PH METER ARDUINO: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

În acest proiect, vom realiza un pH-metru de masă folosind circuitul analogic de gravitate și sonda de la Atlas Scientific și un Arduino Uno. Citirile vor fi afișate pe un ecran cu cristale lichide (LCD).

Notă:

- Acest contor a fost dezvoltat pe un computer Windows. Nu a fost testat pe Mac. - Carcasa nu este rezistentă la apă.

MATERIALE

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Senzor analogic de gravitate pentru pH
• 1 - sonda pH
• 1 - modul LCD 20x4
• 1 - Carcasă 158x90x60mm
• 1 - Mini panou de prindere
• Sârme de jumper
• Foi acrilice (plexiglas)
• 4 - 11mm distanțe și șuruburi (vine cu senzorul de pH)
• Rezistențe 1 - 220Ω și 1 - 1kΩ

INSTRUMENTE

Burghiu, burghie, burghie pentru tăiere gips-carton, file, șurubelnițe, menghină de masă, ferăstrău cu bandă, pistol de lipit și lipici, fier de lipit și lipit, etrier digital, riglă.

Pasul 1: Pregătiți locuința

Siguranță: Nu uitați să aveți grijă la manipularea sculelor / utilajelor și să purtați echipament de siguranță adecvat, cum ar fi ochelari, mănuși și aparate de protecție.

Carcasa utilizată este o carcasă din plastic ABS. Trebuie modificat pentru pH-metru.

Deschideți deschiderea pentru LCD

a) Ecranul LCD este plasat în partea superioară (capacul) incintei. Centrați un dreptunghi de 98x40mm pe capac.

b) Puneți piesa în menghină și găuriți o gaură pilot de 3,2 mm (1/8 ) în dreptunghiul marcat.

c) Folosiți această gaură pilot ca punct de pornire pentru bitul de tăiere de gips-carton de 3,2 mm (1/8 ). Deoarece este o lucrare mică, vom folosi bitul de pe burghiu manual mai degrabă decât o mașină de tăiat gips-carton. Lucrați pe interior a dreptunghiului în loc de linii, deoarece poate fi puțin dificil de tăiat în mod drept cu acest bit pe burghiu.

d) Apoi, utilizați un fișier manual pentru a elimina materialul în exces și formați dreptunghiul la dimensiunea dorită.

Tăiați deschiderile pentru conectorul BNC și porturile Arduino

Deschiderile pentru conectorul BNC și porturile Arduino se află pe partea inferioară a carcasei.

a) Folosind dimensiunile furnizate mai sus, marcați punctul central al cercului și contururile pentru cele două dreptunghiuri.

b) Puneți piesa în menghină și tăiați orificiile. Deschiderea circulară se face cu burghie. Cele dreptunghiulare sunt realizate urmând un proces similar utilizat pentru a face deschiderea pentru LCD.

Îmbrăcați placa de bază pentru montarea componentelor

Placa de bază este utilizată pentru montarea Arduino, a senzorului de pH și a mini-plăcii. Se folosește o foaie acrilică groasă de 6,4 mm (1/4 ).

a) Folosind un ferăstrău cu bandă, tăiați foaia acrilică la 135x62,5mm.

b) Marcați pozițiile pentru cele patru găuri așa cum se arată. Găuriți găuri cu diametrul de 2,38 mm (3/32 "). Găuriți găurile de pe o parte a plăcii la o adâncime de 3 mm și un diametru de 4,4 mm (11/64"). Acest lucru este necesar pentru a păstra o suprafață inferioară plată atunci când șuruburile sunt introduse pentru a ține distanțele.

c) Atașați separatoarele de 11 mm folosind șuruburile furnizate. Senzorul de pH vine cu 4 separatoare și șuruburi. Folosiți două dintre ele pentru Arduino.

Pasul 2: Instalați aparatele electronice în carcasă

1) Introduceți placa de bază în partea inferioară a carcasei. Păstrați-l în poziție cu șuruburi sau lipici fierbinte.

2) Montați senzorul de pH pe placa de bază. Fixați-le la șuruburi cu șuruburi.

3) Montați Arduino Uno pe placa de bază. Fixați șuruburile de separare.

4) Adăugați mini panoul de prindere pe placa de bază.

5) Lipiți pinii antetului pe ecranul LCD (pinii furnizați). Introduceți ecranul LCD în porțiunea superioară a carcasei și folosiți un lipici fierbinte pentru a menține ecranul în poziție.

Pasul 3: Wire Electronics împreună

Sârmă componentele sunt prezentate în schema de mai sus.

