- مطلوبہ اجزاء
- پییچ ویلیو کیا ہے؟
- کشش ثقل اینالاگ پییچ سینسر کیسے کام کرتا ہے؟
- اردوینو پییچ میٹر سرکٹ ڈایاگرام
- پییچ میٹر کے لئے پروگرامنگ اردوینو
- پییچ الیکٹروڈ کی انشانکن
- ٹیسٹنگ ارڈینوو پییچ ٹیسٹر
پییچ اسکیل مائع کی تیزابیت اور بنیادییت کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس میں 1 - 14 تک کی ریڈنگ ہوسکتی ہے جہاں 1 انتہائی تیزابی مائع اور 14 سب سے بنیادی مائع ظاہر کرتا ہے۔ 7 پییچ غیر جانبدار مادوں کے لئے ہے جو نہ تو تیزابیت رکھتے ہیں اور نہ ہی بنیادی۔ اب ، پییچ ہماری زندگی میں ایک بہت اہم کردار ادا کرتا ہے اور یہ مختلف اطلاق میں استعمال ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، یہ پانی کے معیار کو جانچنے کے لئے ایک سوئمنگ پول میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اسی طرح ، پییچ پیمائش مختلف قسم کی ایپلی کیشنز جیسے زراعت ، گندے پانی کی صفائی ، صنعتوں ، ماحولیاتی نگرانی وغیرہ میں استعمال ہوتی ہے۔
اس پروجیکٹ میں ، ہم ایک آرڈینوو پییچ میٹر بنانے جا رہے ہیں اور کشش ثقل پی ایچ سینسر اور اردوینو کا استعمال کرتے ہوئے مائع حل کے پییچ کی پیمائش کرنے کا طریقہ سیکھیں گے۔ اسکرین پر پییچ کی قیمت کو ظاہر کرنے کے لئے 16x2 LCD استعمال کیا جاتا ہے۔ ہم یہ بھی سیکھیں گے کہ سینسر کی درستگی کا تعین کرنے کے لئے پییچ سینسر کیلیبریٹ کرنا ہے ۔ تو آئیے شروع کریں!
مطلوبہ اجزاء
- ارڈینو اونو
- 16 * 2 الفاانومریٹک LCD
- LCD کے لئے I2C ماڈیول
- کشش ثقل ینالاگ پییچ سینسر
- مربوط تاروں
- بریڈ بورڈ
پییچ ویلیو کیا ہے؟
کسی مادہ کی تیزابیت کی پیمائش کے لئے ہم جس اکائی کا استعمال کرتے ہیں اسے پییچ کہتے ہیں ۔ اصطلاح "H" ہائیڈروجن آئن حراستی کے منفی لاگ کے طور پر بیان کی گئی ہے ۔ پییچ کی حد میں 0 سے 14 تک کی اقدار ہوسکتی ہیں۔ 7 کی پییچ قیمت غیرجانبدار ہوتی ہے ، کیونکہ خالص پانی کی پی ایچ ایچ کی قیمت 7 ہوتی ہے۔ 7 سے کم اقدار تیزابیت والی ہوتی ہیں اور 7 سے زیادہ قدریں بنیادی یا الکلین ہوتی ہیں۔
کشش ثقل اینالاگ پییچ سینسر کیسے کام کرتا ہے؟
ینالاگ پییچ سینسر کسی حل کی پییچ قیمت کی پیمائش کرنے اور مادے کی تیزابیت یا الکلا پن کو ظاہر کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ عام طور پر مختلف ایپلی کیشنز جیسے زراعت ، گندے پانی کی صفائی ، صنعتوں ، ماحولیاتی نگرانی ، وغیرہ میں استعمال کیا جاتا ہے۔ ماڈیول میں ایک بورڈ وولٹیج ریگولیٹر چپ موجود ہے جو 3.3-5.5V ڈی سی کی وسیع وولٹیج کی فراہمی کی حمایت کرتا ہے ، جو 5V کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے اور کسی بھی کنٹرول بورڈ کا 3.3V جیسے ارڈینو۔ آؤٹ پٹ سگنل ہارڈ ویئر لو جِٹر کے ذریعے فلٹر کیا جا رہا ہے۔
تکنیکی خصوصیات کو:
سگنل کی تبدیلی کے ماڈیول:
- سپلائی وولٹیج: 3.3 ~ 5.5V
- بی این سی تحقیقات رابط
- اعلی درستگی: ±0.1@25°C
- کھوج کی حد: 0 ~ 14
پییچ الیکٹروڈ:
- آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد: 5 ~ 60 ° C
- زیرو (غیر جانبدار) پوائنٹ: 7 ± 0.5
- آسان انشانکن
- اندرونی مزاحمت: <250MΩ
پییچ سگنل تبادلوں بورڈ:
پن کی تفصیل:
V +: 5V DC ان پٹ
جی: گراؤنڈ پن
پو: پییچ مطابق پیداوار
کرو: 3.3V ڈی سی آؤٹ پٹ
کرنے کے لئے: درجہ حرارت کی پیداوار
پییچ الیکٹروڈ کی تعمیر:
ایک پی ایچ سینسر کی تعمیر اوپر دکھایا گیا ہے۔ پییچ سینسر عام طور پر ایک گلاس مواد کہا جاتا ہے "گلاس جھلی" ایک ٹپ ہونے کی بنائی گئی ایک چھڑی کی طرح لگتا ہے. یہ جھلی مشہور پی ایچ (عام طور پر پییچ = 7) کے بفر حل سے بھری ہوئی ہے۔ یہ الیکٹروڈ ڈیزائن شیشے کی جھلی کے اندرونی حصے میں H + آئنوں کے مستقل پابند ہونے کے ساتھ ایک ماحول کو یقینی بناتا ہے۔ جب جانچ کیئے جانے والے حل میں جانچ پڑتال کی جائے تو ، ٹیسٹ حل میں ہائیڈروجن آئنز شیشے کی جھلی پر دوسرے مثبت چارج شدہ آئنوں کے ساتھ تبادلہ کرنا شروع کردیتے ہیں ، جو جھلی کے اس پار ایک الیکٹرو کیمیکل صلاحیت پیدا کرتا ہے جو الیکٹرانک ایمپلیفائر ماڈیول کو کھلایا جاتا ہے جو ممکنہ پیمائش کرتا ہے۔ دونوں الیکٹروڈ کے درمیان اور اسے پییچ یونٹوں میں بدل دیتا ہے. ان صلاحیتوں کے درمیان فرق نرنسٹ مساوات کی بنیاد پر پییچ قیمت کا تعین کرتا ہے۔
نرنسٹ مساوات:
نرنسٹ مساوات الیکٹرو کیمیکل سیل کے خلیوں کی صلاحیت ، درجہ حرارت ، رد عمل کی قابلیت اور معیاری سیل کی صلاحیت کے مابین ایک رشتہ دیتا ہے۔ غیر معیاری شرائط میں ، نرنسٹ مساوات کا استعمال الیکٹرو کیمیکل سیل میں سیل پوٹینشلز کا حساب لگانے کے لئے کیا جاتا ہے۔ نرنسٹ مساوات کو مکمل الیکٹرو کیمیکل سیل (EMF) کا حساب کتاب کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس مساوات کو کسی حل کی پییچ قیمت کا حساب کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ شیشے کے الیکٹروڈ کا جواب نرنسٹ مساوات کے ذریعہ دیا جاتا ہے۔
E = E0 - 2.3 (RT / nF) ln Q جہاں Q = رد عمل کی گنجائش E = mV آؤٹ پٹ الیکٹروڈ سے E0 = الیکٹروڈ کے لئے زیرو آفسیٹ R = مثالی گیس مستقل = 8.314 J / mol-K T = ratureK F = میں درجہ حرارت فراڈے مستقل = 95،484.56 C / mol N = Ionic چارج
اردوینو پییچ میٹر سرکٹ ڈایاگرام
اس ارڈینو پی ایچ میٹر پروجیکٹ کے لئے سرکٹ ڈایاگرام ذیل میں دیا گیا ہے۔
ارڈینو کے ساتھ پییچ سگنل تبادلوں بورڈ کا رابطہ:
ارڈینو اور پی ایچ سگنل تبادلوں بورڈ کے مابین ربط ذیل ٹیبل میں دکھایا گیا ہے۔
|
اردوینو |
پی ایچ سینسر بورڈ |
|
5V |
وی + |
|
GND |
جی |
|
A0 |
پو |
پییچ میٹر کے لئے پروگرامنگ اردوینو
ہارڈویئر کنکشن کے کامیاب رابطوں کے بعد ، اب وقت آگیا ہے کہ آرڈینو کو پروگرامنگ کریں۔ آرڈینو کے ساتھ اس پییچ میٹر کے لئے مکمل کوڈ اس ٹیوٹوریل کے نچلے حصے میں دیا گیا ہے۔ پروجیکٹ کی مرحلہ وار وضاحت ذیل میں دی گئی ہے۔
پروگرام میں سب سے پہلے کام میں تمام مطلوبہ کتب خانوں کو شامل کرنا ہے۔ یہاں میرے معاملے میں ، میں نے LCDidryry_I2C.h " A LCD ڈسپلے کے I2C انٹرفیس کے استعمال کے ل library لائبریری اور Ardino پر I2C فعالیت کو استعمال کرنے کے لئے " Wire.h "شامل کیا ہے۔
