ARDUINO PH METER: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ამ პროექტში ჩვენ გავაკეთებთ სკამს pH მრიცხველს სიმძიმის ანალოგური pH წრედის გამოყენებით და გამოძიებას Atlas Scientific- ისა და Arduino Uno- სგან. კითხვები ნაჩვენები იქნება თხევადი ბროლის ეკრანზე (LCD).

Შენიშვნა:

- ეს მრიცხველი შეიქმნა Windows კომპიუტერზე. ის არ იყო გამოცდილი Mac- ზე. - დანართი არ არის წყალგაუმტარი.

მასალები

• 1 - არდუინო უნო
• 1 - სიმძიმის ანალოგური pH სენსორი
• 1 - pH ზონდი
• 1 - 20x4 LCD მოდული
• 1 - 158x90x60 მმ დანართი
• 1 - მინი დაფა
• ჯუმბერის მავთულები
• აკრილის ფურცელი (პლექსიგლასი)
• 4 - 11 მმ ჩამორჩენა და ხრახნები (მოყვება pH სენსორი)
• 1 - 220Ω და 1 - 1kΩ რეზისტორები

ინსტრუმენტები

საბურღი, საბურღი ნაჭრები, თაბაშირის საჭრელი ნაჭრები, ფაილები, ხრახნები, სკამები, სამაგრის ხერხი, წებოვანი იარაღი და წებოვანი ჯოხი, გამაგრილებელი რკინისა და გამდუღებელი, ციფრული კალიპერი, მმართველი.

ნაბიჯი 1: მოამზადეთ საცხოვრებელი

უსაფრთხოება: გახსოვდეთ, რომ ფრთხილად იყავით ინსტრუმენტებთან/დანადგარებთან მუშაობისას და ატარეთ უსაფრთხოების შესაბამისი საშუალებები, როგორიცაა სათვალე, ხელთათმანები და რესპირატორი.

გამოყენებული კორპუსი არის ABS პლასტიკური დანართი. ის უნდა შეიცვალოს pH მრიცხველისთვის.

მოჭრილი გახსნა LCD– ისთვის

ა) LCD მოთავსებულია შიგთავსის ზედა ნაწილში (საფარი). მოათავსეთ 98x40 მმ ოთხკუთხედი ყდაზე.

ბ) მოათავსეთ ნაჭერი ვიზაში და გაბურღეთ 3.2 მმ (1/8 ) საცდელი ხვრელი ოთხკუთხედში, რომელიც მონიშნული იყო.

გ) გამოიყენეთ ეს საპილოტე ხვრელი, როგორც საწყისი წერტილი 3.2 მმ (1/8 ) drywall ჭრის ბიტისთვის. ვინაიდან ეს მცირე სამუშაოა, ჩვენ ვიყენებთ ბიტს ხელის საბურღზე და არა drywall ჭრის დანადგარზე. იმუშავეთ შიგნით მართკუთხედის ნაცვლად ხაზებისა, რადგან ბურღზე ამ ნაწილის სწორი ხერხით მოჭრა შეიძლება ცოტა რთული იყოს.

დ) შემდეგი, გამოიყენეთ ხელის ფაილი, რომ ამოიღოთ ჭარბი მასალა და ჩამოაყალიბოთ მართკუთხედი საჭირო ზომაზე.

გაჭერით ღიობები BNC კონექტორისა და არდუინოს პორტებისთვის

BNC კონექტორისა და არდუინოს პორტების ღიობები არის გარს ქვედა ნაწილის მხარეს.

ა) ზემოთ მოყვანილი განზომილებების გამოყენებით, აღნიშნეთ წრის ცენტრალური წერტილი და ორი ოთხკუთხედის მონახაზი.

ბ) მოათავსეთ ნაჭერი ვიცეში და გაჭერით ღიობები. წრიული გახსნა ხდება ბურღვის გამოყენებით. მართკუთხა პირობა მზადდება მსგავსი პროცესის გამოყენებით, რომელიც გამოიყენება LCD– ის გახსნის მიზნით.

მოათავსეთ ძირითადი ფირფიტა კომპონენტების დასაყენებლად

საბაზისო ფირფიტა გამოიყენება არდუინოს, pH სენსორის და მინი პურის დაფაზე დასაყენებლად. გამოიყენება 6,4 მმ (1/4 ) სისქის აკრილის ფურცელი.

