Tổng quan HX771 Loadcell

• HX711 là IC ADC 24-bit chuyên dụng cho loadcell. Nó thường đi kèm board HX711 có 6 pin ra (GND, DT, SCK, VCC, E+, E-, A+, A-, B+, B-)
• Cảm biến này không cần lập trình tương tác với thanh ghi như I2C/SPI mà chỉ cần điều khiển thông qua GPIO pin theo giao thức nối tiếp (Serial Interface)
• Đầu vào là bộ mupltiplexer có thể chọn 1 trong 2 kênh vi sai A/B để đưa vào bộ khuếch đại có độ nhiễu thấp và hệ số khuếch đại có thể lập trình (Programmable Gain Amplifier - PGA):
  • Kênh A có thể được thiết lập gain 128 hoặc 64, tương đương với mức điện áp đầu vào vi sai ±20 mV hoặc ±40 mV khi cấp nguồn 5V cho chân AVDD của bộ nguồn analog.
  • Kênh B có giá trị gain cố định là 32
• Chân clock rất linh hoạt - có thể dùng xung clock ngoài, tinh thể, hoặc sử dụng bộ dao động nội không cần linh kiện ngoài được tích hợp sẵn bên trong chip
• Bộ mạch Reset nguồn tích hợp giúp việc khởi tạo giao diện kỹ thuật số trở nên đơn giản hơn
• Tốc độ lấy mẫu (Sample rate) có thể chọn 10 SPS hoạc 80 SPS
• Khả năng loại bỏ nhiễu nguồn 50Hz và 60Hz đồng thời
  • Dòng tiêu thụ khi ở trạng thái Normal Operation < 1.5mA
  • Khi Power Down < 1uA

Output Data Rate và Format

Reset and Power-Down

1. Pinouts nối với vi điều khiển

• Thường có 4 chân chính:

Pin	Tên khác	Chức năng
VCC	2.6V - 5.5V	Cấp nguồn cho HX711 (thường 3.3V - 5V)
GND	--	Mass chung
DT	D-OUT	Chân xuất dữ liệu (Data-out). MCU đọc dữ liệu từ chân này. Data out của cảm biến sẽ là data in của MCU
SCK	PD_SCK	Clock để HX711 dịch bit và cũng để chọn gain/channel. Xung này được cấp từ MCU nên sẽ được coi là output từ MCU

Serial Interface (Giao thức nối tiếp)

• Chân PD_SCK và DOUT được dùng để truy xuất dữ liệu, lựa chọn đầu vào, độ lợi (Gain) và điều chỉnh nguồn tiêu thụ

• Giải thích thêm về luồng hoạt động:
  • Khi dữ liệu chưa sẵn sàng để truy xuất, tín hiệu đầu ra DOUT sẽ ở mức HIGH. Lúc này tín hiệu xung nhịp PD_SCK phải duy trì ở mức LOW.
  • Khi DOUT chuyển xuống mức LOW, điều đó cho biết dữ liệu đã sẵn sàng để đọc (có dữ liệu mới) -> MCU nhìn thấy LOW -> Bắt đầu đọc 24-bit dữ liệu
  • MCU sau đó sẽ phát ra 24 xung clock vào chân PD_SCK để dịch 24-bit dữ liệu đã có từ DOUT. Mỗi xung PD_SCK dịch ra 1 bit, bẳt đầu từ bit MSB cho đến khi 24-bit hoàn toàn được dịch ra
  • Sau khi 24-bit dữ liệu đã được dịch ra hết, MCU tiếp tục phát ra 1-2 hoặc 3 xung clock dương (xung thứ 25, 26, 27). Tổng số xung (25, 26 hoặc 27) sẽ xác định cấu hình cho lần chuyển đổi (đo lường) tiếp theo
  • Xung thứ 25 trở đi tại chân PD_SCK quyết định gain cho lần đo sau và làm chân DOUT trở lại mức HIGH
  • Số lượng xung PD_SCK không được ít hơn 25 hoặc nhiều hơn 27 trong 1 chu kỳ chuyển đổi, để tránh lỗi giao tiếp nối tiếp
• Việc chọn đầu vào (Channel A/B) và chọn gain được điều khiển bằng số lượng xung PD_SCK ở bảng dưới

PD_SCK Pulses	Input channel	Gain
25	A	128
26	B	32
27	A	64

2. Pinouts nối với loadcell

Pin	Chức năng
E+	Excitation+: Cấp nguồn dương cho loadccell
E-	Excitation-: Cấp nguồn âm cho loadcell
A+ (dây trắng)	Tín hiệu + tại Channel A
A- (dây xanh)	Tín hiệu - tại Channel A
B+	Tín hiệu + tại Channel B (ít độ phân giải hơn)
B-	Tín hiệu - tại Channel B

• Lưu ý:
  • Kênh A: full 24-bit, có gain 64-128
  • Kênh B: chỉ gian 32, dùng ít hơn, độ nhạy thấp hơn