ARDUINO PH METER: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

I dette prosjektet skal vi lage en pH -måler ved bordet ved hjelp av tyngdekraftens analoge pH -krets og sonde fra Atlas Scientific og en Arduino Uno. Avlesninger vises på en LCD -skjerm.

Merk:

- Denne måleren ble utviklet på en Windows -datamaskin. Den ble ikke testet på Mac. - Kapslingen er ikke vanntett.

MATERIALER

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Gravity analog pH -sensor
• 1 - pH -sonde
• 1 - 20x4 LCD -modul
• 1 - 158x90x60mm kapsling
• 1 - Mini brødbrett
• Jumper ledninger
• Akrylark (plexiglass)
• 4 - 11 mm avstand og skruer (følger med pH -sensoren)
• 1 - 220Ω og 1 - 1kΩ motstander

VERKTØY

Bor, borekroner, gipsfreser, filer, skrutrekkere, benkeplate, båndsag, limpistol og limpinne, loddejern og loddetinn, digital tykkelse, linjal.

Trinn 1: Forbered boliger

Sikkerhet: Husk å være forsiktig når du håndterer verktøy/maskiner og å bruke riktig sikkerhetsutstyr som vernebriller, hansker og åndedrettsvern.

Huset som brukes er en ABS -plastkapsling. Den må modifiseres for pH -måleren.

Skjæråpning for LCD -skjermen

a) LCD -skjermen er plassert i den øvre delen (dekselet) av kabinettet. Sentrer et rektangel på 98 x 40 mm på omslaget.

b) Sett brikken i skrustikken og bor et 3,2 mm (1/8 ) pilothull i rektangelet som var merket av.

c) Bruk dette pilothullet som utgangspunkt for 3,2 mm (1/8 ) gipsskjær. Siden dette er en liten jobb, vil vi bruke borkronen på håndboret i stedet for en gipsskjæremaskin. Arbeid på innsiden av rektangelet i stedet for linjene, da det kan være litt vanskelig å kutte på en rett måte med denne borkronen på boret.

d) Bruk deretter en håndfil til å fjerne overflødig materiale og form rektanglet til ønsket størrelse.

Skjær åpninger for BNC -kontakt og Arduino -porter

Åpningene for BNC -kontakten og Arduino -portene er på siden av den nedre delen av kabinettet.

a) Marker midtpunktet for sirkelen og konturene for de to rektanglene ved hjelp av dimensjonene ovenfor.

b) Sett brikken i skrustikken og kutt åpningene. Den sirkulære åpningen er laget med borekroner. De rektangulære er laget ved å følge en lignende prosess som ble brukt for å lage åpningen for LCD -skjermen.

Sett på bunnplaten for å montere komponenter

Grunnplaten brukes til å montere Arduino, pH -sensor og mini -brødbrett. 6,4 mm (1/4 ) tykt akrylark brukes.

a) Kutt akrylarket til 135x62,5 mm med en båndsag.

b) Merk av posisjonene for de fire hullene som vist. Bor hull på 2,38 mm (3/32 "). Forsink hullene på den ene siden av platen til en dybde på 3 mm og en diameter på 4,4 mm (11/64"). Dette er nødvendig for å holde en flat underside når skruene settes inn for å holde avstandene.

c) Fest 11 mm -avstandene med de medfølgende skruene. PH -sensoren leveres med 4 avstand og skruer. Bruk to av dem til Arduino.

Trinn 2: Installer elektronikk i boliger

1) Sett bunnplaten inn i den nedre delen av huset. Hold på plass med skruer eller varmt lim.

2) Monter pH -sensoren på bunnplaten. Fest til avstand med skruer.

3) Monter Arduino Uno på bunnplaten. Fest til avstandsskruer.

4) Legg mini -brødbrettet på bunnplaten.

5) Lodde toppnålene til LCD -skjermen (pins følger med). Sett LCD -skjermen inn i den øvre delen av huset og bruk litt lim for å holde skjermen på plass.

Trinn 3: Koble elektronikk sammen

Ledningskomponentene er vist i skjemaet ovenfor.

Bruk mini -brødbrettet for 1kΩ og 220Ω og for å fordele Arduino's 5V og jordede pinner.

De to motstandene brukes til å stille skjermkontrasten.

Dataark

Gravity pH -sensor, pH -probe

Trinn 4: Fullfør montering

Etter at ledningen er fullført:

a) Sett de øvre og nedre delene av huset sammen med de medfølgende skruene.

b) Koble sonden til BNC -kontakten.

Trinn 5: Last opp kode til Arduino Uno

Koden for dette prosjektet bruker tilpassede biblioteker og topptekster. Du må legge dem til din Arduino IDE for å bruke koden. Trinnene nedenfor inkluderer prosessen med å gjøre dette tillegget til IDE.

a) Koble Arduino til datamaskinen og åpne IDE. IDE kan lastes ned fra denne LINKEN hvis du ikke har den. Gå til Verktøy -> Brett -> Velg Arduino/Genuino Uno. Gå til Verktøy -> Port -> velg porten som Arduino er koblet til.

b) Legg til Liquid Crystal Display -bibliotek: Gå til Skisse -> Inkluder bibliotek -> Administrer biblioteker i IDE. I søkefeltet til Library Manager skriver du inn "liquidcrystal". Se etter pakken med tittelen "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". Den kan installeres eller ikke. Hvis ikke, velg pakken og klikk på installer.

c) Legg til Atlas Gravity sensor -bibliotek: Last ned zip -filen fra følgende LINK. Filen blir lagret som "Atlas_gravity.zip". Gå til Skisse -> Inkluder bibliotek -> Legg til. ZIP -bibliotek i IDE. Finn filen "Atlas_gravity.zip" og velg å legge til.

d) Deretter må vi legge til koden for pH -måleren. Kopier koden fra denne LINKEN til IDE -arbeidspanelet.

e) Kompiler og last opp koden til Arduino.

f) pH -avlesningene vises deretter på LCD -skjermen. Du kan også se avlesningene på den serielle skjermen. For å åpne den serielle skjermen, gå til Verktøy -> Seriell skjerm eller trykk Ctrl+Shift+M på tastaturet. Sett overføringshastigheten til 9600 og velg "Vognretur".

Trinn 6: Kalibrer PH -sensor

Merk: Hvis du planlegger å bruke en ekstern strømforsyning til Arduino, må du koble den til Arduino før du foretar kalibreringen. Dette vil sikre at referansenivåene er riktig innstilt, noe som vil hjelpe til med riktig kalibrering.

Denne pH-måleren kan kalibreres til en, to eller tre-punktskalibrering. Standard bufferløsninger (pH 4, 7 og 10) kreves

Den serielle skjermen brukes til kalibreringsprosessen. Brukeren vil kunne observere den gradvise endringen i avlesninger når de kommer til stabilisering og sende de riktige kommandoene.

Kalibreringsdata lagres i EEPROM på Arduino.

Vær oppmerksom på at pH 7 -kalibrering bør utføres først.

Kalibreringskommandoer

Midtpunkt: cal, 7

Lavpunkt: cal, 4

Høydepunkt: cal, 10

Klar kalibrering: cal, clear

Trinn

a) Fjern bløtleggerflasken og skyll av pH -sonden.

b) Hell litt av pH 7 -løsningen i en kopp. Sørg for at det er nok til å dekke sondens sanseområde.

c) Plasser sonden i koppen og rør rundt for å fjerne fanget luft. Følg avlesningene på den serielle skjermen. La sonden sitte i løsningen til avlesningene stabiliserer seg (liten bevegelse fra en lesning til den neste er normal)

d) Etter at avlesningene er stabilisert, skriver du inn kommandoen cal, 7 i den serielle skjermen. Kalibrering til pH 7 er nå fullført.

Gjenta trinn a-d for pH4 og pH10. Husk å skylle sonden mens du går videre til forskjellige bufferløsninger.

Hva med temperaturkompensasjon?

Sensoren som brukes i dette prosjektet har en nøyaktighet på +/- 0,2%. PH -måleren vil fungere innenfor denne nøyaktigheten i temperaturområdet 7 - 46 ° C. Utenfor dette området må måleren endres for tempekompensasjon. Merk: pH -sonden kan utsettes for et område på 1 - 60 ° C.