Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-1KG
Sensor de peso de alta precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas analíticas y de joyería.
La WSS-1KG es una celda de carga de un solo punto de alta precisión fabricada en una aleación ligera de aluminio aeronáutico anodizado. Diseñada específicamente para aplicaciones que requieren resoluciones finas y pesajes de escala reducida, integra un arreglo interno de puente de Wheatstone con galgas extensiométricas de alta fidelidad que traducen fuerzas generadas por masas de hasta 1 kg en señales eléctricas microvoltáuticas lineales. Su avanzado diseño estructural con compensación geométrica interna asegura lecturas estables e inmunes a errores por cargas excéntricas, transformándola en el componente ideal para balanzas de joyería, dosificadoras de precisión y sistemas de control de calidad.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 1 kg (Optimizado para baja masa) |
| Sensibilidad de Salida | 1.0 mV/V a 2.0 mV/V ± 0.15 mV/V |
| Error Total Combinado | ± 0.02% F.S. (Linealidad, histéresis y repetibilidad) |
| Balance de Cero Inicial | ± 1.0% F.S. (Desviación base de equilibrio) |
| Resistencia de Entrada | 405 Ω ± 10 Ω (Impedancia del puente en bornes VCC) |
| Resistencia de Salida | 350 Ω ± 3 Ω (Impedancia en bornes de señal) |
| Parámetro Operativo / Físico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Voltaje de Excitación Ideal | 5 V a 10 V DC (Perfecto para HX711 a 5V) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 1.2 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación plástica permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Mínimo desplazamiento de cero) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio de grado aeronáutico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 150 mm x 150 mm (Superficie monoplato sugerida) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Mediciones de Precisión
• Resolución Incremental de Alta Sensibilidad: Al tener un rango nominal ajustado a 1 kg, permite discriminar variaciones de masa extremadamente sutiles (décimas de gramo), superando el rendimiento de celdas de mayor rango (como las de 10 kg o 20 kg) sometidas a cargas pequeñas.
• Compensación Integral de Carga Excéntrica: Su estructura maquinada en forma de paralelogramo absorbe los momentos de torsión angulares. Esto asegura que la medición del peso se mantenga invariable y exacta, sin importar si el objeto se coloca en el centro del platillo o descentrado hacia las esquinas.
• Montaje Estructurado Rígido: Incorpora orificios roscados estándar de métrica M4/M5 para anclajes mecánicos limpios sobre bases sólidas, facilitando la adición de pernos de tope físico para prevenir roturas por sobrecargas accidentales o impactos bruscos.
La celda WSS-1KG dispone de un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para la alimentación y captura diferencial de la señal resistiva.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: El código estándar de colores para los 4 hilos de la celda WSS-1KG es el siguiente: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos de forma ordenada a las borneras del módulo HX711 marcadas como **E+, E-, A+ y A-** respectivamente. Para el montaje mecánico, fije la base de la celda (el extremo donde nace el cable de salida) a un chasis inferior firme usando pernos M5. El platillo superior donde se colocará el peso debe atornillarse en el extremo libre flotante usando pernos M4. Asegúrese de respetar la flecha indicadora de dirección de carga grabada en el aluminio, la cual debe apuntar verticalmente hacia abajo.
🎓 Calibración por Factor de Escala y Proceso de Tara por Software
Para procesar e interpretar de forma correcta las señales ruidosas de milivoltios provenientes de la celda de carga, domine las etapas esenciales del algoritmo de pesaje:
- Aislamiento de la Señal Diferencial: Al aplicar un peso de 1 kg con una excitación de 5V, la variación total de voltaje entregada por la celda entre las líneas Verde y Blanca es de apenas unos pocos milivoltios ($$1.0\text{ a }2.0\text{ m V/V} \times 5\text{V}$$). Debido a que esta señal es minúscula y propensa al ruido electromagnético de alta frecuencia, el chip HX711 se encarga de amplificarla y digitalizarla antes de transmitirla al microcontrolador.
- Ajuste del Factor de Calibración: Cada celda de carga posee una elasticidad microscópica única debido a las tolerancias de fabricación. El software requiere un "Factor de Escala" que traduce los valores numéricos brutos del ADC de 24 bits a unidades de peso reales (gramos). Este valor se calcula experimentalmente dividiendo la lectura cruda del ADC entre una masa patrón conocida colocada en la balanza.
- Función de Tara Automática: El proceso de tarado consiste en leer el valor digital bruto entregado por el conjunto de la estructura (peso del platillo de aluminio, pernos y soportes) en condiciones de reposo absoluto y almacenar dicho número en una variable de memoria estática. En cada ciclo posterior de ejecución, este valor de desplazamiento ("offset") se resta de la lectura actual para asegurar que la escala comience estrictamente en **0.0g**.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-1KG con HX711
// Requiere la librería "HX711 Arduino Library" de Bogdan Necula instalada en el IDE
#include <Arduino.h>
#include "HX711.h"
// Definición de pines digitales para la interfaz de comunicación serial sincrónica con el HX711
const int PIN_HX711_DOUT = 2;
const int PIN_HX711_SCK = 3;
HX711 balanza;
// Factor de calibración preliminar obtenido de forma experimental.
// Ajuste este número para calibrar su balanza: si el peso mostrado es menor al real, reduzca el factor.
float factorCalibracion = 238500.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Pesaje de Alta Precision Celda WSS-1KG ---");
Serial.println("Inicializando convertidor ADC de 24 bits HX711...");
// Inicializa el objeto hardware de la balanza
balanza.begin(PIN_HX711_DOUT, PIN_HX711_SCK);
// Verifica de manera defensiva si el chip amplificador responde correctamente en los pines asignados
if (!balanza.is_ready()) {
Serial.println("❌ [ ERROR ]: No se detectó el módulo HX711. Revise los hilos DOUT y SCK.");
while (1); // Bloqueo preventivo de ejecución
}
Serial.println("✅ [ ÉXITO ]: Convertidor HX711 inicializado correctamente.");
// Realiza el proceso de Tara automático: toma lecturas de reposo para fijar el punto cero de referencia
Serial.println("⚙️ Eliminando peso muerto del platillo (Tarando en progreso)... No coloque pesos.");
balanza.set_scale();
delay(2000);
balanza.tare(); // Pone la escala a cero considerando el peso de la estructura mecánica actual
// Aplica el factor de conversión estático a la librería (Ajustado para devolver gramos)
balanza.set_scale(factorCalibracion);
Serial.println("🏁 Sistema listo para pesar objetos. Rango útil máximo: 1 Kilogramo (1000g).");
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
}
void loop() {
// Comprueba si el HX711 tiene datos listos para transferir por el bus serie
if (balanza.is_ready()) {
// Lee el promedio ponderado de 15 muestras consecutivas para estabilizar las décimas de gramo
// Al pasar este valor por el factor de escala, la función devuelve el resultado directamente en gramos
float pesoGramos = balanza.get_units(15);
// Filtro para evitar fluctuaciones negativas insignificantes en el punto cero debidas a corrientes de aire
if (pesoGramos < 0.05 && pesoGramos > -0.05) {
pesoGramos = 0.00;
}
// Despliegue de los datos analizados a través del puerto serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoGramos, 2); // Imprime con resolución de 2 decimales (Precisión de centésimas de gramo)
Serial.print(" g | Custodia: ");
Serial.print(pesoGramos / 1000.0, 4); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas en baja capacidad
if (pesoGramos > 1050.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 900.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 1 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta estable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(300); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Cuál es la ventaja de utilizar una celda WSS-1KG frente a una de 10 kg si voy a pesar objetos de pocos gramos?
Es una cuestión de resolución y rango dinámico del sensor. Las celdas de carga entregan una salida analógica proporcional a su capacidad máxima. Una celda de 10 kg distribuye sus milivoltios de salida a lo largo de 10,000 gramos, haciendo que los cambios de un solo gramo generen señales extremadamente pequeñas y propensas al ruido. La WSS-1KG concentra toda su sensibilidad en un rango estrecho de solo 1000 gramos, lo que permite al convertidor ADC (como el HX711) capturar señales eléctricas mucho más grandes por cada gramo de variación, ofreciendo una estabilidad y precisión muy superior en pesajes pequeños.
2. ¿Qué es el error por carga descentrada (Corner-load error) y cómo afecta a esta celda de precisión?
El error por carga descentrada ocurre cuando un objeto se coloca fuera del centro del platillo de la balanza, induciendo fuerzas de torsión laterales. La WSS-1KG está clasificada como una celda de tipo **Single Point**, lo que significa que posee un mecanizado interno avanzado en forma de paralelogramo. Esta geometría absorbe mecánicamente los momentos flectores y torsionales externos, aislando exclusivamente el vector de fuerza vertical puro hacia las galgas. Esto garantiza que la lectura sea idéntica y precisa sin importar en qué parte del platillo se posicione la muestra.
3. ¿Qué cuidados mecánicos especiales requiere la WSS-1KG debido a su baja capacidad nominal?
Al ser un sensor optimizado para cargas ligeras (hasta 1 kg), su estructura de aluminio es físicamente mucho más delgada y elástica que la de celdas mayores. Esto la vuelve altamente vulnerable a golpes, caídas o presiones accidentales con la mano (las cuales superan fácilmente los 2 kg o 3 kg de fuerza). Es una práctica de ingeniería fundamental instalar un perno de tope mecánico limitador justo debajo del extremo flotante de la celda, regulado de manera que detenga físicamente el recorrido de deformación cuando la carga alcance los 1.1 kg, protegiendo al metal de una deformación plástica irreversible.
4. ¿Por qué la balanza experimenta variaciones o derivas en las lecturas si no hay ningún objeto sobre el plato?
Este comportamiento se conoce como deriva térmica ("thermal drift") o ruido ambiental. En celdas de alta sensibilidad como la WSS-1KG, factores como corrientes de aire en la habitación, vibraciones en la mesa de trabajo o cambios microscópicos de temperatura (que expanden o contraen el aluminio) alteran la resistencia del puente de Wheatstone. Para mitigar esto, se recomienda utilizar un platillo liviano, resguardar la balanza con una cubierta acrílica si se buscan precisiones miligránticas y dar un tiempo de calentamiento previo de unos minutos al circuito electrónico antes de realizar las mediciones.
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-1KG
Sensor de peso de alta precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas analíticas y de joyería.
La WSS-1KG es una celda de carga de un solo punto de alta precisión fabricada en una aleación ligera de aluminio aeronáutico anodizado. Diseñada específicamente para aplicaciones que requieren resoluciones finas y pesajes de escala reducida, integra un arreglo interno de puente de Wheatstone con galgas extensiométricas de alta fidelidad que traducen fuerzas generadas por masas de hasta 1 kg en señales eléctricas microvoltáuticas lineales. Su avanzado diseño estructural con compensación geométrica interna asegura lecturas estables e inmunes a errores por cargas excéntricas, transformándola en el componente ideal para balanzas de joyería, dosificadoras de precisión y sistemas de control de calidad.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 1 kg (Optimizado para baja masa) |
| Sensibilidad de Salida | 1.0 mV/V a 2.0 mV/V ± 0.15 mV/V |
| Error Total Combinado | ± 0.02% F.S. (Linealidad, histéresis y repetibilidad) |
| Balance de Cero Inicial | ± 1.0% F.S. (Desviación base de equilibrio) |
| Resistencia de Entrada | 405 Ω ± 10 Ω (Impedancia del puente en bornes VCC) |
| Resistencia de Salida | 350 Ω ± 3 Ω (Impedancia en bornes de señal) |
| Parámetro Operativo / Físico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Voltaje de Excitación Ideal | 5 V a 10 V DC (Perfecto para HX711 a 5V) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 1.2 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación plástica permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Mínimo desplazamiento de cero) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio de grado aeronáutico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 150 mm x 150 mm (Superficie monoplato sugerida) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Mediciones de Precisión
• Resolución Incremental de Alta Sensibilidad: Al tener un rango nominal ajustado a 1 kg, permite discriminar variaciones de masa extremadamente sutiles (décimas de gramo), superando el rendimiento de celdas de mayor rango (como las de 10 kg o 20 kg) sometidas a cargas pequeñas.
