Ph метр своими руками: Гидропоника своими руками: рН метр

Гидропоника своими руками: рН метр

Уровень рН чрезвычайно важен в гидропонике. Как при повышении, так и при понижении этого показателя питательный раствор не сможет отдавать растениям все необходимое, питательные вещества перестанут усваиваться, что неизбежно приведет к гибели цветов, овощей, ягод и всех прочих культур в гидропонной установке.

В связи с этим обязательно нужно периодически измерять уровень рН питательного раствора, следя, чтобы он находился в пределах нормы, то есть 5,5-5,7. К слову, для почвы этот показатель должен быть значительно выше — около 7.

Однако не всегда рН-метр есть под рукой и не всегда даже есть возможность его купить, особенно если поблизости нет специализированных или просто цветочных магазинов. Но, к счастью, многое можно делать в гидропонике своими руками, в том числе и рН-метр. Эта самоделка стара как мир, была описана еще в советской энциклопедии, но не потеряда своей актуальности и сегодня, в век высоких технологий. А уж когда под рукой нет нужного прибора, это изобретение может стать настоящим спасением и для гидропониста, и, разумеется, для растений.

Итак, делаем рН-метр для гидропоники своими руками. Нам понадобятся простые предметы, которые обычно есть в каждом доме: красная капуста, кастрюла, вода, хороший нож, пипетка, марля и бумага.

Как изготовить рН-метр для гидропоники своими руками

Изготовить индикатор очень просто. Нарезанную капусту отваривают в воде, а затем тщательно процеживают через несколько слоев марли. Процеживать отвар нужно несколько раз, после каждого процеживания марлю необходимо хорошо прополаскивать в чистой проточной воде. Когда в отваре не останется никаких частичек, и он будет чистым, можно считать процеживание оконченным.

Теперь нужно взять бумагу и нарезать на полоски. Размер полосок может быть самым разным, главное, чтобы ими было удобно пользоваться. Теперь эти полоски нужно поместить в остуженный и процеженный капустный отвар, в котором они должны находиться около 4-5 часов, чтобы полностью пропитаться. По окончании этой процедуры полоски извлекают и просушивают. Все, самодельный индикатор рН для гидропоники своими руками готов к использованию, можно тестировать питательный раствор.

С помощью пипетки каплю раствора помещают на полоску индикатора и следят за изменением цвета полоски-теста. Оптимальный вариант — светло-лиловый цвет полоски (см. рисунок). Если она окрасилась в такой цвет, то волноваться не о чем — рН раствора находится в пределах 5,5-6.

Тест рН метра для гидропоники своими руками

Чтобы убедиться, что наш индикатор работает правильно, можно измерить рН разных жидкостей, которые есть на каждой кухне. Например, рН уксуса —2,0; апельсинового сока — 3,0; томатного сока — 4,0; обычной воды из-под крана — 7,0.

Разумеется, такой рН-метр не покажет кислотность питательного раствора абсолютно точно, но все же с точностью до 0,5 измерения сделать можно, а для многих культур такие измерения можно считать удовлетворительными.

Если же требуются более точные показатели, то придется разориться на приборы контроля.

портативные электронные pH-метры для воды и почвы, промышленные и другие модели. Принцип их работы. Как ими пользоваться?

На данный момент многих интересует, что это такое pH-метры, какими они бывают, для чего предназначены, как именно пользоваться подобными приборами? Прежде всего следует отметить, что с необходимостью проводить максимально оперативное определение активности ионов водорода, то есть, кислотности приходится практически ежедневно сталкиваться представителям самых разных отраслей.

В таких ситуациях и приходят на помощь упомянутые современные измерительные устройства, активно эксплуатируемые практически для любой среды, включая даже жидкости человеческого организма.

Что это такое?

Изначально необходимо уточнить, что речь пойдет о высокоточном лабораторном и бытовом оборудовании. Главная задача подобных электронных устройств – это измерение водородного показателя (уровня рН). Последний представляет собой характеристику активности ионов Н в различной среде (пищевая продукция, различные растворы, сырье, вода) и производственных системах, функционирование которых предусматривает наличие постоянного контроля всех процессов.

Промышленные рН-метры, характеризующиеся максимальной точностью, используются, например, для эффективного мониторинга состояния растворов разделение плутония и урана. В подобных ситуациях требования, предъявляемые к корректности работы измерительной техники без дополнительной калибровки, являются более чем высокими. Однако независимо от назначения, для всех рассматриваемых приборов характерен одинаковый принцип устройства. При этом конструкции могут быть:

• с интегрированным контрольным измерительным электродом;
• с отдельным выполненным указанным элементом;
• перезаряжаемые;
• без функции перезарядки.

В подавляющем большинстве случаев бытовые модели импортных марок представляют собой неперезаряжаемые датчики, имеющие встроенный электрод. Приборы с опцией перезарядки встречаются намного реже. РН-метры отечественного производства (некоторые еще советской разработки) – это перезаряжаемые приборы с отдельным контрольным электродом. Стоит отметить, что данный вариант является более экономичным, поскольку предусматривает возможность существенного сокращения эксплуатационных расходов.

Главным и наиболее существенным минусом современных устройств стало постепенное появление и накапливание микротрещин на стеклянной части и забивание микропор.

Эффективно избавиться от большинства органических и неорганических загрязнений помогает раствор соляной кислоты.

Стоит учитывать, что большое количество микротрещин и наличие загрязнений, инертных к хлорированию, неизбежно отразятся на точности показаний прибора. Важно также помнить, что при длительных перерывах в его эксплуатации возможно изменение пористости стекла и старение.

Указанные изменения можно достаточно успешно нивелировать регулярной и качественной очисткой, а также периодической калибровкой. Однако если состояние измерительного элемента уже не позволяет выставить полученное в процессе корректировки значение, то электрод следует утилизировать. Помимо всего прочего, при эксплуатации старых рН-метров необходимо принимать во внимание еще один важный момент. При максимально четких показаниях растворов, используемых в процессе калибровки, возможно появление такого явления, как дрейф параметра. Это является показателем для замены мембранного элемента или же всего электрода целиком.

Принцип работы

Как известно, химики уже давно освоили технологию, позволяющую с максимальной точностью определять кислотность практически любых растворов. Речь идет, прежде всего, о качественных реакциях и изменениях цвета индикатора, в число которых входит, к примеру, фенолфталеин. Однако это не всегда эффективно работает на практике. Имеется в виду необходимость получения максимально точных данных о состоянии той или иной среды и ее постоянный контроль для своевременной коррекции при осуществлении производственных процессов. Именно с этой целью и разрабатывались в свое время устройства, анализирующие водородный показатель.

По своей сути и с учетом схемы действия, каждый pH-метр – это прибор, который измеряет показатели разности потенциалов. Речь в данном случае идет об ЭДС (электродвижущей силе) в электрохимической системе, включающей в себя 2 электрода и непосредственно саму исследуемую среду.

Стоит отметить, что показатель рН пропорционален ЭДС, а само измерительное устройство при этом выполняет функции адаптированного к конкретной задаче вольтметра.

Отличие заключается в том, что его шкала показывает не вольты, а искомый уровень активности ионов водорода. Как правило, описываемые образцы современной измерительной техники представляют собой конструкцию, основными элементами которой являются 2 электрода, а именно:

• основной, выполненный из стекла и имеющий большое сопротивление;
• дополнительный хлорсеребряный.

Важным моментом является то, что главное и самое жесткое требование предъявляется к внутреннему сопротивлению электрода, выполняющего функции зонда. У исправного РН-метра данный показатель должен составлять как минимум 1011 Ом. Не секрет, что электродвижущая сила напрямую зависит от температуры. Исходя из этого, схемой каждого прибора предусмотрена так называемая термокомпенсация анализируемых данных при температурах, отличающихся от стандартного показателя в +25 градусов. Важно помнить, что для максимальной точности измерений рекомендуется фиксировать результаты именно при таком температурном режиме.

Нередко можно встретить pH-метры, используемый для воды, почвы и другой среды, с интегрированным термометром, контролирующим ее состояние.

Для чего используется?

Современные модели рН-метров, характеризующиеся универсальностью, находят широкое применение в самых разных сферах и отраслях. Эти приборы применяются везде, где требуется быстрый и точный контроль состояния среды.

• В производственных отраслях (косметическая, фармакологическая, пищевая, топливная и нефтехимическая сферы). В частности, устройства стали незаменимыми при производстве ГСМ и лакокрасочных изделий.
• В испытательных и научных лабораториях различной специализации.
• При контролировании технологических процессов, которые должны в полной мере соответствовать определенным стандартам. Речь идет, прежде всего, о нефтехимическом и целлюлозно-бумажном производстве. Помимо этого, pH-метры используют для проверки сточных вод.
• В судмедэкспертизе и диагностике.
• В ситуациях, при которых требуется качественный экологический мониторинг. Имеется в виду контроль состояния воды и почвы в рамках охраны окружающей среды.
• В медицине.

Компактные мобильные приборы активно эксплуатируются не только на производствах и в лабораториях. Такие модели подходят для проведения тестов в полевых условиях. Переоценить важность как самих подобных исследований, так и используемого при этом оборудования невозможно. Своевременные профилактические меры позволяют предотвратить негативные последствия и существенно сократить финансовые расходы. К примеру, объективная оценка состояния воды для бассейна с максимально точными показателями кислотности поможет вовремя привести все параметры в норму.

Все чаще рН-метры стали появляться и в быту. Так, с их помощью в любой момент можно без труда измерить кислотность любых продуктов. Особого внимания заслуживает актуальность подобных измерительных устройств для сельскохозяйственной и пищевой отраслей.

С учетом эксплуатационных качеств приборы эффективно используются:

• садоводами;
• компаниями, специализирующимися на реализации мяса;
• представителями сыроварной сферы;
• пивоварнями и производителями соков;
• рыбными хозяйствами.

Естественно, это неполный перечень возможной эксплуатации современных РН-метров. Они давно доказали свою эффективность, став незаменимым инструментом специалистов. В свою очередь, производители активно работают над расширением модельных рядов.

Обзор видов

Сейчас на рынке представлен широкий ассортимент цифровых измерительных приборов, относящихся к рассматриваемой категории. При этом в каждой отрасли используются разные виды устройств, которые могут быть:

• бытовыми, включая карманные;
• профессиональными, используемыми в различных лабораториях;
• стационарными (промышленными).

Портативные рН-метры являются приборами, которые не зависят внешних ИП. Именно в этом заключается их главное отличие от стационарных устройств. Естественно, в перечень ключевых конкурентных преимуществ входят максимальная мобильность и простота эксплуатации. Данная разновидность оборудования широкого и эффективно используется специалистами пищевой промышленности, в частности, для обследования молока, сыра, мяса и другой пищевой продукции.

Нередко портативные приборы оснащаются коническим измерительным электродом, позволяющим работать как с жидкой, так и полутвердой средой. Лабораторные и промышленные образцы техники отличаются максимальной точностью показателей. Современные модели оборудованы цифровыми измерительными элементами (электродами).

Параллельно эти приборы характеризуются широким диапазонам производимых измерений. Их применяют для определения водородного показателя (кислотности) в процессе исследования любых растворов, независимо от особенностей среды.

Лучшие модели

Оказавшись перед выбором конкретной модели, неизбежно приходится мониторить актуальный перечень вариантов, представленных на рынке. При этом рекомендуется подробно изучить технические характеристики и эксплуатационные качества разных устройств. Стоит учитывать, что разнообразие доступных вариантов позволяет сделать оптимальный выбор в каждом конкретном случае. В то же время некоторым достаточно тяжело ориентироваться в расширенном ассортименте.

На помощь в затруднительных ситуациях приходят качественные обзоры наиболее популярных моделей измерительных приборов, которые публикуются на многих специализированных сайтах и тематических форумах.

Отталкиваясь от технических характеристик РН-метров и соответствующих отзывов, можно выделить следующие варианты.

• Testo-205 – прибор, представляющий собой максимально надежное электронное устройство, широко используемое в современной пищевой промышленности. Эти РН-метры применяются для определения кислотности мяса, рыбы, сыров и других продуктов. Оборудование имеет влагозащищенный корпус и оснащается переменным зондом с датчиками. Максимально точные показатели обеспечиваются наличием дополнительных чувствительных сенсоров.

• Testo-206. В данном случае речь идет о целой линейке устройств для исследования жидкой и полутвердой среды. Помимо этого, в серии представлены модели, имеющие универсальные разъемы для зондов.

• PH-150 МИ – прибор, предназначенный для измерения кислотности и температуры питьевой и технической воды, а также стоков, объектов окружающей среды и пищевой продукции. Микропроцессорная модель, практически не имеющая конкурентов с точки зрения соотношения цены и качества, находит широкое применение в медицине, химической промышленности, биологии, фармацевтике, косметологии, сельском хозяйстве и других сферах.

• PH-301 – универсальное измерительное устройство, относящееся к категории портативных рН-метров. Оно совместимо практически со всеми существующими электродами и имеет прочный корпус, выполненный из качественного пластика.

• Hanna (Chaecker) – приборы, обеспечивающие возможность измерения водородного показателя в диапазоне от 0 до 14 как в лабораторных, так и полевых условиях. Одними из основных отличительных черт моделей являются сравнительно небольшой вес и компактность.

Сейчас на рынке активно растет популярность рН-метров, выпускаемых под известным брендом Xiaomi. Речь в данном случае идет об универсальных образцах измерительной техники, характеризующейся высокими стандартами качества при доступной стоимости.

Отдельного внимания заслуживают представители модельного ряда Mettler Toledo, в который входят лабораторные и компактные приборы. Модель КС-300 можно назвать «4 в 1», поскольку это оборудование предназначено для измерения кислотности, температуры, влажности и освещенности среды.

Как выбрать?

С учетом всего уже изложенного можно разделить все существующие pH-метры на 2 основные категории – это портативные устройства и стационарное оборудование. При выборе конкретной модели следует принимать во внимание, что в первом случае имеются в виду компактные приборы с небольшим весом и размерами.

vМногие из них легко помещаются даже в кармане. Естественно, это далеко не единственный критерий, по которому следует оценивать доступные на рынке образцы измерительных устройств.

К наиболее значимым параметрам относятся следующие моменты.

• Стандарты и эффективность защиты прибора от воздействия влаги, пыли и попадания различных механических частиц. На данный момент производители предлагают модели без защиты, с защитой ip65 (аппарат может работать под струями воды), 57 (частичная защита от пыли и возможность кратковременных погружений) и 67 (наиболее эффективный уровень, исключающий попадание пыли и допускающий кратковременные погружения прибора в воду). Необходимо помнить, что данная характеристика влияет на стоимость рН-метра.
• Наличие функции калибровки в автоматическом режиме.
• Количество точек для осуществления правильной и качественной калибровки. Чаще всего рассматриваемые приборы настраивают на одной или двух точках. Реже встречается калибровка, производимая по трем точкам. Естественно, чем больше этих точек, тем точнее будут в итоге показания. При этом специалисты рекомендуют делать выбор в пользу «золотой середины».
• Наличие интегрированного температурного датчика.
• Разрешение (до сотых или до десятых).
• Тип измерительного электрода (сменный или нет). Конструкции части моделей предусматривают возможность замены данных элементов в случае их повреждения. В то же время разбить его достаточно сложно, и поэтому чаще всего возникают проблемы с микросхемой, а не с электродом.
• Функциональность устройства. Речь идет об универсальных моделях, совмещающих в себе функции сразу нескольких измерительных приборов. Такие образцы оборудования способны помимо кислотности определять еще целый перечень показателей, включая температуру, влажность, освещенность и прочее. Важно учитывать, что в отличие от простых моделей, такие аппараты имеют более высокую стоимость.

Возвращаясь к стационарному оборудованию, используемому в промышленных условиях и лабораториях разной специализации, стоит обратить внимание на его достаточно большой вес и крупные габариты. Такие модели оснащаются сменными измерительными электродами и, как правило, запитываются от электросети.

При их выборе учитываются такие же критерии, как и в ситуациях с портативными приборами.

Как пользоваться и хранить?

Главная задача всех рН-метров – это определение показателей активности ионов водорода в гидропонных растворах. Речь идет о жидких измерителях уровня РН, лакмусовых бумажках (индикаторах) и электронных устройствах. Если в первых двух случаях все предельно ясно, то для последней категории существуют специальные инструкции по эксплуатации.

