ARDUINO PH METER: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šajā projektā mēs izgatavosim pH līmeņa mērītāju uz galda, izmantojot gravitācijas analogo pH ķēdi un zondi no Atlas Scientific un Arduino Uno. Rādījumi tiks parādīti šķidro kristālu displejā (LCD).

Piezīme:

- Šis skaitītājs tika izstrādāts, izmantojot Windows datoru. Tas netika pārbaudīts operētājsistēmā Mac. - Korpuss nav ūdensizturīgs.

MATERIĀLI

• 1 - Arduino Uno
• 1 - gravitācijas analogs pH sensors
• 1 - pH zonde
• 1 - 20x4 LCD modulis
• 1 - 158x90x60mm korpuss
• 1 - mini maizes dēlis
• Jumper vadi
• Akrila loksne (plexiglass)
• 4 - 11 mm statīvi un skrūves (komplektā ar pH sensoru)
• 1 - 220Ω un 1 - 1kΩ rezistori

RĪKI

Urbis, urbji, ģipškartona griezēji, vīles, skrūvgrieži, skrūvgriezis uz galda, lentzāģis, līmes pistole un līmplēve, lodāmurs un lodētava, digitālais suports, lineāls.

1. darbība: mājokļa sagatavošana

Drošība: neaizmirstiet būt uzmanīgiem, rīkojoties ar instrumentiem/mašīnām, un valkāt piemērotus drošības līdzekļus, piemēram, brilles, cimdus un respiratorus.

Izmantotais korpuss ir ABS plastmasas korpuss. Tas ir jāpārveido atbilstoši pH mērītājam.

Izgrieziet atveri LCD

a) LCD ir ievietots korpusa augšējā daļā (vāciņā). Centrējiet 98x40mm taisnstūri uz vāka.

b) Ievietojiet gabalu skrūvspīlēs un izurbiet 3,2 mm (1/8 collu) izmēģinājuma caurumu atzīmētajā taisnstūrī.

c) Izmantojiet šo izmēģinājuma caurumu kā sākumpunktu 3,2 mm (1/8 ) ģipškartona griešanas uzgaļiem. Tā kā tas ir neliels darbs, mēs izmantosim uzgali uz rokas urbja, nevis ģipškartona griešanas mašīnas. Darbs pie iekšpuses no taisnstūra, nevis līnijām, jo ar šo urbja uzgali var būt nedaudz grūti izgriezt taisni.

d) Pēc tam izmantojiet rokas failu, lai noņemtu lieko materiālu un veidotu taisnstūri līdz vajadzīgajam izmēram.

Izgrieziet atveres BNC savienotājam un Arduino portiem

Atveres BNC savienotājam un Arduino portiem atrodas korpusa apakšējās daļas pusē.

a) Izmantojot iepriekš norādītos izmērus, atzīmējiet apļa centra punktu un divu taisnstūru kontūras.

b) Ielieciet gabalu vice un sagrieziet atveres. Apļveida atvere tiek veikta, izmantojot urbjus. Taisnstūra formas tiek izgatavotas, veicot līdzīgu procesu, ko izmanto LCD atveres izgatavošanai.

Aprīkojiet pamatplāksni detaļu montāžai

Pamatplāksni izmanto, lai uzstādītu Arduino, pH sensoru un mini maizes dēli. Tiek izmantota 6,4 mm (1/4 ) bieza akrila loksne.

a) Izmantojot lentzāģi, sagrieziet akrila loksni līdz 135x62,5 mm.

b) Atzīmējiet četru caurumu pozīcijas, kā parādīts attēlā. Izurbiet caurumus ar diametru 2,38 mm (3/32 collas). Vienā plāksnes pusē esošos caurumus iegremdējiet 3 mm dziļumā un 4,4 mm (11/64 collu) diametrā. Tas ir nepieciešams, lai saglabātu plakanu apakšējo virsmu, kad skrūves ir ievietotas, lai noturētu atkāpes.

c) Piestipriniet 11 mm atdalītājus, izmantojot komplektā iekļautās skrūves. PH sensoram ir 4 atdalītāji un skrūves. Izmantojiet divus no tiem Arduino.

2. darbība: uzstādiet elektroniku korpusā

1) Ievietojiet pamatplāksni korpusa apakšējā daļā. Turiet pozīciju ar skrūvēm vai karstu līmi.

2) Uzstādiet pH sensoru uz pamatnes. Nostipriniet pie atskrūvēm ar skrūvēm.

3) Uzstādiet Arduino Uno uz pamatnes. Nostipriniet pret skrūvēm.

4) Pievienojiet mini maizes dēli uz pamatnes.

5) Lodējiet galvenes tapas pie LCD (tapas ir iekļautas komplektā). Ievietojiet LCD korpusa augšējā daļā un izmantojiet karstu līmi, lai ekrāns paliktu vietā.

3. darbība: vadu elektronika kopā

Vadu komponenti ir parādīti iepriekšējā shēmā.

Izmantojiet mini maizes dēli 1kΩ un 220Ω, kā arī Arduino 5V un iezemēto tapu izplatīšanai.

Abus rezistorus izmanto, lai iestatītu ekrāna kontrastu.

Datu lapas

Smaguma pH sensors, pH zonde

4. solis: pabeigt montāžu

Pēc elektroinstalācijas pabeigšanas:

a) Salieciet korpusa augšējo un apakšējo daļu kopā, izmantojot komplektā iekļautās skrūves.

b) Pievienojiet zondi BNC savienotājam.

5. darbība: augšupielādējiet kodu Arduino Uno

Šī projekta kods izmanto pielāgotas bibliotēkas un galvenes failus. Lai izmantotu kodu, tie būs jāpievieno savam Arduino IDE. Tālāk norādītās darbības ietver šī papildinājuma pievienošanu IDE.

a) Pievienojiet Arduino datoram un atveriet IDE. IDE var lejupielādēt no šīs saites, ja jums tā nav. Dodieties uz Rīki -> Padome -> Atlasiet Arduino/Genuino Uno. Atveriet Rīki -> Ports -> atlasiet portu, ar kuru ir pievienots Arduino.

b) Pievienojiet šķidro kristālu displeja bibliotēku: IDE dodieties uz Skice -> Iekļaut bibliotēku -> Pārvaldīt bibliotēkas. Bibliotēkas pārvaldnieka meklēšanas joslā ievadiet "liquidcrystal". Meklējiet iepakojumu ar nosaukumu "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". To var instalēt vai nē. Ja nē, atlasiet pakotni un noklikšķiniet uz instalēt.

c) Pievienojiet Atlas Gravity sensoru bibliotēku: lejupielādējiet zip failu no šīs saites. Fails tiks saglabāts kā "Atlas_gravity.zip". IDE dodieties uz Skice -> Iekļaut bibliotēku -> Pievienot. ZIP bibliotēku. Atrodiet failu "Atlas_gravity.zip" un atlasiet, lai to pievienotu.

d) Tālāk mums jāpievieno pH mērītāja kods. Kopējiet kodu no šīs saites uz IDE darba paneli.

e) Apkopojiet un augšupielādējiet kodu Arduino.

f) Pēc tam pH rādījumi tiks parādīti LCD. Jūs varat arī skatīt rādījumus sērijas monitorā. Lai atvērtu sērijas monitoru, dodieties uz Tools -> Serial Monitor vai nospiediet tastatūras taustiņu kombināciju Ctrl+Shift+M. Iestatiet datu pārraides ātrumu uz 9600 un atlasiet “Ratu atgriešana”.

6. darbība: kalibrējiet PH sensoru

Piezīme. Ja plānojat Arduino izmantot ārēju barošanas avotu, pirms kalibrēšanas pievienojiet to Arduino. Tas nodrošinās, ka atsauces līmeņi ir pareizi noteikti, kas palīdzēs pareizi kalibrēt.

Šo pH mērītāju var kalibrēt līdz viena, divu vai trīs punktu kalibrēšanai. Nepieciešami standarta buferšķīdumi (pH 4, 7 un 10)

Sērijas monitoru izmanto kalibrēšanas procesā. Lietotājs varēs novērot pakāpeniskas rādījumu izmaiņas, kad tās stabilizējas, un nosūtīt atbilstošās komandas.

Kalibrēšanas dati tiek glabāti Arduino EEPROM.

Ņemiet vērā, ka vispirms jāveic pH 7 kalibrēšana.

Kalibrēšanas komandas

Vidējais punkts: cal, 7

Zems punkts: cal, 4

Augstākais punkts: cal, 10

Skaidra kalibrēšana: cal, clear

Soļi

a) Izņemiet mērcēšanas pudeli un izskalojiet pH zondi.

b) Ielejiet daļu pH 7 šķīduma krūzē. Pārliecinieties, ka ir pietiekami, lai nosegtu zondes uztveršanas zonu.

c) Ievietojiet zondi krūzītē un samaisiet to, lai noņemtu aizturēto gaisu. Ievērojiet seriālā monitora rādījumus. Ļaujiet zondei sēdēt šķīdumā, līdz rādītāji stabilizējas (neliela kustība no viena rādījuma uz otru ir normāla)

d) Kad rādījumi ir stabilizējušies, sērijas monitorā ievadiet komandu cal, 7. Kalibrēšana līdz pH 7 ir pabeigta.

Atkārtojiet a-d darbības pH4 un pH10. Neaizmirstiet izskalot zondi, turpinot izmantot dažādus buferšķīdumus.

Kā ir ar temperatūras kompensāciju?

Šajā projektā izmantotā sensora precizitāte ir +/- 0,2%. PH mērītājs darbosies šīs precizitātes robežās no 7 līdz 46 ° C. Ārpus šī diapazona skaitītājs būs jāpārveido, lai kompensētu temperatūru. Piezīme: pH zondi var pakļaut 1–60 ° C temperatūrai.