ARDUINO PH METRE: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu projede, Atlas Scientific ve Arduino Uno'dan yerçekimi analog pH devresini ve probunu kullanarak masaüstü pH metre yapacağız. Okumalar bir likit kristal ekranda (LCD) görüntülenecektir.

Not:

- Bu sayaç bir Windows bilgisayarında geliştirilmiştir. Mac'te test edilmedi. - Muhafaza su geçirmez değildir.

MALZEMELER

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Yerçekimi analog pH sensörü
• 1 - pH probu
• 1 - 20x4 LCD modül
• 1 - 158x90x60mm Muhafaza
• 1 - Mini ekmek tahtası
• Atlama telleri
• Akrilik levha (pleksiglas)
• 4 - 11 mm ayırıcılar ve vidalar (pH sensörüyle birlikte gelir)
• 1 - 220Ω ve 1 - 1kΩ dirençler

ALETLER

Matkap, matkap uçları, alçıpan kesici uçları, eğeler, tornavidalar, tezgah mengenesi, şerit testere, tutkal tabancası ve tutkal çubuğu, havya ve lehim, dijital kumpas, cetvel.

Adım 1: Muhafazayı Hazırlayın

Güvenlik: Aletleri/makineleri tutarken dikkatli olmayı ve gözlük, eldiven ve solunum cihazı gibi uygun güvenlik ekipmanlarını giymeyi unutmayın.

Kullanılan muhafaza ABS plastik bir muhafazadır. pH metre için modifiye edilmelidir.

LCD için açıklığı kes

a) LCD, muhafazanın üst kısmına (kapak) yerleştirilmiştir. 98x40mm'lik bir dikdörtgeni kapağa ortalayın.

b) Parçayı mengeneye yerleştirin ve işaretlenmiş dikdörtgene 3,2 mm (1/8 ) pilot delik açın.

c) Bu pilot deliği 3,2 mm (1/8 ) alçıpan kesme ucu için başlangıç noktası olarak kullanın. Bu küçük bir iş olduğundan, ucu alçıpan kesme makinesi yerine el matkabında kullanacağız. İçeride çalışın Matkap üzerindeki bu uçla düz bir şekilde kesmek biraz zor olabileceğinden, çizgiler yerine dikdörtgenin şekli.

d) Ardından, fazla malzemeyi çıkarmak için bir el eğesi kullanın ve dikdörtgeni gerekli boyuta şekillendirin.

BNC konektörü ve Arduino bağlantı noktaları için açıklıkları kesin

BNC konektörü ve Arduino bağlantı noktaları için açıklıklar, muhafazanın alt kısmının yanındadır.

a) Yukarıda verilen boyutları kullanarak dairenin merkez noktasını ve iki dikdörtgenin ana hatlarını işaretleyin.

b) Parçayı mengeneye koyun ve açıklıkları kesin. Dairesel açıklık, matkap uçları kullanılarak yapılır. Dikdörtgen olanlar, LCD için açılış yapmak için kullanılan benzer bir işlem izlenerek yapılır.

Bileşenleri monte etmek için taban plakasını donatın

Taban plakası Arduino, pH sensörü ve mini breadboard'u monte etmek için kullanılır. 6.4mm (1/4 ) kalınlığında akrilik levha kullanılmaktadır.

a) Şerit testere kullanarak akrilik levhayı 135x62,5 mm'ye kesin.

b) Dört deliğin konumlarını gösterildiği gibi işaretleyin. 2.38 mm (3/32") çapında delikler açın. Plakanın bir tarafındaki delikleri 3 mm derinliğe ve 4,4 mm (11/64") çapa kadar havşa açın. Bu, boşlukları tutmak için vidalar yerleştirildiğinde düz bir alt yüzey tutmak için gereklidir.

c) Sağlanan vidaları kullanarak 11 mm'lik ayırıcıları takın. pH sensörü 4 ayırıcı ve vida ile birlikte gelir. Arduino için ikisini kullanın.

Adım 2: Elektronikleri Muhafazaya Takın

1) Taban plakasını muhafazanın alt kısmına yerleştirin. Vida veya sıcak tutkalla yerinde tutun.

2) pH sensörünü taban plakasına monte edin. Vidalarla boşluklara sabitleyin.

3) Arduino Uno'yu taban plakasına monte edin. Ayırıcı vidalara sabitleyin.

4) Mini breadboard'u taban plakasına ekleyin.

5) Başlık pimlerini LCD'ye lehimleyin (sağlanan pimler). LCD'yi muhafazanın üst kısmına yerleştirin ve ekranı yerinde tutmak için biraz sıcak tutkal kullanın.

3. Adım: Elektroniği Birlikte Kablolayın

Bileşenleri kablolayın, yukarıdaki şemada gösterilmiştir.

1kΩ ve 220Ω için ve Arduino'nun 5V ve topraklama pinlerini dağıtmak için mini devre tahtasını kullanın.