Прежде всего следует запомнить, что главным элементом всех измерительных приборов описываемой категории является стеклянный электрод. К сожалению, он имеет свойство стареть при длительных перерывах в использовании. В результате показания прибора утрачивают свою точность. С учетом данной особенности необходимо уделять особое внимание правильной эксплуатации, обслуживанию и хранению pH-метра.

Описываемые образцы современной измерительной техники эксплуатируются очень часто, поскольку кислотность исследуемой среды способны часто и существенно изменяться. Перед каждым использованием прибора делают забор исследуемого материала. Отобранный раствор наливают в чистую емкость и помещают в него измерительный электрод. При этом показания на экране сначала будут активно изменяться. Однако буквально через несколько секунд цифры перестанут мелькать и остановятся, продемонстрировав результат измерений.

Получив требуемые показания, необходимо позаботиться о чистоте прибора. Его следует тщательно промыть чистой, желательно проточной водой. После этого РН-метр помещают в специальный раствор для хранения. Подобный подход позволяет максимально продлить срок эксплуатации устройства и обеспечить его точность. Независимо от условий эксплуатации и при правильном уходе все измерительные приборы для определения кислотности периодически требуется калибровать.

Как правило, в процессе постоянных исследований химического состава той или иной среды подобную процедуру осуществляют дважды в месяц. При этом важно помнить о правильном хранении оборудования.

За сутки до предстоящей калибровки оборудование помещают в дистиллированную воду. Для проведения процедуры потребуется специальное вещество с определенной кислотностью, именуемое фиксаналом. Его растворяют в дистиллированной воде до необходимой концентрации. Для этого в стеклянной колбе располагают воронку, внутри которой вскрывается ампула с фиксаналом, после чего его смывают со стенок. Вода при этом доливается до отметки в 1 литр. Полученный раствор настаивается в течение одного часа. Можно воспользоваться уже готовым раствором. В ситуациях с одноточечными приборами для калибровки потребуется фиксанал с кислотностью 6,86, а сам процесс включает в себя следующие шаги:

• прибор помещается в подготовленный раствор;
• за счет вращения винта добиваются совпадения показаний РН-метра с уровнем кислотности фиксанала.

Двухточечные модели отличаются максимальной точностью результатов измерений. Подобные эксплуатационные свойства обусловлены возможностью более точной настройки по двум точкам. Калибровка в подобных случаях предусматривает 2 этапа. Изначально происходит настройка с помощью одного винта, как в ситуации с одноточечным рН-метром. Затем при помощи второго винта добиваются совпадения показателей по второй точке, которую называют линией соответствия.

Помимо всего уже перечисленного, следует акцентировать внимание на том, как правильно хранить рН-метр. Важно учитывать, что продолжительное бездействие и пересыхание максимально негативно отражаются на эксплуатационных свойствах прибора. Именно поэтому настоятельно рекомендуется помещать устройство в специальные растворы для хранения электродов. Речь идет о дистиллированной воде или воде, показатель кислотности которой составляет 3-4 единицы.

В следующем видео вас ждут выбор, обзор и правильная калибровка рН-метра.

Калибровка, хранение и уход за рН метром ✔️

Будь то почва, вода или питательный раствор для гидропоники, измерения уровня рН является важным аспектом успешного садоводства и растениеводства.

Здоровый рост растений зависит от правильного синтеза идеальной среды для ваших фруктов, овощей и декоративных растений. В то время, как корректировка уровня рН в почве или воде может помочь растениям процветать, и напротив, неправильное значение уровня рН может привести к болезни или даже гибели.

Что такое рН?
PH это аббревиатура ‘potential of hydrogen’ (потенциал водорода), который определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН- и отражает степень кислотности или щелочности среды. Стандартная шкала уровня рН находится в пределах от 0 до 14, хотя эти уровни могут быть превышены. Чем выше рН, тем больше щелочность вещества. Ниже рН, тем больше кислотность. Уровень рН 7,0 является нейтральным уровнем.

Как можно измерить рН?
Хотя это и невозможно визуально определить уровень рН жидкости, рН почвы часто влияет на его цвет. Зеленый оттенок почвы, как правило, более щелочной, а желтый или оранжевый оттенки почвы имеют тенденцию быть более кислой.  Почва рН может быть измерена с помощью рН метра, который специально предназначен для исследования грунтов или с помощью pH метра для жидкости по специально методике.

Уровень рН жидкости можно измерить с помощью реагентов, размещенных на бумажных тест-полосках или жидких каплях или с помощью цифрового измерителя рН. Тестирование с помощью реагента полосок или капельного теста включает использует метод соответствия цветов. Хотя они изначально недорогие, они в конечном итоге стоят дороже рН метра. Что еще более важно, полоски и капли имеют срок хранения, не обеспечивают высокой точности и соответствие цветов является неточным и спорным на практике методом. Например, большинство полос показывает увеличение рН с шагом 0,5. Поэтому при использовании рН-полоски, разница между 7,0 рН и рН 8,0 будет проводиться только два различных оттенка розового цвета. А как насчет примерно 7-10% людей, которые являются дальтониками? Цифровой измеритель рН, с другой стороны, обеспечивает отображение уровня рН на дисплей прибора, так что нет необходимости интерпретации: пользователь просто погружает pH метр в раствор и видит результат.

Важно отметить, что у pH метров для почвы и жидкости очень разные датчики и всегда должны быть соответствующим образом использованы.

Как работает рН метр?
Несмотря на различные типы электродов pH метров, начиная от недорогих карманных моделей до лабораторных, которые стоят десятки тысяч долларов, наиболее распространенным является стеклянная колба с встроенным сенсором. Электрод РН метра измеряет активность ионов водорода путем создания небольшого количества напряжения сенсора в колбе. pH метр затем преобразует напряжение в значение рН и отображает его на дисплее прибора.

Кроме того, многие цифровые измерители рН имеют встроенный термометр, который автоматически подстраивается под любые расхождения с базовой 77ºF (25°С). Эта функция вызывается автоматической компенсации температуры (ATC).

Что такое калибровка и зачем она нужна?
Калибровка сродни настройке, и так же, как и музыкальный инструмент, который должен настраиваться от времени до времени, научный прибор должен быть калиброван для достижения точных результатов тестирования.

Хотя некоторые люди могут иметь абсолютный слух и могут настраивать музыкальный инструмент без использования камертона, рН-метр должен быть калиброван правильно, сравнивая его с лабораторно сертифицированным стандартной точкой отсчета, более известной, как буферный калибровочный раствор. Буферные растворы являются жидкостью, но также могут быть приобретены в виде порошка для  смешивания с дистиллированной водой для создания свежего раствора в нужное время.

Любой научный прибор должен быть калиброван как можно ближе к уровню, который будет проверяться (измеряться). Если предполагается тестирование диапазона pH, то прибор должен быть откалиброван в середине этого диапазона. Например, если тестирование будет проводится в кислотных растворах, то рН-метр должен быть откалиброван значением рН 4,0 для достижения более точных результатов. Большинство вод попадают в диапазон от рН 6,0 до рН 8,0. Поэтому для проверки уровня рН воды, калибровки прибора занчением рН 7,0 будет достаточно.  Три наиболее распространенных уровеня рН для калибровки 4,0, 7,0 и 10,0. Эти точки покрывают диапазон рН от 0 до 14, хотя существуют и другие значения точек калибровки уровня pH.

РН метры выпускаются с одно-, двух-, или трех-точечной калибровкой для получения точных результатов. Некоторые из pH метров могут быть откалиброваны по одной точке, но производители чаще всего рекомендуют по крайней мере две точки для калибровки для оптимального тестирования. Различия зависят от технологии производства прибора и используемого типа датчика.

Если у Вас есть буферный раствор (растворы) для калибровки рН метров, то сам процесс, как правило, является простым.
РН-метр, будь то аналоговый (стрелочный) или цифровой (отображает уровень рН на экране), будет оснащен аналоговой или цифровой калибровкой. Аналоговая калибровка производится с помощью небольшой отвертки для регулировки значения на дисплее, пока оно не совпадает со значением буферного раствора. Цифровая калибровка осуществляется нажатием стрелки вверх и вниз до значения, совпадающего со значением буферного раствора.  Цифровой измеритель рН может иметь аналоговый метод калибровки.

Некоторые pH метры оснащены автоматической калибровкой, в этом случае прибор будет автоматически распознавать значения буферного раствора и калибровать себя к этой величине. На данный момент это самый простой способ калибровки, но важно, чтобы эти pH метры также имели и возможность ручной калибровки для тонкой настройки и / или устранения неисправностей.

Многие рН метры имеют заводскую калибровку и готовы к использованию прямо из упаковки. Тем не менее, заводскую калибровку следует рассматривать только для первоначального использования; калибровка может измениться во время транспортировки, и это также возможно, что заводской калибровки не может быть достаточно для ваших нужд. И как уже говорилось выше, все рН-метры должны быть откалиброваны пользователем.

Независимо от того, какой метод калибровки применяется в Вашем pH метре, всегда внимательно читайте инструкции вашего прибора и выполняйте калибровку в соответствии с рекомендациями производителя.

Для достижения наилучших результатов измерения рН метр должен быть калиброван:

При регулярном использовании, по крайней мере один раз в неделю
Если не используется, по крайней мере один раз в месяц
Если вы предполагаете, что показания некорректны
Если тестируются агрессивные жидкости (очень кислотные или очень щелочные)
Если тестируются жидкости в широком диапазоне измерения
После замены электрода

Как необходимо должным образом заботиться о pH метре?
Хотя существуют общие методы по уходу за рН метрами, для каждой марки и модели могут существовать свои собственные требования. Всегда следуйте инструкциям для Вашего pH метра и тогда Вы будете пользоваться им в течение более длительного времени и с меньшим количеством вопросов.

В дополнение к периодичной калибровки, правильный уход за рН электродом обеспечит его долгий срок службы и более точные результаты. Многие электроды рН метров состоят из стеклянной колбы с внутренним сенсором, которые должный содержаться с специальном растворе.  При использовании портативного pH метра, раствор для хранения должен находится в защитном колпачке прибора. Не допускайте выливания этого раствора из колпачка… это действительно нужно! Для большинства электродов рН метров очень важно, чтобы он хранился во влажной среде соответствующего раствора для хранения.

Чтобы очистить большинства электродов рН метров достаточно промыть их в дистиллированной (деионизированной) воде. Стряхните лишнюю воду и верните его на хранение во влажную среду раствора для хранения. В случае измерения растворов, которые могут загрязнить поверхность электрода, используйте моющий раствор или даже оставьте электрод на некоторое длительное время в нем.  

Посмотрите советы по очистке электродов pH и JDG метров.

Большинство электродов рН метра имеют срок службы примерно 1-2 года. Если вы столкнулись с нестабильными и некорректными измерениями и возникли трудности калибровки, это может быть время, чтобы заменить электрод (или ваш pH метр, если электрод не сменный).

Советы и рекомендации
Всегда внимательно читайте инструкцию перед использованием. Конечно, инструкции, могут быть скучными, но они смогут ответить на Ваши вопросы, и ответы на эти вопросы будут защищать ваши деньги, потраченные на покупку.
Всегда убеждайтесь в том, что Ваш рН метр откалиброван
Если в защитном колпачке Вашего портативного рН метра находится раствор для хранения, то желательно хранить его вертикально для более эффективного насыщения
Никогда не прикасайтесь к электроду: кожный жир влияет на показания и может даже повредить электрод рН метра
При проведении измерений и калибровки Всегда слегка помешивайте электрод в жидкости для избавления от вероятных воздушных пузырьков
Никогда не храните рН метр в условиях высокой температуры и влажности
Никогда не храните электрод рН метра в дистиллированной воде
РН метр является чувствительным научным прибором и всегда должен рассматриваться, как таковой.

Rob Samborn

Rob Samborn является директором по продажам и маркетингу компании HM Digital, Inc, производитель приборов для тестирования воды (в том числе рН и TDS метры).

* Как измерить степень кислотности (уровень pH) почвы с помощью pH метров для воды?

ВАЖНО. Электрод pH метра выполнен из стекла, поэтому необходимо соблюдать некоторую осторожность и аккуратность, чтобы его не повредить. Процедура в этот случае следующая. Необходимо смешать образец тестируемой почвы с дистилированной водой.

Для этого приготовьте чистую, сухую пластиковую емкость с крышкой. Для корректности результатов измерений Избегайте контакта почвы с руками или другими поверхностями возможного загрязнения образца. Удалите из почвы камешки и иные предметы, которые могут повредить стеклянный электрод pH метра.

Наполните пластиковую емкость почвой на 3/4 и добавьте дистилированную воду. Закройте емкость плотно крышкой и энергично встряхните несколько раз. Оставьте емкость постоять 7-10 минут для растворения солей почвы водой. Откройте крышку и поместите pH электрод в жидкость сверху почвы. Слегка помешивая, дождитесь стабилизации показаний на дисплее pH метра.

Проведение измерений уровня кислотности pH воды с помощью карманного электронного pH-метра:

инструкция, схемы и примеры использования [Амперка / Вики]

Используйте pH-сенсор
для определения уровня кислотности жидкости. Сенсор поможет контролировать комфортную среду для выращивания растений, мониторить уютные условия для рыбок в аквариуме и приготовить настоящий квас.

Принцип работы

В состав pH-датчика входит измерительный щуп и плата управления.

Щуп сенсора выполнен в пластиковом герметичном цилиндре с двумя электродами на конце. При погружении в измеряемый раствор или воду между электродами возникает разность потенциалов, которое фиксирует и обрабатывает плата управления. А теперь немного подробнее.

Плата управления считывает разность потенциалов между электродами. При погружении в жидкость, между электродами возникает сопротивления, которое пропорционально электропроводности раствора. Далее сигнал стабилизируется и усиливается с помощью операционных усилителей. На выходе сигнал проходит фильтрацию и поступает на выходной сигнал платы.

Датчик измеряет водородный показатель рН (лат. _potentia Hydrogenii_) — мера кислотности, которая отражает концентрацию ионов водорода в жидкости. Различают три степени кислотности водных растворов:

• pH<7 — кислотная среда;

• pH=7 — нейтральная среда;

• pH>7 — щелочная среда.

Пример работы для Arduino и XOD

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформу из серии Arduino, например, Arduino Uno.

Схема устройства

1. Подключите измерительный pH-щуп к плате обработки сигнала через BNC-разъём.

2. Выберите один из вариантов коммуникации:

   2. Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Код для Arduino IDE

Прошейте платформу Arduino скетчем, приведённым ниже.

troyka-ph-sensor-example-arduino-read-data.ino

// Определяем ядро платы Arduino
// для установки рабочего напряжения и
// коэффициента смещения нуля
#if defined(__AVR__)
#define OPERATING_VOLTAGE   5.0
#define ZERO_SHIFT          0
#else
#define OPERATING_VOLTAGE   3.3
#define ZERO_SHIFT          1.1
#endif
 
// Коэффициент перевода напряжения в концентрацию pH
#define CALIBRATION_FACTOR  3.5
 
// Назначаем пин для подключения датчика
constexpr auto pinSensor = A0;
 
void setup() {
  // Открываем Serial-порт
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  // Считываем аналоговое значение с датчика кислотности жидкости
  int adcSensor = analogRead(pinSensor);
  // Переводим данные сенсора в напряжение
  float voltageSensor = adcSensor * OPERATING_VOLTAGE / 1023;
  // Конвертируем напряжение в концентрацию pH
  float pHSensor = CALIBRATION_FACTOR * (voltageSensor + ZERO_SHIFT);
  // Выводим данные в Serial-порт
  Serial. print("Voltage: ");
  Serial.print(voltageSensor);
  Serial.print(" V");
  Serial.print("\t");
  Serial.print("Value: ");
  Serial.print(pHSensor);
  Serial.println(" pH");
  delay(1000);
}

После загрузки скетча, в Serial-порт будут выводиться текущие показания кислотности жидкости.

Пример для Espruino

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформы из серии Espruino, например, Iskra JS.

Схема устройства

1. Подключите измерительный pH-щуп к плате обработки сигнала.

