WSS-2KG Celda de Carga 2 Kilos, Sensor de Peso
[WSS-2KG] WSS-2KG Celda de Carga 2 Kilos, Sensor de Peso
Referencia Interna:
WSS-2KG
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-2KG
Sensor de peso de precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales de mesa y cocina.
La WSS-2KG es una celda de carga monoplato (punto único) de media-baja capacidad, construida en aleación ligera de aluminio aeroespacial mecanizado y recubierta con una película anodizada protectora. Diseñada para un rendimiento lineal riguroso, emplea un arreglo resistivo de puente de Wheatstone con galgas extensiométricas de alta fidelidad que traducen la flexión mecánica generada por masas de hasta 2 kg en una variación eléctrica diferencial de milivoltios. Su arquitectura geométrica integrada incluye compensación nativa para errores por carga descentrada, garantizando mediciones estables y repetibles sin importar la posición de la muestra sobre el plato portacargas, haciéndola idónea para balanzas comerciales compactas, contadoras y sistemas embebidos de laboratorio.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 2 kg (Optimizada para balanzas de mesa compactas) |
| 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 balanceo) |
| Resistencia de Entrada | 405 Ω ± 10 Ω (Impedancia en terminales de alimentación) |
| Resistencia de Salida | 350 Ω ± 3 Ω (Impedancia en terminales de señal) |
| Parámetro Operativo / Físico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Voltaje de Excitación Ideal | 5 V a 10 V DC (Perfectamente compatible con HX711) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 2.4 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación plástica permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Cero y rango estabilizados por software) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado por proceso electroquímico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 200 mm x 200 mm (Superficie monoplato recomendada) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Sistemas de Control
• Excelente Relación de Resolución en Baja Masa: Al concentrar toda su escala analógica en un rango de hasta 2 kg, ofrece una fidelidad mucho mayor para la discriminación de gramos individuales comparada con celdas de mayor capacidad nominal (como las de 10 kg o 20 kg).
• Diseño Monoplato con Compensación Geométrica: Su cuerpo mecanizado absorbe las flexiones y momentos torsores angulares secundarios. Gracias a esto, no se producen variaciones o derivas en la medición si la carga se sitúa fuera de la posición central del platillo.
• Montaje Limpio y Confiable: Cuenta con orificios roscados estándar de métrica M4 y M5 distribuidos simétricamente en sus extremos para permitir fijaciones mecánicas robustas y la instalación simple de pernos de tope físicos contra sobrepresión.
La celda WSS-2KG cuenta con un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para alimentar el puente resistivo y capturar la señal diferencial.
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-2KG 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 2 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 ($$1.0\text{ a }2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). 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-2KG 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 = 412300.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Pesaje de Precision Celda WSS-2KG ---");
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: 2 Kilogramos (2000g).");
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 12 muestras consecutivas para estabilizar las lecturas
// Al pasar este valor por el factor de escala, la función devuelve el resultado directamente en gramos
float pesoGramos = balanza.get_units(12);
// Filtro para evitar fluctuaciones negativas insignificantes en el punto cero debidas a corrientes de aire
if (pesoGramos < 0.1 && pesoGramos > -0.1) {
pesoGramos = 0.0;
}
// Despliegue de los datos analizados a través del puerto serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoGramos, 1); // Imprime con resolución de 1 decimal (Precisión de décimas de gramo)
Serial.print(" g | Equivalente: ");
Serial.print(pesoGramos / 1000.0, 4); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas
if (pesoGramos > 2050.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 1800.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 2 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta stable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Cuál es la ventaja de una celda WSS-2KG frente a una de mayor capacidad (como 20 kg) si peso porciones pequeñas?
Las celdas de carga entregan su rango de tensión completo de manera proporcional a su capacidad máxima nominal. Si empleas una celda de 20 kg para pesar objetos de 50 gramos, la flexión del aluminio es tan pequeña que la señal eléctrica resultante apenas destaca del ruido de fondo. La WSS-2KG concentra toda su capacidad en solo 2 kg (2000 gramos), lo que significa que cargas pequeñas producen una deformación mecánica significativamente mayor y una señal eléctrica robusta, permitiendo al convertidor HX711 entregar lecturas estables con resoluciones de décimas de gramo.
2. ¿Qué es el error de carga excéntrica (esquinas) y cómo lo corrige esta celda monoplato?
El error por carga descentrada ocurre cuando un objeto se posiciona lejos del centro geométrico del plato, induciendo fuerzas de torsión laterales que falsean la señal. La WSS-2KG está clasificada como una celda de tipo **Single Point (monoplato)**; su bloque metálico cuenta con un mecanizado interno en forma de paralelogramo calibrado por CNC. Esta geometría absorbe los momentos de flexión lateral y aísla de manera limpia el vector de fuerza vertical pura hacia el puente de Wheatstone, asegurando que la lectura de peso sea uniforme e idéntica en cualquier punto del plato.
3. ¿Qué cuidados mecánicos particulares requiere la WSS-2KG dada su capacidad media-baja?
Al estar diseñada para un rango máximo de 2 kg, el núcleo central de aluminio es físicamente más delgado y sensible a tensiones que celdas de mayor rango. Presiones accidentales con la mano al instalar el plato o caídas abruptas de objetos pueden superar fácilmente los 3 kg, deformando permanentemente el aluminio. Se recomienda incorporar pernos de tope mecánico regulables debajo del extremo móvil flotante de la celda, ajustados para hacer contacto físico y frenar el recorrido si la carga supera los 2.2 kg, salvaguardando la integridad de las galgas.
4. ¿Por qué fluctúa el peso leído en el monitor serie de Arduino incluso si el platillo está completamente vacío?
Este fenómeno se debe a la deriva térmica ("thermal drift") y al ruido ambiental. Los transistores del amplificador HX711 y las galgas de la propia celda son altamente sensibles a cambios sutiles de temperatura y corrientes de aire de la habitación, las cuales provocan expansiones microscópicas en el metal. Para mitigar esto, se aconseja instalar la celda en una base firme aislada de vibraciones de motores, alejada de fuentes de calor y proporcionar un tiempo de estabilización eléctrica ("warm-up") de un par de minutos antes de realizar mediciones críticas o calibraciones.
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-2KG
Sensor de peso de precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales de mesa y cocina.
La WSS-2KG es una celda de carga monoplato (punto único) de media-baja capacidad, construida en aleación ligera de aluminio aeroespacial mecanizado y recubierta con una película anodizada protectora. Diseñada para un rendimiento lineal riguroso, emplea un arreglo resistivo de puente de Wheatstone con galgas extensiométricas de alta fidelidad que traducen la flexión mecánica generada por masas de hasta 2 kg en una variación eléctrica diferencial de milivoltios. Su arquitectura geométrica integrada incluye compensación nativa para errores por carga descentrada, garantizando mediciones estables y repetibles sin importar la posición de la muestra sobre el plato portacargas, haciéndola idónea para balanzas comerciales compactas, contadoras y sistemas embebidos de laboratorio.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 2 kg (Optimizada para balanzas de mesa compactas) |
| 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 balanceo) |
| Resistencia de Entrada | 405 Ω ± 10 Ω (Impedancia en terminales de alimentación) |
| Resistencia de Salida | 350 Ω ± 3 Ω (Impedancia en terminales de señal) |
| Parámetro Operativo / Físico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Voltaje de Excitación Ideal | 5 V a 10 V DC (Perfectamente compatible con HX711) |
| Sobrecarga de Seguridad | 120% F.S. (Soporta hasta 2.4 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo de deformación plástica permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Cero y rango estabilizados por software) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado por proceso electroquímico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 200 mm x 200 mm (Superficie monoplato recomendada) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Sistemas de Control
• Excelente Relación de Resolución en Baja Masa: Al concentrar toda su escala analógica en un rango de hasta 2 kg, ofrece una fidelidad mucho mayor para la discriminación de gramos individuales comparada con celdas de mayor capacidad nominal (como las de 10 kg o 20 kg).
• Diseño Monoplato con Compensación Geométrica: Su cuerpo mecanizado absorbe las flexiones y momentos torsores angulares secundarios. Gracias a esto, no se producen variaciones o derivas en la medición si la carga se sitúa fuera de la posición central del platillo.
