Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-20KG
Sensor de peso industrial de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales y sistemas de empaque.
La WSS-20KG es una celda de carga de punto único (monoplato) robusta, fabricada en aleación de aluminio de alta resistencia con un acabado anodizado protector. Diseñada para entornos industriales y comerciales exigentes, cuenta con un circuito de puente de Wheatstone acoplado a galgas extensiométricas de alta estabilidad que transforman la deformación mecánica producida por masas de hasta 20 kg en una señal eléctrica diferencial analógica muy lineal. Al incluir una compensación de carga descentrada ajustada con precisión desde fábrica, proporciona lecturas consistentes e independientes de la posición geométrica del objeto en el plato, simplificando el diseño de balanzas comerciales de mostrador y equipos de ensacado automático.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 20 kg (Carga estática / dinámica balanceada) |
| Sensibilidad de Salida | 2.0 mV/V ± 0.15 mV/V (Factor de escala estándar) |
| Error Total Combinado | ± 0.02% F.S. (Full Scale - Histéresis y no linealidad) |
| 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 (Totalmente compatible con HX711) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 24 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Cero y ganancia estabilizados) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado de grado aeronáutico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 250 mm x 350 mm (Superficie monoplato sugerida) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Automatización Industrial
• Inmunidad a Cargas Descentralizadas (Corner-load): Gracias a su geometría interna de paralelogramo cortada por CNC, la celda contrarresta de forma nativa los momentos flectores y fuerzas de torsión. Esto garantiza que el peso medido sea idéntico si la carga se posiciona al centro o en cualquiera de las cuatro esquinas del plato.
• Acople Directo a Módulos HX711: La salida analógica en milivoltios de la WSS-20KG se conecta sin pasos intermedios al módulo convertidor ADC de 24 bits HX711, permitiendo adquirir lecturas sumamente limpias y estables con microcontroladores como Arduino, ESP32 o STM32.
• Estructura Resistente y Fácil Anclaje: Su sólido bloque central incluye orificios roscados métricos M4 y M5, facilitando una fijación rígida sobre chasis metálicos y permitiendo colocar tornillos de tope para evitar sobrecargas destructivas por encima de su capacidad.
La celda WSS-20KG cuenta con un cable blindado de 4 conductores internos para alimentar el puente y recuperar la señal de medición diferencial.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: La distribución típica de hilos para la WSS-20KG sigue el código estándar: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos directamente a los pines **E+, E-, A+ y A-** del módulo HX711. Al realizar el ensamble mecánico, fije rígidamente la base trasera (donde se acopla el cable protector) al chasis de soporte inferior mediante pernos M5. El extremo flotante delantero debe atornillarse al platillo receptor de peso mediante pernos M4. Asegúrese de orientar la celda respetando la flecha grabada en el aluminio, la cual debe apuntar directamente hacia abajo en el sentido de la gravedad.
🎓 Procesamiento Analógico-Digital y Calibración del Puente de Wheatstone
Para implementar básculas estables con la WSS-20KG, es vital asimilar la electrónica del acondicionamiento de señal:
- Voltaje de Salida Diferencial: Cuando se ejerce la capacidad máxima de 20 kg alimentando la celda con una excitación de 5V, la variación total de voltaje en los terminales de señal es de solo **10 mV** ($$2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). Como esta señal eléctrica es sumamente pequeña, requiere un amplificador instrumental especializado de muy bajo ruido como el del chip HX711 para no perder resolución frente al ruido eléctrico ambiental.
- Factor de Calibración Dinámico: Debido a las sutiles tolerancias metalúrgicas en el mecanizado de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía milimétricamente entre celdas. El firmware requiere un divisor escalar ("Calibration Factor") para transformar los bits en bruto procesados por el ADC de 24 bits a unidades del sistema métrico (gramos o kilogramos), deducido matemáticamente mediante una masa patrón de referencia.
