SAMOGRADNJA : Adapter za priključitev PH sonde  na akvarijski kontroler

Princip elektronske meritve PH

Ph sonde pretvarjajo PH vrednost v električno napetost, kar prikazuje sledeča tabela.

PH	Napetost
5	120 mV
6	60 mV
7	0 mV
8	-60 mV
9	-120 mV
10	-180 mV

Ph sonda ima  še to pomembno lastnost, da ima zelo visoko notranjo upornost, kar je pomembno pri izbiri operacijskega ojačevalnika, ki mora imeti dovolj veliko vhodno upornost.

Osnovni princip delovanja

Sledeča skica prikazuje zelo enostavno izvedbo adapterja, ki pa se kar dobro obnese, saj pri meni že več kot 1 leto deluje brez težav.

Shema temelji na uporabi operacijskega ojačevalnika TL084, ki je  dostopen v vseh trgovinah z elektronskimi komponentami. V enem čipu so štirje operacijski ojačevalniki od katerih so v uporabi trije. Čip je potrebno napajati s pozitivno in negativno napetostjo. Jaz uporabljam + 7V in – 3V. Ph sonda je na shemi ponazorjena kot baterija. Napetost -60mV pomeni PH 8.

Druga lastnost sheme je popolna enostavnot, kar pomeni da ni uporabljen niti eden težko dostopen ali velik element.

1 stopnja

Prvi del sheme je takoimenovana elektometerska vezava operacijskega ojačevalnika, ki ima visoko vhodno upornost in poleg tega ojača vhodno  napetost.

A1 = 1 + R1a/R1b

Ojačanje te prve stopnje je torej odvisno od razmerja upornosti na obeh delih potenciomentra. V primeru uporabe programske kalibracije se lahko uporabi tudi fiksne upore. Za prvo stopnjo je pametno uporabiti ojačanje okoli 4.

2. stopnja

Drudi del sheme je invertirajoči ojačevalni sistem, ki invertira napetostni vhod in obenem še dodatno ojači

A2 = -  R2a/R2b

Ojačanje te druge stopnje je torej odvisno od razmerja upornosti na obeh delih potenciomentra. V primeru uporabe programske kalibracije se lahko uporabi tudi fiksne upore. Ojačanje druge stopnje nastavimo tako, da prilagodimo sondo našemu kontrolerju.

Skupno ojačanje A  = A1 X A2

V kolikor je je vhod AD pretvornika  od -2,5V do + 2,5V mi pa želimo meriti PH od 4 do 10 pomeni, da se mora -180mV ojačati na + 2,5V, kar pomeni, da mora biti skupno ojačanje

A = 2500/180

3. stopnja

Tretja stopnja je najenostavnejše izvedba filtra RC, ki filtrira motnje, ki so krajše od RC konstante. V mojem vezju sem uporabil R=10M in C=470nF, kar pomeni RC = 4,7 sekunde.

Dodatne možnosti

Isto vezje se lahko uporabi tudi za merjenje ORP, saj je problemetika povsem enaka.

V kolikor ima AD vhod samo za pozitvne vrednosti (primer od 0 do 5V), se o premik izvede tako, da se potenciometer v prvi stopnji ne veže na maso ampak preko upora na negativno napetost.