ARDUINO PH METAR: 6 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

U ovom projektu napravit ćemo stolni pH metar koristeći analogni pH krug gravitacije i sondu kompanije Atlas Scientific i Arduino Uno. Očitavanja će biti prikazana na ekranu sa tečnim kristalima (LCD).

Bilješka:

- Ovaj mjerač je razvijen na Windows računaru. Nije testirano na Macu. - Kućište nije vodootporno.

MATERIJALI

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Analogni senzor pH gravitacije
• 1 - pH sonda
• 1 - 20x4 LCD modul
• 1 - 158x90x60mm Kućište
• 1 - Mini ploča
• Žice za kratkospojnike
• Akrilni lim (pleksiglas)
• Odstojci i vijci od 4 - 11 mm (isporučuje se s pH senzorom)
• Otpornici 1 - 220Ω i 1 - 1kΩ

ALATI

Bušilica, burgije, glodalice za suhozid, turpije, odvijači, radni vijek, tračna pila, pištolj za ljepilo i štapić za ljepilo, lemilica i lemilica, digitalna čeljust, ravnalo.

Korak 1: Pripremite stanovanje

Sigurnost: Ne zaboravite biti oprezni pri rukovanju alatima/mašinama i nositi odgovarajuću zaštitnu opremu, poput naočara, rukavica i respiratora.

Koristi se kućište od plastike od ABS -a. Mora se izmijeniti za pH metar.

Izrežite otvor za LCD

a) LCD je postavljen u gornji dio (poklopac) kućišta. Centrirajte pravokutnik 98x40 mm na poklopcu.

b) Stavite komad u stege i izbušite probnu rupu od 3,2 mm (1/8 ) u pravokutniku koji je označen.

c) Koristite ovu probnu rupu kao početnu točku za glodalicu za rezanje suhozida od 3,2 mm (1/8 ). Budući da je ovo mali posao, koristit ćemo bit na ručnoj bušilici, a ne stroj za rezanje suhozida. Radite iznutra pravokutnika umjesto linija jer može biti malo teško rezati na pravi način s ovim bitom na bušilici.

d) Zatim ručnom turpijom uklonite višak materijala i oblikujte pravokutnik do potrebne veličine.

Izrežite otvore za BNC konektor i Arduino portove

Otvori za BNC konektor i Arduino portove nalaze se sa strane donjeg dijela kućišta.

a) Pomoću gore navedenih dimenzija označite središnju točku kruga i obrise za dva pravokutnika.

b) Stavite komad u porok i izrežite otvore. Kružni otvor je napravljen pomoću svrdla. Pravougaone su izrađene prema sličnom postupku koji se koristio za otvaranje otvora za LCD.

Opremite osnovnu ploču za montažu komponenti

Osnovna ploča koristi se za postavljanje Arduina, pH senzora i mini ploče. Koristi se akrilna ploča debljine 6,4 mm (1/4 ).

a) Pomoću tračne pile izrežite akrilni lim na 135x62,5 mm.

b) Označite pozicije za četiri rupe kao što je prikazano. Izbušite rupe prečnika 2,38 mm (3/32 "). Upustite rupe na jednoj strani ploče do dubine od 3 mm i prečnika 4,4 mm (11/64"). Ovo je potrebno za održavanje ravne donje površine kada su vijci umetnuti kako bi se zadržala rastojanja.

c) Pričvrstite odstojnike od 11 mm pomoću isporučenih vijaka. PH senzor dolazi s 4 odvojka i vijcima. Koristite dva od njih za Arduino.

Korak 2: Instalirajte elektroniku u kućište

1) Umetnite osnovnu ploču u donji dio kućišta. Držite u položaju vijcima ili vrućim ljepilom.

2) Postavite pH senzor na osnovnu ploču. Pričvrstite na vijke vijcima.

3) Montirajte Arduino Uno na osnovnu ploču. Pričvrstite vijcima.

4) Dodajte mini ploču na osnovnu ploču.

5) Lemite igle zaglavlja na LCD (priložene pinove). Umetnite LCD u gornji dio kućišta i upotrijebite vruće ljepilo da ekran ostane na mjestu.

Korak 3: Zajedno spojite žičanu elektroniku

Ožičite komponente su prikazane na gornjoj shemi.

Upotrijebite mini ploču za 1kΩ i 220Ω i za distribuciju Arduinovih 5V i uzemljenih pinova.

Dva otpornika se koriste za podešavanje kontrasta ekrana.

Tehnički listovi

Senzor pH gravitacije, pH sonda

Korak 4: Dovršite montažu

Nakon završetka ožičenja:

a) Gornji i donji dio kućišta spojite priloženim vijcima.

b) Spojite sondu na BNC konektor.

Korak 5: Postavite kôd na Arduino Uno

Kod za ovaj projekt koristi prilagođene biblioteke i datoteke zaglavlja. Morat ćete ih dodati u svoj Arduino IDE da biste koristili kôd. Koraci u nastavku uključuju proces dodavanja ovog IDE -a.

a) Povežite Arduino sa računarom i otvorite IDE. IDE se može preuzeti sa ovog LINKA ako ga nemate. Idite na Alati -> Ploča -> Odaberite Arduino/Genuino Uno. Idite na Alati -> Port -> odaberite port na koji je Arduino povezan.

b) Dodajte Liquid Crystal Display biblioteku: U IDE -u idite na Sketch -> Include library -> Manage libraries. U traku za pretraživanje upravitelja biblioteke unesite "liquidcrystal". Potražite paket pod nazivom "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". Može se instalirati, ali i ne mora. Ako nije, odaberite paket i kliknite Instaliraj.

c) Dodajte biblioteku Atlas Gravity senzora: Preuzmite zip datoteku sa sljedećeg LINKA. Datoteka će biti spremljena kao "Atlas_gravity.zip". U IDE -u idite na Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library. Pronađite datoteku "Atlas_gravity.zip" i odaberite za dodavanje.

d) Zatim moramo dodati kôd za pH metar. Kopirajte kôd sa ovog LINKA na IDE radnu ploču.

e) Sastavite i učitajte kôd na Arduino.

f) Očitanja pH vrijednosti tada će se prikazati na LCD -u. Očitavanja možete pogledati i na serijskom monitoru. Da biste otvorili serijski monitor, idite na Alati -> Serijski monitor ili pritisnite Ctrl+Shift+M na tastaturi. Postavite brzinu prijenosa na 9600 i odaberite "Carriage return".

Korak 6: Kalibrirajte PH senzor

Napomena: Ako planirate koristiti vanjsko napajanje za Arduino, spojite ga na Arduino prije obavljanja kalibracije. Ovo će osigurati da su referentni nivoi odgovarajuće postavljeni, što će pomoći u ispravnoj kalibraciji.

Ovaj pH metar može se kalibrirati na kalibraciju u jednoj, dvije ili tri točke. Potrebne su standardne otopine pufera (pH 4, 7 i 10)

Serijski monitor koristi se za proces kalibracije. Korisnik će moći promatrati postupnu promjenu očitanja kako dolazi do stabilizacije i slati odgovarajuće naredbe.

Podaci o kalibraciji pohranjeni su u EEPROM -u Arduina.

Imajte na umu da je prvo potrebno izvršiti kalibraciju pH 7.

Naredbe za kalibraciju

Sredina: kal, 7

Niska tačka: kal, 4

Vrhunac: kal, 10

Jasna kalibracija: kal, jasna

Koraci

a) Uklonite bočicu za namakanje i isperite pH sondu.

b) Sipajte malo rastvora pH 7 u šolju. Uvjerite se da ima dovoljno prostora za pokrivanje osjetljivog područja sonde.

c) Stavite sondu u šolju i promešajte je da uklonite zarobljeni vazduh. Promatrajte očitanja na serijskom monitoru. Neka sonda sjedi u rastvoru dok se očitanja ne stabilizuju (mali pomak od jednog očitanja do drugog je normalan)

d) Nakon što se očitanja stabilizuju, unesite naredbu cal, 7 u serijski monitor. Kalibracija na pH 7 je sada završena.

Ponovite korake a-d za pH4 i pH10. Ne zaboravite isprati sondu dok nastavljate s različitim puferskim otopinama.

Šta je sa kompenzacijom temperature?

Senzor koji se koristi u ovom projektu ima tačnost od +/- 0,2%. PH metar će raditi unutar ove tačnosti u temperaturnom rasponu od 7 - 46 ° C. Izvan ovog raspona, mjerač će se morati promijeniti radi kompenzacije temperature. Napomena: pH sonda može biti izložena rasponu od 1 - 60 ° C.