DIY PH 控制器 (三)老外的PH电路

9 回复 | 8739次点击 | 直到 2012-07-22 12:59:15 +0800 | 改成倒序阅读 电梯到达最后回复 | | 添加到黑名单

这里翻译了一篇老外的 PH缓冲放大电路的文章,文章很具体,电路可以直接使用。

 

PH Probe for the PIC Temperature   Controller

        这里设计了一个PH传感器放大电路,这个电路可以适合任意一款标准PIC单片机模拟输入端口,因为最开始设计的时候就是用同时应用于我设计的试用PIC 16F和PIC 18F 水族温度控制器。

        任何BNC接头得PH传感器都可以在这个电路上试用,并能得到很好很可靠的效果。

        需要手动校准,不支持温度补偿,其实在水族领域中也不必进行温度补偿

         单片机的编程代码并没有给出,因为这个很简单。但是关于电路详细的介绍在下文将奉献给大家。

                                                                         PH  放大电路PCB

*成本低,并且各个零件都很容易买到

*可以手动对PH7和PH4或者PH10进行校准
(就是说要么偏酸性PH7,PH4这两点校准。要么就是偏碱性PH7,PH10这两点校准,驿者注)

*在12V直流电源下工作。

*分辨率和精度都是0.02ph。

 

程序控制(这里是说我自己怎么编程的)

*自动控制PH值,向上或者向下。

*可选择的 24小时时间控制。

*PH控制功能开启,关闭控制。

 

                                                                     PH放大电路原理图

 

                                                            PH电路板

                                                     效果预览图

                                                  实物图

                                              元件表

购买部件

在北美 5K电位器貌似很难买到,所以使用10K的电位器替代,同时R11修改为10K

 

PH传感器

如果你和我一样对PH传感器很陌生,PH传感器重点就是其精度。无论什么质量的传感器都需要对PH7和PH10或PH4进行校正。以期在这两点间得到良好的线性。

精确度是+/- 0.01ph的传感器对于珊瑚饲养来说是很不错的,但是很多便宜的传感器的精度只有+/-0.2PH。有很多传感器可以选择,不过第一次购买传感器最好买一个质量比较好的,例如the PinPoint one,规定精度为0.01PH,http://www.americanmarineusa.com/

一种一般的传感器例如http://www.reefdreams.co.uk/acatalog/Replacement-Probes-Electrodes.html

下面这个链接对应PH传感器和校正提供一些有用的信息 http://www.reefkeeping.com/issues/2005-02/rhf/interindex

 制作和测试。

        首先要在插入3个芯片之前测试电压。首先测试U4输入端+12V和输出端+5V。
然后插入芯片7760,然后测试是否从U5端得到-5V电压。插入其他芯片并测试12V输入电压的电路,应该在25mA  +/- 3mA。

        将2个电位器调到中间位置,将BNC输入连接到0V。电压表连接到输出端 ,调整RV2,PH 7,直到读数大约在1.709V为止。这时在控制器LCD屏幕上应该显示 7.00 PH。

        采用高阻抗运放是很重要的,采用合理的步骤可以避免很多问题。一旦确定电路板可以工作,至少给覆铜上刷漆进行保护。至少可以防止手指或者潮湿引起的问题。喷漆的是不要喷到U3,U4,U5上,以防止影响芯片散热。

输出端采用使用屏蔽线并且在测试部分上加上连接地的金属盒子,用以屏蔽电气干扰。

校准

       通用方法-依据以你购买的PH探头的说明书和校正用药剂的说明。

         对于新的探头,建议连接到工作中的放大电路,并置于鱼缸中一晚上。如果不这样做,请确定放大电路供电并将探头置于水中至少30分钟。在使用的第一个星期中,进行多次校正。

         在温度控制器中进入校正模式。依据需求使用新的PH 7 和PH4或者PH10校正液,首先在PH7校正的时候调整RV2,然后在PH4或者PH10下调整RV1.注意在校正模式下 PH值得最后一位数值有跳动,这是正常情况。保持校正液温度与浴缸内水体温度相同,可以使用温水托盘等。在校正前,至少侵入在校正液中2分钟。每次将探头放入校正液前,都要使用RO水或者去离子水冲洗探头,可能会花费些时间但这很重要,要有耐心。

编程

       这个运放电路,设计应用在5V供电的PIC 的10 位模拟输入口。其分辨率是5v的1024分之一,不过对于PH探头通过运费电路输出是0到3.148V。所以你要编程,把0到3.148V变化为0~7ph,大约是700分,约等于 0.02ph每份。3.149-5v,至少是324分是没用被使用的。

在读取AD/PH值是你会发现数据有轻微抖动,这些抖动可以通过编程避免的,最见得的方法就是对16个数据或者更多的进行平均值计算;在每次读取之间进行短暂延迟,例如100ms以上。

 

这个 难度比较大
难度是比较大,最后我还会帖上我自己做的板子。这个板子在设计中,做完了按个外壳就可以用。
对DIY来说PCB加工太贵。貌似老外用的是自己腐蚀的覆铜板。
太复杂了,完全不懂,搞完每人发一个吧.
如果每人发一个的话,把ORP控制器也加上吧,电路还更简单呢
嗯嗯 支持楼上的
有几个问题想请教一下,主要是关于接地和工频干扰的。有空的话MSN吧

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