Sensor de Peso com Arduino – A Variação de um Strain Gage

Diversos são os projetos que já imaginamos fazer em nossos laboratórios improvisados no quarto, na garagem, no quintal, seja onde for, e acredito que muitos já tiveram a intensão...

Diversos são os projetos que já imaginamos fazer em nossos laboratórios improvisados no quarto, na garagem, no quintal, seja onde for, e acredito que muitos já tiveram a intensão de montar uma Balança caseira para desafiar as suas habilidades.

Este pode ser um projeto um tanto quanto complicado e seu grau de complexibilidade pode pegar muitos de surpresa, o seu modo de conexão conta com algumas características próprias e extremamente relevantes que com uma boa explicação pode se tornar extremamente simples.

Os sensores de peso são pequenos equipamentos constituídos por um invólucro de metal e uma pastilha Strain Gage instalado junto ao seu corpo, devida a sua baixa variação de tensão, porém é necessária a utilização de um Módulo Amplificador de Sinais, neste caso, recomendado o Módulo HX711.

 

O QUE É UM STRAIN GAGE?

De forma direta, o Strain Gage é um sensor variável que varia a sua resistência sempre que a superfície a qual está conectado sobre alguma alteração física como, por exemplo, quando a superfície em teste é comprimida, esticada ou submetida a deformação nos processos de análise.

Comumente conhecido como Sensor tipo folha, devido a sua milimétrica espessura, o sensor Strain Gage apresenta extrema funcionalidade já que torna possível a estimativa do grau de tensão utilizado para estruturas de grande e pequeno porte, como por exemplo, a estrutura do Sensor de Peso para Arduino.

De forma geral, os sensores Strain Gages trabalham com a associação da ponte de wheatstone, um esquema de ligação que equilibra os sinais de todos os sensores em uso e através de um amplificador torna possível a verificação e conversão de valores para medidas métricas de peso como grama e quilograma.

Esquema de ligação com Ponte de Wheatstone:

TESTE PRÁTICO

 

Através deste vídeo desenvolvido pelo nosso parceiro WR Kits, podemos observar de forma simples e direta a funcionalidade e as principais características deste exclusivo projeto.

 

PRODUTOS UTILIZADOS NO TESTE:

 

FUNCIONAMENTO DO PROGRAMA (SOFTWARE)

Download do código de funcionamento: DOWNLOAD AQUI.

 

MONTAGEM FÍSICA (HARDWARE)

Ao observarmos a ligação dos equipamentos descrita logo a baixo, podemos verificar uma das principais características da ponte de wheatstone que é a interligação de dois ou mais equipamentos resistivos com o fim de utilizar ambos os valores para um resultado final.

Internamente, os sensores de peso possuem seus Strain Gages que neste sistema elétrico possuem a capacidade de identificar a variação e a pressão exercida sobre suas bases metálicas e apresentar junto a janela de comunicação da IDE do Arduino estes valores obtidos.

Neste primeiro projetos vamos apensar verificar a variação do valor obtido pelo strain gage sem obtermos valores diretos de peso, os valores exibidos junto a janela de comunicação serão valores brutos e sujeitos a aprimoração do código para se tornarem valores do sistema de medida padrão de peso.

Para quem preferir, segue a baixo o esquema elétrico de ligação do referente projeto:

 

Categorias
Arduino
25 Número de Comentários
  • Moisés Coelho
    22 junho 2017 at 14:13
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    Há um comentário do eng Wagner rambo , no vídeo, em que ele diz que iria deixar um link p projeto dde uma balança completa.

    Não consegui ver, identificar , aonde ele há este link p o projeto.

    Favor me direcionar a este link .

    Grato Moisés

  • Thiago
    12 outubro 2017 at 22:50
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    Amigo Gostaria de saber como faço para somar a capacidade de carga dessas celulas para suportar ate 200kg.

    • Equipe Usinainfo
      17 outubro 2017 at 14:00
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      Bom dia Thiago!
      Levando em consideração que cada célula de carga suporta 50kg, para suportar um peso de 200kg, você irá precisar de 4 células de carga distribuídas igualmente e com as devidas alterações no código e no esquema de ligação.

  • Vítor ZAncheta
    25 outubro 2017 at 11:37
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    Gostaria de saber como faz para aparecer no programa o Peso (em kg) aplicado nos sensores.
    Grato Vítor.

    • Equipe Usinainfo
      26 outubro 2017 at 18:49
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      Boa tarde Vitor ! Infelizmente não temos até o momento um projeto para a leitura do peso em kg, somente a variação do Strain Gage, para realizar tal processo necessita-se de algumas alterações na variável e adaptação do projeto.

      Att Equipe UsinaInfo

  • Julio barreti
    3 dezembro 2017 at 20:44
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    Deu um erro no programa:

    Arduino: 1.8.3 (Mac OS X), Placa:”Arduino/Genuino Uno”

    O sketch usa 2334 bytes (7%) de espaço de armazenamento para programas. O máximo são 32256 bytes.
    Variáveis globais usam 192 bytes (9%) de memória dinâmica, deixando 1856 bytes para variáveis locais. O máximo são 2048 bytes.
    avrdude: ser_open(): can’t open device “/dev/cu.usbmodem1411”: No such file or directory
    Problema ao carregar para a placa. Veja http://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting#upload para sugestões.

    Este relatório teria mais informações com
    “Mostrar a saida detalhada durante a compilação”
    opção pode ser ativada em “Arquivo -> Preferências”

    • Equipe Usinainfo
      5 dezembro 2017 at 19:04
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      Boa tarde Julio!
      Ao que tudo indica, o aplicativo tentou buscar algum arquivo, porém nada foi encontrado no local esperado. Tente desconectar o seu Arduino e conectar novamente e verifique seu diretório “/dev/cu.usbmodem1411” é onde a porta USB se conectou e tente conectar o Arduino como outra porta USB no seu computador.

  • Lucas
    28 fevereiro 2018 at 03:39
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    Gostaria de saber se posso utilizar apenas um sensor, como fica o esquema elétrico neste caso.

    • Equipe Usinainfo
      1 março 2018 at 12:38
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      Bom dia Lucas!
      O recomendado é a utilização de dois Sensores de Carga como estes utilizados no projeto para o perfeito funcionamento do mesmo e uma melhor qualidade nas verificações.

  • Lucas Nicolau Aperguis
    6 abril 2018 at 22:20
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    Boa noite! É possível eu obter os valores de cada sensor de forma separada?

    • Equipe Usinainfo
      19 abril 2018 at 20:49
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      Olá Lucas!
      Para realizar este procedimento você precisará também de instalações independes, cada sensor em um amplificador no caso.

  • Guilherme Fernandes Amorim
    9 abril 2018 at 22:42
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    Se a ligação for WHITE/WHITE, BLACK/BLACK e RED/RED, como mostra na figura, o potencial nos dois fios RED na saida de sinal vão ser iguais, tanto em A+ quanto no A-, assim ficando com o potencial zero entre A+ e A-, não?

    • Equipe Usinainfo
      17 abril 2018 at 14:54
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      Olá Guilherme!
      O sistema de nomeação dos pinos neste caso não interfere no funcionamento do referente projeto, este é um esquema de ligação desenvolvido para realizar a leitura dos dados.

  • Danilo
    20 abril 2018 at 19:59
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    Consigo montar uma balança (50kg) com apenas um sensor? Como faço para tirar a tara e após exibir em KG?

    • Equipe Usinainfo
      23 abril 2018 at 14:59
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      Bom dia Danilo!
      Cada sensor utilizado no referente projeto possui uma capacidade máxima de 50Kg, infelizmente até o momento não realizamos a conversão de valores para kg, algumas dicas você consegue através do seguinte link: http://www.nerdkits.com/videos/weighscale/

  • Daniela
    29 junho 2018 at 22:44
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    Boa noite.

    Estou fazendo o teste exatamente conforme o esquema e com o mesmo código, mas só consigo leituras aleatórias, tanto com um quanto com dois sensores, pressionando-os ou não. Alguma ideia?

    • Equipe Usinainfo
      31 julho 2018 at 14:57
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      Bom dia Daniela!
      Infelizmente não passamos por este problema quando desenvolvemos o referente projeto, você já verificou as soldas se estão tudo ok e as conexões se não estão apresentando algum mal contato que cause ruídos aleatórios e atrapalhem a leitura?

  • Elizeu
    14 julho 2018 at 16:47
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    Boa tarde prezados,
    Saberiam informar qual a durabilidade estimada desses sensores em uso com carga constante sobre eles? exemplo, coloco um peso de 20 kilos sobre esses sensores, por quanto tempo será que eles são capazes de suportar esse peso e fazer as leituras corretamente, antes de começarem a apresentar erros de leitura em função da deformação que o sensor começaria a sofrer após “x” horas de vida útil sobre pressão constante?

    Desde já agradeço a atenção.

    • Equipe Usinainfo
      13 agosto 2018 at 12:51
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      Bom dia!
      Infelizmente não temos como afirmar um tempo de vida útil exato para o referente equipamento, vale ressaltar que este é um equipamento de alta durabilidade desenvolvido com metal de baixo índice de deformação, porém o tempo exato, somente submetendo-o a teste.

  • wagner
    15 julho 2018 at 23:56
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    Ola boa noite , parabens pelo post, saberia me dizer qual e o tipo de protocolo de comunicacao que esta sendo usado entre o arduino e o HX711

    • Equipe Usinainfo
      3 setembro 2018 at 13:55
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      Olá Wagner!
      O protocolo de comunicação utiliza-se de uma combinação entre os determinantes CLOCK e DATA.

  • Equipe Usinainfo
    31 julho 2018 at 14:52
    Enviar Resposta

    Bom dia Daniela!
    Infelizmente não passamos por este problema quando desenvolvemos o referente projeto, você já verificou as soldas se estão tudo ok e as conexões se não estão apresentando algum mal contato que cause ruídos aleatórios e atrapalhem a leitura?

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