ΚΑΝΤΕ ΤΟ ΔΙΚΟ ΣΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ PH and SALINITY ΜΕ ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ LED: 4 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Σε αυτό το έργο, θα φτιάξουμε ένα σύστημα παρακολούθησης pH και αλατότητας/αγωγιμότητας με δείκτες LED. Χρησιμοποιούνται οι αισθητήρες pH και αλατότητας από την Atlas Scientific. Η λειτουργία γίνεται μέσω πρωτοκόλλου I2C και οι ενδείξεις εμφανίζονται στη σειριακή οθόνη Arduino.

Οι λυχνίες LED ανάβουν εάν οι ενδείξεις των αισθητήρων ξεπεράσουν τα προκαθορισμένα όρια. Σε αυτή την περίπτωση, τα όρια είναι τα εξής: Εάν η ένδειξη αγωγιμότητας υπερβεί τα 500 μS/cm, η κίτρινη λυχνία LED θα ανάψει. αν η ένδειξη pH υπερβεί το 10, η κόκκινη λυχνία LED θα ανάψει. Η χρήση LED προσφέρει μια επίδειξη του τρόπου με τον οποίο οι ενδείξεις των αισθητήρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση άλλου υλικού.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΕΙΣ:

Η Atlas Scientific δεν κατασκευάζει ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης. Αυτός ο εξοπλισμός προορίζεται για ηλεκτρολόγους μηχανικούς. Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με τον προγραμματισμό ηλεκτρολόγων μηχανικών ή ενσωματωμένων συστημάτων, αυτά τα προϊόντα ενδέχεται να μην είναι για εσάς

Αυτή η συσκευή αναπτύχθηκε και δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή Windows. Δεν δοκιμάστηκε σε Mac, η Atlas Scientific δεν γνωρίζει εάν αυτές οι οδηγίες είναι συμβατές με σύστημα Mac

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ:

• Αναγνώσεις pH και αλατότητας σε πραγματικό χρόνο.
• Μπορεί να επεκταθεί ώστε να περιλαμβάνει περισσότερους τύπους αισθητήρων EZO της Atlas.
• Δυνατότητα χρήσης μετρήσεων αισθητήρων για τον έλεγχο άλλου υλικού.
• Απαιτούνται ελάχιστες δεξιότητες προγραμματισμού εκτός εάν σκοπεύετε να τροποποιήσετε το έργο.

ΥΛΙΚΑ:

• 1- Πλακέτα Arduino Uno ή STEMTera
• Breadboard (Εάν δεν χρησιμοποιείται πίνακας STEMTera)
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων
• 1- Σετ αισθητήρα pH
• 1- κιτ αισθητήρα αλατότητας
• 1- Απομονωτής εσωτερικής τάσης
• 2- LED
• 2- αντιστάσεις 220 Ω

Βήμα 1: ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΠΡΟ-ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗΣ

α) Βαθμονομήστε τους αισθητήρες. Κάθε αισθητήρας έχει μια μοναδική διαδικασία βαθμονόμησης. Ανατρέξτε στα ακόλουθα: Φύλλο δεδομένων Ezo pH, φύλλο δεδομένων Ezo EC.

β) Ορίστε το πρωτόκολλο αισθητήρων σε I2C. Κάθε αισθητήρας χρειάζεται μια μοναδική διεύθυνση I2C. Σύμφωνα με το δείγμα κώδικα για αυτό το έργο, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες διευθύνσεις: η διεύθυνση του αισθητήρα pH είναι 99 και η διεύθυνση του αισθητήρα αλατότητας είναι 100. Για πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο αλλαγής μεταξύ πρωτοκόλλων και εκχώρησης διευθύνσεων, ανατρέξτε σε αυτό το LINK.

Η βαθμονόμηση και η μετάβαση σε I2C ΠΡΕΠΕΙ να γίνουν πριν από την εφαρμογή των αισθητήρων σε αυτό το έργο

Βήμα 2: ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗ ΥΛΙΚΟΥ

Συνδέστε το υλικό όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε είτε έναν πίνακα Arduino UNO είτε έναν πίνακα STEMTera. Ο πίνακας STEMTera χρησιμοποιήθηκε σε αυτό το έργο για τον συμπαγή σχεδιασμό του, όπου το Arduino συνδυάζεται με το breadboard.

Οι αντιστάσεις 220Ω περιορίζουν το ρεύμα στις λυχνίες LED, εμποδίζοντας τους να φυσήξουν.

Το Inline Voltage Isolator απομονώνει το κύκλωμα pH από το κύκλωμα αλατότητας, προστατεύοντάς το από κάθε ηλεκτρική παρεμβολή (θόρυβο) που μπορεί να προέρχεται από τον αισθητήρα αλατότητας ή άλλα ηλεκτρονικά του συστήματος.

Βήμα 3: ΦΟΡΤΩΣΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ONTO ARDUINO

Ο κώδικας για αυτό το έργο χρησιμοποιεί μια προσαρμοσμένη βιβλιοθήκη και αρχείο κεφαλίδας για τα κυκλώματα EZO σε λειτουργία I2C. Θα πρέπει να τα προσθέσετε στο Arduino IDE για να χρησιμοποιήσετε τον κώδικα. Τα παρακάτω βήματα περιλαμβάνουν τη διαδικασία πραγματοποίησης αυτής της προσθήκης στο IDE.

α) Κατεβάστε τον Ezo_I2c_lib, έναν φάκελο zip από το GitHub στον υπολογιστή σας.

β) Στον υπολογιστή σας, ανοίξτε το Arduino IDE (Μπορείτε να κατεβάσετε το IDE από ΕΔΩ εάν δεν το έχετε). Στο IDE, μεταβείτε στο Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library -> Επιλέξτε τον φάκελο Ezo_I2c_lib που μόλις κατεβάσατε. Τα κατάλληλα αρχεία περιλαμβάνονται τώρα.

γ) Αντιγράψτε τον κωδικό από τον pH_EC_led_indicator στον πίνακα εργασίας του IDE. Μπορείτε επίσης να έχετε πρόσβαση από τον φάκελο zip Ezo_I2c_lib που κατεβάσατε παραπάνω.

δ) Συγκεντρώστε και ανεβάστε τον κωδικό pH_EC_led_indicator στον πίνακα Arduino Uno ή StemTera.

ε) Στο IDE, μεταβείτε στο Εργαλεία -> Σειριακή οθόνη ή πατήστε Ctrl+Shift+M στο πληκτρολόγιό σας. Θα ανοίξει η σειριακή οθόνη. Ρυθμίστε το ρυθμό baud στο 9600 και επιλέξτε "Επιστροφή μεταφοράς"

Βήμα 4: ΕΠΙΔΕΙΞΗ

Περίληψη του πειράματος που εμφανίζεται στο βίντεο:

• Μετράται το αρχικό pH και το EC του νερού.
• Προστίθεται λίγο NaCl (αλάτι) στο νερό, η ένδειξη αγωγιμότητας ανεβαίνει και μόλις περάσει τα 500μS/cm ανάβει το κίτρινο LED.
• Στη συνέχεια χύνεται λίγο διάλυμα pH UP στο ποτήρι, το pH αυξάνεται και με το πέρασμα του 10 και ανάβει το κόκκινο LED.
• Τέλος, προστίθεται λίγο διάλυμα pH DOWN και το pH μειώνεται. Όταν η ένδειξη είναι μικρότερη από 10, η κόκκινη λυχνία LED σβήνει.