HX711 Probleme

Entwicklung / Development Fehleranalyse / Troubleshooting
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Hallo Zusammen,

Ich arbeite mit mehreren Studenten an einer Bienenstockwage mit ESP32 und HX711, eine Kombination die bei vielen von euch problemlos läuft.

Bei uns gibt es schwankende Messwerte und darum haben wir uns die Spannungsversorgung und das Ausgangssignal der Wägezelle direkt mal angeschaut und ich wollte mal fragen, hat jemand von euch schon solche Spannungsverläufe gesehen ?

5V_Versorgungsspannung
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Bild 1: 5V Versorgungsspannung von ESP32 und HX711

Eingangsspannung_Wägezelle
Eingangsspannung_Wägezelle4032×3024 2.74 MB

Bild 2: Eingangsspannung zwischen E+ und E- an Wägezelle gemessen

Bild 3: Ausgangsspannung zwischen A+ und A+ an der Wägezelle gemessen

Nun erstmal ein paar Details zum Aufbau, wir verwenden den HX711 unmodifiziert und haben Ihn mit 5V Versorgt zum Ausschließen von Problemen und stellen über einen Pegelwandler die korrekten 3,3V Pegel für den ESP32 sicher.

Die Verbindung die Früher bei einigen HX711 zwischen GND und E- fehlte, haben wir geprüft und die ist vorhanden.

Wir verwenden die bogde / HX711 Arduino Library, die ja auch für den ESP32 freigegeben ist und funktionieren müsste.

Wir hatten zwar im Internet ein Hinweis gefunden, das der ESP32 zu schnell ist und es Timing probleme gibt und man ihn darum auf 80MHz drosseln sollte, aber ich gehe davon aus, das eine Library die für den ESP32 freigegeben ist, vom Timing her mittlerweile angepasst wurde.

Wenn wir uns die Eingangsspannung der Wägezelle und der 5V Versorgungsspannung vom ESP32 und damit auch vom HX711 anschauen, fällt uns schon damit ein Problem auf, was vielleicht der Auslöser sein könnte.

Aber ich bin mir nicht 100% sicher ob es das gleiche Signal ist, was an den Ausgängen der Wägezelle, aufgrund der Niedirgen Spannung viel besser zu sehen ist.

Was mich Irretiert ist die Zeitliche Basis, entweder habe ich noch einen Denkfehler oder es gibt ein Problem mit dem Messgerät, aber ich konnte die beiden Signale nicht wirklich in eine zeitliche Übereinstimmung bringen.

Wir würden uns bitte über jeden kleinen Tip freuen und haben als nächstes Vor, die Spanungsversorgung mit einem Kondensator zu glätten, vielleicht löst das ja schon unser Problem…

Vielen Herzlichen Dank für eure Mühe

Holger

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Hi!

Vielleicht noch ein paar ergänzende Fragen: Wie groß ist denn die Schwankung? Bei welcher Belastung? Und für welche Last ist die Zelle konzipiert? Und um welche Zelle (Hersteller/Typ) handelt es sich?

So um erstmal ne Verständnis für die Begrifflichkeit von “schwankenden Messwerten” zu bekommen.

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Hallo Wetterfrosch,

Danke für deine Antwort, die Messwerte schwanken extrem und unberechenbar.

Es ist mir darum nicht möglich, einen Wertebreich dafür hier sinnvoll wiederzugeben und darum bezieht meine Frage gezielt auf die gemessenen Spanungsverläufe, die auf den Bildern wieder gegeben sind.

Es ist auch vollkommen Irrelevant welche Wägezellen verwendet werden, da sie dafür keine Rolle spielen, da durch die Wheatstonesche Brückenschaltung im Prinzip die Wägezellen austauschbar sind.

Aber das ist natürlich kein Geheminiss welche wir verwenden:

Es sind 50Kg YZC-1B Wägezellen

Vielen Dank

Holger

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Haste die Annahme mal in Frage gestellt? Finde bei der Suche nach ESP32 und HX711 hier im Forum grad auch einen Hinweis auf den runterzusetzenden Takt, inkl. kurzer Videoanleitung.

Oder habt Ihr mal vergleichsweise nen ESP8266 rangehalten?

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Hallo Holger,
ich habe den BOB-HAT-Vx mit dem FiPy entworfen, die verschiedenen Spannungen aber nur mit dem Multimeter, nicht mit einem Oszilloskop gemessen.
Die USB-Spannung 5V wird vom FiPy auf saubere 3,3V geregelt, die auch am HX711 anliegt. Der regelt sie auf die Erregerspannung E+ und E- von ca. 2.5V runter. Die Brückenschaltung der Wägezelle erzeugt daraus die Messspannung A+ und A- von ca. 1.25V gegen E-. Gemessen werden zwischen A+ und A- nur wenige mV ( 0.01 bis max 10 mV ).
Wenn jetzt bei Dir die Erregerspannung nicht sauber bei 2.5V liegt, kann der HX711 nicht sauber messen. Die Oszilloskop-Bilder deuten auf Schwingungen und Instabilitäten hin, die durch den Messaufbau, durch Brummschleifen oder ungünstige Masseleitungen entstehen können.
Solange zwischen E+ und E- keine saubere Spannung anliegt, brauchst Du mit der Software nicht weiter zu machen.

