HX711 Junction Board für 4 Wägezellen

Um Mehrere Wägezellen an einem einzelnen Analog-Digital-Wandler anzuschließen, damit man sie gesammelt, d.h. parallel geschlossen auslesen kann, brauchen wir etwas Hardware.

Normalerweise wird so was mit einer “Junction Box” wie dieser hier gemacht:

Für uns wäre es allerdings auch praktisch nicht nur die Wägezellen parallel zu schließen, sondern auch gleich hier den Schritt vom analogen Signal zum digitalen output zu machen, sprich hier auch gleich den HX711 zu integrieren.

Das habe ich mit einer kleinen Platine mal versucht:

4-load-cell-hx711-junction_v0.3.fzz (29.1 KB)
4-load-cell-hx711-junction_v0.3_with-ground-fill.fzz (60.8 KB)

Oh ja, alles auf einer Platine wäre echt praktisch! Hast du den Load cell combinator von Sparkfun mal ausprobiert? SparkFun Load Sensor Combinator - BOB-13878 - SparkFun Electronics
Ich habe mir einen bestellt, aber noch nicht die Zeit gehabt, 4 Zellen ranzubasteln.

Der SparkFun Combinator ist für 4 half bridge Sensoren mit je drei Anschlüssen. Den kann man für die sehr günstigen “Badezimmer-Waagen” verwenden.

Das Board oben schließt 4 full bridge Wägezellen mit je 5 Anschlüssen (inkl. shield) parallel.

Das ist nicht immer so möglich. Man braucht dann 4 Wägezellen die von dem Kennlinien sehr ähnlich sind. Unsere bestellten China-Zellen sind von der Fabrik schon zu 4er-Päckchen gebündelt worden.

So, die Platinen sind von Aisler gekommen, hatte noch einen Gutschein aus Fritzing-Zeiten. Bei den motivationsverbreitenden Stickern geht es fast von selbst los.

Bei der matten Platinen-Oberfläche sieht man gut die Rückstände des Flussmittels. Die müssen weg. @Thias erzählte von falschen / sehr schwankenden Messungen, da das Flussmittel in Verbindung mit Feuchtigkeit doch minimal leiten kann.

Mit Spiritus und einer alten Zahnbürsten bekommt man das weg. Das coolste daran: meine hat sogar blinkis! ;-)

Nicht mehr ganz ein Rattennest.

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Das Ganze in eine wasserdichten Box gepackt. Die Kabeldurchführungen sind für dickere Kabel und etwas zu groß, vermutlich damit nicht ganz dicht.

Fürs Auslesen einen Open Hive WiFi Solar, ohne den HX711 drauf zu löten.

Waage und Elektronik.

Leider lassen die ersten Ergebnisse nichts Gutes ahnen. Mit abnehmender Temperatur steigen die Gewichtswerte wie bei vorherigen Messungen. Warten wir mal …

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Sehr schön!

Immer schön sparsam mit dem Flussmittel. Es fließt ja auch durch die Bohrungen und verteilt sich auf der anderen Seite des Boards. Daher weitere Empfehlungen:

  • möglichst nur das Flussmittel aus der Seele des Lötzinns nutzen. das genügt idR
  • alle Kontakte und Pins kurz vorher reinigen und sparsam vorverzinnen. Hier kann man auch zusätzliches Flussmittel verwenden, v.a. wenn bereits Oxidation eingesetzt hat. Natürlich nicht so viel Lötzinn auftragen, dass die Pins nicht mehr durch die Bohrungen passen. Ggf mit Entlötpumpe Überschüsse entfernen. Anschließend wieder reinigen
  • fachmännisch richtig wird sogar noch weniger Lötzinn verwendet. Die Zinnkegel sollten nach innen statt nach außen gewölbt sein. Tut aber der Funktion nichts zu leide. :)

Wäre interessiert, welchen Unterschied es macht, wenn du es einmal so penibel machst. Die Schwankungen sind ja unschön und eine andere Ursache ist mir noch nicht eingefallen.

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Habe bei der ersten Platine und nun auch bei dieser kein zusätzliches Flux verwendet, nur das im Lötzinn.

Ich hatte ja fast gehofft, dass es an meiner Streifenplatine, die ich zuerst verwendet hatte, liegt. Es schaut aber auch jetzt nachdem ich auf die neue Platine umgestellt habe und damit auch der ADC näher an die Zellen herangerückt ist nicht besser aus als schon unter Comparison of Different Load Cells for a 4-Point Scale beschrieben. Denke, die Wägezellen sind hier das Problem, scheinen nicht temperaturkompensiert zu sein, Die Korrelation Temperatur–Gewicht war damals über 0.95!

