Gravity: 模拟pH计V2

简介

DFRobot Gravity: 模拟pH计V2专门用于测量溶液的pH,衡量溶液的酸碱程度,常用于鱼菜共生、水产养殖、环境水检测等领域。

本产品作为pH计V1的升级版本,极大的改善了用户体验与精度:板载稳压芯片,支持3.3~5.5V的宽电压供电,兼容5V和3.3V主控板;输出信号经硬件滤波,抖动小;配套软件库采用2点校准的方式,能自动识别两种标准液4.0和7.0,简单方便。

本产品配合主控板(如Arduino)与配套的开源软件库,就可迅速搭建出一套pH检测仪,即插即用,无需焊接。DFRobot提供多种水质检测传感器产品,尺寸与接口统一,满足各类水质检测的需求,也适合搭建多参数水质检测仪。

pH是衡量溶液酸碱度的一个值,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度。pH在医学、化学、农业上都有广泛的用途。通常pH是一个介于0~14之间的数,在热力学标准状况下,pH=7的溶液呈中性,pH<7时呈酸性,pH>7时呈碱性。

warning_yellow.png

BNC座子与转换板必须保持干燥和清洁,否则会影响输入阻抗,导致测量不准确。如不慎受潮,需烘干处理。

转换板不可直接放置在潮湿的平面或半导体平面上,否则会影响输入阻抗,导致测量不准确。建议用尼龙柱固定,让转换板与平面留有一定的距离。

pH电极头部的敏感玻璃泡不得与硬物接触,任何破损和擦毛都会使电极失效。

测量完毕,转换板断电后,请及时将pH电极与转换板断开连接。pH电极不可长时间接在未供电的转换板上。

技术规格

引脚说明:

标号 名称 功能描述
1 - 供电电源负极(0V)
2 + 供电电源正极(3.3~5.5V)
3 A 模拟量输出(0~3.0V)
4 BNC pH电极接口

转换板引脚说明

使用教程

本教程将演示如何使用这款pH计进行校准与测量。请仔细阅读每个步骤。

测量另一种溶液之前,务必清洗好pH电极并用吸纸吸干残余水滴,防止溶液间交错污染。推荐使用蒸馏水清洗pH电极。

准备

接线图

pH电极使用前,先从保护盖中取出电极, 然后按照如下图所示的方式连线。

校准

为保证测量精度,初次使用的电极,或者使用了一段时间的电极,需要进行校准。 本教程采用2点校准,因此需要4.0和7.0的pH标准液。 下面将详细说明如何进行2点校准。

- 1.在串口监视器中输入enterph指令,进入校准模式。

Ph_cal1.jpg

- 2.输入calph指令进行校准,校准成功与否会有相应的提示。程序会自动识别2种pH标准液:4.0和7.0。本例会自动识别出7.0的pH标准液。

Ph_cal2.jpg

- 3.校准完毕后,输入exitph指令,保存好相关参数并退出校准模式。必须输入exitph指令后,相关参数才能保存下来。

Ph_cal3.jpg

- 4.经过上述步骤,第一点的校准就完成了。下面进行第二点的校准。

- 1.在串口监视器中输入enterph指令,进入校准模式。

2.输入calph指令进行校准,校准成功与否会有相应的提示。程序会自动识别2种pH标准液:4.0和7.0。本例会自动识别出4.0的pH标准液。

3.校准完毕后,输入exitph指令,保存好相关参数并退出校准模式。必须输入exitph指令后,相关参数才能保存下来。

4.经过上述步骤,第二点的校准就完成了。

样例代码

请先下载DFRobot_PH库文件,然后安装。如何安装库?

    /*
     * file DFRobot_PH.ino
     * @ https://github.com/DFRobot/DFRobot_PH
     *
     * This is the sample code for Gravity: Analog pH Sensor / Meter Kit V2, SKU:SEN0161-V2
     * In order to guarantee precision, a temperature sensor such as DS18B20 is needed, to execute automatic temperature compensation.
     * You can send commands in the serial monitor to execute the calibration.
     * Serial Commands:
     *   enterph -> enter the calibration mode
     *   calph   -> calibrate with the standard buffer solution, two buffer solutions(4.0 and 7.0) will be automaticlly recognized
     *   exitph  -> save the calibrated parameters and exit from calibration mode
     *
     * Copyright   [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2018
     * Copyright   GNU Lesser General Public License
     *
     * version  V1.0
     * date  2018-04
     */

    #include "DFRobot_PH.h"
    #include <EEPROM.h>

    #define PH_PIN A1
    float voltage,phValue,temperature = 25;
    DFRobot_PH ph;

    void setup()
    {
        Serial.begin(115200);
        ph.begin();
    }

    void loop()
    {
        static unsigned long timepoint = millis();
        if(millis()-timepoint>1000U){                  //time interval: 1s
            timepoint = millis();
            //temperature = readTemperature();         // read your temperature sensor to execute temperature compensation
            voltage = analogRead(PH_PIN)/1024.0*5000;  // read the voltage
            phValue = ph.readPH(voltage,temperature);  // convert voltage to pH with temperature compensation
            Serial.print("temperature:");
            Serial.print(temperature,1);
            Serial.print("^C  pH:");
            Serial.println(phValue,2);
        }
        ph.calibration(voltage,temperature);           // calibration process by Serail CMD
    }

    float readTemperature()
    {
      //add your code here to get the temperature from your temperature sensor
    }

常见问题

'''Q1. '''pH电极使用多长时间后需要校准? |

- '''A. '''校准的间隔和使用频率有一定关系。通常情况下,一个月校准一次即可。如使用频繁,可一个星期校准一次。校准时,尽量使用新鲜的pH标准液。

'''Q2. '''校准过程中,是否必须完成2点校准?可否只完成1点校准? |

- '''A. '''要求不高的情况下,可只用中性标准液(7.0)进行校准,称为单点校准,用来确认pH电极的实际零点,此时斜率采用理论值。然后再用酸性标准液(4.0)进行校准,即可确认pH电极的实际斜率。因此,为了保证测量精度,推荐使用2点校准。

'''Q3. '''第一次校准时,总是校准失败,或者打印出异常的值,可能是什么原因? |

- '''A. '''校准时,相关的参数是保存在EEPROM中指定的位置的。如果之前恰好有保存过其他参数到EEPROM中的这个地址,可能会有冲突,导致不能正常校准。可用下述代码,擦除EEPROM中指定位置的内容。运行一次即可,然后重新上传样例代码,再进行校准操作。


    #include <EEPROM.h>
    #define KVALUEADDR 0x00
    void setup(){
        for(byte i = 0;i< 8; i++ ){
          EEPROM.write(KVALUEADDR+i, 0xFF);
        }
    }
    void loop(){
    }

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pH电极维护事项

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