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Hallo Wetterfrosch,

Bisher sind wir noch nicht dazu gekommen weiteres auszuprobieren, wir haben gestern als letztes die Messungen gemacht und schon dort wurde uns schnell klar, das dort ein Problem vorliegt.

Wenn der Vollausschlag der Wägezelle bei 10mV laut Hersteller ist und die peaks die auf dem Oszi zu sehen, schon alleine 100mV sind, dann kann da definiv irgendwas nicht stimmen, aber wir wissen nicht, was dort einstrahlen könnte.

Die Wägezelle ist geschirmt und auf Masse gelegt, solte also nicht als Antenne Fungieren. Vielleicht hat das irgendwas mit dem WLAN zu tun, was sich in unmittelbarer nähe zum HX711 befindet?

Das sollte dann aber vielleicht schon einigen Aufgefallen sein, die den ESP32 zusammen mit dem HX711 verwenden, gefunden habe ich bisher aber dazu noch nichts.

Vielleicht gibt es ja jemanden, der diese sehr Interessant aussehende Spannungsspitzen schon mal gesehen hat, was liegt da näher, als in einem Forum nachzufragen wo sich viel mit dem HX711 beschäftigt wird ?

Es kann natürlich noch ein Timing Problem ESP32 <–> Hx711 geben, paralell zu dem mit den Spannungsspitzen, aber darum können wir uns danach kümmern, es ist ja leicht einen Arduino mal anzuschließen, da können wir auch den Einfluss vom WLAN ausschließen.

Und natürlich glätten wir die 5V Versorgungsspannung als nächstes, Ideen haben wir insgesamt schon wie wir vorgehen weiter, aber unser Interesse ist es erstmal herraus zu finden, was genau wir dort sehen.

Viele Grüße

Holger

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Hallo didilamken,

danke für deine Antwort, ja ich bin auch absolut der Meinung, das wir erst eine saubere Eingangspannung brauchen, damit dann von dem AD Wandler im HX711 ordentliche Messwerte kommen können, denn die Ausgangsspannungen der Wägezelle sind ja im mV Bereich.

Daran werden wir definitiv jetzt als nächstes Arbeiten und dann schauen wir mal weiter.

Aber wir sind natürlich weiterhin daran sehr Interessiert, diese Spannungspeaks erklären zu können, also wer das auch schon mal gesehen hat, bitte unbedingt melden, Danke.

Viele Grüße

Holger

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Wenn Deine Schaltung unkontrolliert ins Schwingen gerät, wirst Du Spannungen und Frequenz nicht erklären können. Allein die Verlegung einer Leitung oder das Annähern mit einem Finger kann massive Auswirkungen haben.

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Hilfreich wäre auch noch ein Schaltplan und ein Photo vom Versuchsaufbau.

Ich habe zuhause einen ESP32 an einem HX711. Der läuft ohne Probleme. Wenn Du mir sagst, wo Du genau gemessen hast, mache ich gerne heute abend eine Vergleichsmessung.

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Ich würde sagen, das sind definitiv nicht unkontrollierte Schwingungen, die waren sehr reproduzierbar und sauber zu messen, darum habe ich irgendwie das Gefühl, das das WLAN vom ESP32 einstrahlen könnte.

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2019-12-30 15.26.38_b800×600 228 KB

Hier mal ein Foto vom Aufbau.

Es gibt für uns jetzt auf jedenfall eine menge Ansatzpunkte, dem Problemen auf die Spur zu kommen.

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Danke posel,

wo genau ich gemessen habe, das ist unter den jeweiligen Fotos im ersten Beitrag geschrieben,
so das man es auch zuordnen kann.

Schaltplan habe ich grade keinen zur Hand, auf die Schnelle gesagt ist es ESP32 <–> Pegelwandler 3,3v zu 5V <–> HX711 <–> Wägezelle.

Würde mich sehr Interessieren ob du auch etwas sehen kannst posel, danke für die Mühe

Viele Grüße

Holger

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Ich hab bei mir nur einen HX711. Den versorge ich mit 5V direkt vom ESP32 (ob der allerdings 4 HX711 versorgen könnte, bezweifle ich).
DT & SCK sind direkt mit den IOs verbunden. Der HX711 kommt mit 3,3V klar.

Vorschlag: probiers mal mit einem HX711 ohne Wandler. Komplexität reduzieren :slight_smile:

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ach so, getestet haben wir natürlich nur mit einem auf gesteckten HX711.

Da die 5V vom USB kommen und einfach nur durch den ESP32 gehen, sollte das kein Problem sein, aber stimmt USB 3 ist bekannt durch seine Störungen, wieder ein neuer Ansatzpunkt an den ich nicht dachte…

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Hallo Holger, erst mal willkommen bei hiveeyes!