• Montaje Limpio y Confiable: Cuenta con orificios roscados estándar de métrica M4 y M5 distribuidos simétricamente en sus extremos para permitir fijaciones mecánicas robustas y la instalación simple de pernos de tope físicos contra sobrepresión.
La celda WSS-2KG cuenta con un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para alimentar el puente resistivo y capturar la señal diferencial.
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-2KG 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 2 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 ($$1.0\text{ a }2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). 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-2KG 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 = 412300.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Pesaje de Precision Celda WSS-2KG ---");
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: 2 Kilogramos (2000g).");
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 12 muestras consecutivas para estabilizar las lecturas
// Al pasar este valor por el factor de escala, la función devuelve el resultado directamente en gramos
float pesoGramos = balanza.get_units(12);
// Filtro para evitar fluctuaciones negativas insignificantes en el punto cero debidas a corrientes de aire
if (pesoGramos < 0.1 && pesoGramos > -0.1) {
pesoGramos = 0.0;
}
// Despliegue de los datos analizados a través del puerto serie
Serial.print("[ PESO ]: ");
Serial.print(pesoGramos, 1); // Imprime con resolución de 1 decimal (Precisión de décimas de gramo)
Serial.print(" g | Equivalente: ");
Serial.print(pesoGramos / 1000.0, 4); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas
if (pesoGramos > 2050.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 1800.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 2 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta stable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Cuál es la ventaja de una celda WSS-2KG frente a una de mayor capacidad (como 20 kg) si peso porciones pequeñas?
Las celdas de carga entregan su rango de tensión completo de manera proporcional a su capacidad máxima nominal. Si empleas una celda de 20 kg para pesar objetos de 50 gramos, la flexión del aluminio es tan pequeña que la señal eléctrica resultante apenas destaca del ruido de fondo. La WSS-2KG concentra toda su capacidad en solo 2 kg (2000 gramos), lo que significa que cargas pequeñas producen una deformación mecánica significativamente mayor y una señal eléctrica robusta, permitiendo al convertidor HX711 entregar lecturas estables con resoluciones de décimas de gramo.
2. ¿Qué es el error de carga excéntrica (esquinas) y cómo lo corrige esta celda monoplato?
El error por carga descentrada ocurre cuando un objeto se posiciona lejos del centro geométrico del plato, induciendo fuerzas de torsión laterales que falsean la señal. La WSS-2KG está clasificada como una celda de tipo **Single Point (monoplato)**; su bloque metálico cuenta con un mecanizado interno en forma de paralelogramo calibrado por CNC. Esta geometría absorbe los momentos de flexión lateral y aísla de manera limpia el vector de fuerza vertical pura hacia el puente de Wheatstone, asegurando que la lectura de peso sea uniforme e idéntica en cualquier punto del plato.
3. ¿Qué cuidados mecánicos particulares requiere la WSS-2KG dada su capacidad media-baja?
Al estar diseñada para un rango máximo de 2 kg, el núcleo central de aluminio es físicamente más delgado y sensible a tensiones que celdas de mayor rango. Presiones accidentales con la mano al instalar el plato o caídas abruptas de objetos pueden superar fácilmente los 3 kg, deformando permanentemente el aluminio. Se recomienda incorporar pernos de tope mecánico regulables debajo del extremo móvil flotante de la celda, ajustados para hacer contacto físico y frenar el recorrido si la carga supera los 2.2 kg, salvaguardando la integridad de las galgas.
4. ¿Por qué fluctúa el peso leído en el monitor serie de Arduino incluso si el platillo está completamente vacío?
Este fenómeno se debe a la deriva térmica ("thermal drift") y al ruido ambiental. Los transistores del amplificador HX711 y las galgas de la propia celda son altamente sensibles a cambios sutiles de temperatura y corrientes de aire de la habitación, las cuales provocan expansiones microscópicas en el metal. Para mitigar esto, se aconseja instalar la celda en una base firme aislada de vibraciones de motores, alejada de fuentes de calor y proporcionar un tiempo de estabilización eléctrica ("warm-up") de un par de minutos antes de realizar mediciones críticas o calibraciones.