Balance de cuisine parfumée à l'Arduino

Voici un montage simple décrit dans le numéro de novembre-décembre 2017 d'Elektor. Il est utile et néanmoins original par bien des aspects, notamment par l'utilisation qu’il fait d'un composant (électro-mécanique) pas ordinaire : la jauge d’extension ou de déformation. Pour l’électronique, celle-ci est une simple résistance variable qui rend compte des déformations mécaniques auxquelles elle est soumise. Ici, par le poids de l'objet pesé (jusqu'à 5 kg).

Mesurer la contrainte

Sa résistance varie avec la compression ou tension mécanique. Une telle jauge se présente sous la forme d’un fil ou plutôt d’un morceau de feuille, long, fin et replié sur lui-même, collé sur un support flexible. Lorsque ce dispositif subit un étirement, la résistance de la feuille augmente. Quand il revient à ses dimensions, elle baisse.

Notre balance a au moins deux autres attraits : l'utilisation du petit afficheur OLED ci-dessus et bien sûr le fait d'être construite autour d’un Uno. Deux atouts qui pèsent !
 

Un convertisseur N/A à 24 bits spécialisé

Le capteur de force de cette balance est formé d’une barre dotée d’un pont de quatre jauges d’extension. Une extrémité de la barre est fixée au châssis de la balance ; l’objet à peser est placé sur l’autre extrémité et fait ainsi fléchir la barre. 

Malgré l’utilisation de quatre jauges montées en pont de Wheatstone, le signal en sortie reste très faible, de l’ordre de quelques dizaines de millivolts, il faudrait donc l’amplifier avant sa numérisation et son traitement. 

Heureusement, on trouve facilement des circuits intégrés spécialisés capables de l’amplifier et de le numériser. Ici c'est le CAN HX711 d’Avia Semiconductor à 24 bits, proposé sur une petite carte prête à l'emploi. Son flux de données numériques est traité par la carte Uno et un croquis qui s’appuie fortement sur une bibliothèque Arduino de communication avec le HX711. Le poids mesuré renvoyé est un entier signé de 32 bits, converti en grammes avec un facteur de calibrage . 

Tous les composants sont réunis dans le kit Elektor dont le déballage et l'assemblage sont détaillés dans la vidéo ci-dessus.