Folosiți mini-placa pentru 1kΩ și 220Ω și pentru distribuirea pinilor Arduino de 5V și pământ.

Cele două rezistențe sunt utilizate pentru a seta contrastul ecranului.

Foi de date

Senzor de gravitate pH, sonda pH

Pasul 4: Finalizați asamblarea

După finalizarea cablării:

a) Puneți părțile superioare și inferioare ale carcasei împreună folosind șuruburile furnizate.

b) Conectați sonda la conectorul BNC.

Pasul 5: Încărcați codul pe Arduino Uno

Codul pentru acest proiect folosește biblioteci personalizate și fișiere antet. Va trebui să le adăugați la ID-ul dvs. Arduino pentru a utiliza codul. Pașii de mai jos includ procesul de realizare a acestei adăugiri la IDE.

a) Conectați Arduino la computer și deschideți IDE-ul. IDE-ul poate fi descărcat de pe acest LINK dacă nu îl aveți. Accesați Instrumente -> Placă -> Selectați Arduino / Genuino Uno. Accesați Instrumente -> Port -> selectați portul la care este conectat Arduino.

b) Adăugați o bibliotecă cu cristale lichide: în IDE accesați Schiță -> Includeți bibliotecă -> Gestionați bibliotecile. În bara de căutare a Managerului de bibliotecă introduceți „liquidcrystal”. Căutați pachetul intitulat „LiquidCrystal Built-in de Arduino, Adafruit”. Poate fi instalat sau nu. Dacă nu, selectați pachetul și faceți clic pe instalare.

c) Adăugați biblioteca senzorului Atlas Gravity: Descărcați fișierul zip din următorul LINK. Fișierul va fi salvat ca „Atlas_gravity.zip”. În IDE, accesați Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library. Găsiți fișierul „Atlas_gravity.zip” și selectați pentru a adăuga.

d) Apoi, trebuie să adăugăm codul pentru pH-metru. Copiați codul din acest LINK pe panoul de lucru IDE.

e) Compilați și încărcați codul pe Arduino.

f) Citirile pH-ului vor fi apoi afișate pe ecranul LCD. De asemenea, puteți vizualiza citirile pe monitorul serial. Pentru a deschide monitorul serial, accesați Instrumente -> Monitor serial sau apăsați Ctrl + Shift + M pe tastatură. Setați rata de transmisie la 9600 și selectați „Returnare transport”.

Pasul 6: Calibrați senzorul PH

Notă: Dacă intenționați să utilizați o sursă de alimentare externă pentru Arduino, conectați-l la Arduino înainte de a efectua calibrarea. Acest lucru va asigura că nivelurile de referință sunt setate corespunzător, ceea ce va ajuta la calibrarea corectă.

Acest pH-metru poate fi calibrat la o calibrare cu unu, două sau trei puncte. Sunt necesare soluții tampon standard (pH 4, 7 și 10)

Monitorul serial este utilizat pentru procesul de calibrare. Utilizatorul va putea observa schimbarea treptată a citirilor pe măsură ce ajunge la stabilizare și trimite comenzile corespunzătoare.

Datele de calibrare sunt stocate în EEPROM a Arduino.

Rețineți că calibrarea pH-ului 7 trebuie efectuată mai întâi.

Comenzi de calibrare

Punctul mijlociu: cal, 7

Punct scăzut: cal, 4

Punct culminant: cal, 10

Calibrare clară: cal, clară

Pași

a) Scoateți flaconul de absorbant și clătiți sonda de pH.

b) Se toarnă o parte din soluția de pH 7 într-o ceașcă. Asigurați-vă că există suficient pentru a acoperi zona de detectare a sondei.

c) Așezați sonda în cupă și amestecați-o pentru a elimina aerul prins. Respectați citirile de pe monitorul serial. Lăsați sonda să stea în soluție până când citirile se stabilizează (mișcarea mică de la o citire la alta este normală)

d) După ce citirile se stabilizează, introduceți comanda cal, 7 în monitorul serial. Calibrarea la pH 7 este acum completă.

Repetați pașii a-d pentru pH4 și pH10. Nu uitați să clătiți sonda în timp ce treceți la diferite soluții tampon.

Dar compensarea temperaturii?

Senzorul utilizat în acest proiect are o precizie de +/- 0,2%. PH-metrul va funcționa în această precizie în intervalul de temperatură de 7 - 46 ° C. În afara acestui interval, contorul va trebui modificat pentru compensarea temporară. Notă: Sonda pH poate fi supusă unui interval de 1 - 60 ° C.