Внимание! Перед тем как создавать тему на форуме, воспользуйтесь поиском! Пользователь создавший тему, которая уже была, будет немедленно забанен! Читайте правила названия тем. Пользователи создавшие тему с непонятными заголовками, к примеру: «Помогите, Схема, Резистор, Хелп и т.п.» также будут заблокированны навсегда. Пользователь создавший тему не по разделу форума будет немедленно забанен! Уважайте форум, и вас также будут уважать!
Соучастник
Группа: Cоучастник Сообщений: 1105 Пользователь №: 26879 Регистрация: 3-December 07 Место жительства: UA
Я на этих датчиках электропроводности уже три собаки съел. По ссылки представлен классический измеритель сопротивления(1/R — проводимость) на переменном токе, и точный результат им не получить по нитратам и прочим солям в продукте.
Чтобы мерить более-менее точно, требуется определить константу измерительных электродов, которая уникальна (чтоб вы меня лучше понимали, она реально уникальная, и даже два одинаковых электрода будут иметь немного разные константы).
Константа измерительных электродов определяется погружением их в раствор KCL проеденной концентрации и температуры.
И после этого мерить электропроводность не в сименсах, а удельную электропроводность в см/м. Именно удельная электропроводность является показателем содержания солей(нитраты тоже соли, но не все соли нитраты) в измеряемом продукте. Также необходимо помнить что электропроводность увеличивается на 1,5..2% с каждым градусом температуры среды. Поэтому электропроводность нитро-яблока при 5 градусах будет намного меньше, чем электропроводность нормального яблока при 25 градусах. такая пичалька 🙁
Кроме того измерительные электроды должны соответствовать диапазону измеряемых величин, то есть нельзя электродами большой площади мерить среду с высокой электропроводностью, как и наоборот.
Если сделать как описано в этой статье, то получится в лучшем случае показометр, который показывает насколько электропроводность одного арбуза больше другого. И переменка там не самая лучшая выбрана — меандр, электропроводность обычно измеряют на синусоиде. И резистор делителя слишком большой, я использовал 10 Ом, а не 1,5кОм. но это тонкости..
P.S. даже маленькая царапинка на электроде существенно изменяет константу и показания уплывают, тоже самое и загрязнений касается. Поэтому перед каждым измерением электроды отмачивают в дистиллированной воде.
Рекомендую почитать «кондуктометрический метод анализа» Худякова, там все довольно подробно рассказано обо всех тонкостях.
Это сообщение отредактировал Philin05 — Feb 6 2014, 12:14 PM
Источник
Нитратомер своими руками
Можно ли сделать нитратомер своими руками, и стоит ли работа усилий?
Перед тем, как ответить на этот вопрос разберемся в схеме нитратомера и его принципе работы. Возьмем за образец самый популярный на российском рынке тестер марки SOEKS. Это портативное устройство, функционирующее от аккумулятора или пальчиковых батареек.
Принцип работы нитратомера основывается на измерении удельной электрической проводимости среды в свежих продуктах. Эти показатели зависят от концентрации органических кислот, ионов калия, магния, железа, меди, других веществ, включая и соли азотной кислоты (нитраты). Для каждого фрукта, овоща эти показания индивидуальны, и чем выше они выше – тем больше вероятность, что плод был выращен на азотных удобрениях, а значит, может стать причиной серьезного отравления.
Самодельный нитратомер: стоит ли овчинка выделки?
Схема нитрат-тестера и программа анализа – это сложная техническая комбинация, обеспечивающее измерение с минимальными погрешностями. Сделать нитрат-тестер своими руками очень сложно, даже если имеются знания в области радиотехники и понимание схемы для измерения нитратов. С какими проблемами можно столкнуться при изготовлении прибора в домашних условиях?
наличие необходимых материалов: плата с микросхемами и обвязками, выводы, элементы и блок питания, корпус, кнопки, ЖК или OLED-дисплей, измерительные электроды и прочие детали;
калибровка измеряемых электродов: определение уникальной константы с помощью раствора KCL определенной концентрации и температуры, настройка замера по удельной электропроводимости, очистка и проверка соответствия электродов диапазону измеряемых величин;
составление программы на основе данных ПДК (предельно допустимой концентрации) ионов в продуктах, где будут сравниваться результаты анализа по нормам ГОСТ;
вспомогательные приборы для изготовления.
И это еще малый список необходимых деталей и процедур. Даже если иметь на руках все элементы и схему экотестера, нет уверенности, что получится нитратомер, а не обычный показометр, который только покажет, к примеру, насколько электропроводность одной дыни больше другой.
К тому же на изготовление самодельного нитратомера потребуется немало времени и сил – и это без каких-либо гарантий, что прибор будет работать правильно. В заводских же моделях исключается такой брак, а на все нитрат-тестеры марки СОЭКС дается гарантия 1 год. В течение этого срока устройство может обсуживаться в сервисном центре и подлежать замене. А главное, вы можете быть уверенными в правильности измерений и снизите риск отравления нитратами. Покупая оригинальный тестер, помните, что ваше здоровье стоит дороже.
Нитратомеры
Экотестер 3 СОЭКС
Нитрат-тестер и дозиметр в одном приборе (Эко тестер), гарантия 1 год
4.8/5 (38 оценок)
Бесплатная доставка по Москве
Нитрат-тестер и дозиметр в одном приборе!
Анализ содержания нитратов
Таблица ПДК (предельно допустимой концентрации нитратов) в памяти.
Диапазон измерения содержания нитратов, мг/кг : от 20 до 5 000
Скорость измерения: 3 сек
Оценка радиационного фона
Погрешность измерения, не более : +/- 15%
Скорость измерения 10 сек
Скорость загрузки прибора — 1 сек
Отображение показаний в числовом и графическом виде
Непрерывная работа — до 60 часов
Цветной ЖК дисплей 128 х 160 пикселей
Размер 144 х 47 х 17 мм
Вес: 66 гр
Эковизор СОЭКС F4
4 прибора в 1: нитратомер + дозиметр + тестер качества воды + индикатор электромагнитных полей, гарантия 1 год
4.8/5 (17 оценок)
Бесплатная доставка по Москве
Совмещает в себе 4 прибора:
Нитратомер
Дозиметр
Тестер качества воды
Индикатор электромагнитных полей
Дисплей с высокочувствительным сенсорным покрытием
Функция нитратомера срабатывает в течение 3 секунд
Компактный корпус из софт-тач пластика
Питание: Аккумулятор ААА — 2 шт.
Вся информация, размещенная на сайте (включая цены), носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой статьей 437 ГК РФ
Используя сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности Сайт использует файлы «cookie» в своей работе. Если вас это не устраивает, покиньте сайт.
Источник
Нитратомер своими руками схема
Индикатор нитратов на ATmega32
Автор: SSMix Опубликовано 27.08.2012 Создано при помощи КотоРед. Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2012!»
В статье описан простой цифровой индикатор нитратов, выполненный на микроконтроллере ATmega32 и дисплее от сотового телефонаNokia3310. По сравнению с серийно выпускаемым измерителем нитратов ”СОЭКС” разработанный прибор выводит результаты измерений не в мг/кг, а в единицах проводимости (мкСм). Результаты измерений по каждому продукту заносятся в энергонезависимую память микроконтроллера. После накопления статистики по результатам замеров строится гистограмма, по которой и оценивается содержание нитратов в каждом конкретном случае.
Как-то после просмотра по телевизору в новостях сюжета о проверке таможенниками яблок из Польши при помощи портативного измерителя нитратов возникло желание заиметь себе такой же приборчик, тем более, что в проверенных фруктах содержание нитратов превысило допустимые нормы. С виду увиденный измеритель напоминал сотовый телефон с цветным дисплеем и щупом, которым “тыкали” в проверяемый продукт. Поиск в Интернете похожего измерителя принес некоторое разочарование. Этим прибором оказался “СОЭКС” (см. рис.1) с явно завышенной ценой – как у приличного мобильного телефона. Поэтому возник вполне закономерный вопрос: какой же принцип измерения заложен в ”СОЭКСе” за такие деньги? Быть может в нём использованы дорогие ионоселективные электроды?
Рисунок 1
Просмотрев в Интернете с десяток разных форумов, было выяснено, что данный прибор представляет из себя кондуктометр, т.е. измеритель электропроводности. Никаких ионоселективных электродов в нём нет. Разработчики прибора, измеряя проводимость овощей и фруктов, пришли к заключению, что отношение количества нитрат-ионов к общему количеству ионов имеет постоянную пропорцию. С увеличением нитратов увеличивается содержание и других ионов, с уменьшением – уменьшается. Но в среднем эта пропорция примерно постоянна и для каждого овоща или фрукта она своя. Основываясь на данном принципе, и был разработан “СОЭКС” – прибор, который просто измеряет электропроводность. Но с учётом коэффициентов для разных овощей, внесенных в память прибора, он показывает количество нитратов. Ему не нужны нитратоселективные электроды, потому что он рассчитан лишь на овощи, фрукты и сырое мясо. Если проводимость низкая, то в продукте мало всех ионов, в том числе и нитратов. Поэтому для бытового применения он вполне себя оправдывает, чего не скажешь о явно завышенной цене, хотя разработчикам следует отдать должное за проделанную огромную работу по сопоставлению содержания нитратов в каждом продукте (а их больше 30) его проводимости.
Из радиолюбительских разработок подобного направления был найден лишь индикатор нитратов Колесника А.С. [1]. Прибор этот очень простой, состоит из одного элемента питания 1,5В, нескольких резисторов, щупов и стрелочного индикатора от портативного магнитофона. По принципу действия – это фактически измеритель сопротивления. Несмотря на свою простоту и дешевизну, этот индикатор, на мой взгляд, имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, измерение сопротивления происходит на постоянном токе, вызывая процесс электролиза в проверяемом продукте. Мало того, что новые вещества, образующиеся в процессе электролиза, искажают результат измерения, так ещё эти вещества могут попасть в организм после употребления проверенного продукта. Да и сами электроды щупа, выполненные из стальных швейных иголок, будут подвергаться коррозии в процессе электролиза. Второй недостаток данного индикатора нитратов заключается в необходимости ручного накопления статистики результатов измерений по каждому проверяемому типу продукта, после чего полученная таблица становится неотъемлемой частью индикатора, т.е. её необходимо будет всегда держать под рукой, и возможно, время от времени редактировать, добавляя новые продукты. В-третьих, шкала стрелочного прибора как измерителя сопротивлений нелинейная. Какая характеристика шкалы получается при оценке концентрации нитратов – не понятно. Так что оценить, во сколько раз содержание нитратов в одном продукте больше, чем в другом, затруднительно.
Поэтому у автора и возникло желание разработать собственный недорогой индикатор нитратов на доступной элементной базе, свободный от вышеуказанных недостатков. Измерение должно проводиться на переменном токе, показания выводиться непосредственно в единицах проводимости (См), а статистика проведенных измерений по каждому виду продукта должна храниться в памяти прибора.
В результате получился простой индикатор нитратов, внешний вид которого показан на рис.2, со следующими характеристиками:
— пределы измерения проводимости, мкСм. 15,3÷3846;
— индикация. графический ЖКИ (48×84);
— число продуктов в памяти. 30+6 пользовательских;
— таймер выключения. 1, 2, 3, 5 мин, Выкл.;
— таймер подсветки. 10,15,20,30,45,60 сек, Выкл.;
— напряжение питания, В. 3,0÷4,2 (Li-Ion аккумулятор);
— потребляемый ток без подсветки, мА. 2,4;
— потребляемый ток с максимальной яркостью подсветки, мА. 14;
Дополнительно предусмотрено 6 пользовательских продуктов с возможностью ввода названия каждого продукта из 8 символов.
Рисунок 2
Принципиальная электрическая схема прибора показана на рис.3.
Рисунок 3
Питание схемы осуществляется от литиевого аккумулятора GB1 через ключ на транзисторах VT4, VT5 и стабилизатор +3В DA1 TPS76330. При нажатии кнопки включения SB1 открывается транзистор VT4 и напряжение питания через DA1 поступает на микроконтроллер DD3 ATmega32A, который выставляет лог.1 на линии PA2. Открывшийся транзистор VT5 удерживает VT4 в открытом состоянии после отпускания кнопки SB1. Эта же кнопка через диод VD4 подключена к линии PB2 МК, сконфигурированной как вход с подтягивающим резистором. При отжатой кнопке SB1 на линии PB2 МК будет присутствовать лог.1, а при нажатии кнопки SB1 – лог.0, служащий сигналом о необходимости выключения питания. МК снимает отпирающее транзистор VT5 напряжение с линии PA2, после чего VT5 закрывается. После отпускания кнопки SB1 закрывается и VT4, полностью обесточивая схему.
Для зарядки аккумулятора используется мини-USB разъём X1, ключи на VT2, VT3, гасящий резистор R7 и датчик D1, VT1 присутствия напряжения на контактах 1-5 X1. При наличии напряжения зарядки +5В открывается D1, VT1, и на линии PB1 МК, сконфигурированной как вход с подтягивающим резистором, появляется лог 0. В свою очередь МК выставляет лог.1 на линии PB0, открывая ключи VT2, VT3. Ток зарядки не стабилизирован, его максимальное значение определяется в основном сопротивлением резистора R7 и при его сопротивлении 10 Ом не превышает 130 мА при разряженном аккумуляторе. Контроль напряжения зарядки осуществляется МК по линии PA4 через делитель R25, R26. После достижения напряжения на аккумуляторе +4.15 В зарядка прекращается, МК снимает управляющие напряжения с ключей VT2…VT5 и прибор выключается. Зарядка возможна только во включенном состоянии прибора. Это небольшая плата за простоту схемы и отсутствие отдельных специализированных микросхем для зарядки литиевых аккумуляторов.
Во время работы прибора напряжение аккумулятора периодически измеряется по линии PA4 МК через делитель R25, R26. Для защиты аккумулятора от глубокой разрядки при снижении напряжения ниже 3,0 В питание прибора автоматически выключается, если была выключена подсветка. В противном случае производится последовательное уменьшение яркости подсветки с измерением напряжения аккумулятора после каждого шага.
МК DD3 тактируется от внутреннего RC-генератора частотой 2 МГц. Для формирования напряжения переменного тока для проверки продуктов использован таймер-счётчик 0 МК. На линии PB3 МК формируется меандр с частотой 7,8125 кГц и через R11 подаётся на управляющие входы S микросхем DD1, DD2 SN74LVC1G3157. Это достаточно мощные (ток коммутации до 100 мА) быстродействующие ключи, выполненные в малогабаритном корпусе SOT-23-6 и имеющие типовое сопротивление открытого канала 6 Ом. При низком уровне логического сигнала на управляющем выводе “S” вывод “A” микросхемы соединяется с выводом “B1”, а при высоком – с выводом “B2”. Микросхема DD1 использована в качестве повторителя напряжения. С её вывода “A” прямоугольные импульсы частотой 7,8125 кГц через разделительный конденсатор C2, отсекающий постоянную составляющую, поступают на разъём X2, предназначенный для подключения щупов. Сопротивление проверяемого продукта является верхним плечом делителя, сопротивление резистора R1 — нижним. Импульсы с R1 через разделительный конденсатор C1 поступают на синхронный детектор, выполненный на коммутаторе DD2. С нагрузки синхронного детектора R10 выпрямленное напряжение через фильтр C6, R13, C9 поступает на вход АЦП МК (линия PA2). В качестве источника опорного напряжения для АЦП использован встроенный в МК ИОН на 2,56В. Вычисление проводимости проверяемого продукта осуществляется программной обработкой измеренного напряжения.
