beelogger

Stockwaage – Kalibrierung & Test

Nach erfolgreichem Aufbau der Wägekonstruktion der Stockwaage, kann diese nun kalibriert werden. Bei der Kalibrierung werden zwei Werte ermittelt:

  • Taragewicht
  • Skalierung

Mit dem Taragewicht wird das Anzeigegewicht auf Null gesetzt, um beispielsweise das Gewicht der Waagenkonstruktion, bei Bedarf auch der Beute, unberücksichtigt zu lassen. Durch die Skalierung werden die Messwerte des HX711 in Einheiten umgerechnet. Im Fall des Arduino Datenloggers mit Stockwaage für Imker in Kilogramm mit einer Auflösung von 10 Gramm. Die mit dem Programmcode zur Kalibrierung ermittelten Werte, werden später dem kompletten Programmcode des beelogger unter Programmcode eingegeben.

Libraries

HX711.h, Version 0.7.4  https://github.com/bogde/HX711  erfolgreich getestet mit dieser Version 

 

Kalibrierung und Test Programmcode

Vor der Kalibrierung sollte die Wägekonstruktion mehrmals stark belastet und wieder entlastet werden (z.B. kurz auf die Wägeplattform stellen), damit sich die gesamte Konstruktion setzen kann. Bei vielen Wägezellen gibt es eine gewisse Trägheit bei hohen Gewichtsdifferenzen in kurzer Zeit. In der Praxis sind diese für die Stockwaage nicht relevant, weshalb hierdurch keine Fehlmessungen entstehen. Es sollte in jedem Fall eine ausreichende Zeit gewartet werden, bevor mit der Kalibrierung begonnen wird. Im Praxistest konnte zudem festgestellt werden, dass die gemessenen Werte kurz nach Inbetriebnahme von denen im Dauerbetrieb abweichen. Der beelogger-Funk und beelogger-Universal in der einfachen Ausbaustufe sollte mit geladenem Kalibriersketch ca. 10 Minuten eingeschaltet sein, bevor mit der Kalibrierung begonnen wird.

Die Messungen beim beelogger-SMD und beelogger-Universal hingegen erfolgen im späteren Betrieb immer kurz nach dem Einschalten des HX711. Daher sind die Kalibriermessungen zügig durchzuführen, damit die Kalibrierwerte den realen Messungen entsprechen. Eine Wiederholung der Kalibrierung beim beelogger-SMD und beelogger-Universal (erweiterter Aufbau) sollte erst nach ca. einer halben Stunde Wartezeit erfolgen. Diese beelogger müssen während dieser Zeit stromlos sein.

Mit diesem Programmcode können bis zu drei HX711 mit bis zu sechs Waagen kalibriert werden. Es ist Kalibrierung und Testmessung möglich.

Die eigentliche Ansteuerung des HX711 erfolgt in einer Funktion, so dass nicht unnötig Speicherplatz belegt wird. Die notwendigen Variablen sind für einen einfachen Aufruf in Arrays organisiert worden.

// hier die Adressen für die/den HX711 eintragen
uint8_t HX711_SCK[6] = {A0, 10, 6}; // HX711 Nr.1: A/B, Nr.2: A/B, Nr.3: A/B; S-Clock
uint8_t HX711_DT[6] =  {A1, 11, 7}; // HX711 Nr.1: A/B, Nr.2: A/B, Nr.3: A/B; Data

Die Reihenfolge der Waagen ist:
Waage 1 : HX711 Nr. 1 Kanal A
Waage 2 : HX711 Nr. 1 Kanal B

Waage 3 : HX711 Nr. 2 Kanal A
Waage 4 : HX711 Nr. 2 Kanal B

Waage 5 : HX711 Nr. 3 Kanal A
Waage 6 : HX711 Nr. 3 Kanal B

 

Vor dem Laden des Sketch in den jeweiligen beelogger ist das Kalibriergewicht und die Anzahl der zu messenden Waagen im Sketch einzutragen. Voreingestellt ist ein Kalibriergewicht von 10000 gr.

