3D printed digital balance/zh

本页是MTU课程MSE4777 OA 和 MSE4777 OB/MSE5777/EE4777/EE5777 的一部分：开源 3-D 打印请使用讨论页面发表评论。该课程在秋季学期开设。它不是开放编辑。 Read more...

项目数据

作者	布鲁巴尔
年	2019
制成	是的
已复制	不
成本	20 美元
OKH 清单	下载

该 OSAT 是一种数字质量天平，具有两个输出：用于数据记录功能的数字输出和 LCD 显示屏。这在几个不同的领域都有价值，包括制药用途（称量药物）和科学用途（如 3D 打印质量验证）。该天平由 Arduino Nano 供电和控制。使用数字 I/O 引脚，Nano 为 HX711 32 位称重传感器放大器供电并读取信息。可以使用标准质量校准该称重传感器的读数。使用按钮进入校准模式。当通过串行（115200 波特）连接到 Nano 时，将显示原始（去皮）和校准后的读数。根据所使用的 SSH 客户端，可以记录和绘制这些数据 - 主要用于科学用途。当系统中包含 LCD 时，校准值会显示单位。

有关更新版本，请参阅开源数字可复制实验室级秤。

被亲切地称为 OS Nano Balance

物料清单

1. 3D 打印组件（可从Github上获取源代码）
   • 3D 打印底座 -包含电子设备、容纳称重传感器、接收面。
   • 3D 打印床 -连接到称重传感器，接受要称重的物品。
   • 3D 打印表面 -包含皮重按钮和可选 LCD。
2. 2 x 25mm M4 螺丝 - 可在五金店以几美分的价格购买
3. 2 x 25mm M5 螺丝 - 可在五金店以 776 美分的价格购买
4. Arduino Nano -控制器。每台 Nano售价 10 美元。ebay 上可以找到盗版/仿制 Nano，价格低至 1 美元
5. 称重传感器 -目前专为 TAL220 设计。TAL200 可在 SparkFun 和 Digikey 购买。这家亚马逊供应商以 8.50 美元的价格提供带有 HX711 的 TAL220。这些称重传感器具有各种负载能力和广泛的价格范围，因此请货比三家！
6. HX711 -称重传感器放大器。这将与大多数低成本称重传感器一起发货，但也可以从Sparkfun购买，价格为 10 美元（价格过高）。
7. 展示
   • 1602 LCD - 请务必购买兼容 5V 的显示器！ Sparkfun上提供文档，售价 17 美元，但任何显示器都可以使用（亚马逊有更便宜的选择）。
   • 220欧姆电阻器——此套件中售价为 8 美元。
   • 2k-10k 欧姆电位器 -我使用了 Bochen 3296 W202（2k 欧姆）。这些可以在Digikey上以 4 美元的价格买到，但批量购买成本更低。
8. 各类电路元件
   • 4x6cm 面包板 -这些是底座可容纳的尺寸。如果需要，可以增加 6cm。同样，可以使用无焊面包板，但需要将其放在天平外部。这些面包板以大包装的形式在亚马逊上以 7 美元左右的价格出售。
   • 公头和母头。这些接头在Adafruit上有售，每套接头价格约为 1 美元。
   • 跳线。Adafruit 上有售，价格约为 2 美元
     • 一个可能更简单的替代方案是使用22 AWG 电线（15 美元，远远超过您的需要）和Molex 连接器（几美元，足够满足需要）

所需工具

1. MOST Delta RepRap或类似的 RepRap 3-D 打印机
2. 烙铁和焊料（如果使用焊接面包板）
3. 用于拧紧 M4 和 M5 螺栓的工具。（我使用了 3 毫米和 4 毫米内六角扳手；这些也可能是十字槽、平头或六角扳手）
4. 安装了Arduino IDE的计算机

所需技能和知识

• 焊接（如果使用焊接面包板） - Youtube 教程，维基百科

技术规格和装配说明

3D 打印

打印时间为 3 - 6 小时，具体取决于所需的打印质量

1. 以适合您的质量级别进行打印。这些组件通常不需要美观，因此所有部件都可以在大约 3 小时内打印完成（100% 填充）。更高质量的打印可能需要近 7 个小时。
   • 零件的螺栓和螺钉具有较大的公差，因此配合应该不是问题。

电子组装

1 - 2 小时，取决于技能水平以及组件是否安装了接头

1. 按照接线图操作。这可以在进行焊接之前在无焊面包板上完成。
2. 确保设计正确，以便 Nano 的 USB 端口可通过底座上的插槽访问。
3. 在将去皮按钮焊接到位之前，请务必将其放在面板上！

机械组装

5 - 10 分钟，取决于所需的打印清理/扩孔

1

使用两个 M5 螺钉将称重传感器固定到底座上。

2

将 LCD 卡入面板（按钮应该已经安装），然后将面板安装到底座上。

3

将电子设备放置在底座中，使 Nano 上的 USB 端口与底座右侧的插槽对齐。

4

使用两个 M4 螺丝将床固定到称重传感器上。

使用

1. 将 5 伏电源插入 Nano 的 USB 端口来为天平供电。
2. 首次使用时，您必须将 OS_Nano_Balance.ino 上传到主板。此脚本和支持库可在Github上找到。如果您之前从未上传到 Arduino，请按照此处的说明操作
3. 目前的校准设计是用一杯 20 摄氏度的水进行。这不是最准确的，但却是可行的。
   1. 点击校准按钮进入校准模式。
   2. 用天平床上的一个空容器来称量皮重。
   3. 在容器中加入 1 美制杯水。
   4. 一旦值稳定下来，再次按下校准按钮。
   • 校准信息存储在硬盘中，因此无需再次完成。

常见问题及解决方案

• 确保接线正确。
• 请注意，HX711 和 LCD 的电源来自 Arduino 上的数字引脚。如果这些电源出现问题，请改用 5V 引脚。
• 如果 LCD 不显示，请先在暗室中查看电源 - LED 背光是否亮起？如果是，请将电位器调至两个极端。我发现，相当小的电阻范围实际上会导致显示屏显示出来。

节省成本

• 这款产品的成本约为 20 美元，具体取决于零件的来源。其精度与120 美元的实验室级天平相当，但价格仅为后者的 17%。

受益的互联网社区

• PSU 人道主义工程

参考文献

• 信息来源（例如工程手册、期刊文章、政府文件、网页、书籍、杂志文章等）。参考文献应使用和 <references /> 标签，可以是任何格式，但应包含其他人找到与您相同的信息所需的所有信息。例如：^{[ 1 ]}

页面数据

关键词	3D 打印、电子秤、质量平衡、osat、重量测量、arduino、显示器、称重传感器、塑料
可持续发展目标	SDG08 体面劳动和经济增长
作者	布鲁巴尔
执照	CC-BY-SA-3.0
组织	MTU、密歇根理工大学开放可持续性技术实验室、MY4777
语言	英语(en)
有关的	0 个子页面，5 个页面链接此处
别名	3D可打印电子天平, 3D可打印电子天平
影响	200 次浏览（更多）
创建	2019 年10 月 31 日，作者：Brhubbar
上次修改时间	2024 年6 月 18 日，作者：Felipe Schenone
引用	Brhubbar (2019–2024)。“3D 打印数字天平”。Appropedia。2025年 1 月 8 日检索。
API 查询	基本、语义、html、文件、更多