سیستم کنترل PH و SALINITY خود را با نشانگرهای LED ایجاد کنید: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

در این پروژه ، ما یک سیستم نظارت بر pH و شوری/رسانایی با نشانگرهای LED خواهیم ساخت. از حسگرهای pH و شوری Atlas Scientific استفاده شده است. عملکرد از طریق پروتکل I2C انجام می شود و قرائت ها در مانیتور سریال Arduino نمایش داده می شود.

اگر قرائت سنسور از محدوده از پیش تعیین شده خارج شود ، LED ها روشن می شوند. در این مورد ، محدودیت ها به شرح زیر است: اگر میزان رسانایی بیش از 500 μS/cm باشد ، LED زرد روشن می شود. اگر pH بیش از 10 شود ، LED قرمز روشن می شود. استفاده از LED نشان می دهد که چگونه می توان از قرائت سنسور برای راه اندازی سخت افزار دیگر استفاده کرد.

هشدارها:

اطلس علمی لوازم الکترونیکی مصرفی تولید نمی کند. این تجهیزات برای مهندسان برق در نظر گرفته شده است. اگر با مهندسی برق یا برنامه نویسی سیستم های جاسازی شده آشنایی ندارید ، ممکن است این محصولات برای شما مناسب نباشد

این دستگاه با استفاده از رایانه ویندوز توسعه و آزمایش شده است. این بر روی Mac آزمایش نشده است ، اطلس علمی نمی داند که آیا این دستورالعمل ها با سیستم Mac سازگار هستند یا خیر

مزایای:

• زمان واقعی pH و قرائت شوری.
• می توان آن را گسترش داد تا انواع بیشتری از سنسورهای EZO اطلس را شامل شود.
• قابلیت استفاده از قرائت سنسور برای کنترل سخت افزارهای دیگر.
• حداقل مهارت های برنامه نویسی مورد نیاز است مگر اینکه قصد تغییر پروژه را داشته باشید.

مواد:

• 1- برد Arduino Uno یا STEMTera
• Breadboard (اگر از برد STEMTera استفاده نمی شود)
• سیم های بلوز
• 1- کیت حسگر pH
• 1- کیت حسگر شوری
• 1- عایق ولتاژ خطی
• 2- LED ها
• 2- مقاومت 220 Ω

مرحله 1: الزامات از قبل مونتاژ

الف) سنسورها را کالیبره کنید. هر سنسور یک فرایند کالیبراسیون منحصر به فرد دارد. به موارد زیر مراجعه کنید: برگه اطلاعات Ezo pH ، برگه اطلاعات Ezo EC.

ب) پروتکل حسگرها را بر روی I2C تنظیم کنید. هر سنسور به یک آدرس I2C منحصر به فرد نیاز دارد. مطابق با کد نمونه این پروژه ، از آدرس های زیر استفاده می شود: آدرس سنسور pH 99 و آدرس سنسور شوری 100 است. برای اطلاع از نحوه تغییر بین پروتکل ها و تعیین آدرس ، به این LINK مراجعه کنید.

کالیبراسیون و تغییر به I2C باید قبل از پیاده سازی سنسورها در این پروژه انجام شود

مرحله 2: مونتاژ سخت افزار

سخت افزار را همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است وصل کنید.

می توانید از Arduino UNO یا برد STEMTera استفاده کنید. تخته STEMTera در این پروژه برای طراحی جمع و جور خود استفاده شده است که در آن Arduino با تخته نان ترکیب شده است.

مقاومت های 220Ω جریان را به LED محدود می کند و از منفجر شدن آنها جلوگیری می کند.

جداساز ولتاژ درون خطی ، مدار pH را از مدار شوری جدا می کند ، بنابراین از آن در برابر هرگونه تداخل الکتریکی (سر و صدا) که ممکن است از سنسور شوری یا سایر لوازم الکترونیکی موجود در سیستم ایجاد شود ، محافظت می کند.

مرحله 3: بارگیری برنامه ONTO ARDUINO

کد این پروژه از یک کتابخانه و هدر سفارشی برای مدارهای EZO در حالت I2C استفاده می کند. برای استفاده از کد ، باید آنها را به Arduino IDE خود اضافه کنید. مراحل زیر شامل روند ایجاد این افزودنی به IDE است.

الف) Ezo_I2c_lib ، یک پوشه zip را از GitHub روی رایانه خود بارگیری کنید.

ب) در رایانه خود ، Arduino IDE را باز کنید (اگر IDE را ندارید می توانید آن را از اینجا بارگیری کنید). در IDE ، به Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library بروید -> پوشه Ezo_I2c_lib را که بارگیری کرده اید انتخاب کنید. فایلهای مناسب در حال حاضر گنجانده شده است.

ج) کد را از pH_EC_led_indicator بر روی صفحه کار IDE خود کپی کنید. همچنین می توانید از پوشه zip Ezo_I2c_lib که در بالا بارگیری شده است به آن دسترسی پیدا کنید.

د) کد PH_EC_led_indicator را در برد Arduino Uno یا StemTera خود کامپایل و بارگذاری کنید.

ه) در IDE خود ، به Tools -> Serial Monitor بروید یا Ctrl+Shift+M را در صفحه کلید خود فشار دهید. مانیتور سریال باز می شود. نرخ باود را روی 9600 تنظیم کنید و "Carriage return" را انتخاب کنید

مرحله 4: نمایش

خلاصه آزمایش نشان داده شده در فیلم:

• pH و EC اولیه آب اندازه گیری می شود.
• مقداری NaCl (نمک) به آب اضافه می شود ، میزان رسانایی بالا می رود و به محض عبور از 500μS/cm ، LED زرد روشن می شود.
• سپس مقداری محلول pH UP در لیوان ریخته می شود ، pH افزایش می یابد و پس از عبور از 10 و LED قرمز روشن می شود.
• در نهایت ، مقداری محلول pH DOWN اضافه شده و pH کاهش می یابد. وقتی خوانش کمتر از 10 باشد ، LED قرمز خاموش می شود.