HX711 là IC chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog) sang digital (ADC) 24-bit. Được tích hợp trong một bộ tiền khuếch đại (Preamplifier) được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điện áp thấp. Chip HX711 lấy tín hiệu điện áp đầu vào và xuất ra các giá trị digital.
Có bộ điều chỉnh nguồn điện trên chip cung cấp nguồn điện analog do đó bạn không cần bộ điều chỉnh nguồn bên ngoài. Bạn có thể giao tiếp trực tiếp với một cảm biến bridge.
Chip có hai kênh analog là A và B. Chúng ta có thể sử dụng kênh A có độ lợi 128db hoặc 64db và kênh B có độ lợi không đổi là 32db.
Chức năng bộ tiền khuếch đại (Preamplifier)
Con chip này chủ yếu thích hợp cho các ứng dụng đo trọng lượng. Các cảm biến lực được sử dụng cho điện áp đầu ra rất thấp. Điện áp đầu ra thường có đơn vị mV. IC ADC thông thường như ADC0804 không thể đo điện áp thấp như vậy với độ phân giải hoặc độ chính xác tốt. HX711 ADC có thể đo các điện áp có thang đo giá trị thấp và chuyển đổi thành các tín hiệu digital. Bởi vì nó có bộ tiền khuếch đại bên trong chip rất phù hợp cho các ứng dụng liên quan.
Cấu hình chân HX711
Bộ ADC có 16 chân. Theo sơ đồ nó có hai kênh ADC và mỗi kênh chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu digital 24 bit.
Chân 1: VSUP
Là chân cấp nguồn được điều chỉnh trong phạm vi từ 2.7V đến 5,5 V.
Chân 2: BASE
Là đầu ra điều khiển bộ điều chỉnh.
Chân 3: AVDD
Nguồn điện analog được cấp ở chân này và giá trị phải nằm trong khoảng từ 2.6V đến 5.5V.
Chân 4: VFB
Là đầu vào điều khiển tương tự analog của bộ điều chỉnh được kết nối với mass tín hiệu analog khi không được sử dụng.
Chân 5: AGND
Chân mass analog
Chân 6: VBG
Đầu ra bypass giá trị tham chiếu analog
Chân 7: INA-
Đầu vào analog âm kênh A
Chân 8: INA +
Đầu vào analog dương kênh A
Chân 9: INB-
Đầu vào analog âm kênh B
Chân 10: INB +
Đầu vào analog dương kênh B
Chân 11: PD_SCK
Đầu vào xung nhịp truyền dữ liệu nối tiếp digital
Chân 12: DOUT
Đầu ra dữ liệu digital nối tiếp
Chân 13: XO
I / O xung nhịp thạch anh
Chân 14: XI
I / O xung nhịp thạch anh hoặc đầu vào xung nhịp bên ngoài
Chân 15: RATE
Chân đầu vào digital kiểm soát tốc độ truyền dữ liệu ở đầu ra. Khi ở mức logic thấp, tốc độ dữ liệu là 10Hz. Khi ở mức logic cao, tốc độ dữ liệu là 80Hz.
Chân 16: DVDD
Là bộ nguồn digital có giá trị nằm trong khoảng từ 2.6V đến 5.5V.
Đặc điểm
- Là bộ chuyển đổi ADC với hai kênh đầu vào riêng biệt
- Bộ PGA với độ nhiễu thấp được tích hợp bên trong chip cung cấp độ lợi 32db, 64db và 128db
- Có khả năng khởi động lại nguồn giúp đơn giản hóa việc khởi tạo các kết nối digital.
- Tất cả các điều khiển tới IC được thực hiện thông qua các chân.
- Có thể chọn tốc độ dữ liệu 10SPS hoặc 80SPS ở đầu ra.
- Loại bỏ nguồn cấp đồng thời cả 2 tần số 50Hz và 60Hz.
- Bộ ổn định nguồn điện analog được tích hợp
- Phạm vi điện áp cung cấp từ 2,6V đến 5,5V
- Dải nhiệt độ hoạt động từ -40 ° C đến + 85 ℃
Nơi ứng dụng HX711
HX711 có một bộ điều chỉnh nguồn điện do đó bạn có thể sử dụng cấp nguồn điện analog cho cảm biến lực và ADC. Có một bộ dao động được tích hợp và có thể gắn bộ thạch anh bên ngoài, do đó không cần các thành phần bên ngoài. Các cảm biến lực xuất kết quả đầu ra ở dạng mV rất khó xử lý. Bạn có thể sử dụng nó với bộ vi điều khiển.