Die aktuelle HX711-lib hat dieses alte Problem nicht mehr! @Andreas, hat da viel Zeit reininvestiert, dass diese lib auch mit dem ESP32 gut funktioniert!

Habe hier gerade auch einen ESP32 mit HX711 auf dem Schreibtisch, der gut läuft, HX711 und Wägezelle allerdings mit 3,3 V vom ESP aus versorgt.

Manchmal kann es hilfreich sein statt des USBs eine andere Stromquelle zu nutzen. Ihr verwendet glaube ich einen TTGO T-Koala, der hat einen LiPo-Anschluss, falls du einen LiPo griffbereit (und aufgeladen ;-) hast, gerne den mal statt der USB-Stormversorgung verwenden und schauen, ob die Signale immer noch so komisch sind.

Was macht denn das WLAN während du misst? Ggf. das mal auf dem ESP deaktivieren, würde mich auch sehr interessieren, wie das zusammenhängt.

Ich weiß gerade nicht, wie deine Spannungsversorgung wegen 5 V und 3,3 V exakt ausschaut, an common ground hast du gedacht?

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5V
5V800×480 84.6 KB

5V
A A-
A A-800×480 88 KB

A+A-
E E-
E E-800×480 90.3 KB

E+E-

5V ist der Ausgang vom ESP32. Die anderen Messungen mit angeschlossenem HX711 und Wägezellen.
Das ganze läuft hier allerdings mit MicroPython und nicht mit Arduino.

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Hallo @Holger.
das breakout was ihr einsetzt, müsste soweit mir bekannt ist, am Ausgang nicht richtig geerdet sein und hat auch sonnst ein paar Schaltungsproblene.
Lies dir bitte Mal diesen Zweig durch besonders die Beiträge von @weef , da steht soweit alles drin.

Ich weiß jetzt nicht ob Du direkt zwischen E- und E+ oder gegen GND gemessen hast, aber die fehlende Masse könnten deine merkwürdigen Messwerte erklären.

Gruß Micha

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Ich würde den Aufbau versuchsweise mit einer USB-Powerbank betreiben. Dann kann man Netzbrumm und andere Störungen ausschliessen.

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Hallo Zusammen,

leider sind wir erst heute wieder zum Basteln gekommen, aber trotzdem noch mal danke für die Vielen Tips.

Wir haben die HX711 Module noch einmal genauer unter die Lupe genommen, wie schon mal geschrieben, die Verbindung GND <–> A- ist definitiv vorhanden, aber es gibt keine Abschirmende Massefläche auf den HX711 Modulen.

Wir haben an der Spannungsversorgung gearbeitet, die wird von einem 18650 Akku gestützt und zusätzlich stabilisiert jetzt ein 2200µF Elko die 3,3V.

Die Pegelwandler wurden entfernt, das die HX711 mit 3,3V Arbeiten.

Mit einem HX711 sieht es realtiv stabil jetzt aus, jedoch wenn wir alle 4 HX711 anschließen, gibt es Probleme, wie zeitweise verdopplung der Messwerte.

Ich habe die vermutung, das es vielleicht daran liegt, das wir den SCK für alle 4 HX711 gemeinsam verwenden um Pins am ESP32 zu sparen.

Da das ja I2C Ähnlich ist, wo mehrere Device sich ebenfalls den SCK teilen, dachten wir das es funktionieren müsste, aber vielleicht hat der HX711 genau damit probleme, hat bei euch jeder HX711 seinen eigenen SCK bekommen?

Wir hatten sogar damit experimentiert mit 5 Sekunden Pause zwischen den einzelnen HX711 Abfragen, um Timing Probleme zu verhindern, aber es bringt scheinbar nichts.

Der Verstärkungsfaktor, wird der im HX711 gespeichert oder ist der nur in der Software relevant ?

Ich hatte gelesen das Set_Gain immer schon bei der Inizialiserung gesetzt wird, da habe ich aber noch nicht direkt nach geschaut.

Die Rohwerte der einzenen Wägezellen sind auch extrem weit gestreut der der am Besten funktioniert beginnt bei -70000 und andere beginnen bei +200000, was sehr verwirrend ist.

Wir haben auch zwischen den gemessen einzelnen Dehnungsmessstreifen, haben wir immer ca. knapp unter 300 Ohm gemessen, so das wir davon ausgehen das die Wägezellen korrekt funktionieren, wir könnten noch die Wägezellen untereinander Tauschen, aber dafür reichte die Zeit heute leider nicht.

So das war es erstmal wieder von uns, wünsche euch noch eine gute Nacht.

Holger

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Nur in der Software! Also der wird im HX711 schon was machen / schalten, er wird aber nicht dort abgespeichert und steht nach an/aus auch nicht mehr zur Verfügung ohne softwareseitige Initialisierung.

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Danke clemens, das dachte ich mir schon das nix im HX711 gespeichert wird, wollte aber auf jeden fall sicher gehen.