- Rutina de Desplazamiento (Tara): Al arrancar la balanza, se ejecuta un proceso de tarado para capturar la lectura digital cruda producida exclusivamente por la carga muerta estructural (peso del propio platillo y la tornillería). Este valor se almacena en una variable de compensación ("offset") y se resta automáticamente en cada ciclo de lectura posterior para garantizar que la pantalla marque estrictamente **0.00 kg** en vacío.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-20KG 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 con el HX711
const int PIN_HX711_DOUT = 2;
const int PIN_HX711_SCK = 3;
HX711 balanza;
// Factor de escala experimental. Ajuste este parámetro durante el proceso de calibración inicial:
// Si el peso impreso es menor que el objeto real, reduzca progresivamente este valor divisor.
float factorCalibracion = 211800.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Monitoreo de Peso Industrial WSS-20KG ---");
Serial.println("Estableciendo enlace digital con el módulo ADC HX711...");
// Inicialización de la interfaz del sensor
balanza.begin(PIN_HX711_DOUT, PIN_HX711_SCK);
// Verificación defensiva de hardware para certificar la conexión del bus serie del integrado
if (!balanza.is_ready()) {
Serial.println("❌ [ ERROR ]: Módulo HX711 no detectado. Verifique las líneas DOUT y SCK.");
while (1); // Bloqueo de seguridad
}
Serial.println("✅ [ ÉXITO ]: Módulo HX711 enlazado correctamente.");
// Ejecución de la rutina de tara automática para establecer el punto de equilibrio cero
Serial.println("⚙️ Estabilizando y suprimiendo peso muerto del platillo... No coloque objetos.");
balanza.set_scale();
delay(2000);
balanza.tare(); // Pone a cero la referencia matemática actual de la escala
// Carga del factor escalar calibrado en la memoria de trabajo de la librería
balanza.set_scale(factorCalibracion);
Serial.println("🏁 Sistema calibrado y listo para pesar. Capacidad máxima nominal: 20 kg.");
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
}
void loop() {
// Monitorea si el ADC tiene un nuevo paquete de datos digitalizado listo
if (balanza.is_ready()) {
// Lee un promedio de 10 conversiones sucesivas para atenuar variaciones por vibración mecánica
// Retorna el valor escalado directamente en Kilogramos
float pesoKg = balanza.get_units(10);
// Filtro defensivo para limpiar fluctuaciones negativas causadas por corrientes de aire
if (pesoKg < 0.002 && pesoKg > -0.010) {
pesoKg = 0.000;
}
// Impresión formateada de las variables procesadas al monitor serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoKg, 3); // Muestra 3 decimales para lograr resolución de gramos
Serial.print(" kg | (");
Serial.print(pesoKg * 1000.0, 1); // Despliegue visual secundario expresado en gramos
Serial.println(" g)");
// Lógica condicional de seguridad para prevención de daños mecánicos estructurales
if (pesoKg > 20.400) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA ]: SOBRECARGA CRÍTICA DETECTADA. Retire la masa para proteger la celda.");
} else if (pesoKg > 18.000) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga de trabajo cercana al límite nominal de 20 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Pausa de estabilidad mecánica entre ciclos de refresco de pantalla
}
1. ¿Qué ventajas ofrece el diseño mecánico de punto único (Single Point) en esta celda?
En sistemas de pesaje convencionales basados en galgas simples, la lectura varía significativamente si el objeto se desplaza del centro, debido a los momentos de torsión. La WSS-20KG incluye un diseño estructural de paralelogramo cortado minuciosamente en su bloque de aluminio. Este diseño absorbe y compensa internamente los vectores de fuerza angular excéntricos, permitiendo que el sensor mida exclusivamente la fuerza vertical pura. Gracias a esto, la balanza mantiene una precisión milimétrica uniforme sin importar en qué punto del platillo se coloque el producto.
2. ¿Por qué es estrictamente necesario calibrar la celda y cómo se calcula el factor de escala exacto?
Aunque las celdas compartan un mismo modelo, el proceso de fresado del aluminio y la adhesión de las galgas introducen variaciones microscópicas de elasticidad. Para calibrarla, primero se corre el programa con un factor inicial de uno (`set_scale(1.0)`) y el plato vacío para ejecutar `tare()`. Luego, se posiciona una masa patrón de peso certificado exacto (por ejemplo, una pesa de 5.000 kg) y se anota la lectura en bruto arrojada por el monitor serie (supongamos 1059000). Dividiendo esa lectura bruta entre el peso real de la pesa ($$1059000 / 5.0\text{ kg} = 211800$$), se obtiene el factor preciso que se introduce de forma definitiva en el código.
3. ¿Qué ocurre físicamente si la celda sufre un impacto o un peso que exceda los 20 kg?
La WSS-20KG tolera una sobrecarga de seguridad de hasta el **120% de su capacidad (24 kg)**, rango en el cual el aluminio experimenta una deformación elástica temporal y regresa a su forma original al retirar el peso. No obstante, si se supera el límite crítico del **150% (30 kg)** o la balanza recibe un golpe seco, el metal entra en una zona de deformación plástica permanente. Las galgas extensiométricas se estiran de forma irreversible, rompiendo el equilibrio eléctrico del puente de Wheatstone, lo que provoca desvíos masivos imposibles de corregir mediante software o lecturas saturadas fijas.
4. ¿Cómo afecta la temperatura a la precisión de la WSS-20KG y cómo se puede mitigar?
Los cambios de temperatura provocan que el aluminio del cuerpo del sensor se contraiga o expanda microscópicamente, alterando el valor resistivo base de las galgas. Aunque la celda integra un circuito de compensación térmica pasiva para trabajar entre -10°C y +40°C, en entornos industriales de alta precisión se aconseja alejar la estructura de corrientes de aire directas (como aire acondicionado o ventiladores), resguardar la báscula de fuentes de calor radiante (motores, hornos) y dar un tiempo de encendido de 2 a 3 minutos para estabilizar térmicamente los componentes antes de efectuar mediciones definitivas.
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-20KG
Sensor de peso industrial de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales y sistemas de empaque.
La WSS-20KG es una celda de carga de punto único (monoplato) robusta, fabricada en aleación de aluminio de alta resistencia con un acabado anodizado protector. Diseñada para entornos industriales y comerciales exigentes, cuenta con un circuito de puente de Wheatstone acoplado a galgas extensiométricas de alta estabilidad que transforman la deformación mecánica producida por masas de hasta 20 kg en una señal eléctrica diferencial analógica muy lineal. Al incluir una compensación de carga descentrada ajustada con precisión desde fábrica, proporciona lecturas consistentes e independientes de la posición geométrica del objeto en el plato, simplificando el diseño de balanzas comerciales de mostrador y equipos de ensacado automático.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 20 kg (Carga estática / dinámica balanceada) |
| Sensibilidad de Salida | 2.0 mV/V ± 0.15 mV/V (Factor de escala estándar) |
| Error Total Combinado | ± 0.02% F.S. (Full Scale - Histéresis y no linealidad) |
| 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 (Totalmente compatible con HX711) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 24 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Cero y ganancia estabilizados) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado de grado aeronáutico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 250 mm x 350 mm (Superficie monoplato sugerida) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Automatización Industrial
• Inmunidad a Cargas Descentralizadas (Corner-load): Gracias a su geometría interna de paralelogramo cortada por CNC, la celda contrarresta de forma nativa los momentos flectores y fuerzas de torsión. Esto garantiza que el peso medido sea idéntico si la carga se posiciona al centro o en cualquiera de las cuatro esquinas del plato.
• Acople Directo a Módulos HX711: La salida analógica en milivoltios de la WSS-20KG se conecta sin pasos intermedios al módulo convertidor ADC de 24 bits HX711, permitiendo adquirir lecturas sumamente limpias y estables con microcontroladores como Arduino, ESP32 o STM32.
• Estructura Resistente y Fácil Anclaje: Su sólido bloque central incluye orificios roscados métricos M4 y M5, facilitando una fijación rígida sobre chasis metálicos y permitiendo colocar tornillos de tope para evitar sobrecargas destructivas por encima de su capacidad.
La celda WSS-20KG cuenta con un cable blindado de 4 conductores internos para alimentar el puente y recuperar la señal de medición diferencial.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: La distribución típica de hilos para la WSS-20KG sigue el código estándar: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos directamente a los pines **E+, E-, A+ y A-** del módulo HX711. Al realizar el ensamble mecánico, fije rígidamente la base trasera (donde se acopla el cable protector) al chasis de soporte inferior mediante pernos M5. El extremo flotante delantero debe atornillarse al platillo receptor de peso mediante pernos M4. Asegúrese de orientar la celda respetando la flecha grabada en el aluminio, la cual debe apuntar directamente hacia abajo en el sentido de la gravedad.
🎓 Procesamiento Analógico-Digital y Calibración del Puente de Wheatstone
Para implementar básculas estables con la WSS-20KG, es vital asimilar la electrónica del acondicionamiento de señal:
- Voltaje de Salida Diferencial: Cuando se ejerce la capacidad máxima de 20 kg alimentando la celda con una excitación de 5V, la variación total de voltaje en los terminales de señal es de solo **10 mV** ($$2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). Como esta señal eléctrica es sumamente pequeña, requiere un amplificador instrumental especializado de muy bajo ruido como el del chip HX711 para no perder resolución frente al ruido eléctrico ambiental.
- Factor de Calibración Dinámico: Debido a las sutiles tolerancias metalúrgicas en el mecanizado de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía milimétricamente entre celdas. El firmware requiere un divisor escalar ("Calibration Factor") para transformar los bits en bruto procesados por el ADC de 24 bits a unidades del sistema métrico (gramos o kilogramos), deducido matemáticamente mediante una masa patrón de referencia.
- Rutina de Desplazamiento (Tara): Al arrancar la balanza, se ejecuta un proceso de tarado para capturar la lectura digital cruda producida exclusivamente por la carga muerta estructural (peso del propio platillo y la tornillería). Este valor se almacena en una variable de compensación ("offset") y se resta automáticamente en cada ciclo de lectura posterior para garantizar que la pantalla marque estrictamente **0.00 kg** en vacío.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-20KG 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 con el HX711
const int PIN_HX711_DOUT = 2;
const int PIN_HX711_SCK = 3;
HX711 balanza;
// Factor de escala experimental. Ajuste este parámetro durante el proceso de calibración inicial:
// Si el peso impreso es menor que el objeto real, reduzca progresivamente este valor divisor.
float factorCalibracion = 211800.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Monitoreo de Peso Industrial WSS-20KG ---");
Serial.println("Estableciendo enlace digital con el módulo ADC HX711...");
// Inicialización de la interfaz del sensor
balanza.begin(PIN_HX711_DOUT, PIN_HX711_SCK);
// Verificación defensiva de hardware para certificar la conexión del bus serie del integrado
if (!balanza.is_ready()) {
Serial.println("❌ [ ERROR ]: Módulo HX711 no detectado. Verifique las líneas DOUT y SCK.");
while (1); // Bloqueo de seguridad
}
Serial.println("✅ [ ÉXITO ]: Módulo HX711 enlazado correctamente.");
// Ejecución de la rutina de tara automática para establecer el punto de equilibrio cero
Serial.println("⚙️ Estabilizando y suprimiendo peso muerto del platillo... No coloque objetos.");
balanza.set_scale();
delay(2000);
balanza.tare(); // Pone a cero la referencia matemática actual de la escala
// Carga del factor escalar calibrado en la memoria de trabajo de la librería
balanza.set_scale(factorCalibracion);
Serial.println("🏁 Sistema calibrado y listo para pesar. Capacidad máxima nominal: 20 kg.");
