Bygge av PH mätare

[jflod]

Har undet en tid labbat med ett bygge för att mäta PH och temperatur i mitt kar. Har nämnt lite om det i tråden för mitt Aquaele 105, men tänkte att det passar bättre med en egen tråd för att samla projektet och utbyta ideer.

Målet med bygget. Kul, fånga upp mitt tidigare intresse för elektronikbygge, enkel och smidig lösning för ändamålet, få tillfälle att prova prototypbeställning av kretskort vilket ej fans när jag senast pysslade med detta. Fjärr övervakning.

Krav. PH 0.01 upplösning ph4-10, nogranhet ca 0.01-0.03, inga labbnivåer på ex temperatur kompensering mm bara sådant som ger en enkel konstruktion som passar ändamålet. låg kostnad. enkelt, smidigt. USB spänning 5v då det är lätt att tillgå samt håller ner kostnad. smd till största del. Ev stöd för fler sensorer ex orp. 1wire temp sensorer, 433mhz överföring till tellstick. pic 12f683 för A/D och databearbetning.

Har första prototypen klar eller snarare v2. och jobbar på v3. v1 var med trippel matningsspänning. Dubbel till op samt omvandlare till processor samt upplösning PH0.1 . v2 drivs på 5v usb typ telefonladdare och upplösning 0.01. v3 som jag snickrar på nu har ny op lmv324 som är rail to rail.

Upptäkte med v2 att mina op-förstärkarkunskaper var lite rostiga då jag inte kunde utnytja hela spänningsområdet 0-5 v.

Då jag inte hade någon annan op fick jag trixa med beräkningarna för att kunna få till ett hyffsat ytnytjande av de 10bitar som A/D omvandlaren har.

Har i dag störningar på 0.02- 0.03 samt känslighet för närhet till 220. Bör bli lite bättre på kretskortet, korta ledningar till op och korrekt avstörningskondensator på ingången samt avändande av rail to rail op. Kan här vara läge för tips på vad som är bäst. kondensatorval skärmning mm.

Angående orp sensorn så går det inge vidare, ska ge -2000 till 2000mv men har inte hittat info på hur den bör kopplas. Det jag hittade var att en spänningsföljande koppling för op skulle räcka och då endast positiva värden behövs så har jag kopplat sensorn mellan -pol och op det gav 1500mv men borde vara runt 400. Har tyvärr inget att kalibrera med, men visst borde ändå värdena ligga hyfsat? Tips? eller är det bortkastat att försöka mäta redox med så här enkel koppling?

Roligt med sensorn för temperatur är priset ca 10:- och det går att hänga på ett gäng. ex mäta rumstemp, sum p samt olika nivåer i karet för en merkostnad av 50:-

För en så snabb start som möjligt så har jag samlat ideer från olika håll dels mina tidigare projekt med 1wire samt följande projekt

http://blea.ch/wiki/index.php/PH_Meter

http://elektronikforumet.com/forum/viewtopic.php?f=3&t=63772

Ett problem är sensorprotokollet har stöd för en decimal tempmätning samt °c och luftfuktighet. Vet någon nått annat som fungerar med tellstick så skulle det vara bra. Just nu är Ph 8.00 samma som 80.0 °c

[Janne68]

Hej

Det ska bli intressant att följa och se vad du kommer fram till här.

Har själv haft tankar om en PH-mätare / ORP-mätare, men var då inne på att använda mig av en diffrentiell A/D-omvandlare typ MCP3422/4 med 18-bitars upplösning och på så sätt kanske klara mig från OP-biten och negativa drivspännningar. Den har ju 18 bitars upplösning för +/- 2.048V och en PGA som lämpligen kan sättas på 4ggr för PH-mätning, vilket skulle ge ett mätområde på +-/512mV.

Jag kom så långt(kort) att jag har någon AD liggande men sen har det inte blivit mer så jag vet inte om det hade varit en väg att gå. Jag minns inte nu vad det skulle kunnat ge för teoretisk uplösning och noggranhet, så det kanske skulle bli för dåligt.

MVH

/Janne

[jacs]

http://www.phidgets.com/products.php?category=36&product_id=3550_0

http://www.phidgets.com/products.php?category=36&product_id=1130_0

Ihop med arduino så är väl detta en trevlig lösning på PH mätning kanske, vet ej men är intressant att leka med utan att man blir skuldsatt till döds.

//Jonas

[petnym]

Tyvärr tror jag inte att det där kortet är lämpligt för vår tillämpning. Läser man manualen så står det "The pH Adapter Board should be used to measure solutions that are 'electrically quiet'. Measuring pH in electrically noisy environments such as tanks with mixing pumps, and even other measuring devices is not recommended."

[StefanL]

jag köpte denna https://www.sparkfun.com/products/10972 har inte satt i drift men det verkar funger på reference vätskorna kostade runt 700 ink frakt

[Garion]

Värt att veta att den produkten inkluderar en PH-stamp från Atlas Scientific.

http://atlas-scientific.com/index.html

Den fungerar bra, men den skickar inte värden i form av tal, utan text (dvs. "string") så vill man använda värdet till annat än att bara lagra och visa, behöver man konvertera värdet mha någon processor typ.

/Håkan

[jflod]

Intressant med MCP3422 skulle kunna fungera. Hur är det med ingångsimpedans såg att den var hög men hur hög. ph proben har ca 250Mohm intern resistans. orp ska vara betydligt mindre som jag förstår.

Skickat från min GT-I9300 med Tapatalk 4

[jflod]

Tyvärr tror jag inte att det där kortet är lämpligt för vår tillämpning. Läser man manualen så står det "The pH Adapter Board should be used to measure solutions that are 'electrically quiet'. Measuring pH in electrically noisy environments such as tanks with mixing pumps, and even other measuring devices is not recommended."

Undrar lite om det inte lite av en friskrivningstext? antar att man får räkna med att det fungerar mindre bra under vissa omständigheter. Svårt att tillverka något till försäljning utan att beakta alla förutsättningar.

[petnym]

Undrar lite om det inte lite av en friskrivningstext? antar att man får räkna med att det fungerar mindre bra under vissa omständigheter. Svårt att tillverka något till försäljning utan att beakta alla förutsättningar.

Fast man kan ju isolera själva pH-proben från elektroniken och mätspänningen så behöver man inte fundera över problem med jordströmar och liknande.

[jflod]

Fast man kan ju isolera själva pH-proben från elektroniken och mätspänningen så behöver man inte fundera över problem med jordströmar och liknande.

Ja, det skulle vara bra även om jag inte helt är med på vad du menar. Såg att någon hade flyttat op-n upp i proben, tror det var en hanna probe. Borde vara lätt för tillverkarna att bygga in i standard proben som säljs för några hundra lappar. Skulle vara trevligt med ex 1 wire anlutning till proben. Någon som vet något sådant?

Eller är det isolering mer i den elektriska konstruktionen du menar? Här skulle jag vilja ha lite tips om det finns åtgärder att vidta gärna så enkelt det går. Siktar på en op för ingångssteget och en för virtuell jord. eller är det bara att lägga ner en så enkel lösning.

Det som jag har nu fungerar i min miljö och då har jag en labbplatta så det är lite svårt att ansluta proben optimalt. Två problem finns dock. får akta mig för att lägga probesladden längs med 220 och kalibreringen är slö pga vald filterkondensator på ingången. Gör inte så mycket för min egen del, men kan det bli bättre så skadar det inte.

Men visst är det i första steget man ska koncentrera åtgärderna med att störnings isolera mot probe och övrig elektronik samt ev skärma?

[petnym]

Jag menar att man använder en "isolated dc/dc converter" och har opto-kopplare på de digitala signalerna.

[jflod]

Jag menar att man använder en "isolated dc/dc converter" och har opto-kopplare på de digitala signalerna.

Ok tack, typ DCP010505BP. Ska se om jag hittar lägre effekt och gärna billigare.

[Janne68]

Intressant med MCP3422 skulle kunna fungera. Hur är det med ingångsimpedans såg att den var hög men hur hög. ph proben har ca 250Mohm intern resistans. orp ska vara betydligt mindre som jag förstår.

Skickat från min GT-I9300 med Tapatalk 4

Ja just det, märker att det var lite för länge sen jag funderade över detta. :-)

ADC impendancen är på tok för låg för detta, ligger ju bara på 2.25Mohm/PGA, så..nej OPn kommer man ju inte undan med denna, men jag tycker ändå det är en trevlig ADC för mätapplikationer där man får upp till 4 kanaler till bra pris.

DC/DC finns det betydligt billigare att hitta än den du nämner, t.ex. RBE-0505S borde kunna fungera.

[stigigemla]

Man bör dels välja en OP med extra låg ingångsström som t.ex LMC 60411.

Det andra är att ha en jordprob i akvarievattnet. En svetselektrod av titan går bra. Man kontaktpressar torra änden med en vanlig kabelsko och kapslar med krympslang.

[jflod]

Man bör dels välja en OP med extra låg ingångsström som t.ex LMC 60411.

Det andra är att ha en jordprob i akvarievattnet. En svetselektrod av titan går bra. Man kontaktpressar torra änden med en vanlig kabelsko och kapslar med krympslang.

Bra, insåg nu att den jag sett på LMV låg lite högt, såg mig nog lite blind när jag kollade alternativ. den är i nA området men den ska vara i pA som jFET LMC 6041 kan vara ett alternativ, rail to rail ut, vilket jag kollar på då jag bara har 5v matning. skulle kunna räcka till PH broben. Men tycker det inte ingången räcket för orp proben som har +-2v men dels behövs kanske endast typ 300-2000 mv området eller så kan man välja en annan op då vad jag förstår så kräver inte den lika låg ingångsström. Priset var lite högt ca50kr - siktar på 10.

Jag letar efter följande

jFET eller annan i pA området

rail to rail in och ut

5 enkel matningsspänning

ca 10kr

Lämplig för ändamålet med störning överhörning mm

Blir det enligt pnym förslag med dc dc då kanske man kan ta en 5v in 12v ut så blir kraven på op-n lite lägre. Typ TN074. Man skulle även kunna sänka ref för A/D vilket jag gjorde i min prototyp2

[jflod]

Hittade denna adum6400 som även har issolerade kanaler för signalöverföring.

Sen en bra länk om någon missat http://www.all-about-ph.com/ground-loop-problems.html

Skickat från min GT-I9300 med Tapatalk 4

[jflod]

Har stått still med detta projekt men har letat lite komponenter. Har inte helt klart hur det borde se ut beroende på komponentpris tillgänglighet utföramde mm.

En sammanställning i grova drag.

- Ska vara en eller flera kanaler för ph/orp

- Lågt pris och smidig, då jag kommer ha behov av flera framöver.

-Isolerade kanaler , DC/DC och signaler.

Tellstick

- En slinga för 1-wire tempsensorer.

Ett problem är att varje kanal bör vara isolerade från varandra så det krävs avskillda kretsar för op och D/A per kanal.

Hittade en krets inte allt för dyr som hanterada isolering förstärkning och D/A, speciellt för tvåsensor probar men vad jag såg inte för vanliga enkla.

[petnym]

Du verkar ha lite andra krav än jag, annars hade du kunnat låna min design. Den har elektriskt åtskild pH-prob. Jag har kommit så här långt... Återstår att löda en krets, som jag väntar leverans på...

[jflod]

Ser bra ut.

Jag har focus på övervakning. Antar att dessa även är för reglering?

Vad är det för op du kör och hur är avskilljningen löst?

[petnym]

Ser bra ut.

Jag har focus på övervakning. Antar att dessa även är för reglering?

Vad är det för op du kör och hur är avskilljningen löst?

Kretskorten har anslutning för i2c-bus så man behöver en kontroller till dom... isoleringen genomförs med två kretsar, dels en isolerad DC/DC omvandlare och dels en isolerad I2C krets (ADUM1250). Förövrigt följer kopplingen den design som både ReefAngel och andra open sorce / hardware lösningar för pH-mätning använder sig av...