Load Cell Arduino ile Nasıl Kullanılır? Bağlantı, Devre ve Uygulama Rehberi

Endüstriyel tartım sistemlerinden hobi projelerine kadar geniş bir kullanım alanına sahip olan load cell sensörleri, ağırlık bilgisini elektriksel sinyale dönüştüren temel bileşenlerdir. Uygun bir sinyal dönüştürücü ile birlikte kullanıldığında Arduino platformu üzerinden yüksek doğrulukta ölçüm almak mümkündür.

Bu yazıda load cell’in çalışma prensibini, Arduino bağlantısını, gerekli modülleri ve örnek uygulama senaryolarını detaylı biçimde ele alıyoruz.

Load Cell Nedir?

Load cell; üzerine uygulanan kuvveti strain gauge teknolojisi sayesinde milivolt seviyesinde analog sinyale çeviren bir transdüserdir. Tek başına kullanıldığında sinyal seviyesi çok düşük olduğu için doğrudan Arduino tarafından okunamaz. Bu nedenle bir yükseltici (amplifier) / ADC modülü gereklidir.

En yaygın kullanılan çözüm: HX711 Load Cell Amplifikatörü.

Arduino ile Neden Ek Modül Kullanılır?

Tipik bir load cell çıkışı:

• mV/V seviyesindedir

• gürültüye hassastır

• yüksek çözünürlükte ADC gerektirir

Arduino’nun dahili ADC’si bu sinyali doğrudan işlemek için yeterli değildir. HX711, sinyali yükseltir ve dijital veriye çevirerek mikrodenetleyiciye iletir.

Gerekli Donanım Listesi

• Arduino (Uno, Nano vb.)

• Load cell (tek nokta, s tipi, beam vs.)

• HX711 amplifikatör kartı

• Bağlantı kabloları

• Kalibrasyon için referans ağırlık

Load Cell – HX711 – Arduino Bağlantısı

HX711 üzerinde iki taraf vardır:

Load Cell Tarafı

• E+ / E- → Besleme

• A+ / A- → Sinyal

Arduino Tarafı

• VCC

• GND

• DT (Data)

• SCK (Clock)

Örnek bağlantı:

Arduino Örnek Kodu

HX711 için hazır kütüphaneler mevcuttur. En yaygın kullanım şu şekildedir:

#include "HX711.h"

HX711 scale;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  scale.begin(3, 2);
  scale.set_scale(2280.f); // kalibrasyon katsayısı
  scale.tare(); // sıfırlama
}

void loop() {
  Serial.print("Agirlik: ");
  Serial.println(scale.get_units(), 2);
  delay(500);
}

Kalibrasyon katsayısı kullanılan load cell kapasitesine göre değişir ve referans ağırlıkla belirlenir.

Kalibrasyon Nasıl Yapılır?

Doğru ölçümün temelini kalibrasyon oluşturur.

1. Sistem boşken tare alınır.

2. Bilinen ağırlık platforma yerleştirilir.

3. Okunan ham değer ile gerçek ağırlık karşılaştırılarak katsayı ayarlanır.

Endüstriyel uygulamalarda bu süreç profesyonel göstergeler ile yapılır; Arduino projelerinde manuel ilerlenir.

Kullanım Alanları

Arduino ile load cell kullanımı özellikle aşağıdaki projelerde tercih edilir:

• Akıllı basküller

• Dolum ve paketleme prototipleri

• Kuvvet ölçüm deneyleri

• Otomasyon eğitim setleri

• Tank seviye takibi (ağırlık üzerinden)

Avantajlar

✔ Uygun maliyetli çözüm
✔ Prototipleme için ideal
✔ Yazılım esnekliği
✔ IoT projelerine entegrasyon kolaylığı

Dezavantajlar

⚠ Endüstriyel doğruluk beklentisini her zaman karşılamaz
⚠ Gürültü ve sıcaklık etkilerine açıktır
⚠ Kalibrasyon stabilitesi profesyonel sistemlere göre düşüktür

Seri üretim veya ticari tartım uygulamalarında genellikle endüstriyel transmitter ve indikatörler tercih edilir.

Profesyonel Sistem ile Arduino Arasındaki Fark

Arduino tabanlı yapılar daha çok AR-GE, eğitim ve prototip seviyesindedir. Sahada kullanılacak sistemlerde ise:

• OIML uyumluluk

• yüksek çözünürlüklü filtreleme

• sıcaklık kompanzasyonu

• haberleşme protokolleri (Modbus, Profibus vb.)

gibi gereksinimler devreye girer.

Sonuç

Load cell ve Arduino kombinasyonu, kuvvet ve ağırlık ölçümünü öğrenmek ve hızlı proje geliştirmek için son derece verimli bir platformdur. Doğru amplifikatör, sağlıklı kalibrasyon ve mekanik kurulum ile tatmin edici sonuçlar elde edilebilir.

Ancak ticari uygulamalarda, uzun vadeli stabilite ve yasal metroloji gereksinimleri için profesyonel tartım elektroniği değerlendirilmelidir.