Balance version 2

Après une année d’expérimentation et d’observations, la  mécanique du support de  pesée a évolué. Le système avec compas articulé sur l’extrémité arrière du support et 2 capteurs de pesée placés à l’extrémité avant présente quelques défauts que je corrige avec cette seconde version.

  • la mesure est très sensible à tout inclinaison de la ruche vers l’avant ou l’arrière, ce qui provoque le déplacement du centre de gravité et par là une variation de la mesure.
  • le support est composé de deux parties identiques superposées qui nécessitent beaucoup de bois.
  • lors des épisodes pluvieux le bois s’imbibe d’eau ce qui fausse la mesure

Le support version 2 comporte 4 cellules de capacité 50 kg portant la charge maximale à 200 kg. C’est surdimensionné mais a pour avantage  de pouvoir assembler les 4 cellules et former un seul pont connectable sur un unique HX711. Les cellules de calibre inférieur (20 kg) disponibles dans le commerce sont pourvues de connexions à 4 fils. Chaque cellule forme un pont de mesure complet, ce qui nécessite plusieurs amplificateurs de mesure HX711.

J’ai profité de changement de conception mécanique pour revoir le passage des connexions et la programmation du module Arduino.

1 Le support

Ce support est une base en bois réalisée à partir d’une moitié de support version 1. Ceci me permet de faire deux bases version 2 à partir d’un support récupéré sur la version 1.

balance assemblée
vue générale de la balance assemblée

Le plateau support épouse la dimension d’une ruche Warré : 30 x 30 cm.

Quatre équerres vissées sur la base (non présentes sur cette photo) assurent le positionnement précis (avant – arrière) du plateau support en laissant un jeu de mobilité.

vue du plateau support de ruche en position retourné

Deux cornières en aluminium 5 x 5 cm d’épaisseur 2 mm forment les cotés latéraux reliés par deux traverses en bois. Quatre vis de 5 mm à têtes fraisées bloquent l’ensemble.

Les têtes de vis viennent s’insérer dans des cuvettes conique et laissent le dessus du support sans aspérités. Les extrémités de chaque vis d’assemblage comportent deux écrous bloqués formant une mini cuvette de centrage sur chacune des 4 cellules de pesée.

base avec 4 cellules de pesée, un boîtier d’interconnexion et un boîtier électronique Arduino

Les 4 cellules de pesée sont placées aux 4 angles de la ruche. Leurs connexions électriques sont réunies dans un premier boîtiers contenant également l’amplificateur de mesure HX711.

Un second boîtier renferme le reste de l’électronique avec un module Arduino Pro Mini, un régulateur 5V 7805, un régulateur 3.3V LE33, un module de liaison radio NRF24L01 et un mini écouteur faisant office de buzzer. L’alimentation primaire de plusieurs balances passe par un module à haut rendement LM2596 qui converti le 12V en 7V. Le premier régulateur  du boîtier Arduino (7805 : 7V vers 5V) fonctionne en condition optimale sans échauffement perceptible. Le second régulateur LE33 fournit l’alimentation de module NRF24L01.

Un tube PVC relie les deux boîtiers pour le passage des fils. Tout est étanchéifié avec du mastique silicone.

Un capteur de température DS18B20 placé au contact direct de la cellule arrière gauche (à l’opposée du soleil) est relié à la platine Arduino en passant par le premier boîtier et le tube.

vue face avant de la balance avec les deux cellule de pesée

Le plateau supérieur est légèrement plus large que la base de façon à laisser un jeu de 1 mm de chaque coté. Les deux profilés latéraux couvrent la base qui est ainsi protégée des intempéries et est guidée latéralement.

gros plan sur la cellule avant droite

Une petite cale en PVC évidée en partie centrale pour éliminer toute contrainte mécanique à la partie sensible de la cellule de pesée assure le positionnement précis par 4 vis à têtes fraisées. Ces cales en PVC ont été découpées dans une chute de récupération de tableau électrique.

L’idéal serait de les dessiner de façon précise avec un logiciel de CAO et de les fabriquer à l’aide d’une imprimante 3D. Je n’ai pour l’instant pas estimé utile d’investir dans ce matériel. Une alternative possible : les faire réaliser par un service en ligne sur Internet.

La vis d’appuis du plateau est terminée par deux écrous bloqués de façon à laisser subsister une petite cuvette de centrage. Cette cuvette vient se positionner sur la pointe de pesée.

Note : sur la version terminée les vis ont été raccourcies pour abaisser le plateau et permettre aux profilés latéraux de descendre de chaque coté de la base.

2 Platine HX711

dimensions et connexions cellule 50 kg

Les cellules 50 kg sont des modèles à sortie 3 fils de type half-bridge . Ces cellules peuvent être assemblées 2 par 2 ou 4 par 4 pour former un pont complet en full-bridge.

câblage de 4 cellules 50kg en pont de jauge

Le pont de jauge alimenté entre E+ et E- délivre son signal de mesure entre A+ et A-. Un petit circuit imprimé connecte les 4 cellules de mesure avec sorties E+E-A+A-.

Pas encore de photo pour la mini platine de raccordement !

3 Platine Arduino

croquis à venir

4 Programme Arduino

Le scketch Arduino Balance_api_V4 est découpé en 4 fichiers :

  • Balance_api.h : contient toutes les constantes de paramétrage de l’application
  • Balance_api.ino : contient toutes les fonctions de l’application
  • Pendule.h : contient les définitions publiques et privées de la classe Pendule
  • Pendule.cpp : contient les fonctions de la classe Pendule
  • pitches.h : contient les définitions des notes et des mélodies à jouer.

Balance_api_V4-2018-02-23

Note :la version V4 du scketch Arduino est compatible avec cette version  2 du support mécanique.

Une réflexion sur « Balance version 2 »

  1. Bonjour,
    Je suis actuellement en mission de volontariat civique à l’Atelier Paysan, une coopérative qui accompagne les démarches d’autoconstruction de machines et bâtiments agricoles adaptés à une agriculture biologique et paysanne.
    Je m’intéresse à la question des balances de ruche électronique et j’essaie de recenser les différents projets d’autoconstruction qui en parle pour les documenter sur le forum de l’Atelier Paysan (http://forum.latelierpaysan.org/) afin de les rendre disponibles au plus grand nombre.
    J’aimerai bien avoir plus d’information sur votre projet de balance, notamment sur les choix de conception.
    N’hésitez pas à me contacter à l’adresse suivante : s.jeune@latelierpaysan.org
    Pour plus d’information sur l’Atelier Paysan : https://www.latelierpaysan.org/Qui-sommes-nous

    Cordialement,

    Sam pour l’Atelier Paysan

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