物联网高精度电子秤

发布者:系统管理员发布时间:2016-11-03浏览次数:53

作者:

韦兴旺、杜兆鹏、王新新

 迪、骆怀文、黄  

 泳、王晨希、庄新凤

周文彬、郑凯文、王美丽

郑一啸、赵  传、崔淋红

戈国文、孙海琪、王  

 

作品的构思:  本系统以MSP430F5529单片机为控制核心,运用应变式电阻传感器组建惠斯通电桥电路,实现将砝码重量转换为电压信号,将采集到的微小电压信号送入HX711模块进行放大及A/D采样,然后将采样得到的数据送至MSP430F5529单片机处理,从而得到被测物体重量,所测重量可以通过液晶显示屏JLX12864显示。

制作过程

第一步:制作电子称的承重臂,这里用到的是钢尺。将电阻应变片用速干胶固定在线性度较好的钢尺上,固定好位置并将电阻应变片用硅脂包裹以防止意外损坏


 

 

第二步:DX711介绍

        HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU 芯片的接口和编程非常简单,所有控制信号由管脚驱动,无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A 或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A 的可编程增益为128 或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B 则为固定的32 增益,用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D 转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。


 

第三步:按键部分制作

        通常的按键分为独立式按键和矩阵式按键两种,独立式按键比较简单,并且与独立的输入线相连接


 

第四步:系统组装

如下图所示,将各部分导线按电路图连接

 

最后成果:


 

工作原理

系统上电启动后,经过函数初始化,定时器A,B开始工作。其中,定时器A负责显示屏刷新,当MSP430F5529检测到有按键值的变化后,调用按键控制函数,进行设置单价、计价、去皮等功能的操作或者唤醒MSP430F5529工作。与此同时,定时器B进行ADC值的采集与运算,当10次数据采集求平均的值无变化后,MSP430F5529进入睡眠(低功耗)模式。数据采集完毕后定时器B置零,程序调用显示屏刷新函数,实时显示在屏幕上。

创新点:

超低功耗,高精度测量,该系统具有很高的测量精度,测重50g,称重误差小于0.5g;重量在50g及以上,称重误差小于1g。

该系统可以对价格进行相对精确地计算与累加,具有相对精确的计价功能。

考虑到称重传感器系统的非线性,系统通过单片机对测量结果进行分段比例因子补偿,测试结果显示系统较好地实现了线性测量以及优于1%的称重精度;本设计成功实现了休眠、唤醒、按键设置、单价与计价等功能

作品的市场前景

MSP430F5529为核心控制单元,采用电阻应变片称重传感器采集砝码重量变化,并采用工业测量中常用的仪表放大器放大电信号,经进一步放大以及低通滤波后,最终经A/D转换送往单片机进行处理,用减法器对传感器系统的固有压差进行校正。该设计所具有的高精度测量,及超低功耗,远超市面的大多数产品,具有较强的市场竞争力。