Mesurer la concentration en sel avec AC basé sur la conductivité
Cours de mesures pour l’eau à la TU Delft, un dispositif est mis à mesurer la concentration en sel basée sur la conductivité de l’eau avec un Arduino UNO R3. Cet article fournit des théorie de la base du principe de mesure de la conductivité électrique et également un système étape par étape comment construire un dispositif similaire.
Théorie de l’arrière-plan
Un sel est une liaison chimique entre les ions positifs et négatifs. Les ions sont des molécules chargées positifs ou négatifs. Les ions sont nécessaires pour conduire l’électricité dans l’eau. Cela signifie que l’eau pure (H2O) n’effectue pas d’électricité. Dans l’autre sens, cela signifie que le plus de sel se dissout, mène le mieux l’eau, donc l’eau offre une plus faible résistance. Cet appareil utilise la variation de la résistance de l’eau pour déterminer la concentration de sel dissoute.
Le dispositif
Cet appareil utilise le courant alternatif (ca) dans les 2 bars qui sont reliés à l’eau. AC est utilisé pour réduire la réaction d’oxydo-réduction qui se produisent sur les barres pour obtenir des résultats plus fiables. En outre, la mesure est exercée par 2 autres bars qui sont également en contact avec l’eau, mais pas en contact direct avec les barres avec AC pour une mesure plus fiable et continue.
Dû au fait que AC est utilisé il y a un pont de diode présenté tel qu’illustré à la figure 1. Ce pont de diode obtient AC comme entrée et le convertit en un courant continu (DC) en sortie. La conversion n’est nécessaire pour les mesures. Sans la conversion l’appareil mesurera complémentaire. Par exemple quand 5 volts est fournie dans la première direction de 3 volts sera mesurée. Dans l’autre sens 5 – 3 = 2 volts sera mesurée.
Pour afficher la mesure sur l’Arduino, on peut utiliser un RGB-LED pour montrer dans quel intervalle se trouve la mesure. Dans cet exemple 3 intervalles sont utilisés. Ceux-ci peuvent être calibrés à l’aide de la mesure 4. Première mesure avec de l’eau déminéralisée. Mesurez ensuite 3 fois avec des concentrations connues. Il s’agit de votre étalonnage.
L’appareil de construction
Les exigences pour construire cet appareil sont répertoriées ci-dessous.
· Arduino UNO R3
· Carte de prototypage
· 1 x 35v 470μf Rubycon condensateur
· 4 x 1N007 Diodes
· 1 x 100 kΩ résistance
· 1 x 100 Ω résistance
· 3 x 220 Ω résistance
· 1 x RGB-LED
· 10 x fils de raccordement mâle
· 4 x 120 mm Ø 5 mm inox
· 4 x câble 5 mm2 avec connecteur
· 12 x écrou Ø 5 mm
· pot 1 x 180 mL
Bars - une fois que vous avez des exigences, que vous pouvez commencer à construire la partie qui est en contact avec l’eau. Il faut fixer les barres sur le couvercle tel qu’illustré à la figure 2.
Barres 1 et 2 sont connectés à 1 Bar AC est relié à la maquette et en série avec une résistance de 100 Ω. Après la résistance, un cavalier va à port numérique 13. Bar 2 est directement relié au port numérique 12. C’est le circuit de courant alternatif.
Pont de diodes – le pont de diodes est illustré à la figure 3. Le points A en B sur la figure 1 et 3 sont compatibles. À ces points respectivement les conducteurs sauts de barres 3 et 4 sont reliés à la maquette.
Mesure – comme dit le saut fils sont connectés aux points A et B. Du point C, le courant se déplace au condensateur. À ce stade, le courant est converti en courant continu. C’est pourquoi la mesure se faite ici. Pour faire cette mesure, le pôle positif est connecté au port analogique (A0) sur l’Arduino avec un fil de saut d’obstacles.
Sol - après la mesure le courant traverse le condensateur au point D. Du point D, qu'il se rend au point A ou B, dépendant de la situation et renvoyer au port 12 ou 13, charge dont l’un est le terrain à ce moment-là.
Tant la situation A, dans quel port 13 est faible et B, dans laquelle 12 est faible, donc le sol, est illustré à la figure 4.
RGB-LED – le RGB-LED est branché séparément sur l’Arduino, comme illustré à la figure 5 et 6. Les anodes sont raccordés au numérique ports5, 6 et 7. La cathode est reliée à la terre.
Le code de l’Arduino
Le code est basé sur des exemples de Arduino > 01.Intro basics > ReadAnalogVoltage mais s’étend pour réaliser l’AC, afin de mesurer au bout de 2 secondes et de montrer le résultat sous forme d’une couleur spécifique. Ces 3 parties sont séparées dans le script.
flipFlop boolean = true ;
int tw = 10,0 ;
int tm = 2000.0 ;
int rouge = 7 ;
int vert = 6 ;
int bleu = 5 ;
annuler le programme d’installation () {}
pinMode (13, sortie) ;
pinMode (sortie 12,) ;
pinMode(RED,OUTPUT) ;
pinMode(GREEN,OUTPUT) ;
pinMode(BLUE,OUTPUT) ;
Serial.Begin(9600) ;
}
void loop() {}
Courant alternatif
Si (flipFlop == true) {}
digitalWrite (13, HIGH) ;
digitalWrite (12, faible) ;
flipFlop = false ;
}
else {}
digitalWrite (13, faible) ;
digitalWrite (12, HIGH) ;
flipFlop = true ;
}
Mesurer au bout de 2 secondes
Si ((millis() % tm) < 20) {}
int sensorValue = analogRead(A0) ;
flotteur de tension = sensorValue * (5.0 / 1023.0) ;
Serial.println(voltage) ;
Delay(20) ;
Permet d’afficher le résultat comme une couleur spécifique
Si (tension < 2,5) {/ / concentration < 1 gr / 100ml rouge
digitalWrite(RED,HIGH) ;
digitalWrite(GREEN,LOW) ;
digitalWrite(BLUE,LOW) ;
}
Si (tension > 2.5 et tension < 3,9) {}
concentration entre 1 et 2 gr / 100mL (eau du robinet aux Pays-Bas) vert
digitalWrite(RED,LOW) ;
digitalWrite(GREEN,HIGH) ;
digitalWrite(BLUE,LOW) ;
}
Si (tension > 3,9) {/ / concentration > 2 gr / 100ml bleu
digitalWrite(RED,LOW) ;
digitalWrite(GREEN,LOW) ;
digitalWrite(BLUE,HIGH) ;
}
}
}
Date : 28/11/2014
Auteurs : Jef Vleugels & Grigor Ayvazyan
