PH mètre DIY

[berann82]

Bubule,

 

ton schéma semble ok, ajoute un découplage au plus près de l'aop. La capa de la sonde fait autour de 20pF, elle permet d'atténuer le 50Hz que l'on retrouve partout.

 

Pour ton problème de ph14, tu peut encore diminuer le gain du 1er etage, divise par 3 au lieu de 2. Ta résolution avec le convertisseur sur 10 bits te donnera 14/1024=0.013ph ce qui est suffisant. Pour afficher sur le multimètre, il faudra amplifier par 3...

 

Pour l'alimentation de cet amplificateur PH, le 5V de la carte arduino risque d'être bruité à cause du processeur, (à vérifier) prévois un régulateur 5V supplémentaire pour cette partie analogique.

 

Bernard

[Hervé]

Pour info, la différence de potentiel entre les électrodes est nulle à pH = 7 et elle diminue d'une tension constante à chaque unité de pH.

Cette tensions constante (a dans la formule donnée par nonpo) est malheureusement négative et dépendante de la température, elle vaut

-56,18 mV/pH à 10°C

-58,16 mV/pH à 20°C

-59,16 mV/pH à 25°C

-60,15 mV/pH à 30°C

 

En supposant que la température est stabilisée à 25°C ça donne

pH 4 : 177,48 mV

pH 5 : 118,32 mV

pH 6 : 59,16 mV

pH 7 : 0 mV

pH 8 : -59,16 mV

pH 9 : -118,32 mV

pH 10 : -177,48 mV

pH 11 : -236,64 mV

 

Pour mesurer cette tension, un simple multimètre suffit.

Un montage électronique n'est nécessaire que si on souhaite afficher le pH.

J'avais réalisé un circuit pour le faire; il est compliqué par le fait qu'il affiche en alternance température, pH et redox : c'est le but du 4060 et du 4052 (cliquer sur l'image pour l'agrandir); j'ai d'ailleurs encore les circuits imprimés

 

 

Si on ne garde que la fonction pH ça devient beaucoup plus simple; l'ampli op ne sert que d'adaptateur d'impédance; c'est l'afficheur qui effectue la soustraction

 

[Bubule]

Bonjour

 

Je continue à étaler ici mes interrogations en espérant une réponse éclairante, sans passer en mp au risque de perdre un peu plus ceux qui ont encore eu la curiosité de nous suivre. Cela permettra à ceux qui souhaitent réaliser une interface similaire d'en comprendre la logique (si il y en a :mdr4: )

 

Bubule,

 

ton schéma semble ok, ajoute un découplage au plus près de l'aop. La capa de la sonde fait autour de 20pF, elle permet d'atténuer le 50Hz que l'on retrouve partout.

Ok pour la capa de 20nF. J’ai complété mon schéma

 

Pour les condensateurs de découplage.

Tu veux dire en // des entrées. C'est-à-dire entre les bornes 2 et 3, ou bien sur l’alim (entre les bornes 4 et ?

Quel type ? Car il me semble que tous les modèles de capa ne sont pas adaptées à cette application, quelle valeur ?

 

Egalement, je vois régulièrement (depuis ce we … :deboussole: ) sur les schémas constructeurs des Ampli op, des capas (2.2µF) entre les bornes 6 et 7 (en // de la résistance). Il n’y en a pas sur ton schéma. Dois-je en mettre une ?

 

 

Pour ton problème de ph14, tu peut encore diminuer le gain du 1er etage, divise par 3 au lieu de 2. Ta résolution avec le convertisseur sur 10 bits te donnera 14/1024=0.013ph ce qui est suffisant. Pour afficher sur le multimètre, il faudra amplifier par 3...

Non non, moi je n’ai plus de problème puisque je risque de mesurer sur une plage importante. C’était pour ceux qui veulent mesurer le pH de leur bac avec une précision plus importante. Là, la réduction du gain pour avoir une meilleure précision sur une plage plus faible était la solution.

 

Pour l'alimentation de cet amplificateur PH, le 5V de la carte arduino risque d'être bruité à cause du processeur, (à vérifier) prévois un régulateur 5V supplémentaire pour cette partie analogique.

 

Bernard

Oui, mais j’espérais réduire au maximum les composants. Et l’utilisation du 5V de l’Arduino semblait de fait, fort intéressante. J’essayerais ainsi. Si je vois des fluctuations sur la valeur d’entrée, j’aurais plusieurs actions possibles :

- Filtrer informatiquement la valeur dans le code (de toute façon, ce sera nécessaire)

- Filtrer l’arrivée du 5V de la carte (cela sera-t-il simple ???)