Ekran kontrastını ayarlamak için iki direnç kullanılır.

Veri sayfaları

Yerçekimi pH sensörü, pH probu

Adım 4: Montajı Sonlandırın

Kablolama tamamlandıktan sonra:

a) Sağlanan vidaları kullanarak muhafazanın üst ve alt kısımlarını bir araya getirin.

b) Probu BNC konektörüne bağlayın.

Adım 5: Kodu Arduino Uno'ya Yükleyin

Bu projenin kodu, özelleştirilmiş kitaplıkları ve başlık dosyalarını kullanır. Kodu kullanmak için bunları Arduino IDE'nize eklemeniz gerekecek. Aşağıdaki adımlar, IDE'ye bu eklemeyi yapma sürecini içerir.

a) Arduino'yu bilgisayarınıza bağlayın ve IDE'yi açın. IDE, sahip değilseniz bu LINK'ten indirilebilir. Araçlar -> Pano -> Arduino/Genuino Uno'yu seçin. Araçlar -> Bağlantı Noktası -> seçeneğine gidin ve Arduino'nun bağlı olduğu bağlantı noktasını seçin.

b) Liquid Crystal Display kitaplığı ekleyin: IDE'de Sketch -> Include library -> Manage Library'ye gidin. Kütüphane Yöneticisinin arama çubuğuna "liquidcrystal" yazın. "LiquidCrystal Yerleşik Arduino, Adafruit" başlıklı paketi arayın. Kurulabilir veya kurulmayabilir. Değilse, paketi seçin ve yükle'ye tıklayın.

c) Atlas Yerçekimi sensörü kitaplığı ekleyin: Zip dosyasını aşağıdaki LINK'ten indirin. Dosya "Atlas_gravity.zip" olarak kaydedilecektir. IDE'de Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library'ye gidin. "Atlas_gravity.zip" dosyasını bulun ve eklemek için seçin.

d) Ardından, pH metrenin kodunu eklemeliyiz. Kodu bu LINK'ten IDE çalışma paneline kopyalayın.

e) Kodu derleyin ve Arduino'ya yükleyin.

f) pH okumaları daha sonra LCD'de görüntülenecektir. Okumaları seri monitörde de görüntüleyebilirsiniz. Seri monitörü açmak için Araçlar -> Seri Monitör'e gidin veya klavyenizde Ctrl+Shift+M tuşlarına basın. Baud hızını 9600'e ayarlayın ve "Satır başı"nı seçin.

Adım 6: PH Sensörünü Kalibre Edin

Not: Arduino için harici bir güç kaynağı kullanmayı planlıyorsanız, kalibrasyonu yapmadan önce bunu Arduino'ya bağlayın. Bu, doğru kalibrasyona yardımcı olacak referans seviyelerinin uygun şekilde ayarlanmasını sağlayacaktır.

Bu pH metre bir, iki veya üç noktalı kalibrasyona kalibre edilebilir. Standart tampon çözeltileri (pH 4, 7 ve 10) gereklidir

Kalibrasyon işlemi için seri monitör kullanılır. Kullanıcı, stabilizasyona geldiklerinde okumalardaki kademeli değişimi gözlemleyebilecek ve uygun komutları gönderebilecektir.

Kalibrasyon verileri Arduino'nun EEPROM'unda saklanır.

Önce pH 7 kalibrasyonunun yapılması gerektiğini unutmayın.

Kalibrasyon komutları

Orta nokta: cal, 7

Düşük nokta: cal, 4

Yüksek nokta: cal, 10

Kalibrasyonu temizle: cal, temizle

adımlar

a) Sağanak şişeyi çıkarın ve pH probunu durulayın.

b) pH 7 solüsyonunun bir kısmını bir bardağa dökün. Probun algılama alanını kaplayacak kadar boşluk olduğundan emin olun.

c) Probu bardağa yerleştirin ve sıkışan havayı çıkarmak için karıştırın. Seri monitördeki okumaları gözlemleyin. Okumalar sabitlenene kadar probu solüsyonda bekletin (bir okumadan diğerine küçük hareket normaldir)

d) Okumalar stabilize olduktan sonra, seri monitöre cal, 7 komutunu girin. pH 7'ye kalibrasyon artık tamamlanmıştır.

pH4 ve pH10 için a-d adımlarını tekrarlayın. Farklı tampon çözeltilerine ilerlerken probu durulamayı unutmayın.

Peki ya sıcaklık telafisi?

Bu projede kullanılan sensörün doğruluğu +/- %0,2'dir. pH metre 7 - 46°C sıcaklık aralığında bu doğrulukta çalışacaktır. Bu aralığın dışında, sıcaklık kompanzasyonu için sayacın değiştirilmesi gerekecektir. Not: pH probu 1 − 60 °C aralığına tabi tutulabilir.