ა) სამაჯურის ხერხის გამოყენებით აკრილის ფურცელი გაჭრა 135x62.5 მმ -მდე.

ბ) მონიშნეთ ოთხი ხვრელის პოზიციები, როგორც ნაჩვენებია. გაბურღეთ 2.38 მმ (3/32 ") დიამეტრის ხვრელები. დახაზეთ ხვრელები ფირფიტის ერთ მხარეს 3 მმ სიღრმეზე და დიამეტრი 4.4 მმ (11/64"). ეს აუცილებელია ბრტყელი ქვედა ზედაპირის შესანარჩუნებლად, როდესაც ხრახნები ჩასმულია ჩარჩოების შესანარჩუნებლად.

გ) მიამაგრეთ 11 მმ -იანი ჩამკეტები გათვალისწინებული ხრახნების გამოყენებით. PH სენსორი მოყვება 4 ჩამკეტს და ხრახნებს. გამოიყენეთ ორი მათგანი არდუინოსთვის.

ნაბიჯი 2: დააინსტალირეთ ელექტრონიკა საცხოვრებელში

1) ჩადეთ ბაზის ფირფიტა კორპუსის ქვედა ნაწილში. შეინახეთ პოზიცია ხრახნებით ან ცხელი წებოთი.

2) დააინსტალირეთ pH სენსორი ბაზის ფირფიტაზე. დაიცავით ჩხუბები ხრახნებით.

3) დაამონტაჟეთ არდუინო უნო ძირითად ფირფიტაზე. დაიცავით დამაგრებითი ხრახნები.

4) დაამატეთ მინი პურის დაფა ბაზის თეფშზე.

5) შეაერთეთ სათაურის ქინძისთავები LCD- ზე (გათვალისწინებულია ქინძისთავები). ჩადეთ LCD კორპუსის ზედა ნაწილში და გამოიყენეთ ცხელი წებო ეკრანის ადგილზე შესანარჩუნებლად.

ნაბიჯი 3: მავთულის ელექტრონიკა ერთად

მავთულის კომპონენტები ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ სქემაში.

გამოიყენეთ მინი breadboard 1kΩ და 220Ω და Arduino– ს 5V და დაფქვილი ქინძისთავების გასანაწილებლად.

ორი რეზისტორი გამოიყენება ეკრანის კონტრასტის დასადგენად.

მონაცემთა ცხრილები

სიმძიმის pH სენსორი, pH ზონდი

ნაბიჯი 4: შეკრების დასრულება

გაყვანილობის დასრულების შემდეგ:

ა) მოათავსეთ კორპუსის ზედა და ქვედა ნაწილი ერთად გათვალისწინებული ხრახნების გამოყენებით.

ბ) შეაერთეთ ზონდი BNC კონექტორთან.

ნაბიჯი 5: ატვირთეთ კოდი Arduino Uno– ზე

ამ პროექტის კოდი იყენებს მორგებულ ბიბლიოთეკებს და სათაურის ფაილებს. კოდის გამოსაყენებლად თქვენ უნდა დაამატოთ ისინი თქვენს Arduino IDE- ში. ქვემოთ მოყვანილი ნაბიჯები მოიცავს IDE– ში ამ დამატების მიღების პროცესს.

ა) დაუკავშირეთ Arduino თქვენს კომპიუტერს და გახსენით IDE. IDE შეგიძლიათ გადმოწეროთ ამ ბმულიდან, თუ ის არ გაქვთ. გადადით ინსტრუმენტებზე -> დაფაზე -> აირჩიეთ Arduino/Genuino Uno. გადადით ინსტრუმენტებზე -> პორტი -> აირჩიეთ პორტი, რომელთანაც დაკავშირებულია Arduino.

ბ) დაამატეთ თხევადი ბროლის ჩვენების ბიბლიოთეკა: IDE– ში გადადით ჩანახატზე -> ბიბლიოთეკის ჩართვა -> ბიბლიოთეკების მართვა. ბიბლიოთეკის მენეჯერის საძიებო ზოლში შეიყვანეთ "liquidcrystal". მოძებნეთ პაკეტი სახელწოდებით "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". ის შეიძლება დამონტაჟდეს ან არ იყოს. თუ არა, შეარჩიეთ პაკეტი და დააწკაპუნეთ ინსტალაციაზე.

გ) დაამატეთ Atlas Gravity სენსორების ბიბლიოთეკა: ჩამოტვირთეთ zip ფაილი შემდეგი ბმულიდან. ფაილი შეინახება როგორც "Atlas_gravity.zip". IDE– ში გადადით Sketch -> ბიბლიოთეკის ჩართვა ->. ZIP ბიბლიოთეკის დამატება. იპოვნეთ "Atlas_gravity.zip" ფაილი და შეარჩიეთ დამატება.

დ) შემდეგი, ჩვენ უნდა დავამატოთ კოდი pH მეტრისთვის. დააკოპირეთ კოდი ამ ბმულიდან IDE სამუშაო პანელზე.

ე) შეადგინეთ და ატვირთეთ კოდი არდუინოში.

ვ) შემდეგ pH მაჩვენებლები გამოჩნდება LCD ეკრანზე. თქვენ ასევე შეგიძლიათ ნახოთ კითხვები სერიულ მონიტორზე. სერიული მონიტორის გასახსნელად გადადით Tools -> Serial Monitor ან დააჭირეთ Ctrl+Shift+M თქვენს კლავიატურაზე. დააყენეთ ბაუდის მაჩვენებელი 9600 -ზე და აირჩიეთ "ვაგონის დაბრუნება".

ნაბიჯი 6: დააკალიბრეთ PH სენსორი

შენიშვნა: თუ თქვენ აპირებთ არდუინოს გარე კვების ბლოკის გამოყენებას, დაუკავშირეთ იგი არდუინოს დაკალიბრების დაწყებამდე. ეს უზრუნველყოფს საცნობარო დონის სათანადოდ დადგენას, რაც ხელს შეუწყობს სწორ კალიბრაციას.

ეს pH მეტრი შეიძლება დაკალიბრებული იყოს ერთ, ორ ან სამ პუნქტიან კალიბრაციაზე. საჭიროა სტანდარტული ბუფერული ხსნარები (pH 4, 7 და 10)

სერიული მონიტორი გამოიყენება დაკალიბრების პროცესისთვის. მომხმარებელი შეძლებს დააკვირდეს კითხვების თანდათანობით ცვლილებას სტაბილიზაციამდე და გაგზავნოს შესაბამისი ბრძანებები.

კალიბრაციის მონაცემები ინახება Arduino– ს EEPROM– ში.

გაითვალისწინეთ, რომ პირველ რიგში უნდა მოხდეს pH 7 -ის დაკალიბრება.

კალიბრაციის ბრძანებები

შუა წერტილი: cal, 7

დაბალი წერტილი: cal, 4

მაღალი წერტილი: cal, 10

გამჭვირვალე დაკალიბრება: კალ, გამჭვირვალე

ნაბიჯები

ა) ამოიღეთ გამაგრილებელი ბოთლი და ჩამოიბანეთ pH ზონდით.

ბ) ჩაასხით ჭიქაში pH 7 ხსნარის ნაწილი. დარწმუნდით, რომ არის საკმარისი იმისათვის, რომ დაფაროს ზონდის ზონდირების არე.

გ) მოათავსეთ ზონდი ჭიქაში და აურიეთ ის ირგვლივ, რათა ამოიღოს ჰაერი. დააკვირდით კითხვებს სერიულ მონიტორზე. დაე, ზონდი იჯდეს ხსნარში, სანამ კითხვების სტაბილიზაცია არ მოხდება (მცირე მოძრაობა ერთი კითხვადან მეორეზე ნორმალურია)

დ) კითხვების სტაბილიზაციის შემდეგ შეიყვანეთ ბრძანება cal, 7 სერიულ მონიტორში. PH 7 -მდე დაკალიბრება ახლა დასრულებულია.

გაიმეორეთ ნაბიჯები a-d pH4 და pH10. გახსოვდეთ, რომ ჩამოიბანოთ ზონდი სხვადასხვა ბუფერულ ხსნარებზე გადასვლისას.

რაც შეეხება ტემპერატურის კომპენსაციას?

ამ პროექტში გამოყენებული სენსორი აქვს სიზუსტე +/- 0.2%. PH მრიცხველი ამ სიზუსტით იმუშავებს 7 - 46 ° C ტემპერატურის დიაპაზონში. ამ დიაპაზონის მიღმა, მრიცხველი უნდა შეიცვალოს ტემპერატურის კომპენსაციისთვის. შენიშვნა: pH ზონდი შეიძლება დაექვემდებაროს დიაპაზონს 1 - 60 ° C.