ARDUINO PH METER: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam proyek ini, kami akan membuat pH meter benchtop menggunakan rangkaian pH analog gravitasi dan probe dari Atlas Scientific dan Arduino Uno. Pembacaan akan ditampilkan pada layar kristal cair (LCD).

Catatan:

- Pengukur ini dikembangkan pada komputer Windows. Itu tidak diuji pada Mac. - Kandang tidak tahan air.

BAHAN

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Sensor pH analog gravitasi
• 1 - pemeriksaan pH
• 1 - modul LCD 20x4
• 1 - 158x90x60mm Kandang
• 1 - papan tempat memotong roti mini
• Kabel jumper
• Lembaran akrilik (plexiglass)
• 4 - 11mm kebuntuan dan sekrup (dilengkapi dengan sensor pH)
• 1 - 220Ω dan 1 - 1kΩ resistor

PERALATAN

Bor, mata bor, mata bor drywall, kikir, obeng, catok meja, gergaji pita, pistol lem dan tongkat lem, besi solder dan solder, kaliper digital, penggaris.

Langkah 1: Siapkan Perumahan

Keselamatan: Ingatlah untuk berhati-hati saat menangani alat/mesin dan memakai perlengkapan keselamatan yang tepat seperti kacamata, sarung tangan, dan respirator.

Perumahan yang digunakan adalah kandang plastik ABS. Itu harus dimodifikasi untuk pH meter.

Potong bukaan untuk LCD

a) LCD ditempatkan di bagian atas (penutup) enklosur. Pusatkan persegi panjang 98x40mm pada penutup.

b) Letakkan potongan di ragum dan bor lubang pilot 3,2 mm (1/8 ) di persegi panjang yang ditandai.

c) Gunakan lubang pilot ini sebagai titik awal untuk mata bor drywall 3,2 mm (1/8 ). Karena ini pekerjaan kecil, kita akan menggunakan mata bor tangan daripada mesin pemotong drywall. Kerjakan di bagian dalam persegi panjang daripada garis karena mungkin agak sulit untuk memotong secara lurus dengan mata bor ini.

d) Selanjutnya, gunakan file tangan untuk menghilangkan bahan berlebih dan bentuk persegi panjang dengan ukuran yang dibutuhkan.

Potong bukaan untuk konektor BNC dan port Arduino

Bukaan untuk konektor BNC dan port Arduino ada di sisi bagian bawah enklosur.

a) Dengan menggunakan dimensi yang disediakan di atas, tandai titik pusat lingkaran dan garis luar untuk dua persegi panjang.

b) Letakkan potongan di wakil dan potong bukaan. Pembukaan melingkar dibuat menggunakan mata bor. Yang persegi panjang dibuat dengan mengikuti proses serupa yang digunakan untuk membuat bukaan untuk LCD.

Pasang pelat dasar untuk memasang komponen

Pelat dasar digunakan untuk memasang Arduino, sensor pH dan papan tempat memotong roti mini. 6.4mm (1/4 ) lembaran akrilik tebal digunakan.

a) Dengan menggunakan gergaji pita, potong lembaran akrilik menjadi 135x62.5mm.

b) Tandai posisi keempat lubang seperti yang ditunjukkan. Bor lubang berdiameter 2,38 mm (3/32"). Countersink lubang di satu sisi pelat hingga kedalaman 3 mm dan diameter 4,4 mm (11/64"). Ini diperlukan untuk menjaga permukaan bawah yang rata ketika sekrup dimasukkan untuk menahan kebuntuan.

c) Pasang standoff 11mm menggunakan sekrup yang disediakan. Sensor pH dilengkapi dengan 4 standoff dan sekrup. Gunakan dua di antaranya untuk Arduino.

Langkah 2: Instal Elektronik di Perumahan

1) Masukkan pelat dasar ke bagian bawah rumahan. Pertahankan posisinya dengan sekrup atau lem panas.

2) Pasang sensor pH pada pelat dasar. Amankan ke kebuntuan dengan sekrup.

3) Pasang Arduino Uno ke pelat dasar. Amankan ke sekrup kebuntuan.

4) Tambahkan papan tempat memotong roti mini ke pelat dasar.

5) Solder pin header ke LCD (pin disediakan). Masukkan LCD ke bagian atas rumah dan gunakan lem panas untuk menjaga layar tetap di tempatnya.

Langkah 3: Hubungkan Elektronik Bersama

Kawat komponen ditunjukkan dalam skema di atas.

Gunakan papan tempat memotong roti mini untuk 1kΩ dan 220Ω dan untuk mendistribusikan pin 5V dan ground Arduino.

