Medición de la concentración de sal con la CA basada en la conductividad
Para el curso las medidas para el agua en la TU Delft, se hace un dispositivo para medir la concentración de sal basada en la conductividad del agua utilizando un Arduino UNO R3. Este artículo proporciona antecedentes teoría del principio de medición de la conductividad eléctrica y también un esquema paso a paso cómo construir un dispositivo similar.
Teoría de fondo
Una sal es un enlace químico entre iones positivos y negativos. Los iones son moléculas cargadas positivas o negativas. Los iones son necesarios para conducir la electricidad en el agua. Esto significa que el agua pura (H2O) no conducir la electricidad. De otra manera significa que se disuelve más sal, lleva a cabo mejor el agua, así el agua ofrece una menor resistencia. Este dispositivo utiliza la variación de la resistencia del agua para determinar la concentración disuelta de sal.
El dispositivo de
Este dispositivo utiliza la corriente alterna (CA) en 2 bares que están conectados con el agua. AC se utiliza para reducir la reacción redox que ocurre en las barras para obtener resultados más confiables. Además la medición es ejercida por 2 otros bares que están también en contacto con el agua pero no en contacto directo con las barras con AC para una medición más continuo y fiable.
Debido a que se utiliza AC hay un puente de diodos como se muestra en la figura 1. Este puente de diodo se AC como entrada y la convierte en una corriente directa (DC) como salida. La conversión es necesaria para las mediciones. El dispositivo mide complementario sin la conversión. Por ejemplo cuando se suministra 5 voltios en la primera dirección se medirá 3 voltios. En la otra dirección 5 – 3 = 2 voltios se medirá.
Para mostrar la medición en el Arduino se puede utilizar un LED RGB para mostrar en qué intervalo se encuentra la medición. En este ejemplo se utilizan 3 intervalos. Estos pueden ser calibrados usando la medida 4. Primera medida con agua desmineralizada. Luego se mide 3 veces con concentraciones conocidas. Se trata de su calibración.
Edificio el dispositivo de
Continuación se enumeran los requisitos para construir este dispositivo.
· Arduino UNO R3
· Protoboard
· 1 x 35v 470μf Rubycon condensador
· Diodos 1N007 x 4
· 1 x 100 kΩ resistencia
· Resistencia de Ω 1 x 100
· Resistencia de 3 x 220 Ω
· 1 x RGB-LED
· 10 x cables puente hombre
· 4 x 120 mm Ø 5 mm Inox
· 4 x cable 5 mm2 con conector
· Tuerca 12 x Ø 5 mm
· tarro 1 x 180 mL
Bares - una vez que tenga los requisitos que puede empezar a construir la parte que tiene contacto con el agua. Uno tiene que colocar las barras a la tapa como se muestra en la figura 2.
Barras 1 y 2 están conectados a A.C. barra 1 está conectado a la placa y de serie con una resistencia de 100 Ω. Después de la resistencia un cable puente va al puerto digital 13. Barra 2 está conectado directamente al puerto digital 12. Este es el circuito de corriente alterna.
Puente del diodo – el puente del diodo se muestra en la figura 3. Lo puntos de A en B en la figura 1 y 3 son constantes. Respectivamente en estos puntos se conectan los cables salto de barras 3 y 4 en la protoboard.
Medición – como dijo el salto los cables estén conectados en los puntos A y B. Del punto C la corriente viaja al condensador. En este punto la corriente es convertida a corriente directa. Por esta razón la medición se realiza aquí. Para hacer esta medición el polo positivo se conecta al puerto analógico (A0) de Arduino con un alambre saltando.
Tierra - después de la medición de la corriente viaja a través del condensador al punto D. Desde el punto D que viaja al punto A o B, dependiendo de la situación y regresar al puerto de 12 o 13, depende de que uno es el en ese momento.
Tanto la situación A, en qué puerto 13 es baja y B, en el que 12 es baja así el terreno, se muestra en la figura 4.
De RGB-LED del RGB LED por separado está conectado en el Arduino como se muestra en la figura 5 y 6. Los ánodos están conectados a ports5 Digital, 6 y 7. El cátodo está conectado a tierra.
El código de Arduino
El código se basa en ejemplos de Arduino > 01 fundamentos > ReadAnalogVoltage pero se extiende para realizar y de la CA, para medir después de 2 segundos para mostrar el resultado como un color específico. Estas 3 partes están separadas en la secuencia de comandos.
flip-flop booleano = true;
int tw = 10.0;
int tm = 2000.0;
int rojo = 7;
int verde = 6;
int azul = 5;
void setup () {}
pinMode (13, salida);
pinMode (12, salida);
pinMode(RED,OUTPUT);
pinMode(GREEN,OUTPUT);
pinMode(BLUE,OUTPUT);
Serial.Begin(9600);
}
void loop() {}
Corriente alterna
Si (Flip-flop == true) {}
digitalWrite (13, HIGH);
digitalWrite (12, bajo);
flip-flop = false;
}
Else {}
digitalWrite (13, bajo);
digitalWrite (12, HIGH);
flip-flop = true;
}
Medir después de 2 segundos
Si ((millis() % tm) < 20) {}
int sensorValue = analogRead(A0);
voltaje del flotador = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
Serial.println(Voltage);
Delay(20);
Mostrar el resultado como un color específico
Si (voltaje < 2,5) {/ / < 1 concentración gr / 100ml rojo
digitalWrite(RED,HIGH);
digitalWrite(GREEN,LOW);
digitalWrite(BLUE,LOW);
}
Si (tensión > 2.5 y voltaje < 3.9) {}
concentración entre 1 y 2 gr / 100mL (agua del grifo en los Países Bajos) verde
digitalWrite(RED,LOW);
digitalWrite(GREEN,HIGH);
digitalWrite(BLUE,LOW);
}
Si (tensión > 3.9) {/ / concentración > 2 gr / 100ml azul
digitalWrite(RED,LOW);
digitalWrite(GREEN,LOW);
digitalWrite(BLUE,HIGH);
}
}
}
Fecha: 28/11/2014
Autores: Jef Vleugels y Grigor Ayvazyan
