Balance électronique Arduino + hx711 + czl616c

[Overcloud]

Bonjour,

Avec un ami en ecole d'electronique, pour un projet que j'essaie de mettre en oeuvre (plusieurs balances reliées pilotées par un Arduino) nous avons testés et assemblés une première balance avec un Arduino Uno, avec ampli HX711 et load cell Czl616c.

Nous devons arriver à une precision à 0,1g près.

Le code utilisé est celui disponible sur les sites Internet usuels pour l'HX711 + librairie.

Malgré tous nos efforts, nous sommes confrontés au probleme suivant :

Nous avons des variations permanentes constatées à la pesée. Autrement dit, impossible d'avoir une valeur stable.

Suite à des informations lues sur d'autres sites, nous avons soudé l'ensemble et vérifié la tension de l'alim de l'Arduino, puisqu'il semblerait que ce soient des variations de tension constatées. Rien ne change.

Est-ce que quelqu'un a déjà testé cet assemblage ou saurait nous renseigner plus largement sur la cause de ce type de probleme ?

Variation de tension, de temperature, frequences parasites, code à modifier, ... ???

En vous remerciant par avance pour votre aide précieuse, afin que nous puissions avancer sur ce projet.
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[PIXEL]

hello ,

quelles mesures on été faites ?

[Overcloud]

Bonjour,

Merci pour cette réponse.

Je vais essayer de faire intervenir mon ami en electronique afin de discuter sur ce forum (n'étant pas electornicien moi-même).

Je précise que ce projet n'est pas un projet d'école, mais bien un projet à vocation industrielle qui répond à un besoin.

Mon ami qui est en ecole semble un peu baisser les bras, et n'arrive pas à aller plus loin sur le projet. Je trouve cela dommage, mais il dit ne pas savoir ce qui se produit sur les erreurs constatées. Je ne peux lui en vouloir.

Si quelqu'un a une idée pour rectifier ces variations et rendre la détection stable (comme pour toute balance de précision), en ayant déjà été confronté au problème, merci de bien vouloir nous aider. J'aimerais vraiment arriver au proto attendu.

[DAUDET78]

Ta demande est assez floue ...

Nous devons arriver à une precision à 0,1g près.

Pour une pesée de 100kg ?

assemblés une première balance avec un Arduino Uno, avec ampli HX711 et load cell Czl616c.

Tu ne crois pas qu'un lien WEB sur les datasheets de ces produits serait un plus ?

Et mécaniquement, ta cellule est montée comment ?
Et le schéma avec l'ampli ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Overcloud]

Bonjour,

Merci pour l'intérêt que tu portes à la discussion.

Le poids max est de 300g avec une precision de 0,1g voulue.

Ok, pour le montage :

https://cdn.sparkfun.com/assets/lear..._hookup_bb.jpg

Je peux te mettre les liens en plus si tu le souhaites pour les datasheets:

http://www.arduino.org/products/boards/arduino-uno
https://cdn.sparkfun.com/datasheets/...11_english.pdf
http://www.robotshop.com/media/files...sheet-3132.pdf

Est-ce qu'il ne manque pas par exemple un CAN au montage (qui fait reduction de bruit) ? (ou cela équivaut au HX711 ?)

Type CS5530: https://www.cirrus.com/cn/pubs/proDa.../CS5530_F3.pdf

Pour finir, l'electonicien m'a spécifié qu'au depart il a essayé en analogique mais il n'arrivait pas à tarer correctement. On a donc utilisé les E/S numériques.

Merci pour votre aide à qui veut bien (mon electronicien est en 1ère année).

[gienas]

Bonsoir Overcloud et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... Nous avons des variations permanentes constatées à la pesée. Autrement dit, impossible d'avoir une valeur stable ... vérifié la tension de l'alim ... Rien ne change ...

En plus des questions déjà posées, il serait intéressant de connaître aussi le schéma exact de toute ton installation, alimentation comprise, et surtout la manière selon laquelle ces instabilités se manifestent, ainsi que leur cadence et les écarts (variation totale) de ces instabilités.

Comme la technique est très voisine de celle des "voltmètres numériques", il se peut que des moyennes sur plusieurs mesures puissent être envisagées, mais il faut à la base, avoir des références irréprochables, et un câblage respectant certaines précautions.

S'il y a une conversion analogique -> numérique, as-tu le moyen de remplacer le capteur par une source obtenue à partir d'une pile, indépendante du secteur, pour vérifier si c'est le traitement de l'info du capteur qui introduit l'instabilité ou si c'est le capteur qui est déjà instable?

[Overcloud]

Pour l'assemblage méca, la barre est vissée sur deux planchettes de bois (une dessous, une dessus) pour l'instant en guise de test.

[Overcloud]

Bonjour Gienas,

Merci à tous de l'intérêt à prendre part à cette discussion.
Je répète pour ma part, que je ne suis pas electronicien, donc je vais essayer de répondre en function de ce que j'ai constaté et compris.

Les écarts constatés sont de l'ordre de plusieurs mg. Ex: un objet connu de 2,1g va donner en sortie :
1,955 1,998, 2,045 2,101 2,010.

Quant à la cadence, on peut la faire varier, mais rien ne change.

J'avais pensé à une moyenne comme toi, mais ça ne convient pas au projet.

[Overcloud]

Pour l'alim, je lui ai demandé aussi de faire ce test. Il n'en avait pas sous la main.

[Overcloud]

Je me suis gouré sur la liste des écarts fournis; là on est à 0,1 près....les écarts sont plus grands que cela: 1,85 jusqu'à 2,35 pour 2,1.

[Overcloud]

plusieurs dg pas mg...

[bobflux]

Remplace ta jauge de contrainte (load cell) par des résistances fixes de valeur identique. Les fluctuations sont-elles toujours présentes ?

(apparemment ta load cell fait 1kOhm, remplace la donc par 4 résistances de 1k 1%, l'imprécision des résistances suffira à te donner une mesure de "poids" non nulle)

[Overcloud]

Ok, on va essayer ça... je vous tiens au jus... parce que j'ai pas le montage chez moi.

[Overcloud]

Bonjour à tous,

Désolé de revenir vers vous seulement maintenant, mais mon électronicien était très occupé.

Il n'a pas encore testé ce qui a été préconisé par manque de temps (il n'a pas les résistances adéquates).

Dans l'attente, il me dit que le projet n'est pas réalisable.

Je teste donc volontiers cela auprès de vous pour avoir votre retour, car même si je suis têtu, mon intérêt est aussi de me confronter à la réalité d'un truc infaisable.

Je précise que j'ai eu cette idée il y a 10 ans, et vu que cela n'existe toujours pas, je pensais pouvoir la réaliser, mais j'ai conscience que d'autres ont pu s'y confronter avant moi en s'apercevant toute suite de sa faisabilité ou non.

Sans dévoiler totalement ce dont il s'agit, et en plus de ce que vous savez déjà, je précise les points suivants :

- il faut détecter des masses connues et les identifier individuellement ou en nombre par catégories, et en continu (important)
- la précision attendue est de 0,1 g près avec un écart de 0,3g pour les masses les plus proches
- des erreurs peuvent se produire sur des interversions de masses (errare humanum est), et des problèmes juridiques peuvent se poser sur une responsabilité en cas d'erreur
- l'environnement est hostile pour des balances (vibrations éventutelles, et variations de détection des masses lors des ajout/suppression des masses - par intervention de la main de l'homme)

Voilà grosso-modo le cahier des charges à respecter (en espérant ne rien avoir oublié).

Merci pour vos commentaires.

SVP : il ne faut pas que vos réponses soient influencées par des problèmes juridiques (il y a des forums pour cela) mais se cantonner à la faisabilité technique. Merci donc d'en faire abstraction.

[Overcloud]

Bonjour,

Personne ne réagit ? Je suis assez surpris du fait...

N'hésitez pas à être critique sur le projet, c'est comme cela qu'on progresse (en mettant en lumière des points sous-estimés par exemple).

Si vous pensez que c'est infaisable, n'hésitez pas à me donner votre avis.

Merci.

[bobflux]

Fais le test avec les résistances...

[f6bes]

Bjr à toi,
C'est certainement pas infaisable ( ça doit exister dans l'indutrie pour des pesée automatisées de précision) ), mais les moyens d' études
doivent etre tout autre...et ne se traitent pas sur un forum.
Dans bien des cas c'est tout un bureau d'étude et le personnel qui va avec.
J'ai le fiston qui travaille chez Philips au Pays Bas.
Je te dit pas les heures et mois d'étude sur un..... rasoir. (manuel à lame)
Bonne journée

[Overcloud]

Bonjour,

Oui, on va faire le test pour voir si les variations viennent du hx ou du capteur.

[Overcloud]

Bonjour,

Le test a été effectué, et les variations sont toujours là. Le capteur semble donc hors de cause.

D'où peut venir le probleme ?

Merci pour vos réponses.

[bobflux]

Effectué comment ? Mets une photo, qu'on voie le cablage.

Comment sont ces fluctuations ? Peux-tu poster une courbe de valeur versus temps ?

[Overcloud]

Bonjour,

Je vais demander à l'electonicien. En espérant qu'il soit dispo rapidement pour répondre.

[gienas]

Bonjour à tous

Effectué comment ? Mets une photo, qu'on voie le cablage.

Comment sont ces fluctuations ? Peux-tu poster une courbe de valeur versus temps ?

