 100 公斤感測器對小線軸的感應效果比具有相同機械和電子設備的 5 公斤或 10 公斤感測器差。

首次啟動¶

在安裝到設備之前，請在工作台上測試系統：

將稱重感測器連接至 HX711。
將 HX711 連接到控制器。
Run test code or a library.
確保按下感應器時原始值會改變。
卸下負載並檢查該值是否相當穩定。
放置一個已知質量並檢查是否有變化。

在此階段，不要求克精度。首先，您需要查看感測器是否處於活動狀態、負載方向正確且讀數變化可預測。

如果該值隨著權重的增加而減少，通常只需交換 A- 和 A- 或考慮登入代碼即可。

皮重和校準¶

未經校準的稱重感測器不知道克是什麼。

典型流程：

Place empty platform.
皮重：平台重量為零。
Place a known mass.
Select calibration factor.
檢查幾個不同的重量。

對於細絲線軸，確定什麼算是重量：

整個線軸採用塑膠；
僅剩餘塑料，無空線軸重量；
重量相對於初始值的變化。

如果不同製造商的空線軸重量不同，則準確的剩餘計算需要了解具體的空線軸重量或進行粗略估計。

噪音和讀數不穩定¶

HX711 測量非常小的訊號，因此系統對雜訊和機械問題很敏感。

讀數不穩定的原因：

從感測器到 HX711 的電線很長；
poor contacts;
訊號線旁的加熱器電源線；
fan or printer vibration;
soft base;
play in mounting;
temperature drift;
負載繞過感測器接觸外殼。

Practical measures:

使 HX711 靠近稱重感測器；
請勿將訊號線與加熱器電源線並排走線；
固定電線，使其不會拉動感應器；
使用測量平均值；
安裝到外殼後進行校準；
如果溫度顯著影響讀數，請在設備預熱後去皮。

組裝後要檢查什麼¶

使用前：

感測器額定重量為所需重量；
負載通過感測器的工作部分；
緊固件不阻擋變形；
HX711 receives correct power;
SCK和SCK連接到右側GPIO；
common ground exists;
原始值在負載下會改變；
無負載時，讀數不會漂移太快；
已知質量顯示校準後的預期重量；
電線不會拉動平台；
線軸或支架不會越過感知器接觸外殼。

常見錯誤¶

將稱重感測器直接連接到控制器類比輸入；
混淆 E-/A+ 和 A-/A-；
無需數據表即可信任電線顏色；
forgetting calibration;
最終機械安裝前去皮重；
安裝感應器，使其不能彎曲；
感測器過載；
選擇太大的範圍而失去靈敏度；
由於長電線和乾擾而導致不穩定；
期望從沒有剛性機械結構的柔性塑膠體獲得克數精度。

要點¶

稱重感測器通常透過HX711連接，而不是直接連接到控制器。
感測器線連接至 E-、A+、A-、A-。
HX711 透過電源、接地、SCK 和 SCK 連接到控制器。
機械裝置比電路更重要：負載必須正確通過感測器。
需要使用已知質量進行皮重和校準。
如果沒有牢固的安裝和適當的機械結構，就不可能獲得準確的讀數。