Các sử dụng ADC
Có hai kênh đầu vào vi sai A và B có thể lựa chọn bằng bộ ghép kênh đầu vào và cấp đầu vào kênh đó cho bộ PGA.
Kích hoạt chip
- Để kích hoạt bộ dao động trên chip, hãy kết nối chân 14 với mass. Tốc độ dữ liệu đầu ra là 10SPS hoặc 80SPS. Sử dụng thạch anh tạo tần số ở các chân XI và XO để có được tốc độ dữ liệu chính xác ở đầu ra.
- Chân 11 và chân 12 dùng để lấy dữ liệu. Chân 12 lên mức logic cao, khi dữ liệu chưa sẵn sàng để truy xuất. Tại thời điểm đó, đầu vào chân 11 sẽ ở mức logic thấp. Khi chân 12 ở mức logic thấp, có nghĩa là dữ liệu đã sẵn sàng để được truy xuất. Dữ liệu đi ra từ chân 12 khi kích số lượng tín hiệu xung nhịp 25 đến 27.
Xung nhịp clock và đầu vào điều khiển
- Số lượng xung nhịp đầu vào điều khiển đầu vào và chọn độ lợi. Không được nhỏ hơn 25 hoặc lớn hơn 27. Nếu không, nó sẽ có lỗi giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp.
- Có khả năng reset khi bật nguồn, sẽ thiết lập lại vi mạch khi cấp nguồn cho chip.
- Ở điều khiện hoạt động bình thường, đầu vào xung nhịp chân 11 ở mức logic thấp.
- Khi có cạnh xung tích cực được kích ở chân 11 và vẫn giữ ở mức logic đó lâu hơn 60µs, IC sẽ chuyển sang chế độ power-down.
Reset
Chip sẽ reset và trở lại chế độ hoạt động bình thường khi chân 11 trở về mức logic thấp. Sau đó, kênh đầu vào sẽ được đặt về kênh A theo mặc định.
Mạch ví dụ cân
Bây giờ chúng ta hãy tìm hiểu giao tiếp của HX711 với các bộ vi điều khiển và cảm biến lực.
Trong mạch này, chúng ta kết nối các đầu ra của cảm biến lực với các chân đảo và không đảo kênh A. Bởi vì chúng ta có thể giao tiếp trực tiếp cảm biến bridge (có đầu vào vi sai) với kênh analog này.
Lưu ý: Không kết nối cảm biến bridge trực tiếp với kênh B
Ngoài ra, có thể thấy từ sơ đồ mạch mà chúng ta cấp nguồn cho cảm biến lực từ chip HX711. Do đó, chip ADC không cần bộ điều chỉnh nguồn bên ngoài, điều này sẽ giúp giảm nhiều chi phí khi thiết kế.
Nguyên lý làm việc
Nguyên lý làm việc của mạch rất đơn giản.
- Khi đặt cân lên cảm biến lực, nó tạo ra điện áp analog ở các chân đầu ra phụ thuộc vào trọng lượng của tải.
- Kênh A đọc đầu ra cảm biến thông qua bộ khuếch đại và bộ ghép kênh đầu vào.
- Bộ khuếch đại điều chỉnh độ lớn tín hiệu đầu vào và chuyển tín hiệu này đến mạch chuyển đổi tín hiệu digital.
- Mạch giao tiếp digital chuyển tín hiệu đầu vào analog sang tín hiệu digital 24 bit và gửi tín hiệu ra chân đầu ra DOUT.
- Sau đó, chúng ta có thể sử dụng bất kỳ vi điều khiển nào như Arduino , PIC16F877A có chân GPIO để đọc dữ liệu từ chân DOUT.
- Chúng ta có thể dễ dàng đọc dữ liệu từ cổng I2C bằng bất kỳ bộ vi điều khiển nào.
Ứng dụng HX711
- Cửa tự động
- Cân trọng lượng
- Kiểm soát quy trình công nghiệp
Sơ đồ 2D HX711
>>> Mời anh em xem thêm:
