用ESP8266 开发板，制作WiFi物联网智能体重秤

如果你居住的地方已经是夏天，那么可能正是户外健身活动的好时节。跑步、骑行或者慢跑都是非常棒的运动，可以让您保持体形。

如果你希望减肥或者保持当前体重，那么坚持记录体重是至关重要的。例如，使用运动品牌可以让您确认是否处在正轨并且保持积极性。但是非常重要的是坚持记录你的体重变化。通过正确的工具和使用一些电子元件和编程，你就能够制作自己的互联网体重秤！你可以在网上找到来自不同制造商的多款智能体重秤。但是与其购买一个，为什么不通过制造自己的体重秤来减肥呢？

在这个项目中，我使用3D打印，一个FireBeetle ESP8266开发板，IFTTT和Adafruit.IO设计制造了一个智能体重秤。你可以通过这个教程练习多项技能：3D打印和激光切割技能，焊接，电子技术，编程等等。在接下来的步骤里，我将向你展示如何使用3D打印外壳，连接电路，以及编写代码。在完成本教程后，你将能够测量体重并在线记录！

准备工具和材料

硬件清单

• FireBeetle ESP8266开发板
• FireBeetle 24x8 LED矩阵
• HX711模块
• 50kg称重传感器（x4）
• 2 x 15 mm胶合板（30 x 30 cm）
• Micro USB数据线
• 6根插座-插座跳线
• 3D打印机
• 1.75mm PLA
• 烙铁和电线
• 热缩管
• 螺丝刀
• 螺钉
• M2x6mm螺栓
  

我是采用了FireBeetle ESP8266作为主板，一方面它用Arduino IDE编程方便，还配备内置的Wi-Fi模块，该主板带有一个用于3.7V电池的连接器，这对于本项目的组装是非常有用的。此外它还配备一个内置的电池充电器，当连接USB插头时，该充电器可以为电池充电。

体重计的显示部分，我是用了FireBeetle 24x8 LED矩阵，它的显示颜色很多，可以自己选择，我用它显示微控制器的测量值，以及显示一些状态等。

HX711模块：它被用作称重传感器放大器。四个应变式称重传感器被连接到该模块，并通过串行通信与FireBeetle ESP8266控制器进行通信。

50kg称重传感器（x4）：它们被用于测量用户的体重。4个称重传感器可测量的最大重量为200kg。

3D建模

智能体重秤采用Fusion 360 CAD软件设计。模型由3个不同的3D打印零件组成：盖板、机箱和支脚。

机箱为电子元件提供了保护外壳，防止它们受到物理接触影响。电子元件被安装在盖板中（使用螺栓），盖板上配有一个前护罩，其中安装了显示器。
称重传感器被安装在支脚中，这使得传感器能够与基座连接。

3D打印

下载所有STL文件我在PLA中打印了全部结构件，使用了两种不同颜色。整个打印工作花费了我大约5个半小时，使用0.2mm分辨率和10%填料率。无需支架。

这是一个实验模型。请注意，该模型是专为FireBeetle ESP8266 设计的。

STL文件下载：DIY_Wi-Fi_Smart_Scale.zip

木工

我们体重秤的基座由两块15mm 30 x 30 cm胶合板制成。

我用一把螺丝刀钻出了一些开孔，用于穿过称重传感器的电线，以及连接3D打印零件。

电子元器件连接

1、将FireBeetle ESP8266 和LED矩阵进行焊接

我将一个插头-插座引脚板焊接到FireBeetle ESP8266模块上

通过这种方式，我可以通过连接插座连接罩在该模块上方的LED矩阵，并通过插头引脚连接HX-711模块（用于传感器）

我还必须在LED矩阵上焊接了一个插头引脚板，以便它可以连接到FireBeetle ESP8266模块。

2、HX711和称重传感器进行焊接

大多数HX711板上没有焊接引脚，我焊接了一个插头引脚板，用于随后连接ESP8266开发板和称重传感器。

焊接称重传感器信号端子称重传感器通常配有三根导线（黑色，白色和红色）。红色导线是信号线，我将其连接到HX711模块。为此，我使用两根插座-插座跳线。我切开跳线一端，并将其焊接到称重传感器红色导线上。随后使用一段热缩管包裹焊接接头，以实现更好的隔离。我还必须焊接称重传感器的白色和黑色导线，但是只有在传感器安装并固定在结构件上之后才能完成。

组装体重秤-Pt1

首先我必须将称重传感器装入3D打印的支脚内，它们被锁定在这个支脚架内，然后通过一些螺钉固定在结构件上。

我使用了4个M2x1.6mm螺钉来将显示器安装到3D打印的盖板上，另外两个螺栓用于连接HX-711模块，ESP8266通过插座引脚板与显示器模块连接，一跟四芯导线将HX-711连接到ESP8266模块，更多细节请参见后续步骤。

盖板组件安装在3D打印机箱内，机箱上还有另外两个矩形孔：一个用于HX-711模块与称重传感器之间的电缆，另一个用于给电路供电和上载代码的USB电缆。

机箱只有在传感器连接完成后（如下个步骤所示）才能够封闭。

组装体重秤 - Pt2


一旦3D打印零件和木板准备就绪，就是时候组装结构件了，按照以下步骤进行：

1.安装称重传感器到第一块木板上。我使用螺钉固定各个称重传感器。

2.每个传感器正上方的木板上已经提前开孔。电缆穿过这些开孔连接到木板的另一侧。

3.按照下一个步骤9中所示的接线图焊接电线。

• Upper left white wire <=> Upper right white wire
• Lower left white wire <=> Lower right white wire
• Upper left black wire <=> Lower left black wire
• Upper right black wire <=> Lower right black wire
  

使用一些热缩管来隔离电线。

4.连接3D打印机箱。将红色导线穿过机箱上的一个开孔，然后连接到HX711模块。

5.在第一块木板上方安装第二块木质面板，使用4个螺钉紧固。

最终装饰

我用油漆刷涂了两块模板，并在机箱上增添了一些细节，以获得更好的装饰效果。你可以选择两种不同颜色，甚至在表面上增加其他材料。

连接电路

每个装置都按照接线原理图连接。

HX711—输入:

• Upper left load cell signal (red wire) => HX711 E- pin
• Lower left load cell signal (red wire) => HX711 A+ pin
• Upper right load cell signal (red wire) => HX711 A- pin
• Lower right load cell signal (red wire) => HX711 E+ pin
  

HX711- 输出 (使用双母头跳线):

• HX711 Vcc pin => ESP8266 3.3V pin
• HX711 GND pin => ESP8266 GND pin
• HX711 SCK pin => ESP8266 GPIO 12 (pin D9)
• HX711 DT pin => ESP8266 GPIO 0 (pin D8)
  

显示模块：

• 连接到FireBeetle（萤火虫）ESP8266顶部。
  
  

当完成所有接线后，封闭机箱，将一根USB电缆插入ESP8266并准备好上载代码。



在Arduino IDE上设置FireBeetle ESP8266

对于本项目，我使用Arduino IDE来编程我的ESP8266开发板。如果你以前曾经使用过Arduino，那就要简单许多，你无需学习新的编程语言，例如Python或者Lua。

如果你从未用过Arduino，那么首先你需要在Arduino软件中添加ESP8266开发板支持。

1.下载并安装最新版本的Arduino IDE

你可以在Arduino网站上找到适用于Windows、Linux或者MAC OSX的最新版本。

免费下载后安装在你的计算机上并启动软件。

2.增加ESP8266开发板

Arduino IDE现已支持多种不同主板：Arduino Nano、Mine、Uno、Mega、Yún等等。不幸的是ESP8266并不属于这些默认支持的开发板。因此为了上载代码到ESP8266主板，你必须首先在Arduino软件中增加ESP8266的属性。

• 导航到文件 > 首选项（File > Preferences）（在Windows OS上为Ctrl +）；
• 将下列URL添加到额外主板管理器文本框（位于首选项窗口底部）：
• 如果文本框并不是空的，则意味着之前已将在Arduino IDE上添加了其他主板。在先前存在的URL和上述URL的末尾增加一个逗号。
• 点击“OK”按钮并关闭首选项窗口。
• 导航到工具 > 主板 > 主板管理器（Tools > Board > Boards Manager），以添加你的Firebeetle ESP8266主板。
• 在搜索文本框中输入“Firebeetle-ESP8266”，选择“FireBeetle-ESP8266 by DFRobot”并安装。
  

