WSS-5KG Celda de Carga 5 Kilos, Sensor de Peso
[WSS-5KG] WSS-5KG Celda de Carga 5 Kilos, Sensor de Peso
Referencia Interna:
WSS-5KG
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-5KG
Sensor de peso de media precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales comerciales y de mostrador.
La WSS-5KG es una celda de carga de punto único (monoplato) de capacidad intermedia, fabricada a partir de un bloque sólido de aleación de aluminio de alta tenacidad con una capa de anodizado industrial contra la oxidación. Diseñada para un rendimiento lineal óptimo, cuenta con un puente de Wheatstone integrado mediante galgas extensiométricas de gran estabilidad que traducen la flexión mecánica de cargas de hasta 5 kg en una señal de tensión diferencial analógica precisa. Su arquitectura física incluye una calibración integrada para errores por carga descentrada, lo que garantiza mediciones idénticas e independientes de la posición del objeto sobre el plato, siendo ideal para balanzas comerciales de mesa, sistemas de control de porciones y dosificadoras automatizadas.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 5 kg (Ideal para balanzas comerciales medianas) |
| 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 eléctrico) |
| 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 diferencial) |
| 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 6 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo inminente de deformación permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Mínimo desplazamiento por temperatura) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado de grado mecánico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 250 mm x 250 mm (Superficie monoplato recomendada) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Básculas Comerciales
• Excelente Estabilidad Operativa: Al balancear perfectamente la robustez mecánica con la elasticidad del aluminio, permite construir balanzas con una excelente resolución en gramos sin sacrificar la resistencia estructural ante sobrecargas moderadas.
• Compensación de Esquinas (Single Point): Su ranura geométrica central en forma de paralelogramo absorbe los vectores de fuerza angular excéntricos, garantizando lecturas idénticas tanto en el centro como en los bordes del platillo.
• Integración Directa y Rápida: Se conecta de forma directa a convertidores analógico-digitales como el HX711 de 24 bits, haciendo que la transmisión de datos a sistemas basados en Arduino o microcontroladores similares sea sumamente limpia.
La celda WSS-5KG está provista de un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para la alimentación del puente resistivo y la captura de la señal diferencial.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: El código estándar de colores para los hilos de la celda WSS-5KG es: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos directamente a los terminales **E+, E-, A+ y A-** del módulo amplificador HX711. Al realizar el ensamble mecánico, fije rígidamente el extremo posterior de la celda (donde sale el cable protegido) a la base de soporte inferior mediante pernos M5. El extremo móvil delantero debe atornillarse firmemente al plato receptor de peso usando pernos M4. Asegúrese de orientar el cuerpo de aluminio siguiendo la dirección de la flecha grabada de fábrica, la cual debe apuntar verticalmente hacia abajo.
🎓 Calibración del Factor de Escala y Proceso de Tara Automática
Para capturar de forma precisa y procesar por firmware las señales analógicas diferenciales provenientes de la WSS-5KG, domine los siguientes conceptos clave:
- Voltaje de Salida del Puente: Al aplicar la carga máxima de 5 kg alimentando el puente con 5V, la variación total de voltaje en las líneas de señal es de solo unos milivoltios ($$1.0\text{ a }2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). Como esta señal eléctrica analógica es extremadamente pequeña y sensible al ruido electromagnético ambiental, requiere el acondicionamiento y ganancia del chip especializado HX711 antes de ser procesada.
- Deducción del Factor de Escala: Debido a las tolerancias micro-mecánicas en el fresado de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía levemente entre celdas. El software requiere un valor divisor escalar ("Calibration Factor") para traducir los bits brutos del ADC de 24 bits a unidades de masa del sistema internacional (gramos), deducido empíricamente mediante una pesa patrón certificada.