Графический ЖКИ H1 от дисплея Nokia-3310 подключен к линиям аппаратного интерфейса SPI МК PB5(MOSI), PB6(MISO), PB7(SCK), а также к линиям PD4(CE) и PD5(Reset). Питается ЖКИ напряжением +3В через резистор R19. На элементах R27, R28, DA3 выполнен ограничитель напряжения на +3,3В. Он препятствует поступлению повышенного напряжения питания на ЖКИ при подаче напряжения +5В от программатора в режиме внутрисхемного программирования МК через разъём X3. Резисторы R17, R18 совместно с внутренними диодами ЖКИ также выполняют защитную функцию линий SCK, SDIN в этом режиме. Использование обычного стабилитрона вместо регулируемого DA3 привело бы к увеличению потребляемого тока в рабочем режиме, т.к. при напряжении +3В через обычный стабилитрон на 3,3В уже будет протекать некоторый ток.
Для подсветки ЖКИ использованы четыре отдельных белых светодиода HL1…HL4, т.к. встроенной подсветки в применённом ЖКИ не предусмотрено. Для регулировки и стабилизации тока подсветки применён стабилизатор тока, управляемый напряжением. Он выполнен на элементах R21, R23, R24, DA2, VT6. Управляющее напряжение снимается с линии PD7 МК, сконфигурированной как выход ШИМ таймера-счётчика 2, и через фильтр R20, C16 поступает на управляющий вывод регулируемого стабилитрона DA2 TL431A. Ток стабилизации Iст вычисляется следующим образом: Iст=(Uупр-Uref)/R21, где Uупр – напряжение на управляющем выводе DA2, Uref=2,495В — напряжение внутреннего ИОН TL431A, R21=10 Ом. Таким образом, Iст=(Uупр-2,495)/10, А. Питание на стабилизатор тока подается непосредственно от аккумулятора через ключ VT4, т.к. падение напряжения на белых светодиодах превышает 3 В.
Печатная плата прибора выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 82х45мм. Плата разрабатывалась под стандартный пластмассовый корпус G430 (Gainta) размерами 90х50х16мм. Вид печатной платы в корпусе со стороны установки выводных элементов показан на рис.4.
Рисунок 4
Вид платы со стороны печатных проводников и SMD-элементов показан на рис.5.
Рисунок 5
Детали и возможная замена.
Полярные конденсаторы C2, C4, C7, C11, C15 применены танталовые SMD типоразмера A. Остальные конденсаторы — керамические SMD типоразмера 0805.
Все резисторы также в SMD исполнении. R7 – типоразмера 2512, R11, R13 – 1206, остальные резисторы – типоразмера 0805. Резистор R1 желательно использовать с допуском ±0,5%.
Дроссели L1…L3 – SMD типоразмера 0805.
Стабилитрон VD1 — BZV55-C4V7 можно заменить аналогичным на напряжение 4,7В в SMD корпусе SOD-80.
Защитный стабилитрон VD2 BZV85-C5V6 можно заменить аналогичным одноваттным стабилитроном на напряжение 5,6 В в корпусе DO-41.
Транзистор VT1 можно использовать любой из серии BC846…BC848.
Транзисторы VT3, VT5 2N7002 можно заменить на BSS138. В крайнем случае можно использовать биполярные из серии BC846…BC848, увеличив сопротивление резисторов R9, R15 до 22…100 кОм. Но в этом случае несколько увеличится потребляемый устройством ток.
Транзистор VT4 IRLML6401 можно заменить на IRLML6402, правда последний имеет большее сопротивление открытого канала сток-исток.
Транзистор VT6 BC807-40 можно заменить на BC856…BC858.
Микросхему линейного стабилизатора DA1 TPS76330 можно заменить аналогичным стабилизатором на 3 В из серии Low-Dropout в корпусе SOT-23-5, например MIC5219-3.0. В последнем случае на плате необходимо установить конденсатор C13 0805 на 470 пФ.
Микросхемы DA2, DA3 можно использовать из серии TL431 в корпусе SOT-23-3. Буквенный индекс после названия TL431 не критичен.
Микроконтроллер DD3 ATmega32A-AU можно применить из устаревшей серии ATmega32, ATmega32L в корпусе TQFP-44. В этом случае несколько возрастёт потребляемый прибором ток.
Графический индикатор H1 — LPH-7779-H от сотового телефона Nokia 3310 с разрешением 84х48 пикселей. В программе МК предусмотрено использование как оригинального ЖКИ, так и китайского производства.
Для подсветки индикатора использовано 4 белых ярких SMD-светодиода типоразмера 0805. Характеристики приобретённых светодиодов, к сожалению, остались не известны.
В качестве BA1 использован пьезоизлучатель FML-20T. Его можно заменить на аналогичный диаметром 20 мм.
Предохранитель FU1 – самовосстанавливающийся выводной MFR-025, 60V. Можно использовать аналогичный на ток 0,1…0,25 А.
Для подключения щупов использован разъём X2 CKX-3.5-05 – под стандартный аудио штекер, 3,5 мм, стерео.
В качестве разъёма для программирования МК X3 использована вилка на плату угловая WSR-6 с шагом 2мм.
Аналогичная прямая вилка на 2 контакта использована для подключения аккумулятора. Запаивается со стороны печати.
Аккумулятор GB1 — фирмы TDT ёмкостью 380 мА·ч с габаритными размерами 36,5х39х4 мм, используемый в MP3-плеерах, или аналогичный с подходящими габаритами.
Изготовление.
Печатная плата изготовлена по лазерно-утюжной технологии. Под SMD-светодиоды для подсветки дисплея просверлены 4 отверстия диаметром 1,7 мм. Сами светодиоды устанавливаются со стороны печатных проводников кристаллом в просверленные отверстия. Для удобства сборки SMD-элементы устанавливаются в первую очередь, выводные – в заключительной стадии сборки.
Дисплей перед установкой немного дорабатывается – удаляются лишняя пластмасса по контуру, как показано на рис.4, а к выводам аккуратно припаиваются тонкие проводники МГТФ-0,1 и распаиваются в соответствующие точки платы. Крепится индикатор к плате при помощи небольших винтов-саморезов или, в крайнем случае, луженой проволоки.
Пьезоизлучатель подпаивается к контактным площадкам платы при помощи тонких проводов МГТФ-0,1 и крепится двухсторонним скотчем над микроконтроллером.
В корпусе прибора прорезаются отверстия под дисплей, кнопки и разъёмы. На принтере (лучше цветном) распечатывается наклейка и ламинируется с лицевой стороны прозрачным скотчем, после чего наклеивается при помощи двухстороннего скотча на переднюю крышку корпуса. Распечатанные кнопки на наклейке должны совпасть с толкателями тактовых кнопок. Отдельные колпачки для кнопок не требуются, нажатие производится через наклейку.
Аккумулятор прикрепляется к внутренней поверхности корпуса прибора при помощи двухстороннего скотча.
Фото собранной платы со стороны дисплея показан на рис.6, а со стороны печатных проводников – на рис.7.
Рисунок 6
Рисунок 7
Для изготовления щупов использован стерео аудиоштеккер 3,5 мм с пластмассовым корпусом и две стальные швейные иголки диаметром 0,6 мм. Для жёсткости конструкции иголки запаяны на небольшой фольгированной плате диаметром 6,5 мм, в которой просверлены два отверстия ø0,6 мм с расстоянием 3 мм и прорезана полоска фольги между ними. Иголки должны быть параллельны с расстоянием между ними 3 мм. Одна из иголок припаивается к центральному контакту штекера, вторая – к общему. Пластмассовый корпус штекера обрезается до получения рабочей длины иголок 12-13 мм. Внешний вид конструкции щупов со снятым корпусом показан на рис.8, а вид в сборе – на рис.9.
Рисунок 8
Рисунок 9
Для защиты щупов во время транспортировки и хранения на выступ пластмассовой части разъёма надевается подходящий по размеру колпачок от авторучки. Подобная конструкция щупов использована в [1].
Программа для МК написана на языке Си в среде WinAVR-20060125.
Программирование микроконтроллера осуществлялось при помощи программатора PonyProg, к которому изготовлен переходник с ответной частью разъёма WSR-6. В зависимости от применённого индикатора используется файл Ind_nitr.hex для оригинального или файл Ind_nitr_China.hex для китайского ЖКИ. Подключение аккумулятора для программирования МК не требуется. После программирования МК необходимо установить следующие фьюзы:
Внимание!