现在Arduino IDE软件已经可以用于Firebeetle ESP8266开发板。

3、添加资源库 以下资源库将被用于我们的Arduino代码。下载下列资源库：

• Adafruit NeoPixel library (https://github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel)
• Arduino http client library (https://github.com/arduino-libraries/ArduinoHttpClient)
• Arduino IO library (https://github.com/adafruit/Adafruit_IO_Arduino)
• Adafruit MQTT library (https://github.com/adafruit/Adafruit_MQTT_Library)
• HX711 library (https://github.com/bogde/HX711)
• Firebeetle LED matrix library (https://github.com/Chocho2017/FireBeetleLEDMatrix)
  

在Arduino IDE软件中导航到略图-> 包括资源库 -> 管理资源库（Sketch -> Include Library -> Manage Libraries...），然后添加上述资源库。

Adafruit.IO配置

有许多数据记录服务可以用于微控制器与网络间的通信。通过这些服务，你可以上载/下载数据到云，并做到很多有趣的事情。请观看我的其他教程，例如关于如何使用Arduino + ESP8266从迷你气象站发送到Thinkgspeak。

Adafruit.IO就是这些免费服务之一。它非常易于使用，并致力于将物联网带给所有人！

创建Adafruit IO Web反馈

• 在https://io.adafruit.com/登录
• 在反馈 > 创建一个新反馈（Feeds >Create a new Feed）下添加一个名为“我的体重”的新反馈。它将创建一个数据库，我们将使用该数据库存储送从体重秤接收的命令。
  

复制你的Adafruit.IO密钥，该密钥稍后将用于允许你的设备访问数据库。导航到设置 > 显示AIO密钥（Settings > View AIO key）并复制激活密钥代码。后面你的Arduino（NodeMCU）代码将需要使用该密钥代码。

在接下来的步骤里，我将向你展示如何配置 IFTTT，这是我在本项目中使用的另一个平台。每当NodeMCU测量你的体重时，它都会将体重值保存在Adafruit.IO数据库中。IFTTT平台随后会将体重值发送到健康监测平台（Fitbit、Strava、iOS Health或者Misfit）。



IFTTT配置

IFTTT是一个免费平台，可帮助你连接app应用程序与装置。例如，你可以使用该平台连接你的智能手机与其他装置，或者在你喜欢的网络服务（如Google、Facebook、Twitter、Instagram等）与其他物理设备之间共享数据。最棒的一点是它真的非常易于使用！IFTTT采用“if this then that如果那么”逻辑，其中“this”代表触发“that”指定动作的服务。通过这种方式，你可以创建连接网络服务与设备的小程序。

在本项目中，我使用IFTTT将测量的体重值从Adafruit.io数据库推送到Fitbit。

首先，你必须在网站登录：https://ifttt.com/https://ifttt.com/

然后在你的手机上安装IFTTT应用程序。你可以在Google Play Store中找到该应用：

你也可以在Apple store（对于iPhone用户）中找到该应用：

在网站上，进入新程序（点击你用户名旁边的箭头按钮进入菜单）。在接下来的步骤里，我将向你展示我是如何创建我的小程序的。

IFTTT Applet - IOS Health

在网站上创建程序：

• 点击+This；在搜索服务文本框中输入“adafruit”，选择Adafruit.IO > 任意新数据。正如IFTTT网站上所述，这将创建一个触发器，在你的反馈接收到新数据时触发。选择“我的体重”反馈；
• 现在选择+That；
• 输入“ios health”并选择iOS Health > 记录你的体重。这将保存一个新体重测量值到iOS Health。点击添加一个要素并选择数值。
• 完成小程序并打开。
  

测试：

• 在Adafruit.io上选择你的反馈，动作 > 添加数据；
• 输入你的当前体重（或者其他任意值）。该数值将存储在Adafruit.io数据库中。IFTTT将接收该值并将其上载到Fitbit数据库；
• 登录你的Fitbit账号，并检查你的当前体重是否已经更新。
  

IFTTT Applet - Fitbit

在网站上创建程序：

• 点击+This；在搜索服务文本框中输入“adafruit”，选择Adafruit.IO > 任意新数据。正如IFTTT网站上所述，这将创建一个触发器，在你的反馈接收到新数据时触发。选择“我的体重”反馈；
• 现在选择+That；
• 输入“fitbit”并选择Fitbit > 记录你的体重。这将保存一个新体重测量值到Fitbit。点击添加一个要素并选择数值。
• 完成小程序并启动。
  

测试：

• 在Adafruit.io上选择你的反馈，动作 > 添加数据；
• 输入你的当前体重（或者其他任意值）。该数值将存储在Adafruit.io数据库中。IFTTT将接收该值并将其上载到Fitbit数据库；
• 登录你的Fitbit账号，并检查你的当前体重是否已经更新。
  

ESP8266代码

这时候，小程序已经基本完成了！

下载Arduino带吧，并在Arduino IDE软件中打开。一些参数将必须更新（WIFI_SSID、WIFI_PASS、IO_USERNAME、IO_KEY以及 calibration_factor）。更新这些参数，然后上载代码到ESP8266。代码将立即开始运行。

为了校准体重秤，在体重秤上放置一个砝码，然后调整校准系数直到显示正确的重量值。你可以在另一台可信的体重秤上测量自己的体重，然后在智能秤上再次测量体重并相应调整校准系数。

智能秤将尝试连接WiFi网络并开始进行测量。如果测量的体重值超过阈值（THRESHOLD），则它将读取给定次数（NUM_MEASUREMENTS）的重量值并计算平均重量。如果两次连续测量的重量变化超过阈值（THRESHOLD），则过程将重新开始。

确定平均值后，它将显示在LED矩阵上，并被传送给Ardafruit.io。体重秤将等待用户离开，然后重启。

开始使用

智能秤将尝试连接WiFi网络并开始进行测量。如果测量的体重值超过阈值（THRESHOLD），则它将读取给定次数（NUM_MEASUREMENTS）的重量值并计算平均重量。如果两次连续测量的重量变化超过阈值（THRESHOLD），则过程将重新开始。确定平均值后，它将显示在LED矩阵上，并被传送给Ardafruit.io。体重秤将等待用户离开，然后重启。


作者：IgorF2


代码：

您好，方便看看代码吗？我也准备做一个类似的，但是碰到了些问题 ，用arduino HX711库串口收到一堆看不懂的东西 ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,6)

load 0x4010f000, len 1384, room 16
tail 8
chksum 0x2d
csum 0x2d
v614f7c32
~ld
ready

Axinice 发表于 2019-6-20 16:22
很棒的教程哦，但是最后的代码我买了还是没有权限下载，诚心请问可以私发给我吗 ...

我试了一下都可以的，如果实在不行，你可以点击英文原版找一下文件：https://www.instructables.com/id ... rduino-IDE-Adafrui/

诚心询问 东西很棒 为什么代码编译有问题 In file included from E:\Documents\Arduino\libraries\Adafruit_IO_Arduino-master\src/wifi/AdafruitIO_ESP8266.h:18:0,

虽然自己折腾很有趣，但是看到脚边积尘的小米体重计还是算了

看到脚趾头了，哈哈哈哈

哇，求里面电子元器件的三维模型！

hnyzcj 发表于 2018-6-14 17:21
看到脚趾头了，哈哈哈哈

哈哈哈，你就是眼睛尖

铁熊 发表于 2018-6-14 18:35
哇，求里面电子元器件的三维模型！

容我找一下，明天发上来啊~

不错的内容，有点长，慢慢看

可以分享代码吗？

阿里哥 发表于 2019-4-4 12:04
可以分享代码吗？

我补充在文章最后面了

luna 发表于 2019-4-4 14:04
我补充在文章最后面了

感谢，感谢大神

请问一下，您的传感器上的红色圆垫片是用什么做的？

很棒的教程哦，但是最后的代码我买了还是没有权限下载，诚心请问可以私发给我吗

很需要代码 刚注册下载不了。

感觉做的非常棒，我也正在开发类似的项目

老哥，问你个问题，那个称重传感器是不是四边一定得用支脚架起来？为什么我用热熔胶枪直接粘上去数值不对

看看编程流程

成本大概多少

封面上那个人的脚趾是扭了吗？