- Rutina de Compensación (Tara): Durante el inicio del programa, se ejecuta una función de tarado para capturar el valor numérico en bruto producido exclusivamente por el peso muerto de la báscula (platillo y tornillería). Este valor se guarda en la memoria estática de trabajo y se resta automáticamente en cada ciclo para garantizar que la balanza comience estrictamente en **0.0g**.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-5KG 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 divisor.
float factorCalibracion = 234500.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Monitoreo de Peso Celda WSS-5KG ---");
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: 5 Kilogramos (5000g).");
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 < 0.2 && pesoGramos > -0.2) {
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, 3); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas
if (pesoGramos > 5100.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 4500.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 5 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta estable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Por qué es ventajoso el diseño de punto único (Single Point) en la celda WSS-5KG?
En sistemas de pesaje básicos, mover un objeto fuera del centro del plato genera fuerzas torsionales que alteran la lectura del sensor. La WSS-5KG incorpora un diseño estructural monoplato de paralelogramo mecanizado por CNC. Esta geometría absorbe y cancela internamente de manera mecánica los momentos flectores laterales, aislando exclusivamente el vector de fuerza vertical puro hacia las galgas. Gracias a esto, la balanza mantiene una precisión constante e idéntica sin importar en qué punto del plato se coloque la carga.
2. ¿Cómo se determina el factor de escala de forma exacta durante la calibración?
Debido a sutiles diferencias metalúrgicas en la producción de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía de un sensor a otro. Para calibrar la celda, primero se inicia el programa con un factor de uno (`set_scale(1.0)`) y en vacío se ejecuta la tara (`tare()`). Luego, se coloca un objeto de peso certificado exacto (por ejemplo, una pesa patrón de 2.000 kg) y se toma nota del valor bruto reportado por el ADC en el monitor serie. Al dividir esa lectura cruda entre el peso real del objeto ($$469000 / 2.0\text{ kg} = 234500$$), se obtiene la constante exacta que se grabará en el firmware definitivo.
3. ¿Qué le sucede físicamente al sensor si se aplica un peso superior a los 5 kg?
La WSS-5KG tolera una sobrecarga de seguridad de hasta el **120% de su capacidad nominal (6 kg)**, rango en el cual el bloque experimenta una deformación elástica temporal y recupera su forma geométrica original una vez retirada la carga. Sin embargo, si se supera el límite crítico del **150% (7.5 kg)** o recibe un impacto brusco, el aluminio sufre una deformación plástica permanente. Las galgas extensiométricas internas se estiran de forma irreversible, lo que rompe de manera definitiva el equilibrio eléctrico del puente de Wheatstone y provoca lecturas saturadas fijas o desvíos imposibles de corregir por software.
4. ¿Cómo influyen los cambios de temperatura en la precisión de la celda y cómo se mitigan?
Los cambios de temperatura en el entorno provocan expansiones y contracciones microscópicas en el cuerpo de aluminio, alterando la resistencia base de las galgas del puente. Aunque el sensor cuenta con un circuito interno de compensación térmica pasiva diseñado para operar entre -10°C y +40°C, para aplicaciones de alta precisión se aconseja proteger físicamente la estructura de corrientes de aire directas (como ventiladores o sistemas de aire acondicionado), mantenerla alejada de fuentes de calor radiante (como motores u hornos) y otorgar un periodo de estabilización eléctrica de 2 a 3 minutos antes de iniciar pesajes críticos.
Celda de Carga Tipo Monoplato WSS-5KG
Sensor de peso de media precisión de aluminio anodizado con puente de Wheatstone para balanzas comerciales comerciales y de mostrador.
La WSS-5KG es una celda de carga de punto único (monoplato) de capacidad intermedia, fabricada a partir de un bloque sólido de aleación de aluminio de alta tenacidad con una capa de anodizado industrial contra la oxidación. Diseñada para un rendimiento lineal óptimo, cuenta con un puente de Wheatstone integrado mediante galgas extensiométricas de gran estabilidad que traducen la flexión mecánica de cargas de hasta 5 kg en una señal de tensión diferencial analógica precisa. Su arquitectura física incluye una calibración integrada para errores por carga descentrada, lo que garantiza mediciones idénticas e independientes de la posición del objeto sobre el plato, siendo ideal para balanzas comerciales de mesa, sistemas de control de porciones y dosificadoras automatizadas.
Especificaciones Técnicas
| Parámetro Electromecánico | Rango / Valor Oficial |
|---|---|
| Capacidad Máxima Nominal | 5 kg (Ideal para balanzas comerciales medianas) |
| 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 eléctrico) |
| 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 diferencial) |
| 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 6 kg sin daño elástico) |
| Sobrecarga Límite Crítica | 150% F.S. (Riesgo inminente de deformación permanente) |
| Compensación Térmica | -10°C a +40°C (Mínimo desplazamiento por temperatura) |
| Material de Construcción | Aleación de Aluminio Anodizado de grado mecánico |
| Tamaño Máximo de Platillo | 250 mm x 250 mm (Superficie monoplato recomendada) |
Compatibilidad y Ventajas con HX711 en Básculas Comerciales
• Excelente Estabilidad Operativa: Al balancear perfectamente la robustez mecánica con la elasticidad del aluminio, permite construir balanzas con una excelente resolución en gramos sin sacrificar la resistencia estructural ante sobrecargas moderadas.
• Compensación de Esquinas (Single Point): Su ranura geométrica central en forma de paralelogramo absorbe los vectores de fuerza angular excéntricos, garantizando lecturas idénticas tanto en el centro como en los bordes del platillo.
• Integración Directa y Rápida: Se conecta de forma directa a convertidores analógico-digitales como el HX711 de 24 bits, haciendo que la transmisión de datos a sistemas basados en Arduino o microcontroladores similares sea sumamente limpia.
La celda WSS-5KG está provista de un cable blindado flexible de 4 hilos conductores para la alimentación del puente resistivo y la captura de la señal diferencial.
Galería Dinámica de Conexiones de Hardware
Guía Esencial de Conexión y Montaje Mecánico: El código estándar de colores para los hilos de la celda WSS-5KG es: **Rojo (VCC / Excitación +)**, **Negro (GND / Excitación -)**, **Verde (Señal + / Salida +)** y **Blanco (Señal - / Salida -)**. Conéctelos directamente a los terminales **E+, E-, A+ y A-** del módulo amplificador HX711. Al realizar el ensamble mecánico, fije rígidamente el extremo posterior de la celda (donde sale el cable protegido) a la base de soporte inferior mediante pernos M5. El extremo móvil delantero debe atornillarse firmemente al plato receptor de peso usando pernos M4. Asegúrese de orientar el cuerpo de aluminio siguiendo la dirección de la flecha grabada de fábrica, la cual debe apuntar verticalmente hacia abajo.
🎓 Calibración del Factor de Escala y Proceso de Tara Automática
Para capturar de forma precisa y procesar por firmware las señales analógicas diferenciales provenientes de la WSS-5KG, domine los siguientes conceptos clave:
- Voltaje de Salida del Puente: Al aplicar la carga máxima de 5 kg alimentando el puente con 5V, la variación total de voltaje en las líneas de señal es de solo unos milivoltios ($$1.0\text{ a }2.0\text{ mV/V} \times 5\text{V}$$). Como esta señal eléctrica analógica es extremadamente pequeña y sensible al ruido electromagnético ambiental, requiere el acondicionamiento y ganancia del chip especializado HX711 antes de ser procesada.
- Deducción del Factor de Escala: Debido a las tolerancias micro-mecánicas en el fresado de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía levemente entre celdas. El software requiere un valor divisor escalar ("Calibration Factor") para traducir los bits brutos del ADC de 24 bits a unidades de masa del sistema internacional (gramos), deducido empíricamente mediante una pesa patrón certificada.
- Rutina de Compensación (Tara): Durante el inicio del programa, se ejecuta una función de tarado para capturar el valor numérico en bruto producido exclusivamente por el peso muerto de la báscula (platillo y tornillería). Este valor se guarda en la memoria estática de trabajo y se resta automáticamente en cada ciclo para garantizar que la balanza comience estrictamente en **0.0g**.