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
}
void loop() {
// Monitorea si el ADC tiene un nuevo paquete de datos digitalizado listo
if (balanza.is_ready()) {
// Lee un promedio de 10 conversiones sucesivas para atenuar variaciones por vibración mecánica
// Retorna el valor escalado directamente en Kilogramos
float pesoKg = balanza.get_units(10);
// Filtro defensivo para limpiar fluctuaciones negativas causadas por corrientes de aire
if (pesoKg < 0.002 && pesoKg > -0.010) {
pesoKg = 0.000;
}
// Impresión formateada de las variables procesadas al monitor serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoKg, 3); // Muestra 3 decimales para lograr resolución de gramos
Serial.print(" kg | (");
Serial.print(pesoKg * 1000.0, 1); // Despliegue visual secundario expresado en gramos
Serial.println(" g)");
// Lógica condicional de seguridad para prevención de daños mecánicos estructurales
if (pesoKg > 20.400) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA ]: SOBRECARGA CRÍTICA DETECTADA. Retire la masa para proteger la celda.");
} else if (pesoKg > 18.000) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga de trabajo cercana al límite nominal de 20 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Pausa de estabilidad mecánica entre ciclos de refresco de pantalla
}
1. ¿Qué ventajas ofrece el diseño mecánico de punto único (Single Point) en esta celda?
En sistemas de pesaje convencionales basados en galgas simples, la lectura varía significativamente si el objeto se desplaza del centro, debido a los momentos de torsión. La WSS-20KG incluye un diseño estructural de paralelogramo cortado minuciosamente en su bloque de aluminio. Este diseño absorbe y compensa internamente los vectores de fuerza angular excéntricos, permitiendo que el sensor mida exclusivamente la fuerza vertical pura. Gracias a esto, la balanza mantiene una precisión milimétrica uniforme sin importar en qué punto del platillo se coloque el producto.
2. ¿Por qué es estrictamente necesario calibrar la celda y cómo se calcula el factor de escala exacto?
Aunque las celdas compartan un mismo modelo, el proceso de fresado del aluminio y la adhesión de las galgas introducen variaciones microscópicas de elasticidad. Para calibrarla, primero se corre el programa con un factor inicial de uno (`set_scale(1.0)`) y el plato vacío para ejecutar `tare()`. Luego, se posiciona una masa patrón de peso certificado exacto (por ejemplo, una pesa de 5.000 kg) y se anota la lectura en bruto arrojada por el monitor serie (supongamos 1059000). Dividiendo esa lectura bruta entre el peso real de la pesa ($$1059000 / 5.0\text{ kg} = 211800$$), se obtiene el factor preciso que se introduce de forma definitiva en el código.
3. ¿Qué ocurre físicamente si la celda sufre un impacto o un peso que exceda los 20 kg?
La WSS-20KG tolera una sobrecarga de seguridad de hasta el **120% de su capacidad (24 kg)**, rango en el cual el aluminio experimenta una deformación elástica temporal y regresa a su forma original al retirar el peso. No obstante, si se supera el límite crítico del **150% (30 kg)** o la balanza recibe un golpe seco, el metal entra en una zona de deformación plástica permanente. Las galgas extensiométricas se estiran de forma irreversible, rompiendo el equilibrio eléctrico del puente de Wheatstone, lo que provoca desvíos masivos imposibles de corregir mediante software o lecturas saturadas fijas.
4. ¿Cómo afecta la temperatura a la precisión de la WSS-20KG y cómo se puede mitigar?
Los cambios de temperatura provocan que el aluminio del cuerpo del sensor se contraiga o expanda microscópicamente, alterando el valor resistivo base de las galgas. Aunque la celda integra un circuito de compensación térmica pasiva para trabajar entre -10°C y +40°C, en entornos industriales de alta precisión se aconseja alejar la estructura de corrientes de aire directas (como aire acondicionado o ventiladores), resguardar la báscula de fuentes de calor radiante (motores, hornos) y dar un tiempo de encendido de 2 a 3 minutos para estabilizar térmicamente los componentes antes de efectuar mediciones definitivas.