Hast du zufällig die Temperaturen mit gemessen? Wenn hier ein einigermaßen zellen-unabhängiger Zusammenhang zwischen Temperatur und Gewichtsmessung vorliegt, könnte man es gut softwareseitig kompensieren, denke ich.

sehr schön - wenn das hx711-breakout-board passt. stelle leider gerade fest, dass ich mit meinen beständen hier pech habe: formfaktor und pin-belegungen passen nicht. @clemens: wäre toll, wenn du noch einen hinweis geben könntest, welche breakouts da genau passen.
lg, markus

ps: die schraubklemmen haben 3,5mm abstand, nicht 2,54, wie für die breadboards. also sowas hier passt auf das junction board:
6x 2er SEGOR-electronics GmbH
4x 3er SEGOR-electronics GmbH

Die üblichen und weit verbreiteten grünen Platinchen passen. Segor hat die auch.

@clemens, wäre mal langsam Zeit für eine Variante mit wasserdichten Präzi-Mehrgangpotis, mit welchen die kleinen Unterschiede im Kennwert (aka rated output, sensitivity) der Meßzellen ausgeglichen werden?! ;)

(Der DIP8-IC links oben bei diesem Beispiel hat nur dongle-Funktion.)

Man kann doch per Software viel einfacher die Wägezellen abgleichen.

ist klar … hast Du den Algorhytmus mit den unterschiedlichen Materialien und den unterschiedlichen Temperatur kompensationen in Relation zum Widerstand alles in der Software?

Manchmal ist eben eine solide Hardware besser als jegliche Software.

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Bitte nicht alles durcheinanderwerfen! Hier im thread geht es nicht um irgendwelche Temperaturabhängigkeit bei Settings mit einer einzelnen Wägezelle, sondern um die Verwendung von mehreren Wägezellen, die parallel geschlossen, also nicht einzeln ausgelesen werden, und damit ein einzelnes Summensignal liefern. Das geht sehr gut – und dafür war das board designed – wenn man matched pairs als Zellen hat. Die haben wir uns ja damals direkt aus China schicken lassen und werkeln auch ordentlich. Auch mein Mini-Test mit zwei Bosche-Zellen, die einfach zusammen geliefert wurden, aber vom Hersteller / Vertreiber nicht explizit als matched pair verkauft wurden, war ok und man konnte auch ohne Einstellwiderstände damit gut messen.

Wenn wir das board universeller nutzen wollen, auch mit Wägezellen bei denen der rated output trotz gleichem Modell sehr unterschiedlich ist, können wir Einstellwiderstände hinzufügen!

Welche Werte brauchen wir da und was kostet so was in hochpräzise und wasserdicht?

Z.B. 20 Ω wie oben, bei Conrad gibt es die für 2,60€/Einzelstück, (12-Gang-Poti), und bei segor 80 cent für (angeblich) Bourns 20-Gang-Poti. 80 cent ist zu wenig, da Bourns auch gut 2 € kostet; ich weiß aktuell nicht, was segor da anbietet.

Cermet-Trimmer sind IP67 und besser (‘versiegelt’), mehr Gänge (bis zu 25) ist dabei wenigen Gängen vorzuziehen, Marke allerdings auch gegenüber no-name. Bei Conrad muß Vishay draufstehen, bei segor Bourns (steht ‘Bourns 3296®’ drauf). Andere ernsthafte Marken wären da TT (steht dann ‘BI’ drauf, die Serie heißt bei denen ‘67W’) oder Nidec.

Bei den billigen Bourns 3296-Nachahmern steht dann zwar die Nummer in der gleichen Typo und Größe wie beim Original, aber vorgebliche Hersteller wie “Benteng”, “Bonens” oder “Suntan”… ;)

‘Präzise’ meint hier vor allem die feine Einstellmöglichkeit durch das (sperrende) Getriebe. 10% statische Werttoleranz ist normal, stört aber bei einem Trimmer auch niemanden. TK von 100 ppm/K ist nur schwer zu ändern, die kleineren Werte im zweistelligen Ohm-Bereich haben auch mal ±250 ppm/K.


Nachtrag: bei Pollin finden sich 20R-Mehrgangtrimmer (20 Gänge von Vishay, Serie T93 für knapp 80 cent: VISHAY Cermet-Trimmer T93YB, stehend, 0,5 W, 20 Ω online kaufen | Pollin.de

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Hier ein Beispiel, wie das junction board mit Wägezellen verbunden wird – in der Schematik exemplarisch nur eine Zelle, normalerweise sind es aber mehrere – und an den Microcontroller, hier die BOB-Platine (Clemens) angeschlossen wird: