ARDUINO PH METER: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

I dette projekt vil vi lave en pH -måler ved bordet ved hjælp af tyngdekraftens analoge pH -kredsløb og sonde fra Atlas Scientific og en Arduino Uno. Aflæsninger vises på en LCD -skærm.

Bemærk:

- Denne måler blev udviklet på en Windows -computer. Det blev ikke testet på Mac. - Skabet er ikke vandtæt.

MATERIALER

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Gravity analog pH -sensor
• 1 - pH -probe
• 1 - 20x4 LCD -modul
• 1 - 158x90x60mm kabinet
• 1 - Mini brødbræt
• Jumper ledninger
• Akrylark (plexiglas)
• 4 - 11 mm afstand og skruer (leveres med pH -sensor)
• 1 - 220Ω og 1 - 1kΩ modstande

VÆRKTØJ

Bor, bor, gipsskærebor, filer, skruetrækkere, bordplade, båndsav, limpistol og limpind, loddejern og lodde, digital tykkelse, lineal.

Trin 1: Forbered boliger

Sikkerhed: Husk at være forsigtig, når du håndterer værktøj/maskiner og bærer passende sikkerhedsudstyr, såsom beskyttelsesbriller, handsker og åndedrætsværn.

Det anvendte hus er et ABS -plastikhus. Det skal ændres til pH -måleren.

Skær åbning til LCD

a) LCD'et er placeret i den øverste del (dæksel) af kabinettet. Centrer et 98x40 mm rektangel på omslaget.

b) Læg brikken i skruestikken og bor et 3,2 mm (1/8 ) pilothul i rektanglet, der var afmærket.

c) Brug dette pilothul som udgangspunkt for 3,2 mm (1/8 ) gipsskær. Siden dette er et lille stykke arbejde, vil vi bruge boret på håndboremaskinen frem for en gipsskæremaskine. Arbejde på indersiden af rektanglet i stedet for linjerne, da det kan være lidt svært at skære på en lige måde med denne bit på boret.

d) Brug derefter en håndfil til at fjerne overskydende materiale og form rektanglet til den nødvendige størrelse.

Skær åbninger til BNC -stik og Arduino -porte

Åbningerne til BNC -stikket og Arduino -portene er på siden af den nederste del af kabinettet.

a) Marker midten af cirklen og konturer for de to rektangler ved hjælp af ovenstående dimensioner.

b) Læg stykket i skruestikken og skær åbningerne. Den cirkulære åbning udføres ved hjælp af bor. De rektangulære fremstilles ved at følge en lignende proces, der bruges til at lave åbningen til LCD'et.

Monter bundpladen til montering af komponenter

Bundpladen bruges til at montere Arduino, pH -sensor og mini -brødbræt. Der bruges 6,4 mm (1/4 ) tykt akrylark.

a) Skær akrylpladen med en båndsav til 135x62,5 mm.

b) Afmærk positionerne for de fire huller som vist. Bor huller med en diameter på 2,38 mm (3/32 "). Forsænk hullerne på den ene side af pladen til en dybde på 3 mm og en diameter på 4,4 mm (11/64"). Dette er nødvendigt for at holde en flad underside, når skruerne indsættes for at holde afstandene.

c) Fastgør 11 mm afstandene ved hjælp af de medfølgende skruer. PH -sensoren leveres med 4 standoffs og skruer. Brug to af dem til Arduino.

Trin 2: Installer elektronik i boliger

1) Sæt bundpladen i husets nederste del. Hold på plads med skruer eller varm lim.

2) Monter pH -sensoren på bundpladen. Fastgøres til afstande med skruer.

3) Monter Arduino Uno på bundpladen. Fastgøres til afstikkende skruer.

4) Kom mini -brødbrættet på bundpladen.

5) Lod loddereglerne til LCD -skærmen (medfølger). Indsæt LCD i den øverste del af huset, og brug lidt lim til at holde skærmen på plads.

Trin 3: Koble elektronik sammen

Trådkomponenterne er vist i skematikken ovenfor.

Brug mini -brødbrættet til 1kΩ og 220Ω og til fordeling af Arduino's 5V og jordede stifter.

De to modstande bruges til at indstille skærmkontrasten.

Dataark

Tyngdekraft pH -sensor, pH -probe

Trin 4: Afslut montering

Når ledningerne er afsluttet:

a) Sæt den øverste og nederste del af huset sammen med de medfølgende skruer.

b) Tilslut sonden til BNC -stikket.

Trin 5: Upload kode til Arduino Uno

Koden til dette projekt gør brug af tilpassede biblioteker og header -filer. Du bliver nødt til at tilføje dem til din Arduino IDE for at bruge koden. Trinene herunder inkluderer processen med at foretage denne tilføjelse til IDE.

a) Tilslut Arduino til din computer, og åbn IDE. IDE kan downloades fra dette LINK, hvis du ikke har det. Gå til Værktøjer -> Board -> Vælg Arduino/Genuino Uno. Gå til Værktøjer -> Port -> vælg den port, som Arduino er forbundet til.

b) Tilføj Liquid Crystal Display -bibliotek: Gå til Skitse -> Inkluder bibliotek -> Administrer biblioteker i IDE. I søgelinjen i Library Manager skal du indtaste "liquidcrystal". Se efter pakken med titlen "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". Det kan installeres eller ikke. Hvis ikke, skal du vælge pakken og klikke på installer.

c) Tilføj Atlas Gravity sensor bibliotek: Download zip -filen fra følgende LINK. Filen gemmes som "Atlas_gravity.zip". I IDE skal du gå til Skitse -> Inkluder bibliotek -> Tilføj. ZIP -bibliotek. Find filen "Atlas_gravity.zip", og vælg at tilføje.

d) Dernæst skal vi tilføje koden til pH -måleren. Kopiér koden fra dette LINK til IDE -arbejdspanelet.

e) Kompilér og upload koden til Arduino.

f) pH -målingerne vises derefter på LCD'et. Du kan også se aflæsningerne på den serielle skærm. For at åbne den serielle skærm skal du gå til Værktøjer -> Seriel skærm eller trykke på Ctrl+Shift+M på dit tastatur. Indstil baudhastigheden til 9600, og vælg "Vognretur".

Trin 6: Kalibrer PH -sensor

Bemærk: Hvis du planlægger at bruge en ekstern strømforsyning til Arduino, skal du slutte den til Arduino, før du foretager kalibreringen. Dette vil sikre, at referenceniveauerne er korrekt indstillet, hvilket hjælper med den korrekte kalibrering.

Denne pH-måler kan kalibreres til en, to eller tre-punktskalibrering. Standard bufferopløsninger (pH 4, 7 og 10) er påkrævet

Den serielle skærm bruges til kalibreringsprocessen. Brugeren vil være i stand til at observere den gradvise ændring i aflæsninger, når de kommer til stabilisering og sende de relevante kommandoer.

Kalibreringsdata gemmes i EEPROM på Arduino.

Bemærk, at pH 7 -kalibrering først skal udføres.

Kalibreringskommandoer

Midtpunkt: cal, 7

Lavpunkt: cal, 4

Højdepunkt: cal, 10

Klar kalibrering: cal, clear

Trin

a) Fjern blødgøringsflasken, og skyl pH -sonden af.

b) Hæld noget af pH 7 -opløsningen i en kop. Sørg for, at der er nok til at dække sondens sanseområde.

c) Placer sonden i koppen og rør rundt for at fjerne fanget luft. Vær opmærksom på aflæsningerne på den serielle skærm. Lad sonden sidde i opløsningen, indtil aflæsningerne stabiliseres (lille bevægelse fra den ene læsning til den næste er normal)

d) Når aflæsningerne er stabiliseret, skal du indtaste kommandoen cal, 7 i den serielle skærm. Kalibrering til pH 7 er nu fuldført.

Gentag trin a-d for pH4 og pH10. Husk at skylle sonden, mens du fortsætter til forskellige bufferopløsninger.

Hvad med temperaturkompensation?

Sensoren, der bruges i dette projekt, har en nøjagtighed på +/- 0,2%. PH -måleren fungerer inden for denne nøjagtighed i temperaturområdet 7 - 46 ° C. Uden for dette område skal måleren ændres for tempekompensation. Bemærk: pH -sonden kan udsættes for et område på 1-60 ° C.