Kedua resistor digunakan untuk mengatur kontras layar.

Lembar data

Sensor pH gravitasi, probe pH

Langkah 4: Selesaikan Perakitan

Setelah pengkabelan selesai:

a) Pasang bagian atas dan bawah rumahan bersama-sama menggunakan sekrup yang disediakan.

b) Hubungkan probe ke konektor BNC.

Langkah 5: Unggah Kode Ke Arduino Uno

Kode untuk proyek ini menggunakan pustaka dan file header yang disesuaikan. Anda harus menambahkannya ke Arduino IDE Anda untuk menggunakan kodenya. Langkah-langkah di bawah ini meliputi proses pembuatan penambahan IDE ini.

a) Hubungkan Arduino ke komputer Anda dan buka IDE. IDE dapat diunduh dari LINK ini jika Anda tidak memilikinya. Buka Alat -> Papan -> Pilih Arduino/Genuino Uno. Buka Tools -> Port -> pilih port tempat Arduino terhubung.

b) Tambahkan pustaka Liquid Crystal Display: Di IDE buka Sketsa -> Sertakan perpustakaan -> Kelola perpustakaan. Di bilah pencarian Manajer Perpustakaan masukkan "liquidcrystal". Cari paket berjudul "LiquidCrystal Built-in oleh Arduino, Adafruit". Ini mungkin atau mungkin tidak diinstal. Jika tidak, pilih paket dan klik instal.

c) Tambahkan perpustakaan sensor Gravitasi Atlas: Unduh file zip dari LINK berikut. File akan disimpan sebagai "Atlas_gravity.zip". Di IDE, buka Sketch -> Include library -> Add. ZIP Library. Temukan file "Atlas_gravity.zip" dan pilih untuk ditambahkan.

d) Selanjutnya, kita harus menambahkan kode untuk pH meter. Salin kode dari LINK ini ke panel kerja IDE.

e) Kompilasi dan unggah kode ke Arduino.

f) Pembacaan pH kemudian akan ditampilkan pada LCD. Anda juga dapat melihat pembacaan pada monitor serial. Untuk membuka monitor serial, buka Tools -> Serial Monitor atau tekan Ctrl+Shift+M pada keyboard Anda. Atur baud rate ke 9600 dan pilih "Carriage return".

Langkah 6: Kalibrasi Sensor PH

Catatan: Jika Anda berencana menggunakan catu daya eksternal untuk Arduino, sambungkan ke Arduino sebelum melakukan kalibrasi. Ini akan memastikan bahwa tingkat referensi diatur dengan tepat, yang akan membantu dalam kalibrasi yang benar.

Pengukur pH ini dapat dikalibrasi ke satu, dua atau tiga titik kalibrasi. Larutan buffer standar (pH 4, 7 dan 10) diperlukan

Serial monitor digunakan untuk proses kalibrasi. Pengguna akan dapat mengamati perubahan bertahap dalam pembacaan saat mereka mencapai stabilisasi dan mengirim perintah yang sesuai.

Data kalibrasi disimpan di EEPROM Arduino.

Perhatikan bahwa kalibrasi pH 7 harus dilakukan terlebih dahulu.

Perintah kalibrasi

Titik tengah: kal, 7

Titik rendah: kal, 4

Titik tinggi: kal, 10

Kalibrasi yang jelas: kal, jelas

Langkah

a) Keluarkan botol perendam dan bilas probe pH.

b) Tuang sebagian larutan pH 7 ke dalam cangkir. Pastikan bahwa ada cukup untuk menutupi area penginderaan probe.

c) Tempatkan probe di dalam cangkir dan aduk untuk menghilangkan udara yang terperangkap. Amati pembacaan pada monitor serial. Biarkan probe duduk di dalam larutan sampai pembacaan stabil (gerakan kecil dari satu pembacaan ke pembacaan berikutnya adalah normal)

d) Setelah pembacaan stabil, masukkan perintah kal, 7 ke serial monitor. Kalibrasi ke pH 7 sekarang selesai.

Ulangi langkah a-d untuk pH4 dan pH10. Ingatlah untuk membilas probe saat Anda melanjutkan ke larutan buffer yang berbeda.

Bagaimana dengan kompensasi suhu?

Sensor yang digunakan dalam proyek ini memiliki akurasi +/- 0,2%. Pengukur pH akan beroperasi dalam akurasi ini dalam kisaran suhu 7 - 46°C. Di luar kisaran ini, meteran harus dimodifikasi untuk kompensasi suhu. Catatan: Probe pH dapat dikenai kisaran 1 60 °C.