Перейти к содержимому

Open

Фотография
* * * * * 1 Голосов

DIY pH-метр лабораторного уровня


  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 150

#81 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 19 Февраль 2025 - 05:50

Немного про электроды.

 

Обнаружился у меня на чердаке вот такой ph-электрод Аквамедик. Ему больше 15 лет точно, куплен был примерно в 2010 году с рук. Раствор, в котором он хранился, высох много лет назад, более того, и тот раствор, которым он залит внутри тоже высох и закристаллизовался.  То есть по всем канонам давным-давно сдохнуть должен был. 

A06_5257.JPG

 

Стало интересно, решил глянуть в каком он состоянии. Отмыл снаружи, отмыл внутри сначала просто водой, пока там все не откисло, потом залил внутрь крепкий раствор KCl , несколько дней продержал в растворе KCl. Думал что вообще ничего не покажет, а он мало того что работает, да еще и наклон кривой (то есть чувствительность) как у новенького. Только нулевая точка сдвинулась вправо на одно деление pH. Как сие объяснить я не очень себе представляю. Я не химик (звучит смешно, да, но это так), с тонкостями ph-метрии знаком на любительском уровне. Но обычно пишут, что электроды деградируют чуть ли не за год. Причем видел даже научную статью где исследовали деградацию пачки электродов с целью определить с какой скоростью меняются их параметры со временем, чтобы посмотреть можно ли автоматом компенсировать уплывание параметров (вывод был - нельзя, так как у разных электродов параметры менялись как попало и с разной скоростью). 

ph.jpg

 

Итак, у 15-летнего высохшего электрода чувствительность (наклон кривой) оказалась ровно такой же, как у новенького. Сдвиг кривой вправо вообще не проблема (для морской воды даже лучше). Надо бы еще проверить насколько он держит параметры, не получится ли так, что сегодня он покажет одну цифру, а завтра в том же растворе другую (скорее всего так и будет). Ну и огромный минус - он стал сильно тормозным, приходится долго ждать, пока показания устаканятся.

 

Понятное дело, что электрод все равно на выброс, просто сам факт мне показался интересным - хранился сухим на улице и в мороз и в жару, а чувствительность какая была, такая и осталась.


  • vahegan и DNK это нравится
Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#82 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 19 Февраль 2025 - 08:44

Продолжаем про электроды.

 

Как оказалось, электроды сильно различаются скоростью измерения pH, что напрямую влияет на точность. Порылся в интернете, но ничего вменяемого по этой теме не нашел, кроме стандартных кочующих с сайта на сайт фраз о том, что показания с электрода устанавливаются секунд 30. Посмотрел два своих электрода, оба с Али, один дешевый безымянный китай за 800р, другой тоже китай, но фирменный (SanSin) и сильно дороже.

 

Прополаскиваем в воде и кладем в буфер с pH чуть больше 9. Динамика видна на графиках:

У фирменного китая показания устанавливаются секунд за 30 с точностью 0.01-0.02, а потом еще пару минут добирает несколько тысячных.

У дешевого китая все сильно хуже - показания плавно растут и растут... минут за 10-15 может и дойдут до потолка. Мониторить pH в аквариуме в непрерывном режиме пойдет, а что-то измерять очень неудобно.

speed.jpg

 

От чего зависит скорость работы электрода? Если я правильно понял, скорость определяется качеством установленного в торец электрода солевого мостика. 

Вот такой керамический мостик стоит в фирменном китае. Плюс в нем же еще и что-то похожее на синтетическую тряпочку проложено, тоже видать как мостик работает.

A06_5259.jpg A06_5260.jpg

 

В тормознутом дешевом электроде тряпки нет, но в него воткнут какой-то полупрозрачный цилиндрик, скорее похож на пластик, чем на керамику. Сомневаюсь даже, не фикция ли это? Должен же быть пористый материал, а тут не похоже... хотя кто знает, может это пористый пластик. В любом случае, раз электрод тормознутый, значит материал там фиговый. Придумать бы, как эту фигульку оттуда вытащить и вставить вместо нее пористую керамику или что-то типа того, но ничего в голову не приходит. 

A06_5262.jpg


  • vahegan и DNK это нравится
Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#83 jusupoff

jusupoff

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 272

Отправлено 19 Февраль 2025 - 19:05

Электроды бывают низкообные и высокоомные (внутреннее сопротивление 10-100МОм и 100-1000 соответственно). Первые грубее, шарик большой, стекло толще. Потенциал устанавливается долго. Вторые быстрее.
Но тут дело, вероятно, не в этом - или стекло такого качества, или, действительно, нерабочий солевой мостик.
  • vahegan и DNK это нравится

#84 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 20 Февраль 2025 - 04:08

Электроды бывают низкообные и высокоомные (внутреннее сопротивление 10-100МОм и 100-1000 соответственно). Первые грубее, шарик большой, стекло толще. Потенциал устанавливается долго. Вторые быстрее.
Но тут дело, вероятно, не в этом - или стекло такого качества, или, действительно, нерабочий солевой мостик.

Я уверен, что проблема только в мостике. Самое смешное, что когда я покупал этот электрод, специально искал перезаполняемый (не гелевый), исходя из того, что электрод с жидким электролитом (с большей скоростью его вытекания) должен быть более быстрым. Купил на Али перезаполняемый. А пришел вот такой, с дырочкой для заливки электролита и затычкой, но залит гелем! Бред какой-то, только китайцы так умеют. Вылить из него гель и залить чистый KCl думаю, толку не будет, солевой мостик уже пропитан гелем и вряд-ли через него что-то протечет. Только если выколупать его оттуда и вставить фитиль из стеклоткани или чего-то такого. Асбеста нет под рукой.

Интерес чисто теоретический, нормальный электрод у меня есть, просто интересно получится или нет превратить дешевый и тормознутый электрод в быстрый. 

 

Кстати, а влияет ли на калибровку электрода концентрация внутреннего раствора  KCl и его точный pH? Насколько точно надо концентрацию выдерживать? После каждого добавления раствора требуется перекалибровка?

A06_5261.JPG


Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#85 Alchemist

Alchemist

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 7 136
  • Меня зовут:Алексей
  • Откуда:Домодедово

Отправлено 20 Февраль 2025 - 09:32

Насчёт влияния pH внутреннего электролита не знаю. А концентрация влияет и на показания, и на скорость установления равновесия. На положение равновесия влияет через реакцию диссоциации хлорида серебра. Добавляем хлорид-ион, равновесие смещается в сторону недиссоциированного AgCl. Соответственно, меняется потенциал электрода сравнения. На скорость установления влияет через вязкость, которая у электролитов напрямую влияет на проводимость и в любом случае на скорость диффузии. Зависимость положения равновесия от концентрации по идее должна быть логарифмической. А вот зависимость скорости может быть ближе к линейной, если только речь не идёт о гелях. Там, я так подозреваю, всё куда сложнее. Процессами переноса в гелях как-то не интересовался.


  • vahegan и Карен это нравится

#86 jusupoff

jusupoff

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 272

Отправлено 20 Февраль 2025 - 11:16

Из древних знаний: концентрация хлорида калия в электроде сравнения в лабораторных перезапрявляемых электродах нашего производства нормируется и может быть молярностью от 2М до 4,5М. Универсальным считается 3,5М (моль/литр). Надо вспомнить и персчитать моли в "сколько вешать в граммах".

#87 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 20 Февраль 2025 - 11:59

Из древних знаний: концентрация хлорида калия в электроде сравнения в лабораторных перезапрявляемых электродах нашего производства нормируется и может быть молярностью от 2М до 4,5М. Универсальным считается 3,5М (моль/литр). Надо вспомнить и персчитать моли в "сколько вешать в граммах".

Да что тут вспоминать, 1M раствор KCl  это 74.55 грамм на литр. Надо будет при случае проверить насколько оно сказывается.


Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#88 jusupoff

jusupoff

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 272

Отправлено 20 Февраль 2025 - 18:30

"Асбеста нет под рукой." -
Когда-то давно при экспериментах с электродами, в том числе для самодельных электродов сравнения, использовал асбестовый шнур. Если его с натягом, плотно протянуть через небольшое отверстие (чтоб очень плотно) , капиллярный эффект хороший и истечение электролита прям идеальное (немного, но стабильно).
  • Карен это нравится

#89 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 22 Май 2025 - 23:34

Карен подскажите, а то я полный 0 в этом начал хотя-бы разбираться в схеме(хочу повторить) есть выход на термометр как понимаю, также автодолив (если правильно понял). Он для того чтобы поднимать рн?

#90 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 22 Май 2025 - 23:36

Тапками не бросать! В электронику вступил только с декабря как прочитал статью

#91 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 23 Май 2025 - 01:26

Карен подскажите, а то я полный 0 в этом начал хотя-бы разбираться в схеме(хочу повторить) есть выход на термометр как понимаю, также автодолив (если правильно понял). Он для того чтобы поднимать рн?

Микропроцессорная часть схемы, там где вы видите выход на автодолив и термометр и что-то там еще - она у меня универсальная, сделана по типу ардуинки. У процессора ведь много ног, остаются незадействованные, поэтому с самого начала решено было вывести оставшиеся незадействованными ноги на разъемы на плате, чтобы получить более-менее универсальное по железу устройство и чтобы не заказывать на всякие мало отличающиеся друг от друга устройства свои отдельные платы. Я заказывал плату у китайцев, они минимум 5 штук делают. Одну плату пустил на pH-метр, на остальных распаял только микропроцессорную часть - к ним можно подключать термодатчики и автодолив и что угодно еще, только прошивку написать под новую конфигурацию. Типа ардунки получается - есть базовая плата с микропроцессором и часами и к ней, при желании, можно подключить разные устройства - но к ним нужно писать прошивку. С написанием прошивки проблем нет (по крайней мере у меня). 

На текущий момент у меня на одной плате pH метр рабочий собран, на другой такой же плате термоконтроллер, мониторящий температуру у меня на садовом участке, вот так его интерфейс выглядит (понятное дело, что это уже другая прошивка и другая программа)

Screenshot_1.jpg


Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#92 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 23 Май 2025 - 01:47

(хочу повторить)

Если нет опыта и хотите повторить - самое сложное будет припаять AD7793, она самая мелкая из всех использованных чипов. Сложно, но вполне возможно, только потренироваться надо будет на чем-то похожем по размеру. Чтоб не попортить. Я все такое паяю без проблем, паяльником (не феном), но глазами (с возрастом) уже не вижу, в бинокуляр смотрю. Какую-нибудь лупу на штативе можно приспособить.

 

И вторая возможная сложность - надо будет настроить блютуску (модуль JDY-31 на схеме) на быструю скорость, при покупке на али они настроены на битрейт то ли 9600, то ли как попало, а нам надо 115200. Как и что расскажу, если вы доберетесь до этого момента. Не впаивайте ее сразу на плату. Хотя можно и на плате перенастроить. 

 

(Просто у меня проблема - я такие вещи выкидываю из головы сразу после того, как сделал, и чтобы рассказать что да как мне надо снова все вспоминать и вникать - когда доберетесь до этого этапа, тогда и будем разбираться, заранее неохота)

 

И еще - когда получите платы и детали, выложите сюда фотографии до того, как начнете паять. Посмотрю все ли в порядке, чтоб потом не перепаивать если что. 


  • Konstant1n это нравится
Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#93 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 23 Май 2025 - 06:02

С пайкой как раз проблем думаю будет меньше всего. Вчера вышло дорожки на меге восстановить, после неудачной попытки выпаять её паяльником.

#94 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 23 Май 2025 - 06:10

Платы заказал. Остальное в процессе. Пока считаю конденсаторы и резисторы. Столкнулся с разницей номиналов на плате и схеме возле бнк входа. Помоему Вы писали об этом

#95 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 23 Май 2025 - 06:15

Подскажите размеры с1 и с3 если помните

#96 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 23 Май 2025 - 06:50

Подскажите размеры с1 и с3 если помните

С1 расстояние между выводами 3.5 мм, С3 - 2.5 мм. Любые электролитические конденсаторы в виде цилиндриков.  

Не относитесь серьезно к номиналам, в микропроцессорной части они взяты с потолка и по барабану в общем случае. С1 на входе питания стоит, там где 12 вольт, поставьте с небольшим запасом по напряжению (скажем на 25 вольт). Остальные стоят по цепям +5 и +3.3 вольт, там любые пойдут. Мелкие керамические конденсаторы по цепям питания процессорной части - от 0.1 до 1 мкф, пофиг. На часовой микросхеме (С7) желательно 1 мкф.

 

В части схемы по PH метрии номиналы резисторов и конденсаторов взяты с их документации, но тоже по большому счету по барабану. Танталовые конденсаторы (желтые квадратики на фото платы) я вообще выпаял с какой-то старой платы (мне их цена в чип и дипе не понравилась), они по размерам меньше нужных оказались и номиналы не те, что в схеме указаны, и ничего, каплями припоя как-то запаял, нормально. Там тоже главное, чтоб по напряжению не ниже были, они бабахают, если напряжение превысить.


  • DNK это нравится
Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...

#97 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 23 Май 2025 - 06:55

Спасибо.

#98 DNK

DNK

    Продвинутый пользователь

  • Brandname
  • PipPipPip
  • Cообщений: 20 077
  • Меня зовут:Дмитрий

Отправлено 23 Май 2025 - 08:07

Танталовые конденсаторы (желтые квадратики на фото платы) я вообще выпаял с какой-то старой платы (мне их цена в чип и дипе не понравилась), они по размерам меньше нужных оказались и номиналы не те, что в схеме указаны, и ничего, каплями припоя как-то запаял, нормально. Там тоже главное, чтоб по напряжению не ниже были, они бабахают, если напряжение превысить.

Танталы лучше брать с двойным запасом по напряжению. Особенно, если в том месте, где они стоят, температура будет выше, чем комнатная.

 

У кого есть выбор - лучше ставить керамические конденсаторы. Они уже дешевле танталовых конденсаторов аналогичной ёмкости, а срок службы и все электрические параметры - лучше.


  • vahegan и Карен это нравится

#99 White80

White80

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 1 167

Отправлено 23 Май 2025 - 10:50

Подскажите это что на плате? Невижу на схеме

Прикрепленные изображения

  • Screenshot_20250523_104745.jpg


#100 Карен

Карен

    Продвинутый пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • Cообщений: 4 014
  • Откуда:Камчатка

Отправлено 23 Май 2025 - 12:18

Это диод Шоттки BAT54ALT1. Когда вырубается питание и часы контроллера DS3231 оказываются запитаны от ионистора С6. Через этот диод ионистор заряжается когда есть питание, и диод не дает ему разряжаться на питание схемы, когда питания нет. Почему именно двойной диод использован - не почему, просто так получилось. Можно любой шоттки диод поставить, который подойдет по цоколевке. Чем ниже на нем падение напряжения, тем лучше.


Самодельные тесты: NO3, NO2, PO4, Si, KH, Ca, Mg.
от крипта...




Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных