ARDUINO PH METER: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šiame projekte mes pagaminsime pH matuoklį ant stalo, naudojant gravitacinę analoginę pH grandinę ir zondą iš „Atlas Scientific“ir „Arduino Uno“. Rodmenys bus rodomi skystųjų kristalų ekrane (LCD).

Pastaba:

- Šis matuoklis buvo sukurtas „Windows“kompiuteryje. Jis nebuvo išbandytas „Mac“. - Korpusas nėra atsparus vandeniui.

MEDŽIAGOS

• 1 - „Arduino Uno“
• 1 - gravitacinis analoginis pH jutiklis
• 1 - pH zondas
• 1 - 20x4 LCD modulis
• 1 - 158x90x60mm gaubtas
• 1 - mini duonos lenta
• Jumperio laidai
• Akrilo lakštas (organinis stiklas)
• 4 - 11 mm atramos ir varžtai (komplektuojamas su pH jutikliu)
• 1 - 220Ω ir 1 - 1kΩ rezistoriai

ĮRANKIAI

Gręžtuvas, grąžtai, gipso kartono pjovimo antgaliai, failai, atsuktuvai, stalviršio vise, juostinis pjūklas, klijų pistoletas ir klijų lazdelė, lituoklis ir lituoklis, skaitmeninis apkaba, liniuotė.

1 žingsnis: paruoškite būstą

Sauga: Nepamirškite elgtis atsargiai dirbdami su įrankiais/mašinomis ir dėvėkite tinkamas apsaugines priemones, tokias kaip akiniai, pirštinės ir respiratoriai.

Naudojamas korpusas yra ABS plastiko korpusas. Jis turi būti pakeistas pagal pH matuoklį.

Iškirpkite skystųjų kristalų ekrano angą

a) LCD ekranas yra viršutinėje korpuso dalyje (dangtelyje). Centruokite 98x40 mm stačiakampį ant viršelio.

b) Įdėkite gabalą į vise ir išgręžkite 3,2 mm (1/8 colio) bandomąją skylę pažymėtame stačiakampyje.

c) Naudokite šią bandomąją skylę kaip 3,2 mm (1/8 colio) gipso kartono pjovimo antgalio pradžios tašką. Kadangi tai nedidelis darbas, mes naudosime antgalį ant rankinio grąžto, o ne gipso kartono pjovimo mašiną. Dirbkite viduje stačiakampio vietoje, o ne tiesių, nes gali būti šiek tiek sunku iškirpti tiesiu būdu naudojant šį grąžto grąžtą.

d) Tada rankiniu dilde pašalinkite medžiagos perteklių ir suformuokite stačiakampį iki reikiamo dydžio.

Iškirpkite angas BNC jungčiai ir „Arduino“prievadams

BNC jungties ir „Arduino“prievadų angos yra apatinėje korpuso dalies pusėje.

a) Naudodamiesi aukščiau pateiktais matmenimis, pažymėkite apskritimo centrinį tašką ir dviejų stačiakampių kontūrus.

b) Įdėkite gabalą į vice ir išpjaukite angas. Apvali anga padaryta naudojant grąžtus. Stačiakampiai gaminami laikantis panašaus proceso, naudojamo LCD angos atidarymui.

Norėdami sumontuoti komponentus, pritvirtinkite pagrindo plokštę

Pagrindinė plokštė naudojama „Arduino“, pH jutiklio ir mini duonos lentos montavimui. Naudojamas 6,4 mm (1/4 colio) storio akrilo lakštas.

a) Naudodami juostinį pjūklą, supjaustykite akrilo lakštą iki 135x62,5 mm.

b) Pažymėkite keturių skylių vietas, kaip parodyta. Gręžkite 2,38 mm (3/32 colio) skersmens skylutes. Vienoje plokštės pusėje esančias skyles įdubkite iki 3 mm gylio ir 4,4 mm (11/64 colių) skersmens. Tai būtina norint išlaikyti plokščią apatinį paviršių, kai įkišami varžtai, skirti atramoms išlaikyti.

c) Pritvirtinkite 11 mm atramas naudodami pridedamus varžtus. PH jutiklis yra su 4 atramomis ir varžtais. Naudokite du iš jų „Arduino“.

2 žingsnis: Įdiekite elektroniką į būstą

1) Įdėkite pagrindo plokštę į apatinę korpuso dalį. Laikykite savo vietą varžtais arba karštais klijais.

2) Pritvirtinkite pH jutiklį prie pagrindo plokštės. Saugiai pritvirtinkite varžtus varžtais.

3) Sumontuokite „Arduino Uno“ant pagrindo plokštės. Tvirtai pritvirtinkite varžtus.

4) Įdėkite mini duonos lentą ant pagrindo plokštės.

5) Lituokite antraštės kaiščius prie LCD (kaiščiai pridedami). Įdėkite LCD į viršutinę korpuso dalį ir naudokite karštus klijus, kad ekranas liktų vietoje.

3 žingsnis: vielos elektronika kartu

Sujunkite komponentus, kaip parodyta aukščiau esančioje schemoje.

Naudokite mini duonos lentą 1kΩ ir 220Ω, taip pat „Arduino“5V ir įžeminimo kaiščiams paskirstyti.

Du rezistoriai naudojami ekrano kontrastui nustatyti.

Duomenų lapai

Gravitacijos pH jutiklis, pH zondas

4 žingsnis: Užbaikite surinkimą

Užbaigus laidus:

a) Sumontuokite viršutinę ir apatinę korpuso dalis, naudodami pridedamus varžtus.

b) Prijunkite zondą prie BNC jungties.

5 veiksmas: įkelkite kodą į „Arduino Uno“

Šio projekto kodas naudoja pritaikytas bibliotekas ir antraštės failus. Norėdami naudoti kodą, turėsite juos pridėti prie „Arduino IDE“. Toliau nurodyti veiksmai apima šio IDE papildymo procesą.

a) Prijunkite „Arduino“prie kompiuterio ir atidarykite IDE. Jei neturite IDE, galite ją atsisiųsti iš šios nuorodos. Eikite į Įrankiai -> Lenta -> Pasirinkite „Arduino“/„Genuino Uno“. Eikite į Įrankiai -> Uostas -> pasirinkite prievadą, prie kurio prijungtas „Arduino“.

b) Pridėkite skystųjų kristalų ekrano biblioteką: IDE eikite į Eskizas -> Įtraukti biblioteką -> Tvarkyti bibliotekas. Bibliotekos tvarkyklės paieškos juostoje įveskite „liquidcrystal“. Ieškokite pakuotės pavadinimu „LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit“. Jis gali būti įdiegtas arba ne. Jei ne, pasirinkite paketą ir spustelėkite įdiegti.

c) Pridėkite „Atlas Gravity“jutiklių biblioteką: atsisiųskite ZIP failą iš šios nuorodos. Failas bus išsaugotas kaip „Atlas_gravity.zip“. IDE eikite į Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library. Raskite failą „Atlas_gravity.zip“ir pasirinkite, kad pridėtumėte.

d) Toliau turime pridėti pH matuoklio kodą. Nukopijuokite kodą iš šios nuorodos į IDE darbo skydelį.

e) Surinkite ir įkelkite kodą į „Arduino“.

f) Tada pH rodmenys bus rodomi LCD ekrane. Taip pat galite peržiūrėti serijinio monitoriaus rodmenis. Norėdami atidaryti nuoseklųjį monitorių, eikite į Įrankiai -> Serijinis monitorius arba paspauskite Ctrl+Shift+M klaviatūroje. Nustatykite duomenų perdavimo spartą iki 9600 ir pasirinkite „Vežimo grąžinimas“.

6 veiksmas: kalibruokite PH jutiklį

Pastaba: Jei planuojate naudoti išorinį „Arduino“maitinimo šaltinį, prieš atlikdami kalibravimą prijunkite jį prie „Arduino“. Tai užtikrins, kad atskaitos lygiai būtų tinkamai nustatyti, o tai padėtų tinkamai kalibruoti.

Šis pH matuoklis gali būti kalibruojamas iki vieno, dviejų ar trijų taškų kalibravimo. Reikalingi standartiniai buferiniai tirpalai (pH 4, 7 ir 10)

Serijinis monitorius naudojamas kalibravimo procesui. Vartotojas galės stebėti laipsnišką rodmenų pasikeitimą, kai jie stabilizuosis, ir siųsti atitinkamas komandas.

Kalibravimo duomenys saugomi „Arduino“EEPROM.

Atminkite, kad pirmiausia reikia kalibruoti pH 7.

Kalibravimo komandos

Vidurio taškas: cal, 7

Žemas taškas: cal, 4

Aukščiausias taškas: cal, 10

Aiškus kalibravimas: cal, clear

Žingsniai

a) Išimkite mirkymo buteliuką ir nuplaukite pH zondą.

b) Įpilkite šiek tiek pH 7 tirpalo į puodelį. Įsitikinkite, kad pakanka zondo jutimo zonos.

c) Įdėkite zondą į puodelį ir maišykite, kad pašalintumėte įstrigusį orą. Stebėkite serijinio monitoriaus rodmenis. Leiskite zondui sėdėti tirpale, kol rodmenys stabilizuosis (mažas judėjimas iš vieno rodmens į kitą yra normalus)

d) Kai rodmenys stabilizuosis, įveskite komandą cal, 7 į nuoseklųjį monitorių. Kalibravimas iki pH 7 dabar baigtas.

Pakartokite a – d veiksmus, kai pH yra 4 ir pH 10. Nepamirškite skalauti zondo, kai naudojate skirtingus buferinius tirpalus.

Ką apie temperatūros kompensavimą?

Šiame projekte naudojamo jutiklio tikslumas yra +/- 0,2%. Tokiu tikslumu pH matuoklis veiks esant 7–46 ° C temperatūrai. Už šio diapazono ribų matuoklis turės būti pakeistas, kad būtų kompensuota temperatūra. Pastaba: pH zondas gali būti veikiamas 1–60 ° C temperatūroje.