- Mettre un régulateur 5V comme tu le préconises. Mais dans ce cas, il faudra utiliser une autre tension que celle fournie par l’Arduino (non ?).

 

 

 

Hervé,

 

Comme expliqué par Régis plus haut, le branchement d’un multimètre en direct sur la sonde risque (va) d’endommager la sonde. (Impédance du multimètre trop faible). Sauf à utiliser un voltmètre haut de gamme qui, sauf exception, coûtera plus cher qu'un pH-mètre.

 

Ton montage délivre une tension positive pour des valeurs de pH inférieurs à 7, et négative pour des valeurs de pH supérieures à 7.

Il te manque donc un autre Aop pour effectuer un offset (et une inversion) du signal pour avoir une tension toujours positive compatible avec les entrées des contrôleurs. (L'arduino en tous cas)

 

 

Merci pour votre aide :chapeau:

Franck

[Hervé]

Hervé,

 

Comme expliqué par Régis plus haut, le branchement d’un multimètre en direct sur la sonde risque (va) d’endommager la sonde. (Impédance du multimètre trop faible). Sauf à utiliser un voltmètre haut de gamme qui, sauf exception, coûtera plus cher qu'un pH-mètre.

L'impédance du multimètre ne doit effectivement pas être trop faible pour limiter le courant dans la sonde, mais le mien a une impédance de 10 MOhms : pas de problème.

Ton montage délivre une tension positive pour des valeurs de pH inférieurs à 7, et négative pour des valeurs de pH supérieures à 7.

Il te manque donc un autre Aop pour effectuer un offset (et une inversion) du signal pour avoir une tension toujours positive compatible avec les entrées des contrôleurs. (L'arduino en tous cas)

Effectivement, et le diviseur de tension ne convient pas non plus.

J'avais oublié que je n'avais pas conçu ce circuit pour y connecter directement une sonde pH mais la sortie d'un pH-mètre Dupla qui délivre une tension de 0 à 5V pour un pH compris entre 6 et 8,5.

 

[berann82]

Hervé,

 

sympa ton montage, avec le 4052, ca me rappele une bidouille pour les premiers dec C+ :ironie:

 

 

bubulle,

 

Le condo d'entrée est de 20 pf, pas 20nf, je suppose que ton doigt a glissé

Je parlais du découplage de l'alimentation de l'aop, j'utilise 100nf ou 220nf ceramique soudé au plus pres des broches d'alimentation, et c'est tres efficace!. Les valeurs de l'ordre du µF je les places au niveau du regulateur, dans ce cas les tantales sont plus stables (mais plus tellement ecolos), mais les electrochimiques vont bien.

 

La capa entre les broche 6 et 7 realise un filtre passe haut, cela est une autre solution pour eliminer le 50Hz.

 

Si tu veux absolument utiliser le 5V arduino, un filtre simple est d'utiliser une resistance de 10 ohms en serie sur l'alim de ton ph metre et un une capa de 25 à 100µf en découplage apres la resistance et la masse. Ya aussi les inductances choc.

"- Mettre un régulateur 5V comme tu le préconises. Mais dans ce cas, il faudra utiliser une autre tension que celle fournie par l’Arduino (non ?)."

Tu ne pourra pas réguler a nouveau à partir du 5V pour avoir du 5V, mais si tu alimente avec un bloc externe en 8 ou 9V, cela ira alors tres bien.

 

Bernard

 

 

 

 

[Denisio]

Et pendant ce temps là, la marmotte...

[Hervé]

sympa ton montage, avec le 4052, ca me rappele une bidouille pour les premiers dec C+

J'ai oublié de dire que le 4030 sert à activer le point décimal adéquat.

 

[Bubule]

Bonjour

 

Voilà, les composants sont commandés

 

J'en ai pour environ 15€ de composants pour le traitement du signal (AompliOp, potars, résistances, condensateurs, fiche BNC).

+ 15€ de composants en reliquats, car certains composants ne peuvent être commandés à l'unité chez mon fournisseur (RS).

Plus environ 15€ également pour filtrer la tension provenant de l'Arduino (1 résistance + 1 condo).

J'essayerais de supprimer ces 2 derniers composants histoire de voir si cela influe sur le fonctionnement :clinoeil:

 

Avec beaucoup de chance, j'aurais tout cela pour ce WE.

 

Franck

[Bubule]

J'ai maintenant tous les composants (hormis la sonde en commande, qui devrait arriver en début de semaine).

 

Ayant lu les risques liés aux parasites sur l'interface, et les conseils donnés sur le Pdf de l'Aop LMC6042, figures 4 à 6. Je me demande, au regard du nombre et de la taille des composants, si je ne vais pas tout installer directement sur la prise BNC...

 

A suivre

[Bubule]

Voilà, le fer à souder est éteint.

 

J'ai donc tout soudé directement sur la prise BNC. Les 2 réglages sont répartis autour. il me restera à les fixer avec de la colle thermofusible (pistolet à colle chaude) une fois les tests réalisés.

J'ai pour habitude d'isoler les composants et soudure dans cette colle, mais là, au regard de ce que j'ai dis plus haut, je vais tout laisser en l'air afin de garantir une meilleur isolation.

 

En images : c'est très compact

Je n'ai plus qu'à attendre la sonde pour tester :

 

 

[ostrakow]

Whouahhhh !!!

 

Je suis impressionne par le cote compact et finalement simple du montage.

 

Peux-tu nous dire quel schema et AOP tu as finalement utilise ? Quelle plage de mesure as-tu choisi ?

 

Merci !

[Bubule]

Bonjour

 

Voici les schémas en cours, mais les premiers tests en atelier ne sont pas bons. L’interface ne fonctionne pas. :triste:

J’ai testé l’interface avec une batterie 6V, dont la tension est régulée par un petit régulateur 5V.

 

Rien ne sort.

Avec une résistance de 50 ohms sur la BNC, pour être sûr d’avoir 0V sur l’entrée (= pH7). Seul l’ajustement du potentiomètre d’offset (à gauche) procure une variation de tension en borne 1, de 0V à 0.012V. Avec une variation de tension de 0V à 1,6V en borne 2. Normalement, je devrais avoir 2,5V en borne 1.

Me faut trouver où j’ai pêché… :mecontent:

 

Je vais commencer par enlever des condensateurs pour voir. Visiblement ils n'avaient pas de polarité, mais bon on sait jamais.

 

EDIT :

Après avoir enlevé les condensateurs > pas d'évolution

Enlevé la liaison entre les 2 Aop via la résistance 10K : Pas l'ombre d'une amplification du premier étage.

 

J'ai l'impression que rien ne se passe malgré la présence du 5V aux bornes de l'Aop, et une sonde raccordée. Je commande un nouveau Aop pour faire des tests sur une platine d'essai, car je pense que le LMC6042 est HS.

[Hervé]

Il y a une erreur sur le 2è ampli

V0 = A x (V+ - V-)

l'entrée + est à la masse donc la sortie essaye d'aller en dessous de zéro.

Le curseur du pot de 10k ne devrait pas aller à l'entrée - via une 10k mais directement à l'entrée +.

[Bubule]

Il y a une erreur sur le 2è ampli

V0 = A x (V+ - V-)

l'entrée + est à la masse donc la sortie essaye d'aller en dessous de zéro.

Bonjour Hervé. Merci de t'intéresser à mon problème.

 

J’avais cru comprendre que le deuxième étage, hormis la création d’un offset (décalage de la tension de 2,5V dans mon cas), permettais d’inverser le signal de la sonde qui est inversement proportionnel au pH (Ph0 = tension positive / Ph10 = tension négative).

L’entrée du deuxième étage est donc raccordée au – afin d’en inverser le signal

Non ?

 

 

 

Le curseur du pot de 10k ne devrait pas aller à l'entrée - via une 10k mais directement à l'entrée +.

J’essayerais de la supprimer voir si il y a une différence.

 

Mais comme lors de mes derniers essais le premier étage ne semblait pas répondre non plus …

 

 

 

[Hervé]

Il y a une erreur sur le 2è ampli

V0 = A x (V+ - V-)

l'entrée + est à la masse donc la sortie essaye d'aller en dessous de zéro.

Bonjour Hervé. Merci de t'intéresser à mon problème.

 

J’avais cru comprendre que le deuxième étage, hormis la création d’un offset (décalage de la tension de 2,5V dans mon cas), permettais d’inverser le signal de la sonde qui est inversement proportionnel au pH (Ph0 = tension positive / Ph10 = tension négative).

L’entrée du deuxième étage est donc raccordée au – afin d’en inverser le signal

Non ?

