ARDUINO PH METER: 6 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Sa proyektong ito, gagawa kami ng isang benchtop pH meter gamit ang gravity analog pH circuit at pagsisiyasat mula sa Atlas Scientific at isang Arduino Uno. Ang mga pagbabasa ay ipapakita sa isang likidong kristal na display (LCD).

Tandaan:

- Ang metro na ito ay binuo sa isang computer sa Windows. Hindi ito nasubukan sa Mac. - Ang enclosure ay hindi hindi tinatagusan ng tubig.

MATERYAL

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Gravity analog pH sensor
• 1 - pagsisiyasat sa pH
• 1 - 20x4 LCD module
• 1 - 158x90x60mm Enclosure
• 1 - Mini na pisara
• Jumper wires
• Acrylic sheet (plexiglass)
• 4 - 11mm standoffs at screws (kasama ang ph sensor)
• 1 - 220Ω at 1 - 1kΩ resistors

TOOLS

Mag-drill, drill bits, drywall cutter bits, file, screwdrivers, benchtop vise, band saw, glue gun at glue stick, soldering iron at solder, digital caliper, pinuno.

Hakbang 1: Maghanda ng Pabahay

Kaligtasan: Tandaan na mag-ingat kapag paghawak ng mga tool / makinarya at magsuot ng wastong mga gamit sa kaligtasan tulad ng mga salaming de kolor, guwantes, at mga respirator.

Ang ginamit na pabahay ay isang enclosure ng plastik na ABS. Kailangan itong mabago para sa meter ng pH.

Gupitin ang pagbubukas para sa LCD

a) Ang LCD ay inilalagay sa tuktok na bahagi (takip) ng enclosure. Isentro ang isang 98x40mm rektanggulo sa takip.

b) Ilagay ang piraso sa vise at mag-drill ng isang 3.2mm (1/8 ) pilot hole sa rektanggulo na minarkahan.

c) Gamitin ang butas ng piloto na ito bilang panimulang punto para sa 3.2mm (1/8 ) drywall cutting bit. Dahil ito ay isang maliit na trabaho, gagamitin namin ang kaunti sa drill ng kamay sa halip na isang drywall cutting machine. Magtrabaho sa loob ng rektanggulo sa halip na mga linya dahil maaaring medyo mahirap i-cut sa isang tuwid na pamamaraan na may ganitong bit sa drill.

d) Susunod, gumamit ng isang file ng kamay upang alisin ang labis na materyal at hugis ang parihaba sa kinakailangang laki.

Gupitin ang mga bakanteng para sa konektor ng BNC at mga port ng Arduino

Ang mga bukana para sa konektor ng BNC at mga port ng Arduino ay nasa gilid ng ilalim na bahagi ng enclosure.

a) Gamit ang mga sukat na ibinigay sa itaas, markahan ang gitnang punto para sa bilog at mga balangkas para sa dalawang mga parihaba.

b) Ilagay ang piraso sa bisyo at gupitin ang mga bukana. Ang pabilog na pambungad ay ginawa gamit ang mga drill bits. Ang mga hugis-parihaba ay ginawa sa pamamagitan ng pagsunod sa isang katulad na proseso na ginamit upang gawin ang pagbubukas para sa LCD.

Kasuotan ang base plate upang mai-mount ang mga bahagi

Ginagamit ang base plate upang mai-mount ang Arduino, pH sensor at mini breadboard. 6.4mm (1/4 ) ginamit ang makapal na acrylic sheet.

a) Gamit ang isang band saw, gupitin ang acrylic sheet sa 135x62.5mm.

b) Markahan ang mga posisyon para sa apat na butas tulad ng ipinakita. Mag-drill ng 2.38mm (3/32 ") diameter na butas. Countersink ang mga butas sa isang gilid ng plato sa lalim ng 3mm at diameter ng 4.4mm (11/64"). Ito ay kinakailangan upang mapanatili ang isang patag na ilalim ng mukha kapag ang mga turnilyo ay ipinasok upang hawakan ang mga standoff.

c) Ikabit ang 11mm na standoff gamit ang mga ibinigay na turnilyo. Ang sensor ng pH ay may 4 na standoff at turnilyo. Gumamit ng dalawa sa kanila para sa Arduino.

Hakbang 2: Mag-install ng Electronics sa Pabahay

1) Ipasok ang base plate sa ilalim na bahagi ng pabahay. Panatilihin ang posisyon sa mga turnilyo o mainit na pandikit.

2) I-mount ang sensor ng pH sa base plate. Secure sa mga standoff na may mga turnilyo.

3) I-mount ang Arduino Uno papunta sa base plate. Ligtas sa mga turnoff na turnilyo.

4) Idagdag ang mini breadboard sa base plate.

5) Paghinang ng mga pin ng header sa LCD (ibinigay na mga pin). Ipasok ang LCD sa tuktok na bahagi ng pabahay at gumamit ng maiinit na pandikit upang mapanatili ang screen sa lugar.

Hakbang 3: Sama-sama ang Wire Electronics

Ang mga sangkap ng kawad ay ipinapakita sa eskematiko sa itaas.

Gamitin ang mini breadboard para sa 1kΩ at 220Ω at para sa pamamahagi ng 5V at mga ground pin ng Arduino.

Ginagamit ang dalawang resistors upang maitakda ang pagkakaiba ng screen.

Mga Datasheet

Gravity pH sensor, pagsisiyasat ng pH

Hakbang 4: Tapusin ang Assembly

Matapos makumpleto ang mga kable:

a) Isama ang mga bahagi sa itaas at ibaba ng pabahay gamit ang mga ibinigay na tornilyo.

b) Ikonekta ang probe sa konektor ng BNC.

Hakbang 5: Mag-upload ng Code Sa Arduino Uno

Ginagamit ng code para sa proyektong ito ang mga na-customize na aklatan at mga file ng header. Kakailanganin mong idagdag ang mga ito sa iyong Arduino IDE upang magamit ang code. Kasama sa mga hakbang sa ibaba ang proseso ng paggawa ng karagdagan na ito sa IDE.

a) Ikonekta ang Arduino sa iyong computer at buksan ang IDE. Maaaring ma-download ang IDE mula sa LINK na ito kung wala ka nito. Pumunta sa Mga Tool -> Lupon -> Piliin ang Arduino / Genuino Uno. Pumunta sa Mga Tool -> Port -> piliin ang port kung saan nakakonekta ang Arduino.

b) Magdagdag ng library ng Liquid Crystal Display: Sa IDE pumunta sa Sketch -> Isama ang library -> Pamahalaan ang mga aklatan. Sa search bar ng Library Manager ipasok ang "liquidcrystal". Hanapin ang pakete na pinamagatang "LiquidCrystal Built-in ni Arduino, Adafruit". Maaari itong mai-install o hindi. Kung hindi, piliin ang pakete at mag-click sa pag-install.

c) Magdagdag ng library ng sensor ng Atlas Gravity: I-download ang zip file mula sa sumusunod na LINK. Ang file ay nai-save bilang "Atlas_gravity.zip". Sa IDE pumunta sa Sketch -> Isama ang library -> Magdagdag ng. ZIP Library. Hanapin ang file na "Atlas_gravity.zip" at piliin upang idagdag.

d) Susunod, kailangan nating idagdag ang code para sa meter ng pH. Kopyahin ang code mula sa LINK na ito papunta sa panel ng trabaho ng IDE.

e) Compile at i-upload ang code sa Arduino.

f) Ang mga pagbasa ng PH ay ipapakita sa LCD. Maaari mo ring tingnan ang mga pagbasa sa serial monitor. Upang buksan ang serial monitor, pumunta sa Tools -> Serial Monitor o pindutin ang Ctrl + Shift + M sa iyong keyboard. Itakda ang baud rate sa 9600 at piliin ang "Carriage return".

Hakbang 6: I-calibrate ang PH Sensor

Tandaan: Kung plano mong gumamit ng isang panlabas na supply ng kuryente para sa Arduino, ikonekta ito sa Arduino bago gawin ang pagkakalibrate. Tiyakin nito na ang mga antas ng sanggunian ay naaangkop na itinakda, na makakatulong sa tamang pagkakalibrate.

Ang meter ng PH na ito ay maaaring i-calibrate sa isa, dalawa o tatlong puntos na pagkakalibrate. Karaniwang mga solusyon sa buffer (pH 4, 7 at 10) ay kinakailangan

Ginagamit ang serial monitor para sa proseso ng pagkakalibrate. Mapapanood ng gumagamit ang unti-unting pagbabago sa mga pagbasa pagdating sa pagpapatatag at ipadala ang mga naaangkop na utos.

Ang data ng pagkakalibrate ay nakaimbak sa EEPROM ng Arduino.

Tandaan na ang pagkakalibrate ng PH 7 ay dapat na maisagawa muna.

Mga utos ng pagkakalibrate

Mid-point: cal, 7

Mababang punto: cal, 4

Mataas na punto: cal, 10

Malinaw na pagkakalibrate: cal, malinaw

Mga hakbang

a) Tanggalin ang bote ng soaker at banlawan ang ph probe.

b) Ibuhos ang ilan sa mga solusyon sa pH 7 sa isang tasa. Tiyaking may sapat na upang masakop ang lugar ng sensing ng pagsisiyasat.

c) Ilagay ang probe sa tasa at igalaw ito sa paligid upang matanggal ang nakulong na hangin. Pagmasdan ang mga pagbasa sa serial monitor. Hayaan ang probe na umupo sa solusyon hanggang sa ang mga pagbasa ay tumatag (ang maliit na paggalaw mula sa isang pagbabasa hanggang sa susunod ay normal)

d) Matapos ang mga pagbasa ay tumatag, ipasok ang command cal, 7 sa serial monitor. Ang pagkakalibrate sa PH 7 ay kumpleto na ngayon.

Ulitin ang mga hakbang a-d para sa pH4 at pH10. Tandaan na banlawan ang probe habang nagpapatuloy sa iba't ibang mga solusyon sa buffer.

Kumusta naman ang kompensasyon sa temperatura?

Ang sensor na ginamit sa proyektong ito ay may katumpakan na +/- 0.2%. Ang pH meter ay gagana sa loob ng kawastuhan na ito sa saklaw ng temperatura na 7 - 46 ° C. Sa labas ng saklaw na ito, ang metro ay kailangang mabago para sa temp na kabayaran. Tandaan: Ang pagsisiyasat sa pH ay maaaring mapailalim sa isang saklaw na 1 - 60 ° C.