J'ai fabriqué une balance dont le but est de peser une masse de l'ordre du demi gramme avec une lecture au millième.
La balance fonctionne mais j'aimerai améliorer sa précision, voici le détail du montage, si vous avez des pistes à me proposer, je suis preneur.
Le module HX711 lui-même ne comporte pas de régulateur de tension intégré. Il est conçu pour fonctionner avec une alimentation externe et comporte un convertisseur analogique-numérique qui convertit le signal analogique provenant du capteur de poids (votre cellule de charge) en une valeur numérique que l'Arduino peut lire. Le HX711 utilise une résolution de 24 bits, ce qui permet d'obtenir des mesures très précises mais seulement si la référence de tension du CAN est stable.
➜ donc Oui, les variations de tension peuvent affecter les mesures du capteur de poids
La principale source d’amélioration du câblage est de maitriser les chemins des masses.
Il y a d’une part les signaux utiles : donnée plus son fil de masse qui doit toujours l’accompagner.
D’autre part les autres fils de masse.
Pour ne prendre en compte que les fils ”utiles” on utilise les inductances différentielles.
On prend un noyau magnétique (tore par exemple) et deux fils.
On fait des spires autour du tore en gardant les deux fils les plus proches possible pour améliorer le couplage.
C’est comme si on faisait un transformateur mais on ne va pas le câbler comme un transformateur.
Un fil sera câblé en série avec le fil de données, l’autre fil sera câblé en série avec le fil de masse qui accompagne le fil de données.
Le courant qui passe dans un fil sera exactement égal a celui de l’autre fil mais de sens opposé.
Il y aura annulation des champs magnétiques et donc aucun effet d’inductance, donc aucun affaiblissement.
Dans le fil de données circule le courant utile mais aussi des courants de bruits provoqués par des chemins de masse multiples et impossible a domestiquer.
Pour ces chemins parasites il y aura effet d’inductance dans le fil données du "faux transfo” et ces courants de bruits parasites seront atténués
Des nombres.
Quelle précision as-tu?
Quelle précision veux-tu?
Je me permets de ne pas être d'accord. Il y a une régulation pour la partie analogique. Après, sa qualité dépend du choix des composants externes et de son implantation.
Ça veux dire, bon niveau et pieds réglables.
Toutefois, je n'ai pas précisé mais c'est surtout pour comparer des masses et trier les objets en question que je vais utiliser la balance. Donc si toute les mesures sont entachées d'une erreur de projection des forces avec un angle constant, je me dis que c'est pas très grave.
Effectivement, j'ai répondu à d'autres questions avant celle-ci qui méritait quelques essais pour répondre avec précision.
Actuellement, si je tare et que je pèse mon objet dans la foulée, j'ai une variation de +/- 3 millième en répétant l'opération avec un même objet.
J'aimerai diviser cela par 2.
Si j'allume ma balance "froide" (je l'allume pour la première fois de la journée), j'ai assez rapidement une dérive de 15 millième de la valeur affichée. Cela se répercute sur la mesure si je la fait dans la foulée.
J'ai l'impression que cette dérive diminue de moitié après plusieurs minutes allumée.
Concernant les opérations sur les mesures, je ne suis pas certains de comprendre la question. J'affiche simplement la valeur mesurée qui est une moyenne sur 10 valeurs avec la fonction "scale.get_units(5) " de la bibliothèque de Bogdan Necula (Bogde)
Ça, c'est normal, la jauge de contrainte et surtout le HX711 dérivent en température donc il faut laisser le système se stabiliser avant de commencer les mesures.
Par contre, si la mesure est stable si tu laisses l'objet sur le plateau ce n'est pas un problème de bruit.
Déjà, si tu fais la tare, si tu appuies doucement sur le plateau et que tu relâches, l'affichage revient à zéro?
Et bien l'opération que tu fais sur les mesures c'est une moyenne sur 10 échantillons. Donc c'est une réduction de bruit.
