Dijital terazi yapmak için bir loadcell (yük hücresi), HX711 yükselteç ve ADC modülü ile bir Arduino yeterlidir. Loadcell üzerindeki gerinim ölçerler ağırlıkla çok az esner ve milivolt seviyesinde bir sinyal üretir; HX711 bu sinyali 24 bitlik dijital değere çevirir. Loadcell'in kırmızı ve siyah kabloları genellikle E+ ve E- uçlarına, beyaz ve yeşil kabloları A- ve A+ uçlarına bağlanır. Terazi, boşken dara alınıp bilinen bir ağırlıkla kalibre edilir.
Mutfak terazisi, arı kovanı tartısı, kedi maması dozajlayıcısı ya da bir 3D yazıcı filament ölçeri... Hepsinin temelinde aynı ikili vardır: loadcell ve HX711. Bu rehberde loadcell'in nasıl çalıştığını, HX711 ile nasıl bağlandığını ve Arduino ile hassas bir dijital terazinin nasıl kalibre edildiğini adım adım anlatıyoruz.
Loadcell nedir?
Loadcell (yük hücresi), üzerine binen kuvveti ya da ağırlığı elektriksel bir sinyale çeviren sensördür. Metal gövdesinin üzerine yapıştırılmış gerinim ölçerler (strain gauge) bulunur. Gövde ağırlıkla çok az esnediğinde gerinim ölçerlerin direnci değişir. Bu dirençler bir Wheatstone köprüsü şeklinde bağlandığı için çıkışta ağırlıkla orantılı, milivolt seviyesinde küçük bir gerilim oluşur.
HX711 nedir, neden gerekir?
HX711, loadcell'in ürettiği milivolt seviyesindeki sinyali yükselten ve 24 bitlik dijital bir değere çeviren entegredir. Arduino'nun kendi analog girişi bu kadar küçük sinyalleri hassas ölçemez. HX711 iki kablolu basit bir seri arayüzle (DT ve SCK) haberleşir ve saniyede yaklaşık 10 ya da 80 ölçüm yapacak şekilde ayarlanabilir. Örnekler: HX711 24-bit 2 kanal ADC modülü ve HX711 ağırlık sensörü ölçüm modülü.
Loadcell kablo renkleri ve HX711 bağlantısı
| Loadcell kablosu (yaygın) | Görevi | HX711 ucu |
|---|---|---|
| Kırmızı | Uyarma + (besleme) | E+ |
| Siyah | Uyarma - (besleme) | E- |
| Beyaz | Sinyal - | A- |
| Yeşil | Sinyal + | A+ |
Kablo renkleri üreticiye göre değişebilir; loadcell'in etiketi ya da belgesi esas alınmalıdır. Ağırlık arttıkça okunan değer azalıyorsa A+ ve A- kablolarını yer değiştirin. HX711'in Arduino tarafı: VCC → 5V, GND → GND, DT → D3, SCK → D2.
Dijital terazi adım adım nasıl yapılır?
- Mekanik montaj: Loadcell'in bir ucunu sağlam bir tabana, diğer ucunu tartı plakasına vidalayın. Ok işareti varsa yük yönünü gösterir. Loadcell'in ortasındaki esneyen bölge hiçbir yere değmemelidir. Hazır 20 kg ağırlık sensörü seti ya da pleksi montaj seti bu adımı kolaylaştırır.
- Kablolama: Loadcell'i HX711'e, HX711'i Arduino'ya bağlayın.
- Kütüphane: Arduino IDE'de bir HX711 kütüphanesi kurun (ör. bogde/HX711).
- Dara (tare): Terazi boşken tare() fonksiyonunu çağırın; bu değer sıfır kabul edilir.
- Kalibrasyon: Ağırlığı bilinen bir cisim koyun (ör. 500 g). Okunan ham değeri bilinen ağırlığa bölerek ölçek katsayısını bulun ve set_scale() ile ayarlayın.
- Doğrulama: Farklı bilinen ağırlıklarla ölçüm yapın; değerler tutarlı olmalıdır.
- Gösterim: Ağırlığı seri ekrana, bir LCD ya da OLED ekrana yazdırın. Birkaç ölçümün ortalamasını almak değeri kararlı hâle getirir.
Daha hassas ölçüm için ipuçları
- Loadcell kapasitesini ölçeceğiniz en büyük ağırlığa yakın seçin; 50 kg'lık bir loadcell ile birkaç gramlık ölçümler hassas olmaz.
- HX711'i loadcell'e yakın yerleştirin ve sinyal kablolarını kısa tutun.
- Ölçüm sırasında terazi titreşimden ve hava akımından uzak olmalı.
- Açılıştan sonra birkaç dakika ısınma süresi verin; sıcaklık değişimi küçük kaymalara (drift) neden olur.
- Banyo tipi yarım köprü loadcell'lerde dört loadcell birlikte bir tam köprü oluşturacak şekilde bağlanır.
- Endüstriyel loadcell'ler için analog çıkış veren loadcell sinyal yükselteci kullanılabilir.
Projeye ekran eklemek için Arduino başlangıç seti projeleri yazımızdaki LCD örneklerinden yararlanabilirsiniz. Arduino'yu ilk kez kullanıyorsanız Arduino nedir rehberimize bakın.
Sık sorulan sorular
Loadcell kaç kilogramlık seçilmeli?
Ölçülecek en büyük ağırlığın biraz üzerinde kapasiteye sahip bir loadcell seçilmelidir. Kapasite gereğinden çok büyük seçilirse küçük ağırlıklarda hassasiyet düşer; çok küçük seçilirse loadcell aşırı yükte zarar görebilir.
HX711 değeri sürekli kayıyor, neden?
Sıcaklık değişimi, mekanik montajın oynaması, uzun ve korumasız sinyal kabloları ya da beslemedeki gürültü kaymaya yol açar. Montajı sağlamlaştırın, kabloları kısaltın ve ölçümlerin ortalamasını alın.
Ağırlık negatif çıkıyor, ne yapmalıyım?
Loadcell ters monte edilmiş ya da A+ ve A- kabloları yer değiştirmiş olabilir. Kabloları değiştirin ya da kodda ölçek katsayısının işaretini ters çevirin.
HX711 3,3V ile çalışır mı?
Evet, HX711 modülleri genellikle 2,7-5V aralığında çalışır ve ESP32 ile 3,3V'ta kullanılabilir. Loadcell uyarma gerilimi düştüğü için çıkış sinyali de küçülür; kalibrasyon kullanılan gerilimde yapılmalıdır.
Dört loadcell nasıl bağlanır?
Banyo tartısı tipi yarım köprü loadcell'ler, dört tanesi birlikte bir tam Wheatstone köprüsü oluşturacak şekilde birbirine bağlanır ve tek bir HX711 girişine verilir. Bağlantı şeması loadcell'in tipine göre değişir.
Özet
- Loadcell, gerinim ölçerlerle ağırlığı milivolt sinyale çevirir.
- HX711 bu sinyali yükseltip 24 bitlik dijital değere çevirir.
- Yaygın renkler: kırmızı E+, siyah E-, beyaz A-, yeşil A+.
- Önce dara alınır, sonra bilinen ağırlıkla ölçek katsayısı bulunur.
- Uygun kapasite, sağlam montaj ve kısa kablolar hassasiyeti artırır.