【6分力計】HX711干渉ノイズ対策失敗＜シールド線で配線でもダメ＞

3月以来いじってなかった6分力計ですが、MFT2週間前になって、動作確認して見ました。3月に完成させて、YOUTUBEにアップしたままで放っておいたのですが、動作確認したら異常値がでてきたので、慌てて解析と対策に走りました。
※２０２１年８月末追記 HX711の欠点と代替えアンプのお勧め
全国からHX711のトラブルでご来訪される方が毎日大勢いらっしゃいます。それだけ、ＨＸ７１１のトラブルが多いということです。信州MAKERSでは、ここ数年ＨＸ７１１に代わるＡＤＣチップを探してきました。
ＨＸ７１１の欠点１：ＳＩＯインターフェースというノイズに弱いＩＦ接続しないとならないので素人配線ではコケる確率が非常に高い＝＞簡単なシリアルＩＦで接続できるＡＤＣチップを発見しました。

ＨＸ７１１の欠点２：サンプリングが遅い、１０Ｈｚ程度しかまともに使えません。
＝＞動的な力を測定するには、少なくとも２００Hz以上のサンプリング速度が必要です。

HX711の欠点３：Σデルタ方式のADCでないのでノイズが大きい。
＝＞ひずみゲージ測定はノイズが多いので超低ノイズのΣデルタ方式でないと微小なひずみまで測定できません。
●上記欠点を補なえるアンプとしてTexasのADS122U04を使ってみました。
シリアル接続なのでＩＦでコケることは皆無です。プログラムも簡単です。速度は１ＣＨで２０００ｓｐｓ、２ＣＨで６００ｓｐｓと高速です。当然Σデルタ方式で超低ノイズです。

【ひずみゲージアンプ】ADS122U04の動作その1＜UARTで楽ちん動作＞

※本記事hx711が使えないことが判ってなかった時代の記事です。４Ｍ変動で使えたり使えなかったりのばらつきで溺れていた悪夢のような時期がありました。中国製の電子部品は格安民生用に最適化されて設計されているので、別の用途で使うと破綻する例が多いと感じてます。
ｈｘ７１１も家庭用スケール用のｉｃなので数Hz程度で、専用基板上で成り立つように設計されてますので、それを横流ししていろいろ使おうとしている場合は自己責任となります。

※後日記：本記事のシールド線対策は失敗に終わりましたので以下の記事で根本対策しました。
HX711の基本仕様にバグあるみたいですので、大変手間がかかるデバイスだとわかりました
違うＡＤＣチップを使うことにしました。

【PMD2018】基礎学習２回目＜HX711とロードセル接続＞

正常な時の動画は

ーーーーー以下の記事は効果がなかったので参考にしないでくださいーーーーーーーーー

●FY,FP1動作しない
CH6(FY)とCH1（FP1）がどうも反応しないので、基板配線みたら切れてました。

●配線直しても6分力計動かない
CH6の値が数十ｇで上限まで上がってしまいます。
HX711が壊れたのか、ロードセルが壊れたのかを疑って
正常なロードセルに付け替えたのですが、異常値でした。
しかも、Fyのマイナス方向では正常で、プラス方向では頭打ちになってしまうという異常ぶりで、これはとんでもないことになったと焦りました。

●異常の原因
HX711は、当初から配線でノイズを食らって値が化ける事故が
相次いでいて、フラットケーブルでまとめるのは止めて、ばらばらに配線するようにして落ち着いたのですが、3ヶ月ぶりに動かしたら、YOUTUBE撮影時の動作ができなくなってます。
そこで、多分ノイズだろうということで、
シールド線でHC711とNUCLEO F446RE間を結線して
シールドをCPU側のGNDに接地してHX711では非接地としました。パワーメーター用に4線のロボットケーブルたくさん買ってあったので、シールド線として使いました。

GNDとはVccも隣同士で結線せずにCPUから1対1で引くことのしました。

●3Dフォースセンサとして動作確認
HX711から6つのロードセルからデータ出力されるようになったので、VBAで作成してある3Dフォースセンサグラフで動作確認してみました。
課題1：接点の高さグラフがFy方向押しが出ない
課題2：Fx方向の接線高さグラフが30ミリほど高くでる

テンションゲージでいろいろ押しながら、押した荷重とEXCELを比較しながら原因を調べると、どうやら押した荷重と違う値が出力されてました。Fy方向は小さすぎる、Fx方向は大きすぎる
ということでCAL値を補正しました。
何でずれてしまっているのかですが、
①HX711の配線を変更した点、
②放置でネジ類が緩んだ
③フォースプレートの摩擦が気温湿度で変化した

等々いろいろ原因がありそうですがとりあえず
接点高さが出力されるようになって、3月のレベルにもどりました。