Folosirea tehnologiei și a mentalității hackerilor pentru a crește securitatea alimentară pentru viitoarele miliarde actualizate ultima dată [21/9/2015]

contorul

Acest blog va cuprinde Cum să construiți un contor EC ieftin pentru proiectele dvs. de acvaponie/hidroponie sau de calitate a apei. Nu vom intra în care este valoarea ideală a PPM sau EC, acoperiți doar cum să măsurați și să cuantificați un fluid.

Vom folosi acest lucru pentru unitatea de acvaponică bazată pe urină, trebuie să putem controla puterea fluidului în creștere din sistem, dar pentru persoana care are un buget un contor EC reprezintă doar mulți bani. Soluția un contor de 3 USD EC pentru orice Arduino.

Puteți utiliza acest lucru pentru a măsura calitatea apei potabile cu o mică modificare a codului și schimbarea R1 [a se vedea mai jos].

Părți:

-MCU la alegere cu ADC

-Senzor de temperatură impermeabil DS18B20

-500 ohm [sau rezistor de 1 kohm]

-Tastați un conector american cu două vârfuri în figura 8

-Priză mamă pentru conectorul din Figura 8

Deci, de ce folosim o mufă:

-Dimensiune standard [facilitează calibrarea]

Utilizați unghiul solid ca mai jos și nu cel cu găuri:

Notă: doriți mufa de tip Solid Prong

Nu conectați ștecherul cu prindere la rețea

Principal operativ

PPM se calculează din EC-ul unui fluid, EC este inversul rezistenței electrice a fluidului. Estimăm EC sau PPM ale unui fluid măsurând rezistența dintre două sonde [Pinii mufei] atunci când dopul este scufundat în lichidul de interes.

Măsurarea EC trebuie făcută folosind AC sau lichidul de interes este polarizat și va da citiri proaste. Acesta trebuie să fie un exemplu excelent de a întreba de ce, în loc să acceptăm doar o afirmație ca fapt, se dovedește că putem face o citire DC foarte rapidă fără a suferi polarizare. ceea ce înseamnă că putem face un senzor EC foarte ieftin.

Doriți să-l utilizați și nu vă pasă cum funcționează? Treceți la codul EC principal și folosind schema de cablare va funcționa.

Compensarea temperaturii

Temperatura are un efect asupra conductivității fluidelor, deci este esențial să compensăm acest lucru.

Este obișnuit să se utilizeze o aproximare a căptușelii pentru modificări de temperatură mici [1] pentru a le converti în EC echivalentă la 25 * C:

EC25 = EC/(1 + a (T - 25))

EC25- EC echivalent la 25'C

CE - CE măsurat

T- Temperatura [Decgrees C] de măsurare

a = 0,019 ° C [frecvent utilizat pentru soluții nutritive]

Decizia asupra valorii R1

// ----------- Nu înlocuiți R1 cu un rezistor mai mic de 300 ohmi ------------

Putem schimba Valoarea lui R1 în divizorul de tensiune pentru a schimba gama de EC pe care dorim să o măsurăm. Mai jos este circuitul divizor de tensiune echivalentă.

Ra

Ra rezistența pinilor digitali nu este menționată în foaia tehnică, ci trebuie să o scoatem dintr-un grafic.

Ieșirea din graficul de la pagina [387] a Fișei tehnice atmel 2560 „Figura 32-25. Tensiunea de ieșire a pinului I/O vs. Curent sursă (VCC = 5V) ”

Ra = V/I [Din figura] V = 0,4 I = 1,5e-4 R = 25 ohmi estimat

Rc


Rc se va schimba cu EC [PPM] a fluidului măsurat. vom calcula valorile maxime și minime pe care ne așteptăm să le vedem pentru gama de fluide pe care dorim să o măsurăm ținând cont de schimbările de temperatură și de constanta celulei K. [Vom estima K la 3 pentru sonda dop, estimare față de precedent teste]

EC = EC25 * (1 + a (T - 25))

Min temp = 0 [nu ne va pasa de EC dacă iazul este înghețat]

Max Temp = 40 * C [Mă îndoiesc că un iaz ar trebui să fie deasupra acestui]

EC minim 25 = 0,3 EC = 0,3 * (1 + 0,019 * (0-25) EC minim = 0,16 S/sm

EC maxim 25 = 3 EC = 0,3 * (1 + 0,019 * (40-25) EC maxim = 3,9 S/cm

Rezistență minimă = 1000/(MaxEC * K) +25 = 1000 (3,9 * 2,88) = 114 ohmi

Rezistență maximă = 1000/(MinEC * K) +25 = 1000/(0,16 * 2,88) = 2195 ohmi

R1

Acum avem suficiente informații pentru a calcula o valoare bună pentru R1 pentru a obține cea mai bună rezoluție peste domeniul nostru de măsurare dorit. Am putea rezuma totul din punct de vedere matematic și să diferențiem pentru a găsi vârful, dar asta mă doare capul, așa că tocmai am făcut o foaie de calcul excel rapid pentru divizorul de tensiune pentru EC pe care mă aștept să îl văd:


După cum putem vedea, obținem cea mai mare diferență folosind o valoare pentru R1 de 500 ohmi, am avut doar 1 Kohm la îndemână, așa că va trebui să trăiesc cu o gamă puțin mai mică.

Așa că am ales un rezistor de 500 ohmi

EC - Gama/Gama de tensiune * (5/trepte ADC)

(3.9-0.16) /3.14 * 5/1024 = 5.8e-3 rezoluție astfel încât să fie o rezoluție de 0.0058

Pentru a pune acest lucru este PPM [Tranchen [Australia] PPMconversion: 0.7] aceasta este o rezoluție de 4 ppm.

Mult mai mult decât avem nevoie pentru acvaponică sau hidroponică.

Dacă doriți să măsurați calitatea apei potabile, va trebui să calculați valorile ec așteptate și să creșteți R1 în consecință.

Cod de calibrare

Dacă doriți cele mai bune citiri din sistemul dvs., este recomandabil să vă calibrați senzorul cu un lichid cunoscut. Dar dacă nu este necesar, dacă utilizați sonda de priză prezentată mai sus, va funcționa în continuare bine.

> Adăugați EC în S/cm în definiții

> Conectați valoarea dvs. K din fereastra terminalului în codul principal EC

va trebui să utilizați un fir modificat și biblioteca Dallas [descărcați de pe www.michaelratcliffe.com] sau să adăugați un pull-up pentru linia de date a sondei de temperatură [google it]

Codul de măsurare PPM CE

> Dacă utilizați PPM și nu EC, asigurați-vă că notați ce factor de conversie utilizați [nu este universal]

> Nu apelați funcția de citire mai mult de o dată la fiecare 5 secunde sau veți obține citiri proaste și o sondă deteriorată

Am testat acest cod într-o soluție timp de 48 de ore citind la intervale de 5 secunde fără polarizare sau deteriorare a sondei, cu cât lăsați mai mult între citiri, cu atât va dura mai mult sonda. 5 secunde este așteptarea minimă între citiri și nu cea maximă.

va trebui să utilizați un fir modificat și biblioteca Dallas [descărcați de pe www.michaelratcliffe.com] sau să adăugați un pull-up pentru linia de date a sondei de temperatură [google it]

Am întrebări, anunțați-mă.

Următorul tutorial va fi cu privire la codificarea unui dozator de nutrienți auto-învățat.

John J. Barron și Colin Ashton Departamentul de servicii tehnice „Efectul temperaturii asupra măsurării conductivității”, Reagecon Diagnostics Ltd