Подключение и использование датчика давления HX710B с Arduino

Как подключить датчик давления HX710B к Arduino. Как получить данные с датчика HX710B. Как расшифровать сигнал с HX710B с помощью микроконтроллера. Какой диапазон измерения у HX710B. Как работает HX710B.

Содержание

Обзор датчика давления HX710B

HX710B представляет собой компактный и недорогой датчик давления с диапазоном измерения 0-40 кПа (0-5,8 PSI). Модуль состоит из двух основных компонентов:

Датчик давления MPS20N0040D-S — мост Уитстона, работающий от 5В
Микросхема HX710B — 24-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Благодаря встроенному АЦП, модуль HX710B имеет цифровой выход и может напрямую подключаться к микроконтроллерам вроде Arduino без необходимости использования дополнительных АЦП.

Характеристики и возможности HX710B

Основные технические характеристики модуля HX710B:

Напряжение питания: 2,6-5,5В
Потребляемый ток: до 1,2 мА в рабочем режиме, менее 1 мкА в спящем режиме
Разрядность АЦП: 24 бита
Встроенный усилитель с фиксированным коэффициентом усиления 128

Выбираемая скорость выходных данных: 10 или 40 Гц
Рабочий температурный диапазон: от -40°C до +85°C

Какие преимущества дает использование HX710B? Модуль позволяет с высокой точностью измерять давление в диапазоне 0-40 кПа, что подходит для многих практических применений. Встроенный АЦП высокого разрешения обеспечивает точное преобразование аналогового сигнала в цифровой формат.

Подключение HX710B к Arduino

Для подключения модуля HX710B к Arduino используются 4 контакта:

VCC — питание +5В
GND — земля
OUT — линия данных
SCK — линия тактирования

Схема подключения к Arduino Uno:

VCC HX710B -> 5V Arduino
GND HX710B -> GND Arduino
OUT HX710B -> A1 Arduino
SCK HX710B -> A0 Arduino

Почему используются именно аналоговые пины A0 и A1? Эти пины можно использовать как цифровые входы/выходы, что удобно для работы с последовательным интерфейсом HX710B. При этом остаются свободными цифровые пины Arduino для других задач.

Протокол взаимодействия с HX710B

HX710B использует собственный последовательный интерфейс для передачи данных. Как работает этот интерфейс?

Когда данные готовы, линия OUT переходит в низкий уровень
Микроконтроллер подает 25-27 тактовых импульсов на линию SCK
С каждым импульсом SCK на линии OUT выводится один бит данных, начиная с старшего
После передачи всех 24 бит данных линия OUT возвращается в высокий уровень

Количество импульсов SCK определяет режим работы модуля:

25 импульсов — дифференциальный вход, 10 Гц
26 импульсов — измерение DVDD-AVDD, 40 Гц

27 импульсов — дифференциальный вход, 40 Гц

Программирование Arduino для работы с HX710B

Для упрощения работы с HX710B можно использовать готовую библиотеку HX710 для Arduino. Как использовать эту библиотеку?

Установите библиотеку HX710 через менеджер библиотек Arduino IDE
Подключите библиотеку в скетче: #include «HX710.h»
Создайте объект HX710: HX710 scale(A1, A0);
В setup() вызовите scale.begin() для инициализации
Считывайте данные методом scale.read()

Пример простого скетча для вывода данных с HX710B:

«`cpp #include «HX710.h» HX710 scale(A1, A0); void setup() { Serial.begin(9600); scale.begin(); } void loop() { if (scale.is_ready()) { long reading = scale.read(); Serial.println(reading); } delay(100); } «`

Этот скетч инициализирует HX710B, считывает данные и выводит их в последовательный порт. Как интерпретировать полученные значения? Это «сырые» данные АЦП, которые нужно откалибровать для получения реальных значений давления.

Калибровка и интерпретация данных HX710B

Для получения точных значений давления необходимо выполнить калибровку датчика. Как провести калибровку HX710B?

Снимите показания датчика при известном нулевом давлении
Снимите показания при известном эталонном давлении (например, 40 кПа)
Рассчитайте коэффициент пересчета по формуле: k = (P2 — P1) / (V2 — V1)
Используйте коэффициент для преобразования показаний в реальные значения давления

Пример кода для калибровки и преобразования данных:

«`cpp const long ZERO_POINT = 8388608; // Показания при нулевом давлении const long CALIBRATION_POINT = 8788608; // Показания при 40 кПа const float CALIBRATION_PRESSURE = 40.0; // Калибровочное давление, кПа float scale_factor = CALIBRATION_PRESSURE / (CALIBRATION_POINT — ZERO_POINT); long reading = scale.read(); float pressure = (reading — ZERO_POINT) * scale_factor; Serial.print(«Давление: «); Serial.print(pressure); Serial.println(» кПа»); «`

Этот код демонстрирует, как преобразовать «сырые» показания HX710B в реальные значения давления в кПа. Почему важна калибровка? Она позволяет учесть индивидуальные особенности каждого датчика и повысить точность измерений.

Практические применения HX710B

Датчик давления HX710B может использоваться в различных проектах и устройствах. Какие практические применения у этого модуля?

Метеостанции — измерение атмосферного давления
Системы контроля давления в трубопроводах
Медицинские приборы — например, электронные тонометры
Автомобильная электроника — датчики давления в шинах
Системы автоматики — контроль давления в пневматических системах
Умный дом — контроль давления воды в системе водоснабжения

Для каких еще задач может пригодиться HX710B? Этот модуль подходит для любых проектов, где требуется измерение относительно небольших давлений с высокой точностью и цифровым интерфейсом.

Ограничения и альтернативы HX710B

При всех достоинствах, у HX710B есть ряд ограничений. Какие недостатки следует учитывать при работе с этим модулем?

Ограниченный диапазон измерения (до 40 кПа)
Отсутствие температурной компенсации
Нестандартный интерфейс, требующий специальной библиотеки
Относительно высокое энергопотребление в активном режиме

Какие есть альтернативы HX710B для измерения давления? Можно рассмотреть следующие варианты:

BMP280 — датчик давления и температуры с I2C интерфейсом
MS5611 — высокоточный барометрический датчик давления
MPX5050 — аналоговый датчик давления с широким диапазоном

При выборе датчика давления важно учитывать требуемый диапазон измерения, точность, интерфейс подключения и другие параметры, соответствующие конкретной задаче.

Датчик давления: подключение модуля к Ардуино

В этом материале проведём тестирование модуля, способного измерять давление. Это небольшой и недорогой датчик давления HX710B. Модуль имеет диапазон измерения 0-5,8 фунтов на квадратный дюйм. Единица PSI – это британская система мер, которая означает фунты на квадратный дюйм. Если PSI преобразовать в Паскаль, то диапазон измерения составляет 0-40 кПа (1 PSI равен примерно 6895 Паскаля).

Прежде всего нужно знать как его подключить и как получить от него электрический сигнал, а также как расшифровать этот выходной сигнал с помощью микроконтроллера, чтобы прочитать результат и действовать в соответствии с ним. Приступим к разборе и изучению модуля датчика давления HX710B.

В основе маленького модуля находится датчик давления MPS20N0040D-S. Внутри 6-контактный датчик представляет собой мост Уитстона, предназначенный для работы с регулируемым источником питания 5 В постоянного тока.

Почему производители назвали его HX710B? Второй компонент в модуле – HX710B, который представляет собой прецизионный 24-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Далее представлена типичная блок-схема приложения HX710B IC, доступная в 8-выводном корпусе.

Микросхема HX710B предназначена для весов и устройств управления и имеет непосредственный интерфейс с мостовым датчиком. Её входной малошумящий усилитель (PGA) имеет фиксированное усиление 128, что соответствует полномасштабному дифференциальному входному напряжению ± 20 мВ, когда опорное напряжение 5 В подключено к выводу VREF. Встроенный генератор обеспечивает работу таймера без каких-либо внешних компонентов. Помимо встроенной схемы включения питания при сбросе (POR), упрощается инициализация цифрового интерфейса. Далее радиосхема модуля HX710B, это очень простая и понятная схема, поэтому не требуется пояснений.

В некоторых модулях чип HX710B заменен другим – TM7711.

Модуль датчика давления имеет 4 точки подключения, а именно VCC (+5 В), GND (0 В), OUT (Данные) и SCK (Таймер). Для внутренних регистров микросхемы HX710B нет необходимости в программировании, потому что все управление осуществляется через контакты. Тем не менее, самая сложная часть – это выяснить протокол связи, поскольку цифровой интерфейс не относится к типу I2C.

Последовательный интерфейс: контакты PD_SCK и DOUT используются для извлечения данных, выбора входа, выбора скорости выходных данных и управления отключением питания. Когда выходные данные не готовы для извлечения, на цифровом выходном выводе DOUT высокий уровень. Последовательный тактовый вход PD_SCK должен быть низким. Когда DOUT становится низким это означает, что данные готовы к извлечению. При подаче 25 ~ 27 положительных тактовых импульсов на вывод PD_SCK данные смещаются с вывода DOUT. Каждый импульс PD_SCK сдвигает на один бит, начиная с бита MSB первым, до тех пор, пока не будут сдвинуты все 24 бита. 25-й импульс на входе PD_SCK вернет вывод DOUT в высокий уровень. Выбор входа и выбор скорости выходных данных контролируется количеством входных импульсов PD_SCK. Тактовых импульсов PD_SCK не должно быть меньше 25 или больше 27 в течение одного периода преобразования.

PD_SCK ИМПУЛЬСЫ	Вход	Скорость передачи данных
25	Дифференциальный	10 Гц
26	DVDD-AVDD	40 Гц
27	Дифференциальный	40 Гц

На рисунке показаны синхронизация вывода, ввода и выбора скорости передачи данных, а также управление HX710B.

Также обратите внимание, что при включении питания микросхемы встроенная схема питания в состоянии покоя сбрасывает микросхему. Контактный вход PD_SCK используется для отключения питания. Когда на входе PD_SCK низкий уровень, микросхема находится в нормальном рабочем режиме. Когда вывод PD_SCK переключается с низкого на высокий и остается на высоком уровне более 60 мкс, микросхема переходит в режим пониженного энергопотребления. Когда PD_SCK возвращается к низкому уровню, микросхема сбрасывается и переходит в нормальный режим работы. После сброса или отключения питания выбран вход по умолчанию для дифференциального входа с выходной скоростью 10 Гц.

Таким образом, получается миниатюрный модуль датчика давления, который может работать от 5 В постоянного тока и передавать данные через собственный интерфейс последовательной связи.

Приступим к тестированию датчика давления. Существует множество способов связать модуль с микроконтроллерами, но хотелось бы воспользоваться популярным Arduino, чтобы получить быстрый и простой результат. Для этого выберем Arduino Uno.

Для простоты будем использовать специальную библиотеку HX710 Arduino. Возможно стоит попробовать библиотеку HX711 Arduino и для HX710, поскольку оба чипа используют идентичную систему последовательного интерфейса.

В аппаратной настройке, помимо соединений источника питания (5V и GND), вывод SCK модуля HX710B подключен к A0 Arduino Uno, а вывод OUT – к A1.

Датчик давления можно проверить различными способами, в зависимости от потребностей. Один из них – прикрепить вход датчика непосредственно к шприцу. Затем датчик давления использовать для измерения давления при перемещении поршня шприца (смотрите фото из заголовка).

По результатам проверки модуль работает удовлетворительно, но конечно для лучшей точности нужно будет подготовить индивидуальный код и библиотеку, чтобы продолжить работу с модулем датчика давления.

По-сути HX710B представляет собой не что иное, как простую комбинацию датчика давления и микросхемы мостового датчика, имеющей интерфейс последовательной связи. И при всей своей простоте, устройство получилось вполне интересным и легко адаптируемым под различные нужды. Скачать файлы проекта.

HX710B 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь со встроенным датчиком температуры — упаковка DIP-8

Нажмите, чтобы увеличить ИС

Производитель: АВИА Полупроводник

Артикул производителя: HX710B

Напряжение источника питания: 2,6 ~ 5,5 В

Цифровой ток питания: 100 мкА

Скорость передачи данных на выходе: 10/80 Гц

Коэффициент усиления：128

Ссылка клиента:

HX710B 24-битный аналого-цифровой преобразователь со встроенным датчиком температуры — DIP-8 количество в упаковке

Для оптовых запросов, пожалуйста, напишите нам по электронной почте b2b@sharvielectronics. com

Сравнить

Добавить в список желаний

Артикул: ST2001CO0136 Категории: АЦП и ЦАП, Компонент, ИС Теги: 24-битная ИС АЦП, 24-битная ИС аналого-цифрового преобразователя, ИС АЦП, Компонент, ИС ЦАП, Электронные компоненты, HX710B, ИС, Интегральные схемы

Описание продукта
ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКТЕ
информация о доставке
Перевозка и доставка

Описание продукта

HX710B 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь со встроенным датчиком температуры – корпус DIP-8

Основанный на запатентованной технологии Avia Semiconductor, HX710 представляет собой встроенный датчик температуры, предназначенный для весов и приложений промышленного контроля, для прямого взаимодействия с мостовым датчиком. Входной малошумящий усилитель (PGA) имеет фиксированный коэффициент усиления 128, что соответствует полному дифференциальному входному напряжению ±20 мВ при подаче опорного напряжения 5 В на вывод VREF. Встроенный генератор обеспечивает системные часы без каких-либо внешних компонентов. Встроенная схема сброса питания при включении упрощает инициализацию цифрового интерфейса. Для внутренних регистров не требуется программирование. Все элементы управления HX710 осуществляются через контакты.

