ARDUINO PH METER

In questo progetto, realizzeremo un pHmetro da banco usando il circuito analogico a gravità e la sonda di Atlas Scientific e Arduino Uno. Le letture verranno visualizzate su un display a cristalli liquidi (LCD).

Nota:

- Questo strumento è stato sviluppato su un computer Windows. Non è stato testato su Mac.

- La custodia non è impermeabile.

MATERIALI

  • 1 - Arduino Uno
  • 1 - Sensore di pH analogico a gravità
  • 1 - sonda pH
  • 1 - modulo LCD 20x4
  • 1 - Contenitore 158x90x60mm
  • 1 - Mini tagliere
  • Cavi jumper
  • Foglio acrilico (plexiglass)
  • 4 - 11mm distanziali e viti (forniti con il sensore pH)
  • Resistori 1 - 220Ω e 1 - 1kΩ

UTENSILI

Trapano, punte da trapano, punte da taglio per cartongesso, lime, cacciaviti, morsa da banco, sega a nastro, pistola per colla e stick di colla, saldatore e saldatore, calibro digitale, righello.

Passaggio 1: preparare l'alloggiamento

Sicurezza: ricordarsi di prestare attenzione quando si maneggiano strumenti / macchinari e di indossare adeguati dispositivi di sicurezza come occhiali, guanti e respiratori.

L'alloggiamento utilizzato è un involucro in plastica ABS. Deve essere modificato per il pHmetro.

Tagliare l'apertura per il display LCD

a) Il display LCD è posizionato nella parte superiore (coperchio) dell'involucro. Centrare un rettangolo di 98x40mm sulla copertina.

b) Inserire il pezzo nella morsa e praticare un foro pilota da 3, 2 mm (1/8 ") nel rettangolo contrassegnato.

c) Utilizzare questo foro pilota come punto di partenza per la punta da taglio a secco da 3, 2 mm (1/8 "). Dato che questo è un piccolo lavoro, useremo la punta sul trapano a mano piuttosto che una macchina da taglio a secco. Lavorare all'interno del rettangolo anziché delle linee poiché potrebbe essere un po 'difficile tagliare in modo diritto con questa punta sul trapano.

d) Quindi, utilizzare un file manuale per rimuovere il materiale in eccesso e modellare il rettangolo in base alle dimensioni richieste.

Tagliare le aperture per il connettore BNC e le porte Arduino

Le aperture per il connettore BNC e le porte Arduino si trovano sul lato della parte inferiore del contenitore.

a) Utilizzando le dimensioni fornite sopra, segna il punto centrale per il cerchio e i contorni per i due rettangoli.

b) Inserire il pezzo nella morsa e tagliare le aperture. L'apertura circolare è realizzata con punte. Quelli rettangolari sono realizzati seguendo un processo simile utilizzato per rendere l'apertura per il display LCD.

Equipaggia la piastra di base per montare i componenti

La piastra di base viene utilizzata per montare Arduino, sensore di pH e mini breadboard. Viene utilizzato un foglio acrilico spesso 6, 4 mm (1/4 ").

a) Utilizzando una sega a nastro, tagliare il foglio acrilico a 135x62, 5 mm.

b) Contrassegnare le posizioni per i quattro fori come mostrato. Praticare fori del diametro di 2, 38 mm (3/32 "). Svasare i fori su un lato della piastra fino a una profondità di 3 mm e un diametro di 4, 4 mm (11/64"). Ciò è necessario per mantenere una superficie inferiore piana quando le viti sono inserite per sostenere i supporti.

c) Fissare i supporti da 11 mm utilizzando le viti fornite. Il sensore di pH viene fornito con 4 distanziali e viti. Usane due per Arduino.

Passaggio 2: installare l'elettronica nell'alloggiamento

1) Inserire la piastra di base nella parte inferiore dell'alloggiamento. Mantenere in posizione con viti o colla a caldo.

2) Montare il sensore pH sulla piastra di base. Fissare ai supporti con viti.

3) Montare Arduino Uno sulla piastra di base. Fissare alle viti dei supporti.

4) Aggiungi la mini breadboard sulla piastra di base.

5) Saldare i pin dell'intestazione sul display LCD (pin forniti). Inserisci il display LCD nella parte superiore della custodia e usa della colla a caldo per mantenere lo schermo in posizione.

Passaggio 3: collegare l'elettronica insieme

Cablare i componenti sono mostrati nello schema sopra.

