pH مقداری است که اسیدیته یا قلیایی بودن محلول را اندازه گیری می کند و به آن شاخص غلظت یون هیدروژن نیز می گویند. pH مقیاسی از فعالیت یون هیدروژن در محلول است. pH کاربردهای گسترده ای در پزشکی، شیمی و کشاورزی دارد. معمولاً pH عددی بین 0 تا 14 است. در شرایط استاندارد ترمودینامیکی pH=7، یعنی محلول خنثی است، pH<7 یعنی محلول اسیدی است وpH>7 یعنی محلول قلیایی است.
سنسور pH یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری pH است و معمولاً در کنترل کیفیت آب استفاده می شود. این نوع سنسور قابلیت اندازه گیری میزان قلیایی و اسیدیته آب و محلول های دیگر را دارد. سنسورهای pH در صورت استفاده صحیح می توانند از ایمنی و کیفیت محصولات و فرآیندهایی که در فاضلاب یا کارخانه های تولیدی رخ می دهند اطمینان ایجاد کنند.
ماژول GebraBit PH
ماژول GEBRABIT PH نشان دهنده غلظت یون هیدروژن در واحد pH است. سنسور pH یکی از ابزارهای ضروری است که معمولاً برای اندازه گیری آب استفاده می شود. این نوع سنسور می تواند میزان قلیایی و اسیدی بودن آب و محلول های دیگر را اندازه گیری کند.
مقیاس استاندارد pH معمولاً با مقداری از 0 تا 14 نشان داده می شود. هنگامی که یک ماده دارای مقدار pH هفت است، این مقدار خنثی در نظر گرفته می شود. موادی با مقدار pH بالاتر از هفت نشان دهنده مقادیر بالاتری از قلیائیت هستند، در حالی که موادی با مقدار pH کمتر از هفت، اسیدی تر هستند.
برای بررسی دیتاهای خروجی، کافیست ماژول GebraBit PHرا در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مناسب ، ماژول GebraBit PH را با هریک از برد های اردوینو، رزبری پای ، دیسکاوری و مخصوصا ماژول GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 که پیشنهاد ما استفاده از ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit هست،راه اندازی و دیتا را دریافت کنید.
دلیل پیشنهاد ما در راه اندازی ماژول GebraBit PH با ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit مانند GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 ، وجود رگولاتور 3V3 و سازگاری ترتیب پین های همه ماژول های GebraBit با هم بوده(استاندارد GEBRABUS) که فقط کافیست ماژول GebraBit PH را در سوکت مربوطه قرار داده و بدون نیاز به سیم کشی ،ماژول سنسور مورد نظر را توسعه دهید.
ویژگی‌های ماژول GebraBit PH
User-selectable module power supply voltage between 3V3 and 5V
On Board, ON/OFF LED indicator
GEBRABIT Pin Compatible with GEBRABUS
GEBRABIT small package
It can be used as a daughter board of GEBRABIT MCU Modules
Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
Separatable screw parts to reduce the size of the board
معرفی بخش های ماژول
کانکتور BNC
ماژول GebraBit PH برای اندازه گیری ph به یک پراب PH سنج نیاز دارد که در محلول قرار میگیرد. این پراب شامل دو الکترود (یک الکترود حسگر و یک الکترود مرجع) میباشد که فعالیت یون هیدروژن را در یک محلول اندازه گیری میکند. این پراب ولتاژی که از تبادل یون ها ایجاد شده است را اندازه گیری و در نهایت آن ولتاژ به مقدار PH قابل خواندن تبدیل میشود. محلولی که فعالیت یون هیدروژن در آن زیاد باشد یک اسید و در مقابل، محلولی که فعالیت یون هیدروکسید در آن زیاد باشد یک باز است.
برای اتصال پراب PH به ماژول از یک کانکتور BNC استفاده شده که در بالای ماژول قرار گرفته است.
مدار آپ امپ
همانطور که گفته شد مقدار PH باید به یک مقدار قابل خواندن تبدیل شود، در این ماژول از یک مدار آپ امپ برای تقویت خروجی استفاده شده است.
پتانسیومتر تعیین آستانه
در ماژول GebraBit PH یک پتانسیومتر برای تعیین آستانه حساسیت استفاده شده است.
جامپر سلکتور VCC SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین “5V” و “3V3” انتخاب میشود.
LED تغذیه
با توجه به وضعیت جامپر سلکتور VCCSEL و با اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین های ماژول GebraBit PH
پین های تغذیه
- 5V و 3V3: این پین‌ها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتور VCC SEL، تغذیه اصلی سنسور را تامین کنند.
- GND : این پین، پین زمین برای تغذیه سنسور می باشد.
پین خروجی
AO : این پین برای دریافت خروجی آنالوگ ماژول استفاده می شود و مقدار PH را به صورت ولتاژ آنالوگ، خروجی می دهد.
اتصال به پردازنده
اتصال به GebraBit STM32F303
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit PH با هرکدام از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit STM32F303 ، کافیست ، ماژول GebraBit PH را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نشان داده شده است.
اتصال به GebraBit ATMEGA32A
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit PH با هرکدام از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit ATMEGA32A ، کافیست ، ماژول GebraBit PH را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نشان داده شده است.
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC SEL ماژول GebraBit PHروی “3V3” باشد تا راحت تر بتوانید با گرفتن ولتاژ”3V3” از ماژول میکروکنترلری، ماژول مورد نظر را استفاده کنید.
اتصال به ARDUINO UNO
برای اتصال ماژول GebraBit PH به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “5V” ماژول GebraBit PH را به پین “5V” خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول GebraBit PH را به پین “GND” برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “AO” ماژول GebraBit PH را به یکی از پین‌های آنالوگ برد (مثلا A0) ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم نارنجی)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود: