描述

我們將制作一個 pH 計量系統。它能夠將樣品保持在規定的 pH 值范圍內，在本例中為 8-8.5。如果讀數超出范圍，則會自動將少量pH UP或pH DOWN溶液添加到樣品中，直到讀數恢復到限制范圍內。pH 值將由pH 傳感器監測，而 UP/DOWN 溶液將使用蠕動泵分配。通過 I2C 協議進行操作，讀數顯示在 Arduino 串行監視器上。

警告：

• Atlas Scientific 不生產消費電子產品。本設備適用于電氣工程師。如果您不熟悉電氣工程或嵌入式系統編程，這些產品可能不適合您。
• 該設備是使用 Windows 計算機開發和測試的。沒有在 Mac 上測試過，Atlas Scientific 不知道這些說明是否兼容 Mac 系統。

第 1 步：預組裝要求

a)校準 pH 傳感器和泵。有關校準過程，請參閱以下內容：Ezo pH 數據表、Ezo 泵數據表。

b)將 pH 電路和泵協議設置為 I2C，其中為每個設備分配一個唯一的 I2C 地址。根據本項目的示例代碼，使用以下地址：pH 傳感器地址為 99，pH UP 溶液泵為 103，pH DOWN 溶液泵為 104。有關如何在模式之間切換和設置地址的信息，請參閱此鏈接。

必須在將傳感器實施到此項目之前完成校準和切換到 I2C。

第 2 步：組裝硬件

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如圖所示連接硬件。

蠕動泵有兩條電源線。連接到 Arduino 的 5V 引腳的線路用于連接到泵的電路，而外部 12V 電源用于電機。五針接頭用于將泵的數據電纜安裝到面包板上，然后跨接線與 Arduino 進行適當的連接。

兩個 4.7kΩ 電阻用作 SDA（串行數據）和 SCL（串行時鐘）線的上拉電阻。

第 3 步：將程序加載到 Arduino

該項目的代碼在 I2C 模式下使用了用于 EZO 電路的自定義庫和頭文件。您必須將它們添加到您的 Arduino IDE 才能使用代碼。以下步驟包括將此添加到 IDE 的過程。

a)從 GitHub下載Ezo_I2c_lib，一個 zip 文件夾到您的計算機上。

b)在您的計算機上，打開 Arduino IDE（如果您沒有IDE，您可以從這里下載 IDE）。

c)在 IDE 中，轉到Sketch -> Include Library -> Add.ZIP Library -> 選擇剛剛下載的 Ezo_I2c_lib 文件夾。現在包括適當的文件。

d)將pH_dosing_pump中的代碼復制到您的 Arduino 工作面板上。您還可以從上面下載的 Ezo_I2c_lib 文件夾中訪問此代碼。

e)編譯并上傳 pH_dosing_pump 代碼到您的Arduino UNO 。

f)讀數顯示在串行監視器上。要打開串行監視器，請轉到工具 -> 串行監視器或按鍵盤上的Ctrl+Shift+M 。將波特率設置為 9600 并選擇“回車”。應顯示 pH 讀數并且相應地觸發泵以分配 pH UP 和 pH DOWN 溶液。請記住，此示例代碼考慮了 8-8.5 之間的 pH 值，因此泵僅在超出此范圍時才會打開。

示范

演示的目的是展示樣品的 pH 值保持在 8-8.5 之間。在設置中，樣品位于中心的最大燒杯中。pH UP 溶液位于左側燒杯中，而 pH DOWN 位于右側燒杯中。由于樣品量小，UP 和 DOWN 溶液被稀釋，這樣樣品的 pH 值變化不會在添加時劇烈變化。在整個過程中，會反復添加 pH UP 和 DOWN 溶液，直到讀數穩定在所需范圍內的 pH = 8.33。