// hier kann das Kalibriergewicht in Gramm eingetragen werden 
long KalibrierGewicht = 10000; // 10000 = 10kG Referenzgewicht

//Sensorkonfiguration
#define Anzahl_Sensoren_Gewicht  1  // Mögliche Werte: '0','1','2','3','4','5','6'

 

Der beelogger muss für die Kalibrierung über den Akku-/Batterieanschluss versorgt werden.

Der Programmcode zur Kalibrierung ist interaktiv und erfordert manuelle Eingaben über den seriellen Monitor, welcher schließlich auch die erforderlichen Werte ausgibt. Der Sketch ist mit allen beeloggerTypen kompatibel (Einzelwaage, Duo-,Triple- Waagen). Waagen mit Double-Aufbau werden wie eine Einzelwaage gemessen.

  • “Waage ohne Gewicht – Kalibrierung mit ‘1’ und ‘Enter’ starten!” – Hiermit wird das Taragewicht ermittelt. Soll die Beute selbst bei den Messungen keine Berücksichtigung finden, muss diese vor diesem Schritt auf der Wägekonstruktion platziert werden.
  • “Waage mit genau xxx Gramm beschweren – Kalibrierung mit ‘2’ und ‘Enter’ starten!” – Mit diesem Schritt wird die Skalierung ermittelt. “xxx” zeigt das konfigurierte Kalibriergewicht an.
  • “Pruefe Gewicht:” – Hiermit wird geprüft, ob die Kalibrierung erfolgreich war. Der angezeigte Wert ist das Gewicht des eingewogenen Referenzgewichtes und sollte dem Kalibriergewicht entsprechen. Sollte dies nicht der Fall sein, muss die Prozedur erneut, durch einen Reset des Arduinos, durchgeführt werden.
  • Zum Schluss werden Taragewicht und Skalierung ausgegeben. Diese Werte sind im Test-Programmcode bzw. dem kompletten Programmcode entsprechend einzusetzen.
  • Nun kann man nach Belieben weitere Gewichte (mit bekanntem Gewicht) zur Überprüfung auflegen.
  • Der aktuelle Sketch gibt zwei Zeilen mit den Kalibrierwerten aus, die in die Sketch-Konfiguration übernommen werden können.

Testwiegen:

Der Sketch kann auch nur zum Testwiegen ohne erneute Kalibrierung verwendet werden.
Dazu die Kalibrierwerte in die Konfigurationszeile eintragen und im ersten Schritt des Programms “Waage ohne Gewicht – …” ein “x” eingeben, damit die Kalibrierung übersprungen wird.
Der Sketch führt dann das Testwiegen durch.

Kalibrierung Waage

Ausgabe des seriellen Monitors (9600 baud):

Waage Kalibrierung

Zur Kalibrierung der Stockwaagen bitte den Anweisungen folgen!
Fehlerhafte und nicht angeschlossene Waagen werden auch angezeigt!
Eine Waage, die nicht kalibriert werden soll, kann ausgelassen werden.

  Alle Waagen ohne Gewicht!

HX711 o.k.
Waage Nummer: 1
 Kalibrierung mit '1' und 'Enter' starten!
 Eingabe von 'x': Waage wird nicht gemessen.

Nullage ...   ...    ...

Waage Nummer: 1
mit genau  1000  Gramm beschweren - Kalibrierung mit '2' und 'Enter' starten!

Kalibriere Waage: 1  ...    ...
Pruefe Gewicht: 1.000
Taragewicht 1: 81225
Skalierung  1: 21926.00

Kalibriervorgang abgeschlossen. 

Die Zeile für die Konfiguration:

const long Taragewicht[6] = { 81225,  10,  10,  10, 10 ,10}; // Hier ist der Wert aus der Kalibrierung einzutragen
const float Skalierung[6] = { 21926.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0}; // Hier ist der Wert aus der Kalibrierung einzutragen

Weiter mit w

Starte Testwiegen. 
x = Kalibrierung wiederholen. 

Waage 1 
Waage  1  Gewicht: 1.001 kg   Skalierung: 21926.00   Taragewicht: 81225

Nach der Kalibrierung kann mit der Temperaturkompensation begonnen werden.

 

Der komplette Programmcode für den Arduino Datenlogger mit Stockwaage für Imker ist unter Programmcode zu finden.