Практика Мои самоделки Самодельный электронный pH-метр

Самодельный электронный pH-метр

   Начиная заниматься гидропоникой, для измерения уровня pH питательного раствора я сначала купил тест-полоски, которые надо было опускать в раствор и они должны были менять свой цвет, взависимости от уровня кислотности. Но то-ли эти полоски были у меня просроченые, то-ли просто не работали - они вообще никак не реагировали ни на кислоту, ни на щелочь.

  Второе приобретение - это жидкий аквариумный pH тест. Он сам изменяет свой цвет, взависимости от кислотности. Он измеряет уровень pH от 4 до 8,5. Этого для начала вполне достаточно, чтобы держать уровень в пределах 5-6 pH.

   Т.к. первый мой эксперимент с ультразвуковой аэропоникой был не очень успешен (постоянно гнили корни растений и, соответсвенно, всё время повышался уровень pH) и приходилось каждый вечер понижать pH, то у меня сразу встал вопрос об автоматизации этого процесса. Но для этого надо было иметь электронный pH-метр, да ещё и со связью с компьютером(чтобы вдальнейшем сделать автоматизированный контроль). Такие модели в продаже есть - имеют RS-232 интерфейс (старый последовательный порт компьютера), но у них есть и недостаток - цена.

   Т.о. чтобы не покупать для экспериментов, я решил сделать его самостоятельно. Почитав о принципе работы pH электрода - я понял, что этот компонент мне точно в домашних условиях не сделать. Его придется покупать в любом случае. Купил необслуживаемый электрод ЭСК-10608/7. Из обслуживания - только калибровка.

ph_v_r

Рис. 1
pH электрод в работе,
в питательном растворе

   Для убеждения себя же в правильном выборе pH электрода я задал перед покупкий несколько вопросов :

"3.Электрод будет постоянно находится в измеряемом растворе и возможно нарастание водорослей на "шарике". Насколько это критично для самого электрода ?
4.Как долго этот электрод может находиться погруженным в раствор до погрешности 0,5 pH (естественно это не конкретные сроки, а хотя бы периоды неделя/месяц...)"

и получил следующие на них ответы :

"3. Зарастание электрода нежелательно, т.к. Вы можете получить неправильные результаты. Продукты жизнидеятельности водорослей могут локально изменить pH. Если шарик будет полностью заблокирован, он перестанет реагировать на изменение pH анализируемого раствора.

4. До погрешности 0,5 pH, я думаю, никогда не дойдет. Только когда электрод совсем умрет. Правда, если не учитывать эффектов по п.3."

Рис. 2
Схема электрическая
 принципиальная pH преобразователя

   Теперь осталось только преобразовать напряжение на электроде в цифры на экране компьютера... Я нашел схему рис.1 , на выходе я получаю линейную зависимость напряжения 0-5 Вольт от уровня кислотности pH раствора 0-12. А для компьютера, чтобы использовать всё тот же порт джойстика, мне нужно изменение тока.

   Как я ни "колдовал" линейности по току у меня не получалось, поэтому я решил поставить простую оптопару и после снятия показаний с порта джойстика - таблично преобразовывать из в реальные значения pH. Это, конечно, получилось как "забивать микроскопом гвозди", но для экспериментов мне этого достаточно. На рис.2 - получившиеся устройство - "трансмиттер" в корпусе сгоревшего блока питания. Вся стоимость составила: стоимость электорода плюс стоимость деталей. Итого: 1599 + 35 р. Этот электрод вдальнейшем, если интерес к гидропонике не угаснет, можно использовать и в профессианальном выращивании в комплексе с фирменным трансмиттером.

transmitter

Рис. 3
Самодельный трансмиттер
pH -> U -> I -> game port

   Теперь осталось разработать исполнительное устройство, которое будет впрыскивать в питательный раствор жидкость для повышения/понижения уровня pH - "pH up" или "pH down" соответственно, по сигналу с компьютера, основанном на текущих показаниях электрода.

   А пока эту операцию придется делать руками, но основываясь уже на данных с экрана монитора, а не бегать с pH-тестом и "пачкать руки".

   Вот, спустя несколько дней добавил в программу и график уровня pH - рис.4. На нем хорошо заметно, как к 14-ти часам дня уровень pH медленно опускался, в это время я долил в резервуар с раствором отстоянной двое суток воды с высоким уровнем pH (около 8.5) и уровень постепенно нормализовался до ~ 6.3 pH.

 

ph_komp

Рис. 4
График уровня pH в резервуаре с питательным раствором

 

 

 

 

 

 


Комментарии  
  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Фёдор » 07.01.2012 16:53

круто всё тока чтот я не как не могу конкретно вникнуть в это чтоб сделать может быть поможете как нибудь?
0 +−

Фёдор

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 08.01.2012 00:05

Как помочь ещё-то ? К вам домой приехать и всё самому сделать ? :)
Паяльник+детали +знания+эта статья, больше ничего не нужно. Вместо порта компьютера можете взять стрелочный Вольтметр и поставить на выходе. 1Вольт=1 pH.
0 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Виталий » 16.01.2012 16:46

