МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ ARDUINO
Данный метод позволяет измерят PH и общую жесткость воды с приемлемой точностью. Его можно применять для контроля качества питьевой воды, в гидропонике, в аквариуме для полива растений и проверки фильтра обратного осмоса. Метод измерения PH основан на принципе образования ЭДС на разнородных металлах в среде электролитов. В данном варианте используются одножильные компенсационные провода для термопары хромель капель хромель алюмель. Для калибровки используются раствор кислоты с PH4 и раствор щелочи с PH12.В щелочной среде ЭДС будет меньше а в кислотной больше примерно 64-300 мВ. С определением жесткости все сложнее, для этого используем метод кондуктометрии, измерение сопротивления воды. Необходимо использовать для этого переменный ток, для исключения образования электролиза. Первый метод сложнее но и точнее, берем генератор (смотрим схему) с частотой прядка 100 кГц и через делитель 10 к подаем на 1 электрод, второй электрод подключен на землю. При прохождении переменного тока через воду на делителе образуется падение напряжения, через выпрямитель подаем на аналоговый вход контроллера и замеряем напряжение на делителе и электроде, из этого определяем ток в последовательной цепи (по закону Ома) и находим сопротивление воды. Электроды из нержавейки имеют оголенный участок 1 см и расстояние между ними 1 см, теперь переводим сопротивление воды в EC=мкСм/см =1/R. Для перевода в стандарт TDS умножаем мкСм/см на 0,65 (коэффициент жесткости) и 2.19, получаем величину в PPM количество солей общей жесткости Na, K, Са, Mg, Сl, SO4, HCO3 мг/л.
Второй способ требует больше ресурсов у контроллера но генератор не нужен, к электродам подключаются два аналоговых входа и два дискретных выхода через сопротивления по 10 к.В противофазе с дискретных выходов на электроды подается логический 0 и единица, в середине периода замеряется напряжение на обоих электродах, на одном будет падение напряжения относительно массы на другом относительно питания +5 В. Складываем их противофазно и делим пополам для нахождения среднего (для уменьшения погрешности). Далее как и в первом варианте находим ток в последовательной цепи обоих сопротивлений и берем среднее значение (так же для уменьшения погрешности) и производим те же вычисления что и в первом варианте. Цифровой датчик ds18b20 используется для температурной коррекции показаний так как они сильно зависят от температура и все таблицы калибровки приведены к 20 градусам, жесткость меняется 2% на градус. Конкретно проект не рассматриваю это предлагаемый метод, возможно кому то пригодится для разработки своих проектов, все вычисления в скетче преобразованы и сокращены для уменьшения расхода ресурсов контроллера.
Схема и скетчи находятся на Яндекс диске. https://yadi.sk/d/FAMZmIw6uFVDd
Валерий RW4HDL
Автор публикации
На этом принципе можно довести до ума всякие клапана для смягчителя воды типа кларк и ему подобных т.к. получить (стабильный) РН на выходе можно только выполняя подмес байпасом и постоянным замером РН который ещё и изменяется с промывкой фильтра от соли (В итоге после очистки ионообменных смол вода слишком мягкая изза высокого содержания соли а в конце рабочего цикла вода жесткая и требуется опять очистка), а тут вариант получать заданный РН если совместить РН метр+ Датчик температуры(для корректировки по температуре)+ 2 Сервопривода(Управление вентилями байпаса) — что сэкономит на соли для чистки ионообменной смолы, продлит интервал промывки и увеличит объём воды для использования потребителем + комфортный РН