Tổng quan HX771 Loadcell

HX711 là IC ADC 24-bit chuyên dụng cho loadcell. Nó thường đi kèm board HX711 có 6 pin ra (GND, DT, SCK, VCC, E+, E-, A+, A-, B+, B-)
Cảm biến này không cần lập trình tương tác với thanh ghi như I2C/SPI mà chỉ cần điều khiển thông qua GPIO pin theo giao thức nối tiếp (Serial Interface)
Đầu vào là bộ mupltiplexer có thể chọn 1 trong 2 kênh vi sai A/B để đưa vào bộ khuếch đại có độ nhiễu thấp và hệ số khuếch đại có thể lập trình (Programmable Gain Amplifier - PGA):
- Kênh A có thể được thiết lập gain 128 hoặc 64, tương đương với mức điện áp đầu vào vi sai ±20 mV hoặc ±40 mV khi cấp nguồn 5V cho chân AVDD của bộ nguồn analog.
- Kênh B có giá trị gain cố định là 32
Chân clock rất linh hoạt - có thể dùng xung clock ngoài, tinh thể, hoặc sử dụng bộ dao động nội không cần linh kiện ngoài được tích hợp sẵn bên trong chip
Bộ mạch Reset nguồn tích hợp giúp việc khởi tạo giao diện kỹ thuật số trở nên đơn giản hơn
Tốc độ lấy mẫu (Sample rate) có thể chọn 10 SPS hoạc 80 SPS
Khả năng loại bỏ nhiễu nguồn 50Hz và 60Hz đồng thời
- Dòng tiêu thụ khi ở trạng thái Normal Operation < 1.5mA
- Khi Power Down < 1uA

Output Data Rate và Format

Pin	Tên khác	Chức năng
VCC	2.6V - 5.5V	Cấp nguồn cho HX711 (thường 3.3V - 5V)
GND	--	Mass chung
DT	D-OUT	Chân xuất dữ liệu (Data-out). MCU đọc dữ liệu từ chân này. `Data out` của cảm biến sẽ là `data in` của MCU
SCK	PD_SCK	Clock để HX711 dịch bit và cũng để chọn gain/channel. Xung này được cấp từ MCU nên sẽ được coi là output từ MCU

Chân PD_SCK và DOUT được dùng để truy xuất dữ liệu, lựa chọn đầu vào, độ lợi (Gain) và điều chỉnh nguồn tiêu thụ

Giải thích thêm về luồng hoạt động:
- Khi dữ liệu chưa sẵn sàng để truy xuất, tín hiệu đầu ra DOUT sẽ ở mức HIGH. Lúc này tín hiệu xung nhịp PD_SCK phải duy trì ở mức LOW.
- Khi DOUT chuyển xuống mức LOW, điều đó cho biết dữ liệu đã sẵn sàng để đọc (có dữ liệu mới) -> MCU nhìn thấy LOW -> Bắt đầu đọc 24-bit dữ liệu
- MCU sau đó sẽ phát ra 24 xung clock vào chân PD_SCK để dịch 24-bit dữ liệu đã có từ DOUT. Mỗi xung PD_SCK dịch ra 1 bit, bẳt đầu từ bit MSB cho đến khi 24-bit hoàn toàn được dịch ra
- Sau khi 24-bit dữ liệu đã được dịch ra hết, MCU tiếp tục phát ra 1-2 hoặc 3 xung clock dương (xung thứ 25, 26, 27). Tổng số xung (25, 26 hoặc 27) sẽ xác định cấu hình cho lần chuyển đổi (đo lường) tiếp theo
- Xung thứ 25 trở đi tại chân PD_SCK quyết định gain cho lần đo sau và làm chân DOUT trở lại mức HIGH
- Số lượng xung PD_SCK không được ít hơn 25 hoặc nhiều hơn 27 trong 1 chu kỳ chuyển đổi, để tránh lỗi giao tiếp nối tiếp
Việc chọn đầu vào (Channel A/B) và chọn gain được điều khiển bằng số lượng xung PD_SCK ở bảng dưới

Pin	Chức năng
E+	Excitation+: Cấp nguồn dương cho loadccell
E-	Excitation-: Cấp nguồn âm cho loadcell
A+ (dây trắng)	Tín hiệu + tại Channel A
A- (dây xanh)	Tín hiệu - tại Channel A
B+	Tín hiệu + tại Channel B (ít độ phân giải hơn)
B-	Tín hiệu - tại Channel B

Lưu ý:
- Kênh A: full 24-bit, có gain 64-128
- Kênh B: chỉ gian 32, dùng ít hơn, độ nhạy thấp hơn