# شامل کریں
اگلا ، انشانکن قیمت کی وضاحت کی گئی ہے ، جس میں حل کی درست پییچ ویلیو حاصل کرنے کے لئے ضرورت کے مطابق ترمیم کی جاسکتی ہے۔ (مضمون میں بعد میں اس کی وضاحت کی گئی ہے)
فلوٹ انشانکن_قومی = 21.34؛
سیٹ اپ () کے اندر ، LCD پر استقبالیہ پیغام کی نمائش کے لئے LCD کمانڈز لکھے گئے ہیں۔
lcd.init ()؛ lcd.begin (16 ، 2)؛ lcd.backlight ()؛ lcd.setCursor (0 ، 0)؛ lcd.print ("میں خوش آمدید")؛ lcd.setCursor (0 ، 1)؛ lcd.print ("سرکٹ ڈائجسٹ")؛ تاخیر (2000)؛ lcd.clear ()؛
لوپ () کے اندر ، 10 نمونہ کے مطابق اقدار پڑھیں اور انہیں ایک صف میں محفوظ کریں۔ آؤٹ پٹ ویلیو کو ہموار کرنے کے ل This اس کی ضرورت ہے۔
(INT i = 0؛ i <10؛ i ++) {بفر_ئر = ینالاگ پڑھیں (A0)؛ تاخیر (30)؛ }
اس کے بعد ، حاصل کردہ ینالاگ قدروں کو چڑھتے ترتیب میں ترتیب دیں۔ اس کی ضرورت ہے کیونکہ ہمیں بعد کے مرحلے میں نمونے کی اوسط اوسط کا حساب لگانے کی ضرورت ہے۔
(int i = 0؛ i <9؛ i ++) {کے لئے (INT j = i + 1؛ j <10؛ j ++) {اگر (بفر_ئر> بفر_ہر) {عارضی = بفر_سر؛ بفر_سر = بفر_حر؛ بفر_سر = عارضی؛ }}}
آخر میں ، 6 سینٹر کے نمونہ ینالاگ قدروں کی اوسط کا حساب لگائیں۔ پھر اس اوسط قدر کو اصل پییچ ویلیو میں تبدیل کیا جاتا ہے اور LCD ڈسپلے پر چھاپا جاتا ہے۔
(INT i = 2؛ i <8؛ i ++) اوسط + = بفر_ہر؛ فلوٹ وولٹ = (فلوٹ) اوسط * 5.0 / 1024/6؛ فلوٹ پی ایچ اےکٹ = -5.70 * وولٹ + انشانکن_ قیمت؛ lcd.setCursor (0 ، 0)؛ lcd.print ("pH ویل:")؛ lcd.setCursor (8 ، 0)؛ lcd.print (ph_act)؛ تاخیر (1000)؛ }
پییچ الیکٹروڈ کی انشانکن
اس منصوبے میں پییچ الیکٹروڈ کا انشانکن بہت ضروری ہے۔ اس کے ل we ، ہمیں ایک حل نکالنے کی ضرورت ہے جس کی اہمیت ہمیں معلوم ہے۔ اس کو سینسر کے انشانکن کے لئے حوالہ حل سمجھا جاسکتا ہے۔
فرض کریں ، ہمارے پاس ایک حل ہے جس کی پییچ کی قیمت 7 (آست پانی) ہے۔ اب جب الیکٹروڈ حوالہ حل میں ڈوبا جاتا ہے اور LCD پر ظاہر پییچ کی قیمت 6.5 ہوتی ہے۔ پھر اس کیلیبریٹ کرنے کے لئے ، کوڈ میں انشانکن متغیر " کیلیبریشن_ویلیو" میں صرف 7-6.5 = 0.5 شامل کریں ۔ یعنی 21.34 + 0.5 = 21.84 ویلیو بنائیں ۔ یہ تبدیلیاں کرنے کے بعد ، دوبارہ کوڈ کو ارڈینو میں اپ لوڈ کریں اور ریفرنس کے حل میں الیکٹروڈ ڈوب کر پییچ کو دوبارہ چیک کریں۔ اب LCD کو صحیح پییچ ویلیو دکھانی چاہئے یعنی 7 (چھوٹی مختلف حالتیں قابل ذکر ہیں) ۔ اسی طرح ، سینسر کیلیبریٹ کرنے کے لئے اس متغیر کو ایڈجسٹ کریں. پھر صحیح پیداوار حاصل کرنے کے لئے دوسرے تمام حل تلاش کریں۔
ٹیسٹنگ ارڈینوو پییچ ٹیسٹر
ہم نے اس ارڈینو پی ایچ میٹر کو خالص پانی اور لیموں کے پانی میں ڈبو کر آزمایا ہے ، آپ نیچے نتیجہ دیکھ سکتے ہیں۔
شفاف پانی:
لیموں پانی:
اس طرح ہم آرڈینوو کا استعمال کرتے ہوئے پییچ سینسر بنا سکتے ہیں اور اسے مختلف مائعات کی پییچ لیول چیک کرنے کے ل. استعمال کرسکتے ہیں۔
مکمل کوڈ اور مظاہرہ ویڈیو ذیل میں دیا گیا ہے۔