HX711模塊原理圖
基本原理講解
1. 100kg 傳感器
滿量程輸出電壓=激勵電壓*靈敏度2.0mv/v
例如:供電電壓是5v 乘以靈敏度2.0mv/v=滿量程10mv。
相當於有100Kg 重力產生時候產生10mV 的電壓。
2. 711模塊對產生的10mV 電壓進行採樣。
概述:711模塊 A 通道帶有128倍信號增益,可以將10mV 的電壓放大128倍,然
後採樣輸出24bit AD 轉換的值,單片機通過指定時序將24bit 數據讀出。
詳細講解程序計算原理:
小強電子設計
步驟1 :如何計算傳感器供電電壓
HX711可以在產生 VAVDD 和 AGND 電壓,即711模塊上的 E+和 E-電壓。
該電壓通過 VAVDD=VBG(R1 +R2 )/R2計算。
VBG 爲模塊兒基準電壓1.25v
R1 = 20K,R2 = 8.2K
因此得出 VAVDD = 4.3V
(爲了降低功耗,該電壓只在採樣時刻纔有輸出, 因此用萬用表讀取的值可能低
於4.3v,因爲萬用表測量的是有效值。 )
步驟2 :如何計算 AD 輸出最大值
在4.3V 的供電電壓下100Kg 的傳感器最大輸出電壓是4.3v*2mv/V = 8.6mV
經過128倍放大後,最大電壓爲8.6mV*128 = 1100.8mV
經過 AD 轉換後輸出的24bit 數字值最大爲:
1100.8mV*(2^24) /4.3V ≈ 4294967
步驟3 :程序中數據如何轉換
小強電子設計
程序中通過
HX711_Buffer = HX711_Read();
獲取當前採樣的 AD 值,最大4294967,存放在 long 型變量 HX711_Buffer 中,
因 long 型變量計算速率和存放空間佔用資源太多,固除以100,縮放爲 int 型,
便於後續計算。
Weight_Shiwu = HX711_Buffer/100;
Weight_Shiwu 最大爲42949。
步驟4 :如何將 AD 值反向轉換爲重力值 。
假設重力爲 A Kg, (x<100Kg),測量出來的 AD 值爲 y
100Kg 傳感器輸出,發送給 AD 模塊兒的電壓爲 A Kg * 8.6mV / 100Kg = 0.086A mV
經過128倍增益後爲 128 * 0.086A = 11.008AmV
轉換爲24bit 數字信號爲 11.008A mV * 2^24 /4.3V = 42949.67296A
所以 y = 429496.7296A /100 = 429.4967296 A
因此得出 A = y / 429.4967296 Kg
特別注意:
因爲不同的傳感器斜率特性曲線不一樣,因此,每一個傳感器需要軟件校正調零。
每個傳感器都要校準。
驅動程序:
unsigned long ReadCount(void)
{
unsigned long Count;
unsigned char i;
SCL=0; //使能AD(PD_SCL 置低)
Count=0;
while(SDA); //AD轉換未結束則等待,否則開始讀取
for (i = 0; i < 24; i++)
{
SCL = 1; //PD_SCL 置高(發送脈衝)
Count=Count<<1; //下降沿來時變量Count左移一位,右側補零
SCL=0; //PD_SCL 置低
if(SDA) Count++;
}
SCL=1;
Count=Count^0x800000;//第25個脈衝下降沿來時,轉換數據
SCL=0;
return(Count);
}