PH METER ARDUINO: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

En aquest projecte, farem un mesurador de pH de sobretaula mitjançant el circuit analògic de gravetat de pH i la sonda d’Atlas Scientific i un Arduino Uno. Les lectures es mostraran en una pantalla de cristall líquid (LCD).

Nota:

- Aquest mesurador es va desenvolupar en un ordinador Windows. No es va provar a Mac. - El recinte no és impermeable.

MATERIALS

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Sensor de pH analògic de gravetat
• 1 - sonda de pH
• Mòdul LCD 1 - 20x4
• 1 - Recinte de 158x90x60mm
• 1 - Mini tauler de suport
• Filferros de pont
• Full acrílic (plexiglàs)
• Distancis i cargols de 4 a 11 mm (inclou el sensor de pH)
• Resistències 1 - 220Ω i 1 - 1kΩ

EINES

Trepant, broques, broques de taulers de guix, llimes, tornavisos, torn de sobretaula, serra de cinta, pistola de colar i pal de cola, soldador i soldador, pinça digital, regle.

Pas 1: Prepareu l'habitatge

Seguretat: recordeu-vos de tenir precaució a l’hora de manipular eines / maquinària i portar equips de seguretat adequats, com ara ulleres, guants i respiradors.

La carcassa utilitzada és un recinte de plàstic ABS. S'ha de modificar per al mesurador de pH.

Obertura tallada per a la pantalla LCD

a) La pantalla LCD es col·loca a la part superior (coberta) del recinte. Centra un rectangle de 98x40mm a la coberta.

b) Introduïu la peça al torn i treieu un forat pilot de 3,2 mm (1/8 ) al rectangle marcat.

c) Utilitzeu aquest forat pilot com a punt d'inici de la broca de tall de guix de 3,2 mm (1/8 ). Com que es tracta d'un treball petit, utilitzarem la broca de la broca manual en lloc d'una màquina de tall de guix. Treballeu a l'interior del rectangle en lloc de les línies, ja que pot ser una mica difícil de tallar de forma recta amb aquest bit a la broca.

d) A continuació, utilitzeu una llima manual per eliminar l'excés de material i donar forma al rectangle a la mida desitjada.

Obertures tallades per al connector BNC i els ports Arduino

Les obertures del connector BNC i els ports Arduino es troben al lateral de la part inferior del recinte.

a) Utilitzant les dimensions proporcionades anteriorment, marqueu el punt central del cercle i els contorns dels dos rectangles.

b) Posar la peça al vici i tallar les obertures. L'obertura circular es realitza mitjançant broques. Les rectangulars es fan seguint un procés similar utilitzat per fer l'obertura de la pantalla LCD.

Vesteix la placa base per muntar components

La placa base s’utilitza per muntar l’Arduino, el sensor de pH i la mini placa. S'utilitza làmina acrílica de 6,4 mm (1/4 ) de gruix.

a) Amb una serra de cinta, talleu el full acrílic a 135x62,5mm.

b) Marqueu les posicions dels quatre forats tal com es mostra. Traieu forats de 2,38 mm (3/32 ") de diàmetre. Aversar els forats d'un costat de la placa a una profunditat de 3 mm i un diàmetre de 4,4 mm (11/64"). Això és necessari per mantenir una superfície inferior plana quan s’insereixen els cargols per mantenir els separadors.

c) Col·loqueu els separadors d’11 mm mitjançant els cargols proporcionats. El sensor de pH inclou 4 separadors i cargols. Utilitzeu-ne dos per a l’Arduino.

Pas 2: instal·leu productes electrònics a l'habitatge

1) Introduïu la placa base a la part inferior de la carcassa. Mantingueu-lo en posició amb cargols o cola calenta.

2) Muntar el sensor de pH a la placa base. Assegureu-los als cargols amb cargols.

3) Munteu l’Arduino Uno a la placa base. Assegureu-los als cargols separats.

4) Afegiu la mini tauleta a la placa base.

5) Soldeu els passadors de capçalera a la pantalla LCD (pins inclosos). Introduïu la pantalla LCD a la part superior de la carcassa i utilitzeu una mica de cola calenta per mantenir la pantalla al seu lloc.

Pas 3: connectar electrònicament junts

Els components de cable es mostren a l'esquema anterior.

Utilitzeu la mini placa de paràmetre per a 1kΩ i 220Ω i per distribuir els pins de 5V i terra de l’Arduino.

Les dues resistències s’utilitzen per configurar el contrast de la pantalla.

Fitxes tècniques

Sensor de gravetat, sonda de pH

Pas 4: Finalitzeu el muntatge

Un cop finalitzat el cablejat:

a) Poseu les parts superior i inferior de la carcassa junt amb els cargols proporcionats.

b) Connecteu la sonda al connector BNC.

Pas 5: pengeu el codi a Arduino Uno

El codi d’aquest projecte fa servir biblioteques i fitxers de capçalera personalitzats. Els haureu d’afegir al vostre IDE Arduino per utilitzar el codi. Els passos següents inclouen el procés per fer aquesta addició a l'IDE.

a) Connecteu l'Arduino a l'ordinador i obriu l'IDE. L'IDE es pot descarregar des d'aquest ENLLAÇ si no el teniu. Aneu a Eines -> Tauler -> Seleccioneu Arduino / Genuino Uno. Aneu a Eines -> Port -> seleccioneu el port on està connectat l'Arduino.

b) Afegiu una biblioteca de visualització de vidre líquid: a l'IDE, aneu a Sketch -> Inclou biblioteca -> Gestiona les biblioteques. A la barra de cerca del gestor de biblioteques, introduïu "liquidcrystal". Cerqueu el paquet titulat "LiquidCrystal incorporat per Arduino, Adafruit". Pot instal·lar-se o no. Si no, seleccioneu el paquet i feu clic a Instal·la.

c) Afegiu la biblioteca del sensor Atlas Gravity: descarregueu el fitxer zip des del següent ENLLAÇ. El fitxer es desarà com a "Atlas_gravity.zip". A l’IDE, aneu a Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library. Cerqueu el fitxer "Atlas_gravity.zip" i seleccioneu per afegir.

d) A continuació, hem d’afegir el codi del mesurador de pH. Copieu el codi d’aquest ENLLAÇ al tauler de treball de l’IDE.

e) Compileu i pengeu el codi a l'Arduino.

f) Les lectures de pH es mostraran a la pantalla LCD. També podeu veure les lectures al monitor sèrie. Per obrir el monitor sèrie, aneu a Eines -> Monitor serial o premeu Ctrl + Maj + M al teclat. Establiu la velocitat de transmissió en 9600 i seleccioneu "Retorn de carro".

Pas 6: Calibre el sensor PH

Nota: Si teniu previst utilitzar una font d'alimentació externa per a l'Arduino, connecteu-la a l'Arduino abans de fer el calibratge. Això assegurarà que els nivells de referència estiguin establerts adequadament, cosa que ajudarà a la calibració correcta.

Aquest mesurador de pH es pot calibrar a un, dos o tres punts. Es requereixen solucions tampó estàndard (pH 4, 7 i 10)

El monitor sèrie s’utilitza per al procés de calibratge. L’usuari podrà observar el canvi gradual de les lectures a mesura que s’estabilitza i enviar les ordres adequades.

Les dades de calibració s’emmagatzemen a la EEPROM de l’Arduino.

Tingueu en compte que primer cal fer el calibratge del pH 7.

Ordres de calibració

Punt mig: cal, 7

Punt baix: cal, 4

Punt àlgid: cal, 10

Calibratge clar: cal, clar

Passos

a) Traieu l'ampolla de xop i esbandiu la sonda de pH.

b) Aboqueu una part de la solució de pH 7 en una tassa. Assegureu-vos que n’hi ha prou per cobrir la zona de detecció de la sonda.

c) Col·loqueu la sonda a la tassa i remeneu-la per eliminar l’aire atrapat. Observeu les lectures del monitor sèrie. Deixeu reposar la sonda a la solució fins que les lectures s’estabilitzin (el moviment petit d’una lectura a la següent és normal)

d) Després que les lectures s’estabilitzin, introduïu l’ordre cal, 7 al monitor sèrie. La calibració a pH 7 ja està completa.

Repetiu els passos a-d per a pH4 i pH10. Recordeu esbandir la sonda a mesura que aneu amb diferents solucions de memòria intermèdia.

Què passa amb la compensació de la temperatura?

El sensor utilitzat en aquest projecte té una precisió de +/- 0,2%. El mesurador de pH funcionarà dins d’aquesta precisió en un rang de temperatura de 7 a 46 ° C. Fora d’aquest rang, s’haurà de modificar el mesurador per compensar la temperatura. Nota: La sonda de pH es pot sotmetre a un rang d’1 a 60 ° C.