• Compensación Integral de Carga Excéntrica: Su estructura maquinada en forma de paralelogramo absorbe los momentos de torsión angulares. Esto asegura que la medición del peso se mantenga invariable y exacta, sin importar si el objeto se coloca en el centro del platillo o descentrado hacia las esquinas.
• Montaje Estructurado Rígido: Incorpora orificios roscados estándar de métrica M4/M5 para anclajes mecánicos limpios sobre bases sólidas, facilitando la adición de pernos de tope físico para prevenir roturas por sobrecargas accidentales o impactos bruscos.
La celda WSS-1KG dispone de un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para la alimentación y captura diferencial de la señal resistiva.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: El código estándar de colores para los 4 hilos de la celda WSS-1KG es el siguiente: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos de forma ordenada a las borneras del módulo HX711 marcadas como **E+, E-, A+ y A-** respectivamente. Para el montaje mecánico, fije la base de la celda (el extremo donde nace el cable de salida) a un chasis inferior firme usando pernos M5. El platillo superior donde se colocará el peso debe atornillarse en el extremo libre flotante usando pernos M4. Asegúrese de respetar la flecha indicadora de dirección de carga grabada en el aluminio, la cual debe apuntar verticalmente hacia abajo.
🎓 Calibración por Factor de Escala y Proceso de Tara por Software
Para procesar e interpretar de forma correcta las señales ruidosas de milivoltios provenientes de la celda de carga, domine las etapas esenciales del algoritmo de pesaje:
- Aislamiento de la Señal Diferencial: Al aplicar un peso de 1 kg con una excitación de 5V, la variación total de voltaje entregada por la celda entre las líneas Verde y Blanca es de apenas unos pocos milivoltios ($$1.0\text{ a }2.0\text{ m V/V} \times 5\text{V}$$). Debido a que esta señal es minúscula y propensa al ruido electromagnético de alta frecuencia, el chip HX711 se encarga de amplificarla y digitalizarla antes de transmitirla al microcontrolador.
- Ajuste del Factor de Calibración: Cada celda de carga posee una elasticidad microscópica única debido a las tolerancias de fabricación. El software requiere un "Factor de Escala" que traduce los valores numéricos brutos del ADC de 24 bits a unidades de peso reales (gramos). Este valor se calcula experimentalmente dividiendo la lectura cruda del ADC entre una masa patrón conocida colocada en la balanza.
- Función de Tara Automática: El proceso de tarado consiste en leer el valor digital bruto entregado por el conjunto de la estructura (peso del platillo de aluminio, pernos y soportes) en condiciones de reposo absoluto y almacenar dicho número en una variable de memoria estática. En cada ciclo posterior de ejecución, este valor de desplazamiento ("offset") se resta de la lectura actual para asegurar que la escala comience estrictamente en **0.0g**.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-1KG con HX711
// Requiere la librería "HX711 Arduino Library" de Bogdan Necula instalada en el IDE
#include <Arduino.h>
#include "HX711.h"
// Definición de pines digitales para la interfaz de comunicación serial sincrónica con el HX711
const int PIN_HX711_DOUT = 2;
const int PIN_HX711_SCK = 3;
HX711 balanza;
// Factor de calibración preliminar obtenido de forma experimental.
// Ajuste este número para calibrar su balanza: si el peso mostrado es menor al real, reduzca el factor.
