Arduino溶液检测传感器-Analog ORP Meter 模拟ORP计

概述

• 想DIY一个ORP计吗？还在为没有一款价格低廉、使用方便的ORP计而烦恼吗？我们推出了一款专为Arduino控制器设计的模拟ORP计，具有连线简单、方便实用等特点。按照示意图连线后，再通过程序控制，就可以非常方便的测量溶液的ORP。
• ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写，即氧化还原电位。ORP是氧化还原能力的测量指标，表征氧化性或还原性的相对程度，其单位是mV。氧化还原电位越高，氧化性越强；氧化还原电位越低，氧化性越弱。电位为正表示介质显示出一定的氧化性，电位为负则说明介质显示出一定的还原性。
• ORP是水质检测中一个重要的指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反映水族系统中的生态环境。
• 测量元件是ORP复合电极，由金或铂电极与参比电极组合成复合电极，用以测量溶液的氧化还原电位。

技术指标

• 模块电源：+5.00V
• 模块尺寸：40mmX27mm
• 测量范围：-2000mV—2000mV
• 适用温度：5-70℃
• 精度：±10mV(25℃)
• 响应时间：≤20sec
• BNC接口型ORP电极
• PH2.0接口(3脚贴片)
• 零点校准按钮
• 电源指示灯

ORP标准溶液温度系数特性

ORP计的使用

连接图

使用步骤

注意：

• 请使用高品质开关电源，电压尽量接近+5.00V，电压越准，精度越高！
• ORP电极使用时无需标定,直接使用即可。只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电极电位,以判断ORP电极或仪器的好坏。
• ORP电极每测一种溶液，都需要使用清水清洗，建议使用去离子水清洗。
• ORP电极连接到ORP meter电路板上时，严禁按下calibration按键，否则会损坏ORP电极！

(1)用模拟连接线，把ORP meter电路板右边的接口连接到Arduino主控器的模拟口1，对Arduino主控器供电后，可以看到ORP meter电路板的蓝色指示灯变亮。

(2)对Arduino主控器烧写样例代码(注意：此时样例程序中应该是#define OFFSET 0)。

(3)打开Arduino IDE的串口监视器，可以看到当前打印出的ORP值。按下ORP meter电路板上的calibration按键保持不放，应该能看到打印出的值是一个很小的值，然后根据这个打印值，修改样例程序中的偏移量。比如，串口打印出:“ORP: 8mV”，那么把样例程序中的“#define OFFSET 0”修改成“#define OFFSET 8”即可。修改偏移量的目的是为了消除运算放大器产生的零漂电压，提高测量精度。修改完样例程序后，重新编译下载即可，这样便完成了校准。

(4)把ORP电极连接到ORP meter电路板的BNC接口。完整的连线图请对照连接示意图。经过校准后，ORP电极就能测量溶液的ORP值了，通过串口监视器，能很方便的查看当前溶液的ORP值。

样例代码

下载样例代码后，打开Arduino IDE的串口监视器，即可看到结果。

/*
# This sample codes is for testing the ORP meter V1.0.
 # Editor : YouYou
 # Date   : 2013.11.26
 # Product: ORP meter V1.0
 # SKU    : SEN0165