// Código Completo para la Calibración y Lectura de la Celda WSS-5KG 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 divisor.
float factorCalibracion = 234500.0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println("--- Sistema de Monitoreo de Peso Celda WSS-5KG ---");
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: 5 Kilogramos (5000g).");
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 < 0.2 && pesoGramos > -0.2) {
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, 3); // Conversión secundaria visual a kilogramos
Serial.println(" kg");
// Lógica condicional de protección contra sobrecargas destructivas
if (pesoGramos > 5100.0) {
Serial.println(" 🚨 [ ALERTA CRÍTICA ]: CAPACIDAD EXCEDIDA. Retire el peso inmediatamente para evitar daños mecánicos permanentes.");
} else if (pesoGramos > 4500.0) {
Serial.println(" ⚠️ [ AVISO ]: Carga próxima al límite nominal de 5 kg.");
}
} else {
Serial.println("⏳ Esperando respuesta estable del hardware HX711...");
}
Serial.println("---------------------------------------------------------------------");
delay(250); // Retardo optimizado para balancear la tasa de actualización visual y la estabilidad mecánica
}
1. ¿Por qué es ventajoso el diseño de punto único (Single Point) en la celda WSS-5KG?
En sistemas de pesaje básicos, mover un objeto fuera del centro del plato genera fuerzas torsionales que alteran la lectura del sensor. La WSS-5KG incorpora un diseño estructural monoplato de paralelogramo mecanizado por CNC. Esta geometría absorbe y cancela internamente de manera mecánica los momentos flectores laterales, aislando exclusivamente el vector de fuerza vertical puro hacia las galgas. Gracias a esto, la balanza mantiene una precisión constante e idéntica sin importar en qué punto del plato se coloque la carga.
2. ¿Cómo se determina el factor de escala de forma exacta durante la calibración?
Debido a sutiles diferencias metalúrgicas en la producción de cada bloque de aluminio, la constante de elasticidad varía de un sensor a otro. Para calibrar la celda, primero se inicia el programa con un factor de uno (`set_scale(1.0)`) y en vacío se ejecuta la tara (`tare()`). Luego, se coloca un objeto de peso certificado exacto (por ejemplo, una pesa patrón de 2.000 kg) y se toma nota del valor bruto reportado por el ADC en el monitor serie. Al dividir esa lectura cruda entre el peso real del objeto ($$469000 / 2.0\text{ kg} = 234500$$), se obtiene la constante exacta que se grabará en el firmware definitivo.
3. ¿Qué le sucede físicamente al sensor si se aplica un peso superior a los 5 kg?
La WSS-5KG tolera una sobrecarga de seguridad de hasta el **120% de su capacidad nominal (6 kg)**, rango en el cual el bloque experimenta una deformación elástica temporal y recupera su forma geométrica original una vez retirada la carga. Sin embargo, si se supera el límite crítico del **150% (7.5 kg)** o recibe un impacto brusco, el aluminio sufre una deformación plástica permanente. Las galgas extensiométricas internas se estiran de forma irreversible, lo que rompe de manera definitiva el equilibrio eléctrico del puente de Wheatstone y provoca lecturas saturadas fijas o desvíos imposibles de corregir por software.
4. ¿Cómo influyen los cambios de temperatura en la precisión de la celda y cómo se mitigan?
Los cambios de temperatura en el entorno provocan expansiones y contracciones microscópicas en el cuerpo de aluminio, alterando la resistencia base de las galgas del puente. Aunque el sensor cuenta con un circuito interno de compensación térmica pasiva diseñado para operar entre -10°C y +40°C, para aplicaciones de alta precisión se aconseja proteger físicamente la estructura de corrientes de aire directas (como ventiladores o sistemas de aire acondicionado), mantenerla alejada de fuentes de calor radiante (como motores u hornos) y otorgar un periodo de estabilización eléctrica de 2 a 3 minutos antes de iniciar pesajes críticos.