float factorCalibracion = 238500.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Pesaje de Alta Precision Celda WSS-1KG ---");
Serial.println("Inicializando convertidor ADC de 24 bits HX711...");
// Inicializa el objeto hardware de la balanza
balanza.begin(PIN_HX711_DOUT, PIN_HX711_SCK);
// Verifica de manera defensiva si el chip amplificador responde correctamente en los pines asignados
if (!balanza.is_ready()) {
Serial.println("❌ [ ERROR ]: No se detectó el módulo HX711. Revise los hilos DOUT y SCK.");
while (1); // Bloqueo preventivo de ejecución
}
Serial.println("✅ [ ÉXITO ]: Convertidor HX711 inicializado correctamente.");
// Realiza el proceso de Tara automático: toma lecturas de reposo para fijar el punto cero de referencia
Serial.println("⚙️ Eliminando peso muerto del platillo (Tarando en progreso)... No coloque pesos.");
balanza.set_scale();
delay(2000);
balanza.tare(); // Pone la escala a cero considerando el peso de la estructura mecánica actual
// Aplica el factor de conversión estático a la librería (Ajustado para devolver gramos)
balanza.set_scale(factorCalibracion);
Serial.println("🏁 Sistema listo para pesar objetos. Rango útil máximo: 1 Kilogramo (1000g).");
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
}
void loop() {
// Comprueba si el HX711 tiene datos listos para transferir por el bus serie
if (balanza.is_ready()) {
// Lee el promedio ponderado de 15 muestras consecutivas para estabilizar las décimas de gramo
// Al pasar este valor por el factor de escala, la función devuelve el resultado directamente en gramos
float pesoGramos = balanza.get_units(15);
// Filtro para evitar fluctuaciones negativas insignificantes en el punto cero debidas a corrientes de aire
if (pesoGramos < 0.05 && pesoGramos > -0.05) {
pesoGramos = 0.00;
}
// Despliegue de los datos analizados a través del puerto serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoGramos, 2); // Imprime con resolución de 2 decimales (Precisión de centésimas de gramo)
Serial.print(" g | Custodia: ");
Serial.print(pesoGramos / 1000.0, 4); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas en baja capacidad
if (pesoGramos > 1050.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 900.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 1 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta estable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(300); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Cuál es la ventaja de utilizar una celda WSS-1KG frente a una de 10 kg si voy a pesar objetos de pocos gramos?
Es una cuestión de resolución y rango dinámico del sensor. Las celdas de carga entregan una salida analógica proporcional a su capacidad máxima. Una celda de 10 kg distribuye sus milivoltios de salida a lo largo de 10,000 gramos, haciendo que los cambios de un solo gramo generen señales extremadamente pequeñas y propensas al ruido. La WSS-1KG concentra toda su sensibilidad en un rango estrecho de solo 1000 gramos, lo que permite al convertidor ADC (como el HX711) capturar señales eléctricas mucho más grandes por cada gramo de variación, ofreciendo una estabilidad y precisión muy superior en pesajes pequeños.
2. ¿Qué es el error por carga descentrada (Corner-load error) y cómo afecta a esta celda de precisión?
El error por carga descentrada ocurre cuando un objeto se coloca fuera del centro del platillo de la balanza, induciendo fuerzas de torsión laterales. La WSS-1KG está clasificada como una celda de tipo **Single Point**, lo que significa que posee un mecanizado interno avanzado en forma de paralelogramo. Esta geometría absorbe mecánicamente los momentos flectores y torsionales externos, aislando exclusivamente el vector de fuerza vertical puro hacia las galgas. Esto garantiza que la lectura sea idéntica y precisa sin importar en qué parte del platillo se posicione la muestra.
3. ¿Qué cuidados mecánicos especiales requiere la WSS-1KG debido a su baja capacidad nominal?
Al ser un sensor optimizado para cargas ligeras (hasta 1 kg), su estructura de aluminio es físicamente mucho más delgada y elástica que la de celdas mayores. Esto la vuelve altamente vulnerable a golpes, caídas o presiones accidentales con la mano (las cuales superan fácilmente los 2 kg o 3 kg de fuerza). Es una práctica de ingeniería fundamental instalar un perno de tope mecánico limitador justo debajo del extremo flotante de la celda, regulado de manera que detenga físicamente el recorrido de deformación cuando la carga alcance los 1.1 kg, protegiendo al metal de una deformación plástica irreversible.
4. ¿Por qué la balanza experimenta variaciones o derivas en las lecturas si no hay ningún objeto sobre el plato?
Este comportamiento se conoce como deriva térmica ("thermal drift") o ruido ambiental. En celdas de alta sensibilidad como la WSS-1KG, factores como corrientes de aire en la habitación, vibraciones en la mesa de trabajo o cambios microscópicos de temperatura (que expanden o contraen el aluminio) alteran la resistencia del puente de Wheatstone. Para mitigar esto, se recomienda utilizar un platillo liviano, resguardar la balanza con una cubierta acrílica si se buscan precisiones miligránticas y dar un tiempo de calentamiento previo de unos minutos al circuito electrónico antes de realizar las mediciones.