Donc si j'ai bien compris, il serait intéressant d'appliquer les inductances différentielles sur les câbles du capteur de poids. Mais un pont de jauge de wheatstone comporte 4 câbles, deux pour délivrer la tension d'excitation et deux pour récupérer les signaux. Comment faire dans ce cas ? Enrouler les 4 fils autour du même tore ?
Je ne suis pas sûr que nous nous sommes compris, j'ai pu ne pas être très clair aussi.
Constat :
La règle des chemins de masse en étoile est parfaite théoriquement, mais elle n'est pas réalisable à 100 %.
Il y a toujours des chemins parasites.
La situation est :
Liaison à 2 fils D et Gnd
Deux fils utiles partent du composant A vers le composant B : le signal D et la masse GND.
Dans le bobinage, les fils vont créer chacun un champ magnétique, mais comme les sens des courants sont inversés, les champs s'annuleront, d'autant plus parfaitement que les fils seront bien jointifs dans le bobinage.
Par contre, les signaux parasites véhiculés par le fil signal et des chemins de masse non voulus (qui véhiculent d'autres signaux) trouveront une forte impédance sur le fil signal du bobinage.
Liaison différentielle
Une liaison différentielle, c'est 3 fils : les deux fils signal Dp et Dm qui véhiculent un signal inversé l'un par rapport à l'autre, et toujours la masse qu'il ne faut pas oublier.
La méthode que je présente n'est pas utile en liaison différentielle puisque le principe de la liaison différentielle est de soustraire les signaux au niveau du récepteur.
Comme les lignes Dp et Dm subissent les mêmes perturbations, les perturbations s'annulent au niveau du récepteur.
Mais pour cela il faut que les perturbations soient identiques, il est recommandé de torsader ensemble les fils Dp, Dm et gnd
Sinon côté stabilité de l'alimentation, je voulais ajouter un régulateur de tension mais tout ceux que j'ai vu necessitent une entrée de 6v minimum pour réguler a 5v. Or mon module d'alimentation ne dépasse pas les 5v...
Il y a aussi les convertisseurs de tension :
élévateur (step-up)
abaisseur (step down)
élévateur et abaisseur : nécessitent généralement deux inductances, j'ai vu qu'il en existait avec une seule inductance.
Les convertisseurs trainent une mauvaise réputation de circuits bruyants.
C'est dû au fait que la fréquence de hachage des tous premiers modèle était de l'ordre du kHz ou de la dizaine de kHz.
Fréquence qu'il est difficile de filtrer et qui les rendait inutilisables pour des applications audios.
Actuellement, on trouve des convertisseurs avec des fréquences de hachage de l'ordre du MHz qu'il est bien plus facile de filtrer.
Pour plus de renseignement voir le blog de @hbachetti, Henri a fait un copieux et intéressant article sur le sujet.
Note :
Pour INA+ et INA-, ce qui importe, c'est que la tension de mode commun soit compatible avec le HX711.
Que dit la datasheet du HX711 ?
La solution serait d'utiliser la sortie 3.3v avec un régulateur élévateur de tension à 5v.
Je me dis qu'un hachage au Mhz ne devrait pas pouvoir perturber le convertisseur, mais c'est une supposition.
Faut que je regarde le datasheet.
J'ai reçu et installé le capteur 20g.
J'en ai profité pour réagencé un peu la balance pour écarter le capteur et le convertisseur du reste. J'ai aussi torsadé les câbles du capteur.
J'ai pris le temps de regarder les bénéfices du changement de capteur (100g vers 20g). Et l'intéret n'est pas évident.
Je trouve qu'il y a plus de dérive à vide à l'allumage. Après 2h sans y toucher, j'ai pas loin de 500mg de dérive positive.
J'ai aussi l'impression que le capteur perturbe lui même la mesure en fonction de la masse appliquée. Je m'explique : C'est comme si le courant qui traverse le capteur faisait chauffer le capteur différement selon le poids. J'imagine que le poids fait varier la résistance du capteur, la quantité de courant varie, le capteur chauffe ou refroidie, cela change sa résistance et donc la quantité de courant qui circule (et donc la mesure) etc. Un genre de boucle en spirale...
