模拟电导率计V2

简介

DFRobot Gravity:模拟电导率计V2专门用于测量水溶液的电导率值,评估水质状况,常用于水培、水产养殖、环境水检测等领域。

本产品作为电导率计V1的升级版本,极大的改善了用户体验与精度:支持3~5V的宽电压输入,兼容5V和3.3V主控板;输出信号经硬件滤波,抖动小;激励源采用交流信号,有效降低了极化效应,提高精度的同时延长了电极的寿命;配套软件库采用2点校准的方式,自动识别标准液,简单方便。

本产品配合主控板(如Arduino)与配套的软件库,就可迅速搭建出一套电导率检测仪,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。

电导率是电阻率的倒数,与物质传送电流能力的大小有关,在液体中常以电阻的倒数电导来衡量其导电能力的大小。水的电导是衡量水质的一个重要指标,它能反映出水中存在的电解质的程度。

本产品配套的电极为实验室级电极,请勿长时间放在液体中测量,否则会缩短电极的使用寿命。

本产品配套的电极的铂金片表面附着有铂黑层,应避免任何物体与其触碰,只能用蒸馏水冲洗,否则会损伤铂黑层,导致电极测量不准确。

技术规格

引脚说明

DFR0300 模拟电导率计V2(K=1)信号转换板

标号 名称 功能描述
1 - 供电电源负极(0V)
2 + 供电电源正极(3.0~5.0V)
3 A 模拟量输出(0~3.4V)
4 BNC 电导率电极接口

模拟电导率计V2(K=1)信号转换板引脚说明

使用教程

本教程将演示如何使用这款电导率计进行校准和测量。请仔细阅读每个步骤。

  1. 为保证测量精度,强烈建议添加温度传感器,测量溶液温度,实现自动温补。可采用DS18B20防水温度传感器
  1. 测量另一种溶液之前,务必清洗好电导率电极并用吸纸吸干残余水滴,防止污染溶液。可用蒸馏水冲洗电极。
  1. Arduino主板建议外接电源,读数更精确稳定。

准备

接线图

EC_Meter_Sys.png

校准

为保证精度,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1413us/cm和12.88ms/cm的电导率标准液。 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enterec指令,进入校准模式。

DFR0300V2_CAL1.jpg

    2.输入calec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种标准液:1413us/cm和12.88ms/cm。本步骤中,会自动识别出1413us/cm标准液。

DFR0300V2_CAL2.jpg

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

DFR0300V2_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enterec指令,进入校准模式。

    2.输入calec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种标准液:1413us/cm和12.88ms/cm。本步骤中,会自动识别出12.88ms/cm标准液。

    3.校准完毕后,输入exitec指令,保存好相关参数并退出校准模式。必须输入exitec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_EC库文件,然后安装。如何安装库?

/*
 * file DFRobot_EC.ino
 * @ https://github.com/DFRobot/DFRobot_EC
 *
 * This is the sample code for Gravity: Analog Electrical Conductivity Sensor / Meter Kit V2 (K=1.0), SKU: DFR0300.
 * 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:
 *   enterec -> enter the calibration mode
 *   calec -> calibrate with the standard buffer solution, two buffer solutions(1413us/cm and 12.88ms/cm) will be automaticlly recognized
 *   exitec -> 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  2018-03-21
 */

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

#define EC_PIN A1
float voltage,ecValue,temperature = 25;
DFRobot_EC ec;

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

void loop()
{
    static unsigned long timepoint = millis();
    if(millis()-timepoint>1000U)  //time interval: 1s
    {
      timepoint = millis();
      voltage = analogRead(EC_PIN)/1024.0*5000;   // read the voltage
      //temperature = readTemperature();          // read your temperature sensor to execute temperature compensation
      ecValue =  ec.readEC(voltage,temperature);  // convert voltage to EC with temperature compensation
      Serial.print("temperature:");
      Serial.print(temperature,1);
      Serial.print("^C  EC:");
      Serial.print(ecValue,2);
      Serial.println("ms/cm");
    }
    ec.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.电导率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关。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,尽量使用新鲜的电导率标准液。

Q2. 自动温补如何实现?

A. DFRobot_EC软件库中,已经集成了温补算法,你只需将电压值和温度值同时传入 float readEC(float voltage, float temperature) 函数中,即可获得温补后的电导率值。因此,为保证精度,强烈建议你添加温度传感器,读取溶液的温度值,以执行自动温补。

Q3. 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. 必须完成2点校准,因为2个点分别对应1413us/cm和12.88ms/cm两种电导率标准溶液。通过2个点的校准,可保证整个测量范围内的精度,因此必须完成2点校准,不可只完成1点校准。

Q4. 第一次校准时,总是校准失败,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 0x0A
    void setup(){
        for(byte i = 0;i< 8; i++ ){
          EEPROM.write(KVALUEADDR+i, 0xFF);
        }
    }
    void loop(){
    }


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