J'allais poser les mêmes questions, en rajoutant des questions déjà posées mais qui n'ont pas reçu de réponse.

Les praticiens de l'électronique ont besoin de connaître le schéma exact de "l'installation", car, dans les montages à forte sensibilité, on a vite fait de créer des imprécisions/dérives/variations/... par un câblage inadapté, ou encore des proximités hasardeuses.

Tu as parlé aussi d'environnement hostile (dans la réalisation définitive projetée), mais j'imagine que dans cet essai de faisabilité, cette hostilité n'a pas été pratiquée.

Autre difficulté: les convertisseurs analogique numériques (CNA), nécessitent un certain temps pour délivrer un nouveau résultat que l'afficheur est supposé montrer. Le plus souvent, la cadence des mises à jour (de valeur) est très supérieure à ce que l'oeil humain est capable de "saisir", ce qui fait que si la valeur n'est pas strictement stable (à l'image d'une aiguille d'appareil analogique très amortie), il est très difficile de savoir exactement quelle est la bonne valeur à prendre en compte, aussi, les conclusions/jugements sont difficiles à porter.

Il faudrait donc que tu puisses donner toutes les valeurs d'un "cycle de mesures" car il est probable que les instabilités se répètent à l'identique sur une périodicité à déterminer.

Ces instabilités peuvent dépendre du moment de début de la conversion, (de son synchronisme ou non par rapport au secteur 50Hz), du mauvais filtrage des sources de références, mais aussi aggravées par un mauvais choix du calibre de l'instrument (situation de la mesure par rapport à la pleine échelle de l'indicateur).

Or, nous ne savons rien de toutes ces valeurs.

Forcer à baisser la cadence des mesures a tendance à permettre de lire plus facilement, mais doit rester compatible avec le cycle des mesures, dont je crois comprendre qu'il devra représenter un palier de stabilité suffisant, dans le processus envisagé en final.

Faute de maîtriser (et pour nous de connaître) la réalité actuelle de tes procédures et particularités de tes montages, on risque de passer "à côté" de la bonne solution.



Édit: pendant ma longue rédaction, tu as mentionné que tu allais inviter l'électronique "à la barre". C'est une sage décision, car il comprendra sûrement mieux le fond de nos "exigences" pour tenter de progresser

[Overcloud]

Bonjour à tous,

Je vous remercie vraiment du temps que vous prenez à répondre et à essayer de trouver une solution.

Je suis tout à fait d'accord avec vous sur le genre de tests à mener, et suis prêt de mon côté à vous livrer ces infos.

Le probleme, c'est que mon electronicien, comme déjà évoqué, n'est pas souvent dispo pour avancer.

C'est un ami personnel qui tente une seconde vie en tant qu'electronicien, et attendu qu'il travaille par ailleurs en dehors de ses cours du soir, je ne peux lui en vouloir de faire plus que ce qu'il a fait. Il me dit que ses compétences actuelles s'arrêtent-là.

L'idéal serait par la suite que quelqu'un m'aide à reprendre ce projet sur PARIS-IDF préférablement, pour pouvoir échanger plus facilement. Je suis ouvert à plusieurs types de propales (sauf financières, sinon j'aurais payé quelqu'un depuis longtemps...).

Dans l'attente, je lui ai demandé de monter à la barre encore une fois, en espérant qu'il le fasse, car c'est lui qui a les billes en main.

Merci pour votre comprehension et vos suggestions.

[overclown]

Bonjour à tous, je précise que je suis "l'électronicien"^^

Fais le test avec les résistances...

Fait avec et sans.

J'ai essayé de faire le pont de wheastone avec les résistances en ayant pris soin de souder, et je me suis dit que j'essayerais bien sans rien, c'est à dire en entrée du convertisseur il n'y a absolument rien de branché.
Résultat identique, j'ai une dérive du zéro, en plus moins 0,1, ça serait pas bien problématique en soit si la finalité n'était pas de distinguer deux objets dont le poids diffère de 0,2g.

Du coup dans le code, impossible de distinguer les deux, il y aura forcément un moment ça coincera, c'est un peu pour ça que de mon avis, c'est pas faisable comme je l'ai dit à Overcloud.

Effectué comment ? Mets une photo, qu'on voie le cablage.

Comment sont ces fluctuations ? Peux-tu poster une courbe de valeur versus temps ?

J'ai suivi très basiquement ça




quant au code je suis parti de ce que proposait le site https://learn.sparkfun.com/tutorials...t-hookup-guide

Il faut une précision au dixième de gramme et il faut travailler en valeur absolue en continu sur une journée de 8h au moins.

Je dis en valeur absolue, parce que ça aurait été facile de compter, mettre la valeur dans une variable et ensuite tarer à zéro, on aurait pu comme ça mettre de côté cette "dérive" de poids, mais en faisant le test je me suis rendu compte que forcément si on met la main sur la balance, pour récupérer un ou plusieurs objets, ça faussera le code.

Donc valeur absolue, mais si on arrive à couper la mesure pendant qu'on manipule les objets, on est pas sûrs de revenir sur une mesure valable , car, on veut pouvoir différencier des objets, et des objets trop proches en poids, je saias pas si c'est clair.

Ex : on a un certain nombre d'objets, on appuuie sur la balance, on relâche, si le poids revient pas à sa place initiale, c'est cuit, niveau code, je vois pas trop comment c'est possible.

Et faut savoir que les balances sont amenées à subir quelques vibrations ponctuelles, mais quand même, c'est ça "l'environnement hostile".

[RomVi]

Bonjour

Ddans ce type de montage les résistances de contact sont assez critique, car la plage de mesure totale s'étend sur environ 1 ohm. Il faut souder les fils de la jauge à la platine de mesure pour avoir des valeurs stables.
Pour effectuer des testes nul besoin de résistances à 1%, on prend 2 résistances de 1 ou 10k ordinaires et on place un potentiomètre de 10 ou 100 ohms multi tours au milieu. On effectue la mesure sur le curseur.

[overclown]

Sans rien de branché aux bornes du CAN, mon zéro dévie toujours.

[antek]

Sans rien de branché aux bornes du CAN, mon zéro dévie toujours.

Entrée CAN reliée au 0V ou en l'air ?

[RomVi]

Si il n'y a rien de branché la mesure n'a aucun sens.

[Overcloud]

Merci à overclown d'être venu à la barre...à suivre donc, à ce que je vois.

Je rectifie un peu au passage la mauvaise fois :

- Sur la precision, les deux valeurs les plus proches sont effectivement à 0,2 près, donc nous avions conclu qu'il fallait passer au cg près. Avec une valeur max de 300 gr, est-ce possible ? Je crois savoir qu'il y a des formules visant à determiner des paliers entre une valeur max et une precision attendue. Merci à ceux qui s'y connaissent de bien vouloir se manifester.

- Sur l'intervention de la main de l'homme, j'ai preconisé l'usage d'un détecteur qui "couperait" l'effet de détection du poids. Je ne sais pas si en electronique (c'est vrai couplé à du système) on peut utliser des flux standards type stderr (à priori existant en C, C++, ...). Mon idée était de créer une erreur volontairement lors de la detection de la main de l'homme, operant une redirection vers une sortie d'erreur temporaire le temps que la main de l'homme ne soit plus détectée, évitant ainsi toute fausse mesure. A voir, si c'est faisable ou non...

Par ailleurs, selon overclown, cela ne change rien car si on met un cailloux sur une balance qui donne un certain poids, et que l'on appuie lègèrement sur ce cailloux, une fois la main relachée la valeur ne revient pas à celle mesurée initialement. A quoi est dû ce phénomène ? L'avez-vous déjà constaté et comment y remédier ?

Pour finir, merci overclown de mettre une photo de l'ensemble comme demandé, le schema avait déjà été communiqué.

[RomVi]

Par ailleurs, selon overclown, cela ne change rien car si on met un cailloux sur une balance qui donne un certain poids, et que l'on appuie lègèrement sur ce cailloux, une fois la main relachée la valeur ne revient pas à celle mesurée initialement. A quoi est dû ce phénomène ? L'avez-vous déjà constaté et comment y remédier ?

Avec ces jauges il y a très peu de marge entre la portée maximale et le poids max avant détérioration de la jauge (généralement 150%), donc si sur une jauge conçue pour 300g tu poses une pierre de 280g mais que tu presses avec une force équivalente à 200g la jauge peut se déformer et ne plus indiquer la bonne valeur.


En ce qui concerne les connexions tu n'a fais aucune remarque, les fils sont ils bien soudés ?

- Sur l'intervention de la main de l'homme, j'ai preconisé l'usage d'un détecteur qui "couperait" l'effet de détection du poids. Je ne sais pas si en electronique (c'est vrai couplé à du système) on peut utliser des flux standards type stderr (à priori existant en C, C++, ...). Mon idée était de créer une erreur volontairement lors de la detection de la main de l'homme, operant une redirection vers une sortie d'erreur temporaire le temps que la main de l'homme ne soit plus détectée, évitant ainsi toute fausse mesure. A voir, si c'est faisable ou non...

Je ne suis pas sur d'avoir correctement compris la question, mais pour éviter les erreurs de mesure causées par les manipulations tu peux valider celle ci uniquement lorsqu'elle est stabilisée. Les balances de qualité ont toutes un indicateur de mesure stable.