У цій статті опишемо як підключити тензодатчик до HX711 і STM32. На базі цього можна зробити електронні ваги. А також можна використовувати для електронних ваг на підприємствах, для автоматизації технологічних процесів, в торгівлі, в дослідженнях з використанням тензорезисторів і різних тензометричних датчиків.
HX711 є 24 бітний АЦП призначений для використання в електронних вагах. У складі мікросхеми є регулятор напруги для харчування тензодатчика, два диференціальних каналу, таким чином можна підключити одночасно два датчика. Або другий канал використовувати для контролю напруги батареї.
Особливість і зручність в тому, що є інтегрований регулятор напруги для харчування тензодатчика. Для цього необхідно підключити зовнішній транзистор, резистивний дільник і пару конденсаторів. Даний регулятор підвищує точність вимірювань, які сильно залежать від напруги на датчику.
Варто сказати пару слів про тензодатчику. він же тензометричний датчик. Являє собою бруківку схему з тензорезисторів, закріплених на спеціальної форми металевої деталі. Плечі моста розташовані з різних сторін від лінії деформації деталі. Навантажуючи деталь, вона деформується. Одна сторона від лінії згину подовжується, протилежна - стискається. При зміні довжини тензорезистор змінює свій опір. Так як тензорезистори включені в різні плечі моста, то на виході маємо зміна напруги як за величиною, так і за знаком. І наш HX711 це зафіксує.
Інтерфейс для підключення HX711 схожий на I2C: одна лінія синхроімпульсів, друга - дані. Протокол простий і зрозумілий. Тому можна зробити недорогі електронні ваги.
Є можливість програмно вибирати канал для перетворення і налаштувати посилення. Так можна зчитувати дані з каналу А з коефіцієнтом посилення 128 або 64 (± 20мВ і ± 40мВ відповідно) і зчитувати з каналу У з коефіцієнтом посилення 32 (± 80мВ). Вибір каналу і коефіцієнта здійснюється програмно при зчитуванні значення. Ще є настройка частоти готовності даних (Data Rate). Цей параметр встановлюється ногою RATE, якщо встановити в нуль, то буде 10 вибірок в секунду, якщо в 1 - 80. На китайських модулях цю ногу садять на загальний висновок.
Розглянемо послідовний інтерфейс HX711. Є 2 ноги, по ним HX711 управляється: режим power down. скидання і зчитування даних.
Якщо встановити ногу SCK в 1 і утримати мінімум 60мкс, то HX711 перейде в power down режим, тобто вимкнеться. Як тільки нога SCK встановлюється в нуль, відбувається вихід із сплячого стану в нормальне, причому опитується канал А з коефіцієнтом 128.
Готовність даних визначається за рівнем ноги DOUT. Високий рівень - йде перетворення. Якщо нога встановиться в низький рівень - можна забирати дані. Для цього потрібно відправити 24 імпульсу ногою SCK. Прийом йде від старшого біта (MSB). А далі потрібно зробити ще 1-3 імпульсу для вибору каналу і коефіцієнта для наступного (!) Перетворення. Таким чином, згідно таблиці з документації, мінімум потрібно зробити 25 імпульсів і максимум 27.
Якщо необхідно змінити канал і коефіцієнт, то потрібно спочатку відправити потрібну кількість імпульсів, щоб переключити HX711, а потім чекати готовності даних і зчитувати. Різні коефіцієнти посилення можуть застосовуватися в електронних вагах для зміни точності в різних діапазонах вимірюваних величин.
Дані HX711 віддає у вигляді додаткового коду, тобто старший біт (23й) вказує на знак числа.