2. Выберите один из вариантов коммуникации:

   2. Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Iskra JS методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Исходный код

Прошейте платформу Iskra JS скриптом, приведённым ниже.

troyka-ph-sensor-example-espruino-read-data. js

// Коэффициент смещения нуля
var zeroShift = 1.1;
// Коэффициент для вычисления pH
var calibrationFactor = 3.5;
// Назначаем пин для подключения датчика
var pinSensor = A0;
 
// Выводим показания датчика каждую секунду
setInterval(function() {
  // Считываем аналоговое значение с датчика кислотности жидкости
  var adcSensor = analogRead(pinSensor);
  // Переводим данные сенсора в напряжение
  var voltageSensor = adcSensor * 3.3;
  // Конвертируем напряжение в концентрацию pH
  var pHSensor = (voltageSensor + zeroShift) * calibrationFactor;
  // Выводим данные в консоль
  print('Voltage:', voltageSensor.toFixed(2), 'V', 'Value:', pHSensor.toFixed(2), 'pH');
}, 1000);

После загрузки скрипта, в консоль будут выводиться текущие показания кислотности жидкости.

Пример для Raspberry Pi

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим одноплатные компьютеры Raspberry Pi, например, Raspberry Pi 4.

Схема устройства

К сожалению, в компьютере Raspberry Pi нет встроеенного аналого-цифрового преобразователя. Используйте плату расширения Troyka Cap, которая добавит малине аналоговые пины.

1. Подключите измерительный pH-щуп к плате обработки сигнала через BNC-разъём.

Программная настройка

Исходный код

Запустите на малине скрипт, приведённый ниже.

troyka-ph-sensor-example-raspberry-pi-read-data.py

# Библиотека для работы со временем и задержками
import time
# Библиотека для работы с расширителем портов GPIO Expander на плате Troyka Cap
import gpioexp
# Создаём объект для работы с расширителем портов
exp = gpioexp.gpioexp()
 
# Пин к которому подключён pH-датчик
# Любой GPIO пин платы расширения Troyka Cap
pinSensor = 3
# Коэффициент для вычисления pH
calibrationFactor = 3.5
# Коэффициент смещения нуля
zeroShift = 1.1
 
while True:
    # Считываем аналоговое значение с датчика кислотности жидкости
    adcSensor = exp.analogRead(pinSensor)
    # Переводим данные сенсора в напряжение
    voltageSensor = adcSensor * 3. 3
    # Конвертируем напряжение в концентрацию pH
    pHSensor = (voltageSensor + zeroShift) * calibrationFactor
    # Выводим показания датчика в консоль
    print('Voltage: ', voltageSensor, ' pH', 'Value: ', pHSensor, ' pH')
    # Ждём 1000 мс
    time.sleep(1)

После загрузки скрипта, в консоль малины будут выводиться текущие показания кислотности жидкости.

Элементы платы

Датчик кислотности жидкости состоит из измерительного pH-щупа и платы обработки сигнала.

Измерительные электроды

Для контакта с жидкостью на щупе сенсора расположены два электрода, которые необходимо опустить в измеряемую жидкость для считывания концентрации кислотности.

Разъём подключения pH-щупа

Измерительный щуп подключается к плате управления через BNC-разъём Female и Male соответственно.

ОУ для обработки сигнала

На плате расположена схема, которая усиливает электрохимическую разность потенциалов, создаваемую на щупе тестируемым электролитом. Ключевыми элементами схемы являются два операционных усилителя:

• CA3140AMZ включен по схеме интегрирующего усилителя, для фиксирования сигнала на некотором интервале времени.
• TL081BCD усиливает выходной сигнал для последующего считывания внешними контроллерами.

Регулятор напряжения

В схеме используется двухполярное питание с двумя плечами и общей точкой GND:

• положительное плечо Vcc: поступает от внешнего источника питания через контакт V. Диапазон рабочего напряжения от 3,3 до 5 вольт.

• отрицательное плечо -Vcc (Vss): поступает с выхода инвертирующего регулятора TPS60403. Входное напряжение на регулятор подаётся с положительного плеча Vcc и инвертируется преобразователем в -Vcc (Vss) с максимальным выходным током 60 мА.

Troyka-контакты

Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.

• Сигнальный (S) — выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому пину микроконтроллера. Напряжение на выходе датчика прямо пропорционально уровню pH. Диапазон выходного напряжения: 0–4 В при питании 5 В и 0–2,6 В при питании 3,3 В.

• Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.

• Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.

Принципиальная и монтажная схемы

Габаритный чертёж

Плата обработки сигнала

Измерительный щуп

Характеристики

• Напряжение питания: 3,3–5 В

• Потребляемый ток: до 25 мА

• Интерфейс: аналоговый сигнал

• Диапазон выходного сигнала:

  • При питании 5 В: 0–4 В

  • При питании 3,3 В: 0–2,6 В

• Диапазон измерений: 0–14 pH

• Длина кабеля щупа: 0,9 м

• Габариты модуля: 25×25×39 мм

• Габариты щупа: 144×20×20 мм

Ресурсы

pH-метр.

Использование и калибровка – Гидропоника

При покупке pH-Метра его необходимо откалибровать, в противном случае его показаниям нельзя верить. В последней полученной партии, практически все pH-метры, отклонялись от правильных значений на 0.2-0.6 единиц.

Это происходит потому, что стеклянный электрод, который играет главную функцию при измерении значения pH, во время длительного периода неиспользования пересыхает.

Хранение pH-метра

Поэтому, если есть возможность, после первой калибровки, держите свой pH-метр в стаканчике с дистиллированной водой, или хотя бы в стаканчике с подкисленной до pH 3-4 водопроводной водой. Это предотвратит пересыхание стеклянного электрода и вам придется реже его калибровать. Из собственного опыта могу заметить, что при “сухом” хранении pH метра его показания начинают отклоняться на 0.1 уже за месяц. Правда стоит отметить, что за полгода, показания отклоняются примерно на 0. 3.

Калибровка pH-метра

Перед калибровкой pH-метра его следует опустить на сутки в стакан с дистиллированной водой. Для точного измерения pH прибор следует регулярно калибровать. В химических лабораториях положено калибровать pH-метр раз в 2 недели. Для гидропоники вполне достаточно калибровать pH-метр раз в 3 месяца. Для калибровки pH-метров используют так называемые фиксаналы буферных растворов. Фиксанал для калибровки pH-метра – это запаянная ампула, содержащая вещество с известным pH. Помимо этого, буферные растворы обладают свойством удерживать значение pH при небольшом добавлении кислот или щелочей.

Мерная колба:

Риска на колбе:

Фиксанал, биток для разбивания фиксанала, воронка:

Для приготовления калибровочного раствора берется мерная колба, с риской на узком горлышке. Риска означает объем ровно 1 литр. В воронку ставится ампула с фиксаналом и аккуратно разбивается. потом через воронку наливается дистиллированная или деионизованная вода. Следует следить, чтобы все вещество с осколков было смыто водой в колбу. После промывки ампулы колбу следует повращать, так чтобы раствор внутри пришел в движение. Затем долить в колбу дистиллированную воду точно до метки Дайте раствору отстоятся в течении часа. Калибровочный раствор готов.

Не калибруйте pH-метр в дистиллированной или деионизованной воде. Бытует заблуждение, что у абсолютно чистой воды pH 7. Это было бы так, не будь вокруг нас воздуха, содержащего углекислый газ. В реальных же условиях, дистиллят очень быстро поглощает CO₂ из воздуха и его pH становится около 6.

По калибровке, можно разделить pH-метры на два типа:

1. pH-метр с одноточечной калибровкой

2. pH-метр с двухточечной калибровкой

Одноточечные pH-метры, обычно калибруются фиксаналом со значением pH равным 6. 86. Калибровка проводится путем вращения настроечного винта по и против часовой стрелки до тех пор, пока показания прибора не совпадут со значением pH фиксанала. Вращение винта передвигает линию pH прибора параллельно оси “реального значения pH” и задача калибровки ph-метра добиться совпадения этих линий. pH-метры с одноточечной калибровкой позволяют только передвигать линию параллельно оси, но не менять ее наклон. Наклон в таких приборах задан жестко внутри схемы прибора. Поэтому, pH-метры с одноточечной калибровкой менее точны, чем с двухточечной. И обычно их показания ограничивают десятыми долями pH.

Калибровка pH метра по одной точке:

В pH-метрах с двумя точками калибровки, существуют два подстроечных винта. Первый винт выполняет такую же функцию, как и в pH-метрах с одной точкой калибровки. Этот винт, обычно, маркируется цифрой “7”. Второй винт регулирует наклон линии соответствия реального pH и отображаемых на приборе значений. Второй винт, обычно, маркируется “4/10”. При работе с наклоном линии соответствия, используют фиксаналы со значением 4.01 или 9.18. Сначала калибруется прибор как одноточечный, потом корректируется наклон в фиксанале 4.01 или фиксанале 9.18.

Калибровка pH метра по двум точкам:

Использование pH-метра

Никогда не опускайте прибор непосредственно в емкость с раствором. Сначала отберите из емкости 20мл раствора, например, при помощи одноразового шприца и отобранную пробу поместите в чистый стаканчик. в стаканчик опустите электрод pH-метра, легонько помешайте и оставьте на несколько секунд. Когда показания pH-метра перестанут меняться можно считывать показание значения pH. После этого ополосните pH-метр в отдельном стаканчике с дистиллированной водой от остатков раствора и поставьте на хранения в стаканчик для хранения, наполненный дистиллированной или подкисленной водой.

ТОП 10 ошибок при измерениях PH

Ошибка №1: Хранение электрода в сухом состоянии

Многие новички считают, что сухое хранение рН электрода будет дольше поддерживать его работоспособность. Чувствительное стекло электрода состоит из трех стеклянных слоев: гидратированного слоя внешнего стеклянного геля, сухого среднего слоя и гидратированного внутреннего слоя. Гидратированные слои отвечают за чувствительность электрода, необходимую для обнаружения изменений рН, в то время как высушивание сильно уменьшает эту чувствительность, что, в свою очередь, приводит к увеличению времени отклика прибора и неправильным значениям. К счастью, в большинстве случаев высушенный электрод можно оживить, погрузив его в специальный раствор для хранения, как минимум, на один час. После этого вы можете откалибровать электрод и вернуться к тестированию.

Ошибка №2: Очистка чувствительного стекла

Вы хотите, чтобы ваше pH-чувствительное стекло было приятным и чистым для следующего измерения, поэтому вы тщательно протираете электрод бумажным полотенцем. Однако это может вызвать проблемы гораздо большие, нежели пересыхание электрода. Чтобы понять проблему, важно знать, как работает рН электрод. Он посылает напряжение на ваш прибор, основанное на качестве измеряемого рН образца. Между тем, протирание поверхности электрода может вызвать статический заряд (вспомните, что будет, если протереть воздушный шарик, а затем поднести его к волосам). Этот заряд мешает получению точных показаний. Поэтому вместо протирания стекла просто промойте электрод дистиллированной или деионизированной водой. При необходимости можно промокнуть его бумажным полотенцем без ворса, чтобы удалить лишнюю влагу, но будьте осторожны, не протирайте поверхность стекла.

Ошибка №3: Хранение электрода в воде

Если раствор для хранения заканчивается, многие, надеясь поддержать гидратацию электрода, используют деионизированную воду. Это создаёт большую проблему. Деионизированная вода практически не содержит ионов, между тем, ионами наполнен электрод, который при погружении в свободный от ионов раствор, отдаёт ему свои ионы. Так, со временем большинство ионов покидают электрод, что делает его бесполезным. Стекло также приходит в негодность намного быстрее в водной среде.

Если вы столкнулись с электродом, хранящимся в деионизированной или дистиллированной воде, немедленно замените её на раствор для хранения. Затем откалибруйте электрод перед началом следующих измерений.

Ошибка №4: Пренебрегание очисткой электрода

Очистка электрода так же важна, как и калибровка, когда речь идёт о достижении точных результатов pH. Это связано с тем, что осадки измеряемых сред – например, жиры и масла в пищевых продуктах – образующиеся на электроде, покрывают его чувствительное стекло. В результате вместе с образцом вы будете измерять эти отложения. Время отклика прибора также замедляется. Вы даже можете зафиксировать «стабильное» значение, однако оно с каждым новым измерением будет всё меньше похоже на реальное. Так может произойти, даже если электрод выглядит чистым, тонкое масляное покрытие или окалину вы не заметите.

Лучшим способом очистки электрода является использование специально разработанного очищающего раствора для рН-электродов, в идеале – именно того, который разработан специально для конкретной модели электрода.

Ошибка №5: Ошибки калибровки

Как часто калибровать электрод – это вопрос серьёзный. Также многие не знают, какие буферные растворы следует использовать для конкретных электродов. Поэтому зачастую пользователи полностью отказываются от калибровки. Но, к счастью, на все эти вопросы модно найти ответ, зная принципы калибровки.

Согласно уравнению Нернста, для рН-электродов значение mV при рН 7 равно 0 мВ (нейтральное), а наклон/угол составляет 59.16 мВ. Это означает, что теоретически электрод изменит свой выход на 59.16 мВ для каждой единицы рН (например, pH 6 до pH 7 будет составлять 59.16 мВ/рН), но только теоретически, поскольку электроды с возрастом меняют свой угол. На практике электрод может вести себя немного иначе (например, наклон 58.2 мВ и смещение 8 мВ). Калибровка это компенсирует, определяя фактический наклон и смещение вашего электрода, используя известные буферы. Для достижения наилучших результатов вы должны убедиться, что калибровка осуществляется с участием буферов, «копирующих» ваш образец. Буфер pH 7 всегда должен быть включен в калибровку для отладки «нейтральной» точки. Это значит, что если ваш образец имеет рН 8.6, следует использовать для калибровки растворы рН 7 и pH 10.

Что же касается частоты калибровки, она зависит от того, насколько высокая точность необходима вам для измерений. Если допустимо закрыть глаза на небольшую погрешность, то ежедневная калибровка не является необходимостью, но по-прежнему настоятельно рекомендуется.

Ошибка №6: неправильный выбор электрода

Не все pH-электроды «одинаково полезны», а даже с наилучшей техникой не будет гарантии получения качественных измерений. Это связано с тем, что некоторые электроды лучше других подходят для определенных применений. Использование «неправильных» электродов может приводить к увеличению времени отклика и сокращению срока службы электродов.

Рассмотрим стандартный электрод pH. Он рассчитан для широкого спектра применений, однако он идеален не для всех образцов. Проблемы возникают, когда рН измеряется в полутвёрдых и твёрдых средах, а также в растворах с твёрдыми взвешенными частицами – например, вино, сточные воды, продукты питания. Образцы с низким содержанием ионов – например, питьевая вода – также могут создавать проблемы с временем отклика и стабильностью измерений. В таких случаях лучше всего использовать электрод, наилучшим образом подходящий для конкретных образцов. Например, конические сенсорные электроды с открытыми переходами позволяют напрямую измерять твердые и полутвёрдые образцы, устраняя необходимость суспензии. Электроды с несколькими керамическими соединениями позволяют электролиту быстрее диффундировать в образец, что обеспечивает наибольшую стабильность при измерении рН образцов с низкой проводимостью.

Ошибка №7: слишком туго завинченная крышка отверстия для заполнения электрода

Большинство современных рН-электродов конструктивно являются двумя электродами в одном: чувствительным электродом и эталонным электродом. Для эталонного требуется медленный, но устойчивый поток электролита из электрода и в раствор. Между тем, когда крышка отверстия для заполнения электрода плотно прикручена, электролит не может легко диффундировать из электрода и в раствор. Это приводит к неустойчивому чтению рН образцов, которое не может стабилизироваться в течение обычного промежутка времени. К счастью, исправить эту ошибку можно, просто ослабив или сняв крышку заливной горловины.

Ошибка №8: Низкий уровень заполнения электролита

Если вы не пополняете электролит время от времени, то его недостаточный уровень может повредить измерениям. Поток электролита из эталонного электрода позволяет в конечном итоге принимать значение mV от pH электрода и преобразовывать его в соответствующее значение pH. Поэтому убедитесь, что ваш электрод пополнен электролитом. Уровень заливки должен составлять менее полудюйма по отношению к крышке заливного отверстия.

Ошибка №9: Недостаточное погружение электрода в образец

Многие думают, что для измерения рН достаточно, чтобы электрод коснулся образца. Однако реальность заключается в том, что измерительная и эталонная части должны быть полностью погружены в измеряемый раствор. Датчик pH работает, потому что чувствительное стекло взаимодействует с образцом и производит напряжение, которое сравнивается с эталонным электродом, стабильным во всех образцах. Без контакта с образцом хотя бы одной из этих частей вся измерительная система оказывается неполной, что приводит к ошибочным значениям.

Проблемы с погружением легко корректируются путем добавления в ёмкость для измерений достаточного количества пробы.

Ошибка №10: Использование старого или устаревшего электрода

Так же, как и любое оборудование, электроды необходимо периодически заменять. Ведь по мере того, как возраст электродов увеличивается, чувствительная часть стекла разрушается и становится менее отзывчивой, чем когда она была новой. В конце концов, ваш электрод перестанет адекватно реагировать на изменения pH.

Существуют некоторые значения, зная которые можно сделать выводы о правильности функционирования электрода – например, уже упомянутые наклон и смещение. Эти цифры могут быть определены во время калибровки.

Смещение – это просто отсчет mV в буфере pH 7, а наклон – это изменение mV на единицу pH. На многих метрах эти значения можно просмотреть автоматически. Нормально функционирующие электроды имеют наклон между 85-105%, в то время как смещение должно укладываться в отрезок ± 30 мВ.

Впрочем, иногда, несмотря на все усилия, электрод по-прежнему не работает так, как вам бы хотелось. Это означает, что электрод устарел и пришло время его заменить.

По материалам статьи Дэйва Масулли , выпускника Колледжа Род-Айленда, обладателя ученой степени по химии и биологии, сотрудника Hanna Instruments. Среди главных увлечений Дэйва – научный анализ продуктов питания под чашечку хорошего кофе.

Что такое и как работает ph-метр?

pH-метр используется сегодня повсеместно. Многие обыватели полагают, что оборудование подобного рода является исключительно лабораторным и применяется при контроле, изучении любых процессов, связанных так или иначе с химией. На самом деле, портативные pH-метры имеются практически у каждого профессионального садовода. Ведь с его помощью можно с высокой точностью определить кислотность почвы (а по факту – кислотность любой среды).

Купить pH-метр недорого можно в Интернете. Однако, перед тем, как осуществить приобретение устройства, нелишним будет ознакомиться с принципом его действия. Не все предполагаемые пользователи уверены в высокой точности получаемых измерений. Данная статья продемонстрирует принцип работы pH-метра, основанного на принципе сравнения эталона и исследуемой среды.

Из каких элементов состоит pH-метр?

Всю конструкцию устройства можно представить следующими элементами:

• корпус;
• эталонный электрод;
• измерительная микросхема;
• дисплей;
• индикаторный (он же ионоселективный) электрод.

Вся сложность оборудования для измерения кислотности среды заключается в сборке эталонного электрода. Он состоит из колбы, в которой находится стержень (сам электрод). Стержень покрывается хлоридом серебра.

Вокруг стержня находится стеклянная оболочка. Причём стекло здесь используется особенное. Оно пропускает сквозь себя исключительно ионы водорода. Оболочка изнутри заполняется соляной кислотой (в неё и погружен электрод с напылением из хлорида серебра).

Индикаторный электрод: материалы и критерии сравнения

Индикаторный электрод выполняется из какого-либо пористого материала. При этом, материал должен быть относительно устойчивым к среде, в которую погружается. В противном случае он разрушится очень быстро, и устройство придёт в негодность.

Наиболее распространёнными материалами являются: пористое стекло, пористая керамика, минеральный асбест (волокнистый материал), волоконный тяж.

Сам прибор регулярно измеряет разницу потенциалов между эталонным электродом и индикаторным (погружённым в какую-то среду). По сути, эта дельта потенциалов и является показателем кислотности.

Но разница настолько незначительна, что измеряется в милливольтах. Микросхема обрабатывает получаемый сигнал и конвертирует его в понятные единицы измерения pH.

В видео продемонстрирован классический измеритель кислотности pH:

Сборка простейшего рН-метра • 66pacific.com

Создайте цифровой pH-метр, который можно использовать вместо дорогого промышленного pH-метра.
метр или настольный ph-метр за небольшую часть стоимости.

Как работает рН-метр

Вы можете построить простой цифровой рН-метр с помощью всего лишь недорогого операционного усилителя.
(«Операционный усилитель») IC (IC TL082 Dual JFET-input, около 2 долларов США. 00), 2 батарейки, цифровой
вольтметр и pH-зонд (у меня
Зонд бренда Pinpoint, который я купил на Amazon.com примерно за 40 долларов). TL082
(или любой другой операционный усилитель с высокоимпедансным входом) работает как единое целое
усиление буфера между высоким импедансом датчика pH и цифровым мультиметром.

Принципиальная схема рН-метра

Вот простая принципиальная схема цепи рН-метра.Две 9-вольтовые батареи
питание операционного усилителя с высоким входным сопротивлением, такого как TL082. pH-зонд
счетчика подключается к неинвертирующему входу. Выходное напряжение (В вых.),
который прямо пропорционален pH, считывается вольтметром.

Вид схемы pH-метра

Вот вид всей схемы рН-метра. Микросхема монтируется непосредственно на BNC.
соединитель панели.

Графический вид pH-метра

На этой диаграмме показана физическая компоновка измерителя.
цифровой
вольтметр подключен к земле и контактам 6 и 7 операционного усилителя, которые
закорочены вместе. В этой схеме выводы 1, 2 и 3 микросхемы не используются.

Крупный план

Схема этого рН-метра настолько мала и проста, что не требует печатной платы.В этом прототипе микросхема припаяна непосредственно к разъему панели BNC.

Калибровка и использование рН-метра

В теории,
датчик pH производит около 59 милливольт (мВ) на единицу pH, а при pH 7 (нейтральный
pH) датчик выдает 0 вольт. Кислотные значения рН создают отрицательные напряжения. Основные рН производят
положительный рН. Например, показанная здесь система показывает +7,6 мВ с закороченными входами.
(из-за ошибки смещения входа операционного усилителя). С зондом в калибровке pH 7,01
буфера, напряжение +4,6 мВ. С калибровочным буфером pH 4,00 выходное напряжение
составляет 168,8 мВ. Это дает диапазон 168,8 — 4,6 = 164,2 мВ для 3,01 единиц pH или
54,55 мВ на единицу pH.

Если, например, я измеряю 100 мВ, pH равен 100 мВ/54.55 мВ = отклонение на 1,83 единицы pH
из 7,01, поэтому я вычитаю 1,83 из 7,01 для рН 5,18. Создание графика или
программирование калькулятора для выполнения арифметических действий делает процесс определения pH
просто, если не так просто, как считывание с дисплея настольного рН-метра.

Графики результатов

Вот график рН и напряжения от калибровки установки, описанной здесь.

Схема pH для Arduino

И, наконец, еще проще, если вы ищете способ прямого подключения датчика pH.
к Arduino без создания собственной схемы, вы можете купить полный набор для разработки pH для Arduino с датчиком pH, калибровкой
растворы и схема pH-Stamp примерно за 100 долларов.pH-Stamp, который вы также можете приобрести отдельно, является полным
Система мониторинга pH, которая позволяет точно контролировать pH без необходимости
добавить любые дополнительные схемы или компоненты в ваш проект. Связь с
pH-Stamp выполняется с помощью 11 простых команд. Он обеспечивает чтение научного уровня
к любой встроенной системе с интерфейсом подключения RS232 (размах напряжения 0-VCC,
не +/- 12 вольт).

Инструменты для измерения pH своими руками | Заведующая лабораторией

Раньше ученые были лидерами в области «сделай сам», но многие стали покупать больше оборудования, чем производили. Это тенденция, которую некоторые ученые обращают вспять. Новое поколение самодельных ученых создает очень сложные инструменты, некоторые из которых работают с давно используемыми показателями, включая pH.

Элементарный тест на pH является основой технологии «сделай сам».Возьмите кочан краснокочанной капусты, немного спирта и бумагу, и это все, что вам нужно, чтобы сделать бумагу для pH-теста. Однако ученый-самоучка, заинтересованный в создании прибора на основе pH, скорее всего, будет полагаться на чип, а не на капусту.

Комплекты по каталогу

Когда дело доходит до покупки электронных комплектов, многие думают о Heathkit, слоган которого «Мы изобрели DIY». Быстрый поиск на веб-сайте компании позволяет найти антенны, передатчики и многое другое, но ничего специально не предназначенного для помощи ученым в измерении pH.

Однако помимо Heathkit другие компании могут помочь домашнему мастеру собрать рН-метр. Приблизительно за 25 долларов ученый может приобрести pH-метр HomeLab у Tindie. Он поставляется с печатной платой HomeLab-pH rev.3, которой можно управлять с помощью бесплатного программного обеспечения для компьютера Raspberry Pi, контроллера Arduino или модуля ESP8266. Это программное обеспечение, по словам HomeLab, предоставляет «пользовательский интерфейс для регистрации и визуализации измеренных значений, а также для калибровки платы».

Это не единственный вариант каталога.Есть также DFRobot Gravity: аналоговый pH-метр V2 чуть менее чем за 50 долларов от Core Electronics. В описании этого комплекта измерителя отмечается: «С этим продуктом, основной платой управления (например, Arduino) и библиотекой программного обеспечения вы можете быстро собрать pH-метр, подключи и работай, без сварки».

Изготовление более метра

В Белградском университете в Сербии группе ученых нужно было окислить целлюлозу при постоянном pH. Покупка оборудования обошлась бы более чем в 20 000 долларов. Поэтому Йована Миланович из инновационного центра университета и ее коллеги решили построить нужную им систему.

В марте 2018 года в PLoS One ученые описали систему, построенную из недорогого оборудования и программного обеспечения с открытым исходным кодом. Эта система также включала коммерческий pH-метр — MA 5740 от Iskra (Любляна, Словения) — и насосы для добавления реагентов для поддержания желаемого pH. Данные показали, что использование этой автоматизированной системы для контроля pH позволяет поддерживать уровень более постоянным, чем добавление реагентов вручную.

Загрузить сейчас: Lab Manager Справочник по pH-метру

По словам Милановича, систему «было несложно изготовить.Тем не менее, она благодарит сообщество открытого оборудования за предоставление планов по 3D-печати шприцевого насоса. По ее словам, без этих планов «достичь таких результатов было бы намного сложнее». Тем не менее, она отмечает, что использование этой системы требует больше «дисциплины и внимания», чем использование сопоставимого коммерческого устройства, «но, учитывая разницу в цене, оно того стоит!» Создание системы обошлось менее чем в 200 долларов, что составляет примерно сотую часть стоимости коммерческой системы.

Кроме того, Миланович и ее коллеги сделали весь проект открытым исходным кодом, и каждый может адаптировать его под свои нужды.Миланович полагает, что благодаря совместной работе людей из сообщества разработчиков открытого исходного кода это устройство «может быстро достичь качества коммерчески доступных устройств».

Ученые могут сэкономить деньги с помощью самодельного подхода к некоторым устройствам для тестирования pH. Однако для тех, кому требуется стандартный рН-метр, готовый к работе прибор может быть довольно недорогим. Cole-Parmer (Вернон Хиллз, Иллинойс), например, предлагает карманный водонепроницаемый тестер Oakton EcoTestr ph2 всего за 50,40 долларов.

Помимо экономии, процесс «сделай сам» может способствовать инновациям, что, возможно, приведет к разработке нового устройства, открывающего большие возможности в лаборатории.Это, безусловно, стоит усилий.

Для получения дополнительных ресурсов по pH-метрам, включая полезные статьи и список производителей, посетите сайт www.labmanager.com/ph-meters

A Salad A Day — 4th Post — Датчик pH своими руками

Крис отметил в начале третьей недели Contextual Electronics, что лучше знать конструкцию схемы, чем соглашаться на полное решение от третьей стороны. В моем случае я постоянно задаюсь вопросом — как, черт возьми, датчик pH определяет pH? И комплиментарный вопрос – то же самое для проводимости! Моим наивысшим приоритетом в моей гидропонной станции DIY является «бесплатная поддержка».  После поставки программного обеспечения более 20 лет я понимаю, что это невозможно. Однако это важный принцип. Всегда лучше иметь глубокое знание того, что я строю. Кроме того – это приносит мне YIPPEE! МОМЕНТ – так многому предстоит научиться.

Цели этого поста включают получение:

• интуитивно понятно, что такое измерение pH.
• надежный захват деталей, входящих в контур измерения pH.
• Вовлеките вас, чтобы вместе мы могли строить и учиться вместе.

• для обсуждения значения pH для здоровья растений. Об этом написано в других постах.
• рабочий прототип. Этот пост посвящен знакомству с схемой pH.
• выбор зонда.

 Учиться — это прекрасно. Как необычно иметь возможность учиться у других, которые охотно делятся своими знаниями. СПАСИБО! Ибо знание действительно сильнее валюты. И обучение сообщества действительно более действенно, чем учебник.

• EME Systems за отличную статью о том, как и почему pH-схема.
• @SparkysWidgets – Я купил pH-схему. Его схема phSensor и сообщение в блоге — это все, что вам нужно для начала работы. Поскольку у меня нет знаний в области электроники, я сначала мало что понял из поста. Это заставило меня записать то, что я узнал здесь.
• Страницы pH – полезная информация о том, как построить датчик pH.
• Крис Гэммел — наш очень знающий и одаренный инструктор по контекстуальной электронике. Курс, который я очень рекомендую, если вы заинтересованы в превращении ваших прототипов в печатные платы и изучении множества электроники на этом пути.Чем больше времени я провожу с Крисом, тем больше понимаю, какой он исключительный человек — как в знаниях, так и в этике. Крис великолепно разъясняет концепции схем!
• Дэйву Джонсу за отличные видеоролики, посвященные различным аспектам электроники, которые нам необходимо знать. Недавняя работа по операционным усилителям потрясающая.
• Сабреддит Hydro. Спасибо всем знающим людям, которые любезно делятся своим опытом и тем, что они узнали.
• Сабреддит AskElectronics.Спасибо за ответы на вопросы, которые могут показаться вам очевидными.

Еще раз — спасибо. Это гораздо лучшая среда для обучения, чем то, что я помнил 20 или около того лет назад. В то время казалось, что мы приняли «знание — сила», чтобы быть мотивированными Я, и не понимать, что совместное знание гораздо сильнее, чем знание Я.

Ничего не зная о внутренностях устройства для измерения pH, я потратил немного времени на чтение о том, что, черт возьми, заставляет эти устройства работать. Оказывается, прибор для измерения pH состоит из зонда и вольтметра.Мои извинения, если вы закатываете глаза при таком очевидном выводе. До сих пор pH был просто числом в электронной таблице. Теперь я постоянно думаю, почему? Мне нравится смесь жизни, химии, электроники, математики и программирования. Но есть большая вероятность, что вы уже получили удовольствие от изучения всего этого — возможно, в 5-м классе науки… Для тех, кто не изучал этот материал, но теперь интересуется, я подытожу то, что я узнал.

Зонд представляет собой стеклянный электрод. Он измеряет концентрацию ионов водорода (H+) в жидкости.Изображение и лучшее объяснение можно найти в этом посте.

рН-зонд (стеклянный электрод)

Когда зонд помещают в жидкость, ионы H+ движутся к стеклянному электроду. Это создает крошечный ток, который измеряет датчик pH. Чем больше ионов Н+ суетятся, тем выше напряжение, а значит, жидкость более кислая. Нижний — более простой. Когда я смотрю на это таким образом, я вижу сравнение между датчиком pH и батареей. Как и батарея, pH-зонд вырабатывает ток.Зонд pH делает это, заставляя ионы H+ суетиться.

Как и в случае с батареей, напряжение можно измерить. Напряжение электродов измеряют по уравнению Нернста. Это уравнение используется для проверки того, что изменение на 1 единицу pH происходит при изменении напряжения на -59,16 мВ. Значения pH могут варьироваться от 0 (высокая кислотность) до 14 (сильное основание). Учитывая диапазон pH и изменение напряжения (59 мВ) на единицу pH, диапазон напряжений, который будет считывать датчик pH, составляет: +/-7*59 мВ или +/-413 мВ. При pH 7 (нейтральный pH) датчик выдает 0 вольт.

Когда изменение напряжения не равно -59,16 мВ

Для получения точных показаний необходимо выполнить две настройки:

• температура
• деградация зонда

Диаграммы в сообщении SparkysWidgets дают хорошую визуализацию взаимосвязи между значениями pH и температурой:

Температура

Количество вольт между единицами pH зависит от температуры раствора. -59.16 мВ предполагает, что раствор имеет температуру 25°C/77°F. Поиск в Google температурного коэффициента показал -0,1984 мВ на °C. Это делает наклон -54,2 мВ на единицу pH при 0°C и -74,04 мВ на единицу pH при 100°C.

Деградация

Как и у батареи, потенциал напряжения для газового зонда со временем ослабевает. Точное показание должно откалибровать показания pH, чтобы приспособиться к ухудшению сигнала. Для калибровки мне нужен раствор с pH 7 и раствор с pH 4. Время от времени — скажем, каждые две недели — я должен проверять эти известные растворы и делать поправку на температуру. Если напряжение известных растворов не равно 0 В для pH 7 и (59,16*4) 0,237 В для pH 4, показания необходимо скорректировать с учетом этих отклонений.

Требования

Время разработать датчик pH. Требования включают:

• Напряжение, создаваемое датчиком pH, можно считать с цифрового контакта ввода-вывода Arduino Uno.
• «достаточно точные» показания.pH 5 составляет всего 59 мВ от pH 6. Это очень небольшое дифференциальное напряжение для точного измерения. Это связано с тем, что датчик pH сделан из стекла, которое создает очень слабый электрический ток. Это означает, что он имеет очень высокий выходной импеданс, обычно около 100 МОм или более. SpakysWidgets отмечает: « Типичный пробник имеет импеданс где-то между 50 МОм и 500 МОм, а поскольку 100 МОм * 1 нА = 0,1 В, даже наличие одного паразитного наноампер может отклонить наши измерения почти на 2 целых единицы ph . «Чтобы получить значимые показания, конструкция должна устранять большую часть шума и внешних помех.

Измерения напряжения

• должны быть в состоянии интерпретировать как отрицательные, так и положительные напряжения, поскольку разница напряжений составляет +/- 0,414 В
• низкая БМ.

Дизайн

Компоненты

Требования приводят к тому, что главными действующими лицами датчика pH являются операционные усилители. Я буду использовать два:

• один операционный усилитель изолирует цепь, которая будет измеряться, от цепи, обеспечивающей считывание.Это будет иметь большое значение для предотвращения помех, создаваемых датчиком pH.
• один операционный усилитель будет усиливать сигнал, чтобы его можно было прочитать с цифрового контакта ввода/вывода Arduino.

Наиболее важные характеристики операционного усилителя заключаются в его способности быть как можно более «идеальными» при рассмотрении атрибутов, которые вносят изменения в измерение pH:

• низкое смещение на входе – в пикоамперах
• высокий входной импеданс — это означает, что операционный усилитель будет потреблять как можно меньше тока. Это также поможет свести к минимуму изменения измерений из-за используемых деталей.

Мне также понадобится:

• АЦП для преобразования входящего аналогового сигнала в цифровой сигнал, который может быть прочитан Arduino Uno.
• зарядный насос для обработки показаний -5 В при использовании 5 В Arduino в качестве источника питания.
• несколько конденсаторов для фильтрации шума.

Дизайн

Зачем изобретать велосипед? Кроме того, на данном этапе обучения я все еще знакомлюсь с компонентами и тем, что они делают.Я решил изучить схему схемы, просмотрев схему SparkysWidget на GitHub. В этом разделе я пройдусь по компонентам, о которых упоминал ранее.

Операционные усилители

 Операционные усилители являются центральным компонентом схемы pH. Их задача:

• отрегулируйте сигнал pH так, чтобы он мог быть прочитан Arduino (через АЦП).
• отфильтровывает шум в сигнале pH.

Регулировка сигнала

Диаграмма, которую я придумал, помогла мне понять, что происходит. Несмотря на то, что SparkysWidgets говорил об этом, я не понимал, что происходит на самом деле, пока не разбил шаги. Этот процесс помог мне лучше понять основы операционного усилителя. Я объясню, что происходит на каждом этапе, если это поможет вам.

Прежде чем сигнал напряжения, генерируемый этими активными ионами водорода, может быть прочитан Arduino (и преобразован в цифровой из аналогового с помощью АЦП), крошечный сигнал, поступающий от зонда pH, должен быть преобразован в значение между 0 и 5 В — напряжение диапазон, который будет читать Arduino.Диаграмма показывает это в трех формах:

Блок

• — если шаг был черным ящиком, то вот что он делает
• 101 — упрощенный рисунок «за кулисами» с использованием стандартного чертежа неинвертированного операционного усилителя.
• за кулисами — фрагменты схемы взяты из схемы SparkysWidgets на GitHub.

1. Сигнал поступает от датчика pH

Выше я отметил, что сигнал, создаваемый зондом pH, находится в диапазоне от:

• pH 0 = . 414 вольт
• pH 7 = 0 вольт
• pH 14 – 0,414 В

2. Усиление сигнала

Поиск по запросу «усиление операционного усилителя» дал мне формулу усиления:

Используя резисторы на схеме SparkysWidgets, коэффициент усиления = V(выход)/V(вход) = 1+R8/R7 = 1+4,7 = 5,7

Коэффициент усиления = V(выход)/V(вход) = 5,7. Или V (выход) = 5,7 * V (вход). Когда pH раствора равен 0 (сильная кислота), V(in) составляет 0,414. Когда pH равен 14, V(in) составляет -0,414.

Таким образом, V(out) на основе V(in) и коэффициента усиления:

В (вне кислых pH) = 5.7*0,414 В = 2,36 В

В (вне базовых pH) = 5,7*-0,414 В = -2,36 В

Чтобы считать значение напряжения с Arduino, диапазон показаний должен быть между 0В и 5В. Один из способов сделать это — добавить к показаниям 2,5 В. Значения V(out) операционного усилителя Gain становятся значениями V(in) для операционного усилителя смещения. Сопоставление этого с 5В и 0В:

В (высокий уровень) = 5 В = В (при кислых pH) + В (смещение) = 2,36 В + 2,5 В =  4,86 В

В (низкий уровень) = 0 В = В (в базовых pH) + В (смещение) = -2,36 В + 2,5 В = 0,14 В

Скетч Arduino будет получать показания между . 14 В и 4,86 ​​В

Избавьтесь от шума

Учитывая, что в датчике pH используется стекло, получить хороший сигнал довольно сложно. Кроме того, неизбежно будет некоторый шум. Стандартный способ справиться с этим — поместить фильтр нижних частот в схему в том месте, где он лучше всего работает для подавления шума. Вот почему схема SparkysWidgets включает конденсатор емкостью 1 мкФ на операционном усилителе усиления.

 Я думал, что это объяснение резюмирует, как конденсатор используется для подавления высокочастотного шума:

Полное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты.

Рисунок Криса помогает понять, как работает конденсатор в высокочастотных и низкочастотных сигналах

Этот низкий импеданс параллельно сопротивлению нагрузки приводит к короткому замыканию высокочастотных сигналов, падению большей части напряжения на последовательно включенном резисторе R1.

Всплески (шум) поглощаются конденсатором, поскольку, когда всплеск проходит по цепи, он стремится пройти путь наименьшего сопротивления. Когда у него есть выбор между путем с резистором и конденсатором с низким импедансом, он выберет путь конденсатора.

АЦП

Как видно из его аббревиатуры, АЦП принимает сдвинутый аналоговый сигнал, поступающий от операционного усилителя сдвига, и оцифровывает его, чтобы Arduino мог интерпретировать значение.

Разрешение

Для большинства диаграмм pH, подобных этой, требуется разрешение до одной десятичной точки. Я хочу иметь возможность точно считывать pH 7 и pH 7,1. Мне не нужно различать 7.12 и 7.13.

Я уже отмечал ранее, что при температуре 25°C на единицу pH приходится -59,16 мВ. Затем сигнал был усилен в 5 раз.7. Это изменяет величину напряжения между единицами pH на -59,16 * 5,7 = -337,212 мВ. Значение pH 7,1 соответствует 33,721 мВ на 0,1 единицу pH. Учитывая это, АЦП с 8-битным разрешением должно быть достаточно.

Поскольку я следовал рекомендации SparkysWidgets по использованию MCP3221, я не подумал рассматривать АЦП Arduino. К счастью, люди из сабреддита AskElectronics сделали:

.

[–]deadycool 3 балла 19 часов назад

Почему вы не будете использовать аналоговые входы Arduino?

Я начну с использования АЦП Arduino и посмотрю, достаточно ли он хорош.«На данный момент я думаю, что да. Использование АЦП Arduino снизит уровень сложности, поскольку мне не нужно думать об I2C или SPI для связи с АЦП, а также снижает стоимость BoM.

Какой коммуникационный интерфейс

Если бы я использовал отдельный АЦП, я мог бы использовать последовательный порт, I2C или SPI для связи с ним. Я использовал последовательную связь на Arduino достаточно, чтобы почувствовать, что я могу получить лучшую точность по сравнению с I2C или SPI. Я выбрал I2C из-за этого поиска цифровых ключей. АЦП с интерфейсом SPI стоили 1 доллар или больше, чем АЦП с интерфейсом I2C.Похоже, разница заключается в более высокой частоте дискретизации для шины SPI. Это имеет смысл, поскольку SPI является более быстрой шиной, чем I2C. Однако частота дискретизации, предлагаемая АЦП, использующими шину I2C для связи с Arduino, вполне соответствует моим потребностям. Цель состоит в том, чтобы сэкономить на BoM там, где это имеет смысл. В этом случае использование шины I2C имеет смысл.

Я сравню результаты, используя аналоговый вход Arduino, с той же частью, которую использует SparkysWidgets — MCP3221. Стоимость составляет $ 1,73 за количество 1 на digikey.ком. Тактовая частота по умолчанию для шины I2C на Arduino составляет 100 кГц, что достаточно быстро. На рис. 6.2 технического описания рекомендуются подтягивающие резисторы номиналом 10 кОм для линий SDA и SCL.

Избавьтесь от шума

mash_taiters отметил хорошее «практическое правило»: вы всегда должны включать развязывающие конденсаторы на выводы питания микросхем (обычно 0,1 мкФ). Они дешевые, маленькие и избавят вас от головной боли.

Эти советы пересказаны в 6. 4.2 листа данных:   С этим устройством всегда следует использовать шунтирующий конденсатор от VDD к земле, и его следует размещать как можно ближе к выводу устройства.Рекомендуется номинал шунтирующего конденсатора 0,1 мкФ. Добавление этого конденсатора должно справляться с любыми шумовыми всплесками.

ВРЕФ

Причины, по которым я мог бы захотеть использовать ИС опорного напряжения, включают:

• стабильное эталонное напряжение для измерения входного/выходного напряжения.

mash_taiters указал мне: «…Vcc [VDD] питает схему АЦП, тогда как Vref используется для сравнения или эталона для входного сигнала, который вы измеряете. По этой причине вам нужно подать на него очень стабильное и точное напряжение…»

• более простое/более точное преобразование аналогового сигнала в цифровой.

kizzap отмечает: «Что касается Vref, напряжение, которое вы выбираете здесь, может иметь решающее значение для определения диапазона сигнала, который может считывать АЦП. Это также может определять, насколько сложной будет математика в вашем коде:
Допустим, у вас есть 12-разрядный АЦП. это означает, что у вас есть 4096 шагов между 0Volts и Vref. если у вас есть Vref как 5 вольт, вы получите 1,2207… мВ на шаг (между прочим, здесь игнорируются INL и DNL). если вместо этого вы используете, скажем, опорное напряжение 4,096 В, помимо того, что оно, как правило, более стабильно, чем отвод от вашего логического питания, это значительно упрощает математику, так как вы получите чистый 1 мВ на деление.

Я предполагаю (могу ошибаться), что использование VDD вместо микросхемы опорного напряжения, такой как MCP1541, подходит для этого приложения.

Нагнетательный насос

SparkysWidgets использует TPS60400. В техническом паспорте есть хороший рисунок того, как легко установить этот чип в схему:

.

Я пришел к выводу, что схема, предоставленная нам SparkysWidgets, очень близка к тому, что я мог бы создать, учитывая мои новые знания. Поэтому я просто сошлюсь на это.СПАСИБО SPARKYSWIDGETS!

Благодаря тем, кто работал раньше, я понял, что построить схему датчика pH не так уж и сложно. Прошивку еще нужно написать. Это не будет слишком сложно, учитывая большое количество информации, которой поделились люди. Удивительный.

Я думал, что знаю об операционных усилителях больше, чем на самом деле. Мне потребовалось на удивление много времени, чтобы понять, что делают операционные усилители и как они это делают. Даже с информацией, предоставленной SparkysWidgets.Моя задача состоит в том, чтобы интерпретировать сказанное в контексте моего нового контекста. Я публикую это на случай, если другие могут быть в той же лодке обучения и могут извлечь выгоду из моей интерпретации. Кроме того, я надеюсь, что люди исправят ошибки, которые я сделал, или предложат улучшения. Это было бы зрелищно!

Мне нужно создать прототип этой схемы, поэтому я буду заказывать детали и размещать их на макетной плате.

Пока жду запчасти, займусь сборкой цепи EC (проводимости).Я предполагаю, что две схемы будут похожи, и я рад узнать.

Спасибо, что дочитали до этого места.

Пожалуйста, найдите много поводов для улыбки.

В (отображение кислого pH на 5 В) = 

0V = V(в базовых pH) + V(смещение базовых pH) , V(смещение базовых pH) = 0V – (-2.36) = 2,36

Анализируя происходящее, производится аналоговое измерение с усилением. Это должно означать, что операционный усилитель будет играть важную роль в схеме. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой. Похоже, мне понадобится АЦП. Наконец, необходима функция преобразования. Здесь на помощь приходит математика. Я не силен в математике, поэтому благодарю Спарки за то, что он пришел на помощь.

Кстати, если вы, как и я, новичок в использовании операционных усилителей, я настоятельно рекомендую видео Дейва Веверса на Youtube (подлежит уточнению: ссылка и название видео)  .Посмотрев это видео, вы получите дополнительный бонус, узнав, что такое «укроп».

Спарки указывает, что рН логарифмически пропорционален кислотности, которая является активностью концентрации ионов водорода. Логарифмическая зависимость между значением pH и активностью ионов водорода означает:

Для каждого шага pH мы видим десятикратное изменение концентрации, например, pH 8 имеет 1/10 активности ионов по сравнению с pH 7.

Неудивительно, что листья моего растения огурца пожелтели, когда уровень pH был снижен более чем на 1 ступень.Бедное растение не могло получить необходимое количество питательных веществ. Я понимаю, почему поддержание правильного уровня pH так важно для здоровья растений.

Чтобы я не гадал, Спарки указывает, что логарифмическая зависимость:

 pH = -log10 (активность концентрации ионов водорода)

На самом деле это означает, что когда концентрация выше по обе стороны от зонда, ионный поток вызывает небольшое напряжение между электродами зонда, это напряжение может колебаться как +/-, что указывает либо на кислоту, либо на щелочь.

Значения pH

могут варьироваться от 0 (высокая кислотность) до 14 (сильное основание). рН 7 находится посередине. Любое значение pH < 7 считается кислым. Показание > 7 является базовым. Спарки уверяет нас, что есть зонд

.

генерирует -59 мВ/pH. Учитывая это, эффективный диапазон составляет +/- 0,059 * 7 вольт или +/- 0,413 вольта.

Но подождите – при снятии показаний необходимо учитывать температуру и использование изношенного датчика. я пока не знаю как. Спарки нагнетает напряжение!

Операционный усилитель

статья в Википедии об операционном усилителе:

Пока мы разрабатывали термопару в Contextual Electronics, Крис показал нам техническое описание операционного усилителя LM324.

• Напряжение питания: Диапазон измеряемого напряжения. В техпаспорте LM324 указан комфортный диапазон TBD — техпаспорт

.

Чтобы построить адекватный усилитель, необходимо учитывать несколько моментов.

s, отличные от тех, на которые указывает идеальное сечение зонда. Одним из соображений является очень высокий импеданс pH-зонда. Пробники не только имеют очень высокий импеданс, но и чувствительны к шуму, а входной каскад очень чувствителен к характеристикам дрейфа/сдвига усилителей, используемых для сопряжения пробника.Есть много операционных усилителей, которые можно выбрать для работы, не смотрите только на входное сопротивление операционного усилителя 🙂

Типичный пробник имеет импеданс где-то между 50 МОм и 500 МОм, а поскольку 100 МОм * 1 нА = 0,1 В, даже наличие одного паразитного наноампер может отклонить наши измерения почти на 2 целых единицы ph. Таким образом, цель состоит в том, чтобы выбрать операционный усилитель, который достаточно адекватен, чтобы не нагружать пробник, но который также имеет характеристики, которые будут снижать как стоимость, так и точность.В сочетании с предыдущими соображениями о возрасте зонда и дрейфе создается базовая дорожная карта того, как мы можем просто и эффективно усиливать и взаимодействовать с сигналом зонда pH.

