24 bit ADC for Load Cells / Strain gauges, HX711, SPI

Acquisition de données d'une cellule de charge/gauge de contrainte avec le convertisseur HX711

Si vous avez besoin de déterminer le niveau de stress ou de tension dans un capteur alors un pont de Wheatstone (wikipedia) et un amplificateur ADC HX711 vous aidera à effectuer la quantification. Le HX711 est un breakout très pratique pour effectuer cette tâche! Le breakout HX711 d'Adafruit contient un convertisseur Analogique/Numérique différentiel de haute résolution (24-Bits) contenant un circuit amplificateur a très hait gain qui en fait un compagnon parfait pour mesurer des charges et des tensions (ou tout autre capteur disposant de quatre fils connectés en un arrangement de pont de Wheatstone).

Le breakout est équipé d'un convertisseur ADC HX711 et de quelques composants supplémentaires et d'un bornier (6 bornes) utilisés pour connecter un ou deux capteurs 4-fils. La borne E- est connecté sur la masse (souvent un fils noir), la borne E+ connecté sur la tension d'alimentation du HX711 (souvent un fil rouge).

Ensuite, les bornes A- et A+ sont utilisées pour connecter les sorties différentielles du pont de Wheastone (habituellement des fils blanc et vert de la gauge de contrainte). Si vous disposez d'un second capteur (ou tension) à mesurer, alors vous pouvez utiliser les bornes B- et B+ . Le canal A permet de sélectionner un gain 64x ou 128x. Le canal B dispose d'un gain fixe de 32x .

Lorsque le capteur/cellule de charge/gauge de contrainte se déforme alors la résistance change sensiblement. Cela qui provoque une petite modification de la tension de sortie qui est alors amplifiée et lue par le convertisseur HX711. Le breakout permet donc de convertir la déformation d'un capteur en mesure de force ou de masse.

Vous pouvez utiliser la bibliothèque Arduino d'Adafruit ou la bibliothèque MicroPython de MCHobyy ou bibliothèque CircuitPython/Python de CedarGrove pour configurer et lire les données du convertisseur. Grâce à ces bibliothèques,il est possible d'interfacer rapidement le capteur sur votre microcontrôleur.

Le HX711 utilise une interface deux fils semblable au bus SPI (clock + Data Out). Un tel amplificateur existe également pour bus I2C grâce au breakout NAU7802 (basé sur l'excellent travail de Sparkfun HX711 breakout).

Adafruit inclus quelques améliorations intéressantes:

• borners pré-soudés,
• le canal B accessible,
• Un interrupteur de sélection du nombre d'échantillon par seconde (entre 10 et 80 SPS).

Détails techniques

Spécifications du HX711:

• Deux canaux différentiels en entrée.
• PGA (Programmable Gain Amplifier) à faible bruit avec gains de 32 (canam B), 64 ou 128 (canal A).
• Régulateur d'alimentation pour la cellule de charge et convertisseur ADC.
• Oscillateur (pas besoin d'utiliser un oscillateur externe)
• Power-on-reset
• Interface numérique et série simplifiée.
• Débit de sortie sélectionnable (10 or 80 SPS, Sample Per Second).
• Réjection du bruit d'alimentation 50 et 60Hz.
• Consommation incluant le régulateur de tension:
  - fonctionnement normal < 1.5mA,
  - mise-à-l'arrêt < 1uA
• Tension de fonctionnement: 2.6 ~ 5.5V

Dimensions: 25.5mm x 23.0mm (Hauteur: 12.1mm)

Poids: 3.9 gr