C'est exactement ça, il devrait faire 2,5 - VpH mais il fait -2,5 - VpH qui est négatif, et comme la sortie ne peut pas descendre sous zéro, elle reste à zéro.

 

Le curseur du pot de 10k ne devrait pas aller à l'entrée - via une 10k mais directement à l'entrée +.

J’essayerais de la supprimer voir si il y a une différence.

 

Mais comme lors de mes derniers essais le premier étage ne semblait pas répondre non plus …

A pH = 7 l'entrée + devrait être à 0.

La sonde sort -59mV par unité de pH; ceci signifie qu'à pH>7 l'entrée + est négative.

A nouveau, ton circuit ne permet pas de sortir une valeur négative; il fautdrait une tension d'alim asymétrique !

 

[Bubule]

Bon sang mais c’est bien sûr ! Je n’alimente qu’en 0/+5V.

 

Comme çà je vois 2 possibilités.

Soit faire l’offset dès le premier étage. Pas si simple à première vue.

Soit créer un -5V par un timer NE555, ou par une pompe de charge type ICL6660. Pas simple non plus.

 

 

Là, les derniers qui avaient suivi ont définitivement lâché ...

[ostrakow]

Non, non ! Je suis encore un peu (un tout petit peu ... ) et avec interet meme.

 

Je ne ferai pas un cours sur les alims symetriques, mais je te suggere de faire une alim

a part pour ton montage et de ne pas utiliser le 5V de la carte.

 

Je l'avais utilise (le 5V de la carte) pour lire des temperatures avec des composants Dallas (un bus de donnees)

qui n'a vraiment bien fonctionne qu'alimente separement.

Lorsque j'avais fait des recherches a ce sujet sur des forums, j'avais trouve beaucoup de conseils dans ce sens.

 

 

 

 

[Hervé]

Je ne ferai pas un cours sur les alims symetriques, mais je te suggere de faire une alim a part

+1

C'est quand même le plus simple même si tu ne peux pas la câbler sur le connecteur BNC :ironie:

 

[Bubule]

Je ne ferai pas un cours sur les alims symetriques, mais je te suggere de faire une alim a part

+1

C'est quand même le plus simple même si tu ne peux pas la câbler sur le connecteur BNC :ironie:

Comment çà, pas sur le BNC. Vous ne me connaissez pas. Suis capable de tout moi !! :chaudron:

 

Plus sérieusement,

Oui cela fonctionnera, c'est (presque) sûr, mais je m'éloigne de l'objectif qui était de faire simple et grâce à l'alimentation 5V de l'Arduino.

 

Ce n'est pas pour ce que çà va coûter d'essayer une pompe de charge ILC7660 + 1 ou 2 condos (quoi que çà monte vite ces petites bêtes là). Ensuite, lorsque le signal en sortie sera significatif, je regarderais comment l'Arduino le perçoit.

J'aurais pu prendre directement un schéma du net, voir même commander des interfaces toutes faites. On en trouve même sur Ebay. Mais cela aurait été moins amusant, et peut-être arriverais-je à faire mieux (doux rèveur que je suis) :sifflote:

[Hervé]

J'aurais pu prendre directement un schéma du net, voir même commander des interfaces toutes faites. On en trouve même sur Ebay. Mais cela aurait été moins amusant

C'est aussi ma philosophie : l'intéreêt c'est la conception, la réalisation, la mise au point; ensuite ... bof.

Pour l'instant je suis occupé à ça (rien à voir avec l'aquariophilie)

 

[ostrakow]

voir même commander des interfaces toutes faites. On en trouve même sur Ebay

De quoi parles-tu ? Des interfaces PH toutes faites ? SI c'est le cas, je suis preneur d'un lien.

(J'avoue, je suis moins courageux que vous ... :timide: )

 

 

 

[Bubule]

:surpris: :surpris:

 

Fichtre !! J'ai ma petite idée :mdr3: , mais qu'est-ce donc ? Une usine à frittes ???

 

Ces Belges. :mdr4:

 

 

[Dlteck2000]

Ça ressemble a un redresseur de force gravitationnel par convection électrolytique ?

[Hervé]

Ça ressemble a un redresseur de force gravitationnel par convection électrolytique ?

T'as perdu :

Je suis très content de moi :cool:

Le défaut c'est que pour mesurer le pH, c'est pas terrible :pardon:

Par contre pour la musique, je sens que ça va être le pied :harpe:

[Bubule]

Si tu joues aux devinettes. Un UP DIY Hi-End çà te tente pas ?