Очень простая конструкция, которую мы можем использовать, представляет собой простой усилитель с единичным коэффициентом усиления, буферную схему для отделения пробника с высоким импедансом от нашего мультиметра с «низким» импедансом. Сначала мы создадим эту конструкцию по нескольким причинам, первая из которых заключается в том, что это эффективный способ сравнить наши датчики с идеальной моделью датчика.вторая причина заключается в том, что его действительно легко построить, он может занять всего несколько секунд и демонстрирует основу того, как смещение (в инвертирующей конфигурации) изменит сигнал. Хотя я полагаю, что вы могли бы использовать для этого LM358, я бы порекомендовал, по крайней мере, ST TL072 или CA3140, чтобы убедиться, что датчик не перегружен и не получил ложных показаний.

http://www.instructables.com/id/How-to-create-voltage-using-one-power-supply/

В аналоговом синтезе для генерации практически любого сигнала с помощью операционных усилителей необходимо иметь положительное и отрицательное напряжения. Это позволяет операционному усилителю генерировать сигнал, который охватывает положительные и отрицательные значения напряжения.

 И вот он – МОМЕНТ УРА!

• взять аналоговое измерение напряжения изменить две вещи. Здесь изменение напряжения между….. TBD
• , так как изменение напряжения может быть очень небольшим, увеличьте изменение, чтобы оно могло быть легко считано другими микросхемами, участвующими в схеме

.

• преобразует аналоговое измерение в цифровое.
• Применить алгоритм, который берет цифровое измерение и интерпретирует его в то, что я отслеживаю — в данном случае значение pH.

Это линза, через которую мне нужно понять с точки зрения выращивания овощей. Другая точка зрения касается конструкции схемы датчика pH. Как и в других областях, электронные схемы имеют шаблоны. Как только я изучу шаблон, я смогу применить его к нескольким сценариям. Модель датчика pH:

• взять аналоговое измерение напряжения изменить две вещи. Здесь изменение напряжения между….. TBD
• , так как изменение напряжения может быть очень небольшим, увеличьте изменение, чтобы оно могло быть легко считано другими микросхемами, участвующими в схеме

.

• преобразует аналоговое измерение в цифровое.
• Применить алгоритм, который берет цифровое измерение и интерпретирует его в то, что я отслеживаю — в данном случае значение pH.

Эту модель я изучил в Контекстуальной Электронике, когда мы разрабатывали схему для термопары.

Для датчика pH я хочу провести аналоговое измерение изменения напряжения с единицами измерения от 0 до 14. Это не то же самое, что я могу измерить с помощью моей схемы Arduino, которая составляет от 0 до 5 В.

Как указывает сообщение SparkysWidgets (и запись логарифма в Википедии), pH логарифмически пропорционален кислотности (активности концентрации ионов водорода). SparkysWidgets сообщает мне, что отношения:

 pH = -log10(ah)

Я верю, что этот человек прав. Затем Спарки продолжает:

.

На самом деле это означает, что когда концентрация выше по обе стороны от зонда, ионный поток вызывает небольшое напряжение между электродами зонда, это напряжение может колебаться как +/-, что указывает либо на кислоту, либо на щелочь.

Говоря об электронике, pH слева — это напряжение.

Мне нравится делить обсуждение дизайна и функциональности на:

• Работа выполняется.Если я не сделаю эту схему, какую дополнительную работу я буду выполнять? Чем больше я думаю об этом с точки зрения энергии, которую мне придется потратить, тем больше я могу сосредоточиться на самых трудоемких и наименее желательных задачах. Я думаю, лень имеет свои преимущества, когда дело доходит до дизайна!
• Блок-схема. Блок-схема дает мне карту очень высокого уровня модулей, которые необходимы для выполнения работы. Я буду продолжать снижать уровень, пока не достигну уровня соединения проводов с чипом.
• Диаграмма Фрицинга.В прототипе используется макетная плата и перемычки. Fritzing обеспечивает лучшую визуализацию и имеет больше компонентов для рисования на макетной плате, чем инструмент ECAD (?), который я использую — Kicad. (подлежит уточнению: ССЫЛКА НА KICAD).

Водный узел сообщает о показаниях и регулирует содержание трех различных химических веществ (pH UP, pH DOWN, питательные вещества) в резервуаре с питательными веществами.

Задача водного узла:

• сообщает показания температуры воды, pH и электропроводности, когда это требуется.
• Увеличьте или уменьшите уровень pH при получении команды на настройку уровня pH.
• Отрегулируйте питательные вещества, когда получена команда, чтобы отрегулировать диапазон PPM.

 Подлежит уточнению: ОБНОВЛЕНИЕ ПЕРЕД ПУБЛИКОЙ

 В стоимость деталей прототипа входит:

TBD: ОБНОВЛЕНИЕ ИЗ ДОКУМЕНТОВ GOOGLE ПЕРЕД ПУБЛИКАЦИИ

TBD: ОБНОВЛЕНИЕ ПЕРЕД ПУБЛИКАЦИИ  

Светодиод

Зеленый светодиод горит при первом подключении прототипа. Затем я буду использовать ШИМ, чтобы установить светодиод на 1/4 полной мощности. Светодиод будет работать на полную мощность, когда данные принимаются или отправляются, а затем возвращается на 1/4 полной мощности.

Я разбил прототип на части. Сначала тестирование, затем добавление другого фрагмента.

Светодиод

 Я начал со светодиода, потому что это материал Arduino 101. Я использовал эскиз Fade, который поставляется с Arduino IDE.

рН

Затем я подключил датчик pH. Я подробно описал, как я это сделал в предыдущем посте.Схема pH использует последовательный интерфейс. Для этого требуются контакты TX и RX на Arduino для отправки и получения данных. Как показано на диаграмме Фритцинга, я установил желтую перемычку между контактом 13 на Arduino и отверстием на макетной плате. Это служит линией TX от Arduino (линия RX от схемы pH). Зеленая перемычка идет от контакта 12 Arduino к выводу TX схемы pH. Таким образом, контакт 12 — это контакт RX от Arduino. Я использовал эскиз Atlas-Scientific для тестирования схемы. В настоящее время я не тестирую пробник — только цепь.Я отправил несколько команд, перечисленных в техпаспорте Atlas-Scentific для схемы pH.

i команда (версия) возвращает

V4.0,8/12

ЕС

Затем я подключил датчик ЕС. Как и в случае с датчиком pH, я описал, как я это сделал, в предыдущем посте. Преимущество использования обеих схем от Atlas-Scientific заключается в том, что они идентичны по выводам, используют последовательный интерфейс и используют одни и те же команды. Как только я понял, как работать с схемой pH, я уже знал, как работать с схемой EC.Это позволило мне использовать тот же эскиз, который я использовал для тестирования схемы pH. Единственное изменение заключалось в установке контакта 10 в качестве контакта TX на Arduino и контакта 9 в качестве контакта RX.

Теперь у меня есть две микросхемы, которые используют для связи последовательную линию. Как я указал в предыдущем посте, последовательная библиотека не мультиплексируется. Я буду использовать решение, аналогичное тому, что я делал ранее.

Температура воды

Я подключил датчик температуры воды так, как показано на схеме Фритцинга.Затем я написал и запустил чрезвычайно простой тестовый скетч, который просто считывает температуру 5 раз. Скетч WaterNodeTest.ino можно найти на сайте bitknitting gitHub   TBD

.

Насос

У меня установлена ​​одна помпа. Жду еще два от Adafruit. Все три схемы идентичны. Я проверю два других, когда запчасти прибудут на этой неделе. Для проверки одного насоса, который у меня есть, я запустил очень простой скетч

.

Ответ: Начните с одного миллилитра на галлон.Подождите от 15 до 30 минут и снова проверьте воду. Часто вам потребуется всего 1-2 мл pH Up/Down на галлон воды. Вам может понадобиться дополнительное повышение/понижение pH, если у вас жесткая вода. Серия General Hydroponics Flora имеет pH-буфер, чтобы облегчить поддержание pH в благоприятном диапазоне.

Вы можете просто прочитать сообщение SparkysWidgets (в дальнейшем я буду называть это сообщение Sparky. Неловко, но я не знаю имени человека, стоящего за этим сообщением.) и игнорируя остальную часть этого поста. Он отлично справляется с тем, что такое датчик pH. Видг Спарки. Тем не менее, моя интерпретация может помочь другим, которые учатся через ту же призму, что и я, и документирование моей интерпретации имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что я подстегиваю свою память, когда мне это понадобится в будущем.

Публикация SparkysWidgets (далее я буду называть эту публикацию Sparky. Неловко, но я не знаю имени человека, написавшего эту публикацию). измеряется с научной и математической точек зрения.

Оказывается, датчик pH выполняет свою работу очень просто. Датчик pH:

• выполняет аналоговое измерение изменения напряжения между двумя электродами. Это маленькое значение, поэтому…
• измерение усиливается, чтобы его можно было измерить в диапазоне +/- 5 В.
• усиленное значение преобразуется из аналогового в цифровое, чтобы Arduino мог считать значение.
• Arduino через эскиз Arduino считывает значение +/- 5 В.
• Вычисляет pH (включая поправку на температуру).Как отмечено в этом посте: « pH любого раствора зависит от его температуры. Выходное напряжение электрода изменяется линейно в зависимости от изменения pH, а температура раствора определяет наклон графика».
• Отрегулируйте pH на основе 

«Секрет соуса» — функция преобразования.

Спарки указывает, что рН логарифмически пропорционален кислотности, которая является активностью концентрации ионов водорода.Логарифмическая зависимость между значением pH и активностью ионов водорода означает:

Для каждого шага pH мы видим десятикратное изменение концентрации, например, pH 8 имеет 1/10 активности ионов по сравнению с pH 7.

Неудивительно, что листья моего растения огурца пожелтели, когда уровень pH был снижен более чем на 1 ступень. Бедное растение не могло получить необходимое количество питательных веществ. Я понимаю, почему поддержание правильного уровня pH так важно для здоровья растений.

Чтобы я не гадал, Спарки указывает, что логарифмическая зависимость:

 pH = -log10 (активность концентрации ионов водорода)

Информация, которую я получил на страницах pH, отметила:

Теоретически датчик pH выдает около 59 милливольт (мВ) на единицу pH, а при pH 7 (нейтральный pH) датчик выдает 0 вольт. Кислотные значения рН создают отрицательные напряжения. Основные pH дают положительный pH.

Значения pH

могут варьироваться от 0 (высокая кислотность) до 14 (сильное основание).Учитывая диапазон pH и изменение напряжения (59 мВ) на единицу pH, теперь я могу вычислить диапазон напряжений, который будет считывать датчик pH: +/-7*59 мВ или +/-413 мВ (0,413 вольт).

Моя схема датчика pH должна считывать значение, полученное датчиком pH, увеличивать показание, чтобы оно находилось в диапазоне +/-5 В, преобразовывать его в цифровой сигнал, а затем применять функцию преобразования. И тут – ТРАЙ МОМЕНТ! Я могу прочитать значение pH питательной ванны, которой питаются мои овощи.

Я нахожу сборку схем более увлекательной и доступной, если воспринимаю детали как рабочих в мастерской.Мне очень хотелось дать им имена вроде «Гарри» и «Фред», но в прошлый раз, когда я делал это, я получил пятерку за контрольную, потому что учитель настаивал на латинских именах трилобитов, которых он хотел, чтобы мы опознали. Так что я не буду добавлять это знакомство. Рабочие, которых мне нужно нанять для изготовления датчиков pH, включают:

• Два операционных усилителя:
• Один операционный усилитель изолирует чтение от измерения напряжения. Примечания Sparky:  Типичный пробник имеет импеданс от 50 МОм до 500 МОм, а начиная с 100 МОм*1 нА=.1 В, даже наличие одного паразитного наноампера может отклонить наши измерения почти на 2 полных единицы рН). Поскольку используется копия части схемы, которая получает показания датчика pH (буфер единичного усиления), измерение pH не влияет на показания активности ионов датчиком pH.
• Другой операционный усилитель будет усиливать незначительное изменение напряжения, считываемое датчиком pH, до диапазона +/- 5 В.
• Зарядный насос для обработки показаний -5 В при использовании 5 В Arduino в качестве источника питания.
• АЦП для преобразования аналоговых показаний в цифровое значение, которое может быть интерпретировано скетчем Arduino.
• Некоторые конденсаторы для фильтрации шума.

Выход нулевого напряжения при нейтральном pH (=7,0)

Положительное напряжение в кислотах, pH<7

Отрицательные напряжения в основаниях, pH>7

Общий реалистичный диапазон pH составляет от 0 до 14. 

Генерирует -59,16 мВ на единицу pH при комнатной температуре (=»потенциал Нернста»).Обратите внимание, что это отрицательный наклон — более высокий pH, более низкое напряжение.

, диапазон полной шкалы составляет +/-0,414 вольт. (+/-0,05916*7), при 25 град.

Температурный коэффициент потенциала Нерста составляет -0,001984 мВ на °C. Это делает наклон -54,2 милливольта на единицу pH при 0 градусах Цельсия и -74,04 милливольта на единицу pH при 100 градусах Цельсия.

Поиск по запросу «усиление операционного усилителя» дал мне формулу усиления:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

pH-метр Arduino — Hackster.io

В этом проекте мы будем делать настольный pH-метр, используя аналоговую схему pH Gravity и зонд от Atlas Scientific и Arduino Uno. Показания будут отображаться на жидкокристаллическом дисплее (LCD).

Примечание:

— Этот измеритель был разработан для компьютера с ОС Windows. Это не было проверено на Mac.

— Корпус не является водонепроницаемым.

Шаг 1: Подготовка корпуса

Безопасность : Не забывайте соблюдать осторожность при обращении с инструментами/механизмами и надевайте соответствующие средства защиты, такие как защитные очки, перчатки и респираторы.

Используемый корпус представляет собой корпус из АБС-пластика. Его необходимо модифицировать для рН-метра.

Прорезь для ЖК-дисплея

a) ЖК-дисплей размещается в верхней части (крышке) корпуса. Отцентрируйте прямоугольник размером 98×40 мм на крышке.

b) Поместите деталь в тиски и просверлите направляющее отверстие диаметром 3,2 мм (1/8 дюйма) в отмеченном прямоугольнике.

c) Используйте это направляющее отверстие в качестве начальной точки для сверло для гипсокартона мм (1/8″).Поскольку это небольшая работа, мы будем использовать сверло на ручной дрели, а не на станке для резки гипсокартона. Работайте с внутренней частью прямоугольника, а не с линиями, так как может быть немного сложно резать прямолинейно этим сверлом на дрели.

d) Затем с помощью ручного напильника удалите лишний материал и придайте прямоугольнику необходимый размер.

Вырезанные отверстия для разъема BNC и портов Arduino

Отверстия для разъема BNC и портов Arduino находятся сбоку в нижней части корпуса.

a) Используя приведенные ниже размеры, отметьте центральную точку круга и контуры двух прямоугольников.

б) Вставьте заготовку в тиски и вырежьте отверстия. Круглое отверстие делается с помощью сверл. Прямоугольные изготавливаются с использованием аналогичного процесса, используемого для изготовления отверстия для ЖК-дисплея.

Установка базовой пластины для монтажа компонентов

Базовая пластина используется для монтажа Arduino, датчика pH и мини-макетной платы.Используется акриловый лист толщиной 3,2 мм.

a) С помощью ленточной пилы отрежьте лист акрила до размеров 135×62,5 мм.

b) Отметьте места для четырех отверстий, как показано ниже. Просверлите отверстия диаметром 2,38 мм (3/32″). Раззенкуйте отверстия на одной стороне пластины на глубину 3 мм и диаметр 4,4 мм (11/64″). Это необходимо, чтобы нижняя поверхность оставалась плоской, когда винты вставляются для крепления стоек.

c) Прикрепите 11-мм стойки с помощью прилагаемых винтов.Датчик pH поставляется с 4 стойками и винтами. Используйте два из них для Arduino.

Шаг 2: Установка электронного блока в корпус

a) Вставьте опорную плиту в нижнюю часть корпуса. Держите на месте с помощью винтов или горячего клея.

b) Установите датчик pH на опорную плиту. Закрепите на стойках винтами.

c) Установите Arduino Uno на опорную плиту. Закрепите на стойках винтами.

d) Установите мини-макет на опорную плиту.

e) Припаяйте контакты разъема к ЖК-дисплею (контакты прилагаются). Вставьте ЖК-дисплей в верхнюю часть корпуса и используйте горячий клей, чтобы зафиксировать экран на месте.

Шаг 3. Соедините электронику вместе

Подключите компоненты, показанные на схеме выше.

Используйте мини-макет для 1 кОм и 220 Ом, а также для распределения контактов 5 В и заземления Arduino.

Два резистора используются для настройки контрастности экрана.

Спецификации

Гравитационный датчик pH, датчик pH

Шаг 4: Завершение сборки

После завершения подключения:

a) Соедините верхнюю и нижнюю части корпуса с помощью прилагаемых винтов.

b) Подключите зонд к разъему BNC.

Шаг 5. Загрузите код в Arduino Uno

В коде этого проекта используются специализированные библиотеки и заголовочные файлы. Вам нужно будет добавить их в свою Arduino IDE, чтобы использовать код. Приведенные ниже шаги включают процесс внесения этого дополнения в среду IDE.

а) Подключите Arduino к компьютеру и откройте IDE. IDE можно скачать по этой ССЫЛКЕ, если у вас ее нет. Перейдите в T ools -> Board -> Select Arduino/Genuino Uno .Перейдите в Инструменты -> Порт -> выберите порт , к которому подключен Arduino.

b) Добавить библиотеку жидкокристаллического дисплея: В среде IDE перейдите к Эскиз -> Включить библиотеку -> Управление библиотеками . В строке поиска Менеджера библиотек введите «жидкокристаллический». Найдите пакет под названием «LiquidCrystal, встроенный в Arduino, Adafruit». Он может быть установлен, а может и не быть. Если нет, выберите пакет и нажмите , установите .

c) Добавьте библиотеку датчиков силы тяжести Atlas: Загрузите zip-файл по следующей ССЫЛКЕ.Файл будет сохранен как «Atlas_gravity.zip». В среде IDE перейдите к Sketch -> Include library -> Add.ZIP Library . Найдите файл «Atlas_gravity.zip» и выберите его для добавления.

d) Далее мы должны добавить код pH-метра. Скопируйте код по этой ССЫЛКЕ на рабочую панель IDE.

e) Скомпилируйте и загрузите код в Arduino.

f) После этого показания pH будут отображаться на ЖК-дисплее. Вы также можете просмотреть показания на последовательном мониторе.Чтобы открыть последовательный монитор, перейдите в Tools -> Serial Monitor или нажмите Ctrl+Shift+M на клавиатуре. Установите скорость передачи 9600 и выберите «Возврат каретки».

Шаг 6. Калибровка датчика pH

Примечание. Если вы планируете использовать внешний источник питания для Arduino, подключите его к Arduino перед выполнением калибровки. Это обеспечит правильную установку опорных уровней, что поможет в правильной калибровке.

Этот рН-метр можно откалибровать по одной, двум или трем точкам.Требуются стандартные буферные растворы (pH 4, 7 и 10).

Последовательный монитор используется для процесса калибровки. Пользователь сможет наблюдать за постепенным изменением показаний по мере их выхода на стабилизацию и отправлять соответствующие команды.

Данные калибровки хранятся в EEPROM Arduino.

Команды калибровки

с низкой точкой:

Cal, 4 Cal, 4

Cal, 70084 Cal, 70002

Cal, 10 Cal, 10

Очистить калибровку: кал, прозрачный

Этапы

а) Снимите бутыль для замачивания и промойте датчик pH.

b) Налейте немного раствора pH 4 в чашку. Убедитесь, что его достаточно, чтобы покрыть чувствительную область зонда.

c) Поместите зонд в чашу и перемешайте ее, чтобы удалить захваченный воздух. Наблюдайте за показаниями на последовательном мониторе. Оставьте датчик в растворе до тех пор, пока показания не стабилизируются (небольшое перемещение от одного показания к другому является нормальным).Калибровка до pH 4 завершена.

Повторите шаги a–d для pH7 и pH20. Не забывайте промывать датчик при переходе к различным буферным растворам.

Как насчет температурной компенсации?

Датчик, используемый в этом проекте, имеет точность +/- 0,2%. С этой точностью pH-метр будет работать в диапазоне температур от 7 до 46°C. Вне этого диапазона прибор необходимо модифицировать для компенсации температуры. Примечание. Зонд pH может работать при температуре от 1 до 60 °C.

Изготовление собственной лакмусовой бумаги

pH вещества — это измерение (изменение цвета или изменение числа) того, сколько кислоты или основания может содержать вещество. Многие кислоты и основания играют важную роль во внутренних химических реакциях, происходящих в живых организмах. Большинство живых существ пытаются поддерживать равновесие (нейтральность), но иногда это очень сложно из-за рН окружающей среды. Шкала pH (мера кислот и оснований) колеблется от 0 до 14, где 7 является средней или нейтральной точкой.Вещество с рН менее 7 является кислым, а если более 7 — основным, также называемым щелочным. Каждый раз, когда происходит изменение рН на одну единицу, это равносильно десятикратному умножению (увеличению или уменьшению) силы кислоты или основания. Лакмусовая бумажка является одним из способов измерения силы кислотного или щелочного вещества. Другие способы включают в себя электронные рН-метры и тестовые наборы, которые будут измерять кислоты и щелочи путем сравнения цветовых шкал.

Инструменты и вещи, которые вам понадобятся

• Пищевая сода
• Блендер
• Каталожная карточка 5 x 8
• Пипетка для глаз
• Лимонный сок
• Краснокочанная капуста
• Фильтр
• Уксус
• Пластиковый лист для беспорядка.

Подсказка : Лимонный сок и уксус являются кислотами и должны окрашивать бумагу в розовый цвет (более низкий уровень pH). Пищевая сода является основой и должна окрашивать бумагу в зеленый цвет (более высокий уровень pH). Если ваши тестовые жидкости не изменили цвет, это означает, что они нейтральны.

Что делать?

1. Оторвите листья капусты.
2. Сильно нажимайте ими на белую карточку, пока она не станет фиолетовой (шестиклассник Питер Кейбл обнаружил, что фиолетовый на листьях работает лучше всего).
3. Когда вся карта станет фиолетовой, нанесите на карту по капле каждого тестируемого вещества.

Еще чем заняться

Для этих шагов вам понадобится блендер и присмотр взрослых)

1. Капусту нарезать ломтиками.
2. Смешайте кусочки капусты в блендере до жидкого состояния.
3. Процедить содержимое капустной смеси через сито.
4. Смешайте каплю этой жидкости с тестируемым веществом.

[ Выучить больше… ]

Как откалибровать и протестировать рН-метр — Поставщик растений

Использование гидропонного питательного раствора для
выращивание растений имеет много преимуществ. Но чтобы сделать это правильно, рН-метр
должен. Чтобы убедиться, что рН-метр получает точные показания,
обязательно его откалибровать и протестировать. Не делая ни того, ни другого
эти вещи, ваш рН-метр может предоставить вводящую в заблуждение информацию, которая
может предотвратить прорастание ваших растений

Как калибровать и тестировать pH
метр? Для калибровки pH-метра вам потребуется:

• Дистиллированная вода
• 4 стакана/стеклянный контейнер
• Салфетки
• Калибровочный раствор

После выполнения шагов
калибровки, вы последуете тестированием, чтобы убедиться, что это
правильно читаешь.

Готовы ли вы начать работу с вашим
собственный гидропонный сад? Или вы просто надеетесь собрать немного больше
информация о том, как откалибровать и протестировать рН-метр перед совершением
на гидропонику? В любом случае, у меня есть шаги, которые вам нужно
откалибруйте и проверьте свой рН-метр, чтобы вы могли расти.

Что такое калибровка
рН-метра?

Итак, у вас есть pH-метр, и вы
знаю, что его нужно откалибровать… но что именно это означает?
Ну, и музыкальные инструменты, и научные инструменты должны быть
настроен, но, естественно, настройка научного прибора имеет более
научный термин: калибровка.

При калибровке научного
инструмент, вы настраиваете его, чтобы дать вам наиболее точную
читайте, когда вы запускаете его в работу. Но для «настройки» pH
метр, вы будете использовать буферный раствор вместо тюнера. Конец
Результатом является инструмент, способный обеспечить самый чистый звук,
или, в этом случае, показания pH.

Чтобы правильно откалибровать pH-метр,
важно делать это раствором, рН которого максимально близок к
образец, который вы будете тестировать. Так же, как когда вы настраиваете мюзикл
инструмента, вы хотите, чтобы сыгранные ноты звучали как можно ближе к тюнеру.
В противном случае музыка просто звучит не совсем правильно. Без рН
измеритель калибруется по буферному раствору с таким же pH, в конце
результат не такой точный.

Когда калибровать
рН-метр

Чтобы максимально продлить срок службы вашего pH-метра
и убедитесь, что он предоставляет вам наиболее точную
информацию, есть несколько правил, которым нужно следовать, когда вам понадобится
чтобы откалибровать его.

Раз в неделю

Если pH-метр используется часто,
рекомендуется калибровать рН-метр не реже одного раза в
неделю.

Раз в месяц

Если вы не используете рН-метр
регулярно или редко, вы все равно должны калибровать его
ежемесячно. Если оставить его упакованным и неиспользованным, это приведет к длительному
влияет на точность показаний.

Подозрительные показания

Если вы использовали свой рН-метр
регулярно, но вы получаете показания, которые, по вашему мнению, не
совершенно верно, пришло время снова откалибровать.Один из способов оценить это
не жертвуя своим гидропонным питательным раствором, просто
проверьте рН на флаконе с буферными растворами. Если ваш рН-метр
читается иначе (обычно отличается более чем на 0,01), то есть
хороший шанс, что вы захотите перекалибровать.

Экстремальные жидкости

Если вы планируете использовать рН-метр для
читайте либо очень кислые, либо очень щелочные жидкости, важно
откалибруйте перед этим.

Разнообразие испытаний

Если вы собираетесь протестировать ряд
жидкости, которые находятся по всей карте, насколько кислые или щелочные, то
калибровка обязательна.

Замена деталей

Если вы меняете батарейки или заменяете
какие-либо детали в вашем рН-метре, тогда необходимо будет откалибровать
pH-метр. Это поможет ему настроиться на новые части.

Новый рН-метр

Некоторые рН-метры поставляются
предварительно откалиброван. Вы можете взять их прямо из коробки и использовать их,
но их нужно будет снова откалибровать после одного или двух использований. Но,
проверьте, был ли ваш новый рН-метр откалиброван с
заводские настройки или нет. Вы можете найти эту информацию в своем
руководство пользователя.

Зачем калибровать pH
метр?

Прежде чем мы углубимся в калибровку
и проверить рН-метр, полезно знать важность
калибровка и тестирование. Итак, сначала немного предыстории о том, почему
калибровка является неотъемлемой частью успеха гидропоники.

Избегание «дрейфа»

Все рН-метры испытывают «дрейф»,
то есть когда они медленно отходят от своих первоначальных настроек,
что приведет к неточным показаниям.Есть много причин, по которым
может произойти, но вот некоторые из наиболее распространенных.

Электроды старения

Мы сохраним большую часть науки
на другой день и просто продолжайте обсуждать электроды
pH-метр прямо сейчас. Это фундаментальный компонент, и причина
для калибровки. Электроды – это проводники, которые создают
цепь, позволяющая pH-метру считывать гидропонное питательное вещество
решение.

Со временем эти электроды меняются,
в зависимости от элементов, которым они подвергаются, и их
среды, что делает их показания менее надежными. Это вызывает
дрейфующий. Калибровка рН-метра в основном аналогична переустановке
настройки по умолчанию, что позволяет ему предоставлять наиболее точные
чтение.

Частое использование

При частом использовании рН-метра
начинают испытывать некоторый дрейф только из-за того, как часто и как много
был использован. Это нормально. Показания могут отличаться на несколько десятых
момент, когда рН-метр испытывает дрейф в результате частых
использовать. Это не обязательно проблема; это просто означает, что вы будете
нужно калибровать немного чаще.

Предотвратить сюрпризы

Конечно, если рН-метр доставляет
информация, которая не является точной, вы, скорее всего, сохраните
любой гидропонный питательный раствор, который вы используете, не делая
изменения. Это, скорее всего, приведет к неудачному прорастанию и
нет растений.

Но с точным pH-метром,
часто калибруется, вы будете точно знать, что происходит в
ваше решение. И вы сможете определить, что меняет вас
необходимо сделать, чтобы убедиться, что ваши растения получают успешный
растущий фундамент.

Калибровка pH-метра для достижения наилучшего результата
чтения, помогает вам, растениеводу, избавиться от множества догадок.
Намного меньше проб и ошибок, и нет
удивляет, когда ваши растения не растут.

Автокалибровка

Некоторые рН-метры имеют функцию,
позволяет им автоматически калибровать буферные растворы, которые
делает для легкой задачи. Но из-за изменений в
электродов, которые могут возникнуть со временем, и необходимость точной
показания, важно, чтобы эти pH-метры также
время от времени калибруется.

Опять общая цель в калибровке
и тестирование с помощью рН-метра, чтобы получить точные показания на вашем
гидропонный питательный раствор, поэтому необходима калибровка,
это автоматически или вручную, а в некоторых случаях должно быть и то, и другое.

Чтобы сэкономить вам немного времени, вот
несколько рН-метров, которые сделаны с автоматической калибровкой:

Как откалибровать и
Проверка рН-метра

К счастью, вам не обязательно быть
химик или биолог для калибровки рН-метра. Хотя «калибровка
рН-метр» имеет дополнительное причудливое и научное звучание, это
на самом деле то, что вы можете сделать самостоятельно, если будете следовать этим
шаги.

Если звук калибровки вашего собственного pH-метра кажется пугающим, вы можете легко сначала посмотреть одно из этих видео; то вы можете увидеть кого-то еще в действии, прежде чем начать:

Как откалибровать цифровой рН-метр (как начать работу в гидропонике)

Как откалибровать PH-метр для гидропоники и питательных веществ

Калибровка рН-метра

Что вам понадобится

1.Включите рН-метр

После включения pH-метра дайте ему
несколько минут для разогрева. В зависимости от вашего рН-метра, это
может занять до 45 минут, но в среднем занимает около 30 минут.
Так что, если вам кажется, что это занимает много времени, это нормально. Если
вы не уверены, в руководстве по эксплуатации вашего pH-метра будет больше
специфические для точного количества времени.

2. Очистка электрода

Аккуратно снимите электрод и залейте
дистиллированной воды сверху, позволяя стеклянному контейнеру уловить
сток.Используйте салфетки, чтобы слегка удалить электрод.
любой оставшийся мусор или остатки, следя за тем, чтобы не тереть слишком сильно. Этот
может повредить электрод.

Носить перчатки и не прикасаться к
сам электрод является важной частью этого шага. Пальцы на
электроды — это большой запрет и они могут нанести долгосрочный ущерб вашему pH.
метр.

3. Получить буфер
Готовые решения

Буферы — это растворы, которые будут использоваться для калибровки. Вам понадобятся два решения.Вы можете приготовить буферные растворы самостоятельно или приобрести их. Один раствор должен быть нейтральным, с pH 7. Второй должен быть близок к ожидаемому pH образца, то есть 4 или 9,21.

Буферы с низким pH

Если вы собираетесь
кислая проба, то лучше использовать буферный раствор с более низким
pH, поэтому здесь рекомендуется 4.

Буферы с высоким pH

Буферный раствор с рН 9,21 лучше всего подходит для
испытательные и измерительные базы, так что если ваш образец является базой, то вы
следует использовать это решение.

Руководство пользователя вашего рН-метра будет
предложили буферные растворы, или вы можете попробовать один из них:

Буферный раствор своими руками

Хотя гораздо проще
купите буферный раствор для калибровки pH-метра, и вы
знать, что раствор, который вы получаете, имеет правильный pH, что
это не значит, что вы не можете сделать это сами.

Там много людей
которые делают свой собственный буферный раствор. Если вы хотите попробовать сделать своими руками
маршрут, было бы неплохо посмотреть одно из этих видео
прежде чем приступить к созданию собственного, просто убедитесь, что вы действительно хотите
сделать это:

Как сэкономить на буферизованной калибровке PH

Как приготовить буферные растворы и рН

Буферные растворы — определение и приготовление

Создание буфера
Решение

Если вы смотрели пару
видео, и вы готовы сделать свое собственное, тогда, во что бы то ни стало, пойти на
Это! Эти шаги приведут к готовому буферному раствору.
чтобы помочь вам откалибровать рН-метр.

Не рекомендуется это делать
если вы не очень уверены в своих навыках домашней химии.
Кроме того, не забывайте надевать перчатки и защитные очки, когда делаете
это.

Что вам понадобится

• Перчатки
• Защитные очки
• Стаканы
• Кислота/щелочь
• Морская вода

Попробуйте

Медленно капните щелочь в соленую воду, пока pH-метр считывает значение pH. Как только растворы достигнут желаемого pH, перестаньте капать.Очень важно капать очень медленно, чтобы не перелить. Долить всегда проще, а от жидкости отнять невозможно.

Задачи с DIY
Буферный раствор

Опять же, это то, что должно быть
сделано кем-то, кто действительно знает, что делает. Если рН
неверно в полученном буферном решении, то
калибровка не будет продуктивной. Тогда, конечно, ваши чтения
не будет точным при тестировании вашего решения.

4. Налейте буфер
Решения

Налейте растворы в две отдельные
мензурки. Они должны отличаться от тех, которые использовались для
чистка электрода.

Потребуются буферные растворы.
до комнатной температуры и быть как можно ближе к раствору образца. В виде
как только температура сравняется, приступайте к калибровке правильно
прочь, раствор не должен находиться в стакане дольше двух
часы.

Также имейте в виду, что как только вы
после калибровки растворы необходимо утилизировать,
их нельзя использовать повторно.

5. Начните с
Нейтральный раствор

Чтобы начать чтение, положите электрод
в нейтральном растворе с рН 7. Нажмите кнопку, чтобы измерить
или откалибруйте, если ваш рН-метр имеет специальную кнопку калибровки. То
электрод должен находиться в буфере не менее одного-двух
минут, чтобы он мог стабилизироваться и получить точные показания.

6. Комплект рН-метра

Когда показания стабилизируются, нажмите
снова нажмите кнопку измерения или калибровки. Это установит рН-метр так,
значение рН буферных растворов. Если вы перемешаете буфер
решения, прежде чем вы начнете читать, очень важно сделать
то же самое с другими буферными растворами, которые вы будете использовать.

7. Промывочный электрод

Между решениями вам придется
очистите электрод, чтобы убедиться, что вы получаете наиболее точные
чтение каждого решения. Снова промойте электрод так же, как
раньше дистиллированной водой. И, как только этот шаг завершен, очень
осторожно протрите электрод одной из салфеток.

8. Чтение буфера
с рН, аналогичным образцу

Использование либо более низкого pH, либо более высокого pH
буфера, снова поместите электрод в стакан с раствором и нажмите
измерить/откалибровать. Подождите одну-две минуты до чтения
стабилизируется, затем снова нажмите кнопку.

8. Промывочный электрод

Этот шаг может показаться утомительным и
раздражает, но это похоже на чистку неба между
попробовать вина или еду. Для наиболее точного чтения не может быть
оставшийся раствор от предыдущего чтения, иначе он испортит
ваши результаты. Итак, смойте и повторите.

9. Проверка pH образца

Использование образца гидропонного
питательный раствор, который вы используете; следуйте тем же процедурам
вы сделали с двумя предыдущими буферными растворами. Опять же,
образец должен иметь ту же температуру, что и другие растворы, и вы
хотите использовать разные стаканы для каждого теста.

И, конечно же, как только вы закончите
тестирование, не забудьте очистить электрод. Остатки мусора и
раствор может повредить электрод при хранении.Опять же, вы просто
хотите выполнить шаги, которые вы делали, чтобы убедиться, что это
чистый.

При хранении электрода не
использовать любые ярлыки. Крайне важно, чтобы вы следовали
инструкции, поставляемые с вашим рН-метром. Правильное хранение имеет решающее значение
для обслуживания вашего рН-метра. Хотя похожих много
методы хранения, не существует универсального правила хранения, которое работает
для всех них

Вещи, которые нужно хранить
Помните о калибровке pH-метра

Хотя сама процедура достаточно
просто и понятно, как и все остальное, всегда есть
неровности на дороге. Вот несколько вещей, о которых следует помнить во время
процесс, так что вы не разочаровываетесь на этом пути.

Не трогать

Независимо от того, калибруете ли вы pH
метр, используя его для считывания вашего гидропонного питательного раствора, или даже
просто вытащите его, чтобы заглянуть, сделайте все возможное, чтобы держать пальцы
от электродов. Любой вид масла с нашей кожи или грязи и
микробы с пальцев повлияют на точность рН-метра. Это может
привести к необратимому повреждению электрода.

Однако также важно не
носить перчатки из жесткой ткани, которые могут поцарапать и
поцарапать электрод. Кроме того, перчатки, которые использовались
ранее мог иметь остаточный остаток, который также будет
вредно для вашей калибровки и самого электрода. Одноразовый
перчатки работают лучше всего, если вы действительно хотите надеть их, хотя лучше всего
путь состоит в том, чтобы просто попрактиковаться в том, чтобы избегать электрода все вместе.

Гелевые электроды
по сравнению с заполненными жидкостью электродами

Поскольку консистенция геля более густая, электроды, заполненные гелем, стабилизируются дольше. Когда вы калибруете свой рН-метр, обязательно оставьте эту подсказку на второй план и дайте показаниям стабилизироваться, даже если это займет несколько дополнительных минут.

Размер образца

При калибровке рН-метра лучше всего использовать равное количество буферных растворов и гидропонных питательных растворов. Кроме того, для стабилизации меньшего количества жидкости требуется меньше времени, чем для образца большего размера. Попробуйте использовать для образцов от 100 до 200 мл.

Многозадачные устройства

Отчет опытных производителей гидропоники
те pH-метры, у которых есть термометры для считывания температуры вдоль
рН-метры не всегда так точны, как приборы
что строго читать рН.Они предлагают использовать два отдельных инструмента для
считывание температуры и pH.

Это не значит, что эти многозадачные
устройства не будут работать, но важно, чтобы вы проверили их
часто и калибровать часто, чтобы обеспечить точность
чтения.

Старые электроды

Как и большинство вещей, электроды теряют
немного точности, когда они становятся старше. Стареющий электрод будет
потребуется немного больше времени, чтобы ответить, и будет работать медленнее, чем
свежий рН-метр.

Скорость калибровки по сравнению с
Скорость тестирования

Если ваш pH-метр работает быстрее во время
калибровка, чем тестирование, не волнуйтесь. Это довольно
нормально и время от времени случается.

Срок действия буфера истек
Решение

Трудно представить, но эти
решения имеют срок годности и не работают после их
Дата окончания срока. Тем не менее, рекомендуется выполнить калибровку перед
каждый тест, так что вы получите много пользы от решений
и, надеюсь, у вас ничего не пропадет.

Нет такого
Вещь как электрод, который слишком чистый

Если есть сомнения, очистите электрод. В виде
мы уже упоминали, это очень важный фактор в получении
точное чтение. И если общая цель состоит в том, чтобы убедиться, что
питательный раствор для растений будет работать эффективно, тогда
точное чтение является обязательным. Таким образом, чистый электрод также
должен. Но опять же, не касаясь электрода.

Замените батареи

Если ваш рН-метр получает много
использования, и он не хочет сотрудничать, то, возможно, пришло время
меняй батарейки.Хотя некоторые рН-метры будут уведомлять вас, когда
батарея разряжена, есть много моделей, которые этого не делают.
Срок службы батареи — еще один важный фактор, влияющий на точность измерения pH.
показания счетчика.

Дополнительный уход

Хотя калибровка важна
элемент в правильном уходе за вашим pH-метром, чтобы убедиться, что он дает
вы правильная информация, есть другие вещи, которые вы должны
делайте, чтобы держать ваш рН-метр в отличной форме.

Как всегда, проконсультируйтесь с вашими пользователями.
руководство для конкретных советов по уходу, которые будут необходимы для вашего
специальный рН-метр.Это лишь некоторые советы, применимые к
наиболее часто используемые рН-метры.

Датчик

Большинство рН-метров имеют датчики,
требуют своего особого ухода. Хотя это отдельная тема
вопрос, который на другой день, важно знать об этом
когда думаешь о калибровке. Датчики обычно хранятся в
решение, которое может повлиять на чтение. Обязательно промойте и
тщательно очистите датчик в дистиллированной воде до и после использования.

Датчики

служат только один-два года,
что также может повлиять на точность показаний рН-метров.Как мы
упоминалось ранее, если вы меняете датчик, вам нужно будет
откалибровать заново. В том же духе, если вы думаете, что ваши показания
выключены и вы правильно откалибровали датчик, возможно, потребуется
быть заменены.

Хранение

Если ваш рН-метр поставляется с
раствора, его следует хранить так, чтобы глюкометр находился в
решение. Так как раствор обычно находится в шапке, то его хранение
лучше всего вертикально. Вы должны убедиться, что счетчик
контакта с раствором, пока он не используется.

Кроме того, храните рН-метр в прохладном месте.
место, в котором нет резких перепадов температур. Это также должно быть
помещение с низкой влажностью. Жара и влажность опасны для рН
метров.

Удобный для пользователя
Калибровка

Конечно, самый удобный
вариант калибровки – рН-метр, требующий наименьшего количества
возможность человеческой ошибки в процессе калибровки. Однако, если вы хотите
один из лучших и самых точных рН-метров, вы должны быть готовы
выложить немного наличных.Эти рН-метры могут стоить более 300 долларов!

Если вас интересует простая в калибровке модель, которая использовалась другими производителями, но при этом не обходится в кругленькую сумму, попробуйте одну из следующих:

Указанный выше рН
метров являются одними из фаворитов среди производителей, и они
уже прошел путь проб и ошибок. Итак, кто-то еще
сделал всю работу беготни, это всегда бонус, когда точность
самое важное.

pH-метров почвы – насколько они точны?

Каждая книга по садоводству и любой веб-сайт рекомендуют вам проверить почву, и одним из основных тестов является pH. Вы можете нанять профессиональную лабораторию для проведения теста или использовать один из удобных тестовых наборов, предназначенных для садоводов.

рН-метр почвы – цветные красители

 Насколько полезна и точна информация о рН вашей почвы? Это сложнее, чем вы думаете. Давайте внимательно посмотрим.

pH-метры почвы

Тестирование почвы можно проводить с помощью 3 различных типов pH-метров почвы; электронные счетчики, индикаторные тест-полоски и химические цветные красители. В каждом случае вы берете немного почвы и смешиваете ее с водой или буферным раствором, предоставленным тестером pH.Затем воду тестируют.

Химические цветные красители

Цветные красители смешиваются с почвенной водой, и полученный цвет сравнивается с прилагаемой таблицей для определения уровня pH. На изображении выше показан тестер pH этого типа.

Индикаторная полоска pH

Тест-полоски pH

Тест-полоски pH

представляют собой усовершенствованную версию лакмусовой бумаги, и многие до сих пор так их называют. Настоящая лакмусовая бумажка крайне неточна и совершенно бесполезна для измерения уровня рН почвы.Тест-полоски pH более точны, поскольку на каждой полоске имеется несколько цветных пятен. Те, что показаны на картинке, относятся к лабораторному классу и намного лучше, чем те, которые продаются для использования в саду, но они также дороже. У меня есть тест-полоски лабораторного уровня для определения pH, в которых используется трехцветная полоска для диапазона pH от 5 до 10 (намного лучше, чем диапазон 0-14 на картинке). Различия в цвете между 6,5 и 7,5 настолько незначительны, что я не мог с уверенностью их различить.

электронный рН-метр почвы

Электронный рН-метр

Доступны различные садовые pH-метры.Зонд, который входит в комплект, вставляется в почвенную воду, и рН можно считывать непосредственно с дисплея. Самые дешевые модели поставляются с металлическим зондом, и в инструкциях предлагается вставлять его прямо в почву. Да, это более удобно, но вы никогда не получите полезных показаний, если сначала не приготовите водный раствор, как описано выше.

 Что такое рН?

рН является мерой кислотности.pH указывается как число от 0 до 14. Все, что ниже 7, является кислым, а все, что выше 7, является щелочным. Значение 7 является нейтральным, т.е. оно не является ни кислотным, ни щелочным. Это довольно общеизвестно, но большинство людей не знают, что pH измеряется в логарифмической шкале (вы помните школьную математику?). Это означает, что pH 5 в 10 раз более кислый, чем pH 6. Говоря несколько иначе, изменение pH на 1 единицу на самом деле означает изменение кислотности на 10. Изменение 2 чисел, например, с 5 на 7, изменение 100, которое является огромным изменением.

 Итак, вы думаете «большое дело» — почему меня волнует, что это логарифмическое значение?

Причина в том, что небольшое изменение значений pH на самом деле является большим изменением кислотности. Если pH не измеряется по крайней мере с точностью до одного десятичного знака, это значение имеет ограниченную пользу для садоводов.

 Если вы посмотрите на изображения выше, вы легко увидите, что они не измеряют pH с точностью до 1 знака после запятой. На самом деле во многих случаях изменение цвета настолько мало, что вам будет трудно получить правильное целое число.Можно было бы ожидать, что электронные рН-метры более точны, но это не так. Датчики и электроника, которые они используют, недостаточно хороши.

Важно : Я не включаю сюда приборы лабораторного класса, которые могут быть очень точными – мы говорим об электронных pH-метрах, которые продаются садоводам.

Оказывается, ни один из рН-тестеров садового класса не даст достаточно точного результата. Хорошее сравнение нескольких вариантов подробно описано на этом сайте http://www.waynesthisandthat.com/soiltest.htm и видео Consumer Report, в котором говорится об одном и том же, можно найти здесь:

Примечание.

Я не согласен с тем фактом, что большинству людей необходимо добавлять известь или серу для регулирования уровня pH на газоне, как показано в этом видео. Без анализа почвы в лаборатории — не шутите с рН почвы.

Какие у вас есть варианты?

Вы можете получить точный анализ pH почвы в профессиональной лаборатории. Их результаты надежны. Вы также можете поговорить с местными садовниками.Успешны ли они с кислолюбивыми растениями, такими как рододендроны и кусты черники? Если они есть, местная почва кислая. Если это не так, вероятно, он нейтральный или щелочной.

 Важно ли точно знать pH почвы?

Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, что вы будете делать с информацией. Если вы используете информацию для подбора растений для своего сада, то вам не нужно очень точно знать рН. Достаточно знать, что он очень кислый, слегка кислый, слегка щелочной или очень щелочной.Причина этого в том, что большинство растений достаточно хорошо растут в широком диапазоне pH. Большинство растений будут расти при слабокислом, нейтральном и слабощелочном pH. Это диапазон примерно от 6 до 7,5. К счастью для нас, садоводов, большинство из нас находится в этом диапазоне.

У меня pH 7,4 (измеряется лабораторным прибором), и я могу выращивать некоторые «любящие кислоту» растения, но не большинство из них — они просто плохо себя чувствуют. Однако я могу выращивать многие растения, которые «предпочитают» кислую почву, потому что эти растения могут расти и в слабощелочных условиях, а именно при рН 7.4. Большинство растений легко адаптируются.

Если вы хотите узнать только приблизительный диапазон pH в вашем саду, упомянутые выше pH-метры могут быть достаточно точными.

Точность измерения pH

важна, если вы планируете изменить pH почвы. Помните, что изменение pH на 1 на самом деле является изменением кислотности на 10, поэтому легко «переобработать» почву, если вы не начнете с точных значений. Помимо того, что это расточительно, это может серьезно повредить ваши растения.

Точность также важна при добавлении извести для снижения кислотности почвы, как описано в разделе Добавление извести в кислую почву .

Не регулировать pH.

Моя собственная философия проста. Есть так много растений, которые будут расти при моем рН почвы — зачем мне его менять и создавать себе всякие головные боли? Я бы хотел выращивать родос (рододендроны), но я не могу, и я смирился с этим – во всяком случае, в большинстве случаев.

Каталожные номера:

1) Источник фотографий для «тестера pH почвы — цветные красители»: BBC Gardening Blog

2) Источник фото «тест-полоски pH»: Michael Krahe

3) Источник фотографий для «электронного рН-метра почвы»: London Permaculture

.