Usa la mini breadboard per 1kΩ e 220Ω e per distribuire i pin di terra e 5V dell'Arduino.

I due resistori vengono utilizzati per impostare il contrasto dello schermo.

Schede tecniche

Sensore di gravità pH, sonda pH

Passaggio 4: finalizzare l'assemblaggio

Dopo aver completato il cablaggio:

a) Unire le parti superiore e inferiore dell'alloggiamento utilizzando le viti fornite.

b) Collegare la sonda al connettore BNC.

Passaggio 5: carica il codice su Arduino Uno

Il codice per questo progetto utilizza librerie personalizzate e file di intestazione. Dovrai aggiungerli al tuo IDE Arduino per utilizzare il codice. I passaggi seguenti includono il processo di aggiunta di questo IDE.

a) Connetti Arduino al tuo computer e apri l'IDE. L'IDE può essere scaricato da questo LINK se non lo si possiede. Vai su Strumenti -> Scheda -> Seleziona Arduino / Genuino Uno . Vai su Strumenti -> Porta -> seleziona la porta a cui è collegato Arduino.

b) Aggiungi libreria display a cristalli liquidi: nell'IDE vai su Schizzo -> Includi libreria -> Gestisci librerie . Nella barra di ricerca di Library Manager inserisci "liquidcrystal". Cerca il pacchetto "LiquidCrystal Built-in di Arduino, Adafruit". Potrebbe essere installato o meno. In caso contrario, selezionare il pacchetto e fare clic su Installa .

c) Aggiungi la libreria del sensore di gravità Atlas: scarica il file zip dal seguente LINK. Il file verrà salvato come "Atlas_gravity.zip". Nell'IDE vai su Schizzo -> Includi libreria -> Aggiungi libreria .ZIP . Individua il file "Atlas_gravity.zip" e seleziona per aggiungere.

d) Successivamente, dobbiamo aggiungere il codice per il pHmetro. Copia il codice da questo LI NK sul pannello di lavoro IDE.

e) Compilare e caricare il codice su Arduino.

f) Le letture del pH verranno quindi visualizzate sul display LCD. È inoltre possibile visualizzare le letture sul monitor seriale. Per aprire il monitor seriale, vai su Strumenti -> Monitor seriale o premi Ctrl + Maiusc + M sulla tastiera. Impostare la velocità di trasmissione su 9600 e selezionare "Ritorno a capo".

Passaggio 6: calibrare il sensore PH

Nota: se si prevede di utilizzare un alimentatore esterno per Arduino, collegarlo ad Arduino prima di eseguire la calibrazione. Ciò assicurerà che i livelli di riferimento siano impostati correttamente, il che aiuterà nella corretta calibrazione.

Questo pHmetro può essere calibrato su uno, due o tre punti di calibrazione. Sono richieste soluzioni tampone standard (pH 4, 7 e 10)

Il monitor seriale viene utilizzato per il processo di calibrazione. L'utente sarà in grado di osservare il cambiamento graduale delle letture man mano che arrivano alla stabilizzazione e inviare i comandi appropriati.

I dati di calibrazione sono memorizzati nella EEPROM di Arduino.

Comandi di calibrazione

Punto basso: cal, 4

Punto medio: cal, 7

Punto più alto: cal, 10

Calibrazione chiara: cal, chiara

passi

a) Rimuovere il flacone di detergente e risciacquare la sonda pH.

b) Versare parte della soluzione pH 4 in una tazza. Assicurarsi che ci sia abbastanza da coprire l'area di rilevamento della sonda.

c) Posizionare la sonda nella tazza e mescolarla per rimuovere l'aria intrappolata. Osservare le letture sul monitor seriale. Lascia che la sonda rimanga nella soluzione finché le letture non si stabilizzano (il piccolo movimento da una lettura all'altra è normale)

d) Dopo che le letture si sono stabilizzate, immettere il comando cal, 4 nel monitor seriale. La calibrazione a pH 4 è ora completa.

Ripetere i passaggi ad per pH7 e pH10. Ricordarsi di risciacquare la sonda mentre si procede a diverse soluzioni tampone.

Che dire della compensazione della temperatura?

Il sensore utilizzato in questo progetto ha una precisione di +/- 0, 2%. Il pHmetro funzionerà con questa precisione nell'intervallo di temperatura compreso tra 7 e 46 ° C. Al di fuori di questo intervallo, il misuratore dovrà essere modificato per la compensazione della temperatura. Nota: la sonda pH può essere soggetta a un intervallo compreso tra 1 e 60 ° C.

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