Особенности:

Измерение температуры на кристалле
Активный малошумящий усилитель на кристалле с коэффициентом усиления 128
Генератор на кристалле, не требующий внешних компонентов
Встроенная функция включения питания при сбросе
Простое цифровое управление и последовательный интерфейс: штифтовое управление, программирование не требуется
Выбираемая скорость передачи данных на выходе 10 или 40 Гц
Одновременный отказ от питания 50 и 60 Гц

Особенности/характеристики:

Производитель: AVIA Semiconductor
Артикул производителя: HX710B
Напряжение источника питания: 2,6 ~ 5,5 В
Цифровой ток питания: 100 мкА
Полномасштабный диапазон дифференциального входного напряжения: ±3,9*VREF мВ
Диапазон ввода синфазного сигнала: AGND+0,9 AVDD-1,3 В
Диапазон входного напряжения VREF: 1,8 AVDD
Скорость передачи данных на выходе: 10/80 Гц
Коэффициент усиления：128
Кодирование выходных данных Дополнение до 2: 800000 7FFFFF HEX
Время установления выхода (1): 400/50 мс
Дрейф смещения входа: 0,2 мВ
Шум, относящийся к входу: 50 нВ (среднеквадратичное значение)
Подавление синфазного сигнала на входе: 100 дБ
Отказ источника питания: 100 дБ
Диапазон рабочих температур: -40 ~ +85°C
Тип монтажа: Сквозное отверстие
Упаковка/кейс: DIP-8

Техническое описание: HX710B 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь со встроенным датчиком температуры — корпус DIP-8

Комплект поставки:

1 x HX710B 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь со встроенным датчиком температуры — корпус DIP-8

Примечание. Изображения продуктов приведены только в иллюстративных целях и могут отличаться от фактического продукта.

ИНФОРМАЦИЯ О ПРОДУКТЕ

Сведения о доставке

Доставка

Мы делаем все возможное, чтобы добраться до каждого уголка Индии, используя несколько лучших курьерских служб, работающих в стране, таких как Delhivery, DTDC, BlueDart, XpressBees, Ecom Экспресс и т. д. в соответствии с отзывами для курьера-партнера по месту нахождения клиента. Некоторые внутренние районы Индии, которые не покрываются этими курьерскими службами, покрываются нами через India-Post. Мы ежедневно прилагаем все усилия, чтобы отправить заказ в тот же день, когда он был заказан, или в течение следующих 24 часов с момента размещения заказа. Большинство заказов, размещенных до 13:00, отправляются и отправляются в тот же день. Заказы размещаются почтой, которая запланирована на отгрузку на следующий день. Такие же усилия прилагаются в течение всей недели, включая будни, а иногда и выходные и праздничные дни. Мы обеспечиваем местный самовывоз (самовывоз для местных клиентов) в будние дни и частично в выходные дни.

Только зарегистрированные клиенты, которые приобрели этот продукт, могут оставить отзыв.

HX710B — Авиа Семикон | 24-битный аналого-цифровой преобразователь АЦП DVDD-AVDD

Отзывов пока нет Написать обзор

Avia Semicon

HX710B — 24-битный аналого-цифровой преобразователь АЦП с (DVDD-AVDD) определением разности напряжений, 8 контактов, СОП

Рейтинг Обязательно Выберите рейтинг1 звезда (худший)2 звезды3 звезды (средний)4 звезды5 звезд (лучший)

Имя

Электронная почта Обязательно

Тема отзыва Требуется

Комментарии Обязательно

Эвелта Артикул:: 358-ХС710Б

Номер детали производителя:: ХС710Б

₹51,87 вкл. ГОСТ

₹ 43,96 экз. GST

Скидка 15%

Скидка 30%

Запросите предложение для большего количества

в наличии Распродано | Отправлено в течение 24 часов со склада в Мумбаи

Описание

HX710(A/B) — прецизионный 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) со встроенными функциями обнаружения разности напряжений DVDD и AVDD (HX710B). Он предназначен для весов и приложений промышленного управления для непосредственного взаимодействия с мостовым датчиком. Входной малошумящий усилитель (PGA) имеет фиксированный коэффициент усиления 128, что соответствует полному дифференциальному входному напряжению +-20 мВ, когда к выводу VREF подключено опорное напряжение 5 В.

Особенности

Измерение разности напряжений питания DVDD и AVDD (HX701B)
Микросхемный малошумящий усилитель с коэффициентом усиления 128
Встроенный генератор, не требующий внешних компонентов
Встроенный сброс при включении питания
Простое цифровое управление и последовательный интерфейс: управление с помощью штифтов, программирование не требуется
Выбираемая скорость передачи данных 10 или 40 выборок в секунду
Одновременное отключение питания 50 и 60 Гц
Потребляемый ток: нормальная работа < 1,2 мА, отключение питания < 1 мкА
Диапазон рабочего напряжения питания: 2,6 ~ 5,5 В
Диапазон рабочих температур: -40 ~ +85°C
8-контактный пакет SOP-8

Ресурсы

Спецификация

Дополнительная информация