Добрый день. Я хотел подробней узнать как электрод РН подключить к вольтметру. Вы об этом упомянули в предыдущем посте(Вместо порта компьютера можете взять стрелочный Вольтметр и поставить на выходе. 1Вольт=1 pH.) просто был неудачный опыт приобретения на Е-бей ручного РН-метра. Есть возможность взять Электрод (Стеклянный pH-электрод для рН-метров. Подходит для любых моделей pH-метров или контроллеров с разъемом BNC.), но для меня не совсем понятен принцип работы электрода и как к нему присоединить электронный вольтметр.
0 +−

Виталий

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Роман » 16.01.2012 18:52

Собираете схему с рис.2 вход - pH метр . Выход (земля=общий и Vout) к вольтметру.
Просто так к pH метру ничего не подключить, только через схему.
+2 +−

Роман

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 23.07.2012 22:32

Евгений Самсонов звёздочка "*" на схеме - значит указан "примерный" номал на схеме, нужно подбирать. V+,V- = (У меня) +12 В -12В соответственно, питание двуполярное.
Что такое двуполярное питание - находится в инете, делается за 10 мин из трансформатора на 24 В или др... Вариантов море , вплоть до покупки готового, это сейчас не редкость.
+1 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 28.09.2012 19:43

Дмитрий Дубинин, нет ничего невозможно, не вижу для этого препятствий :)
0 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Мастер » 12.02.2014 12:22

Когда корни гниют, раствор киснет. PH опускается. Автор полный невежда. Паять может и умеет, но от растений лучше держаться подальше
−2 +−

Мастер

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 12.02.2014 12:41

Мастер, грубовато конечно, в духе социализма, но на этом сайте рады любой критике, лишь бы она была аргументированн ой. Все мы здесь учимся и рады получать знания, если Вы готовы ими делиться.
Мастер, если Вы можете в доступной и лояльной к новичкам форме объяснить выше изложенный процесс влияния "гниения корневой системы" на водородный показатель раствора (конечно, утрированно, отбросив все возможные остальные факторы вляния), то это будет огромный плюс для всех посетителей сайта.
+1 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# progger » 06.04.2014 03:41

что-то первая фотка не очень - не совсем понятно что за электрод
и кстати какого устройство электрода и принцип его действия?
и зачем нужно было так извращаться с игровым портом, проще подключить МК с АЦП к USB если самому в лом то можно купить готовое, например, как-то давно была разработка от кернелчип и были еще модули от екитс
0 +−

progger

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 06.04.2014 12:28

progger, электрод ЭСК-10608/7, комбинированный , информации по нему в интернете полно.
По поводу порта: это было настолько давно, что даже об Ардуино я не знал. Да, и МК использовать ради этого крайне нецелесообразно (моё мнение).
На данный момент (2014) - да, все больше склоняюсь к использованию промышленных электродов и готового трансмиттера. Иначе слишком "капризные" устройства получаются. Не должны они требовать столько внимания, сколько я сйчас на них трачу.
0 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# progger » 06.04.2014 20:12

вот преобразователь http://qrx.narod.ru/izm/pr_mop.htm напряжение-ток и наоборот - может в будущем пригодится.
поискал описание электрода, но так и не понял принцип его работы, в основном это предложения о продаже и описание общего назначения, а в начале статьи вы упоминали, что именно сложность конструкции вынудила вас купить готовое решение - значит вы нашли подробное описание конструкции и принцип его работы?! просьба поделиться знаниями :)

и еще на форуме один товарищ описывал свою плантацию клубники в подвале, но после бурного начала концовка несколько размыта. так и не понял удалось ему собрать урожай или все ограничилось лишь несколькими ягодами, а плантация загнулась от химикатов?!
там еще была одна непонятная фотка, на которой вроде как холодильник, а на полках контейнеры то ли с красной икрой то ли с клубникой (только почему тогда она такая мелкая!?)
сорри, что пишу здесь - тот форму был закрыт для обсуждения.
−2 +−

progger

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 06.04.2014 21:03

Принцип работы PH электрода : если крайне кратко - это "батарейка" с потенциалом около 500 мВ , меняющая свою полярность в зависимости от кислотности раствора (кислый/щелочной). Для калибровки используется "изопотенциальна я" точка (в моём случае ph=7), в ней потенциал не зависит от температуры.
0 +−

Stas

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# progger » 08.04.2014 04:07

прикольно, отсюда можно сделать вывод, что электрод имеет 2 металлических вывода (вероятно из нержавейки), хотя по идее это должны быть разнородные металлы? а тогда насколько он стабилен? не образуется ли на металлических поверхностях отложения? к нему же приложен постоянный ток пускай и небольшой н овсе же... вообще расскажи как ты пользуешься ими, он у тебя все время/круглосуточно погружен в воду/раствор?
0 +−

progger

  •  
  •  
  • Ответить
  • Ответить с цитатой
  • Цитировать

# Stas » 08.04.2014 10:03

progger, непонятно на каком основании сделан этот вывод :lol: , но он НЕВЕРЕН абсолютно. pH электрод не имеет металлических выводов. Корпус его стеклянный, внутри него находится электролит. Вот здесь более подробно электрод.
Да, у меня электрод постоянно находится в растворе, "врезан" в трубку, на время измерений через него протекает порция рабочего раствора. Как это реализовано в промышленных устройствах я не знаю. Но, судя по картинкам, - точно так же.
0 +−

Stas

Уважаемые спамеры, никакие HTML теги и прочие не поддерживаются. Добропорядочных граждан это правило не касается.
Комментарии
Защитный код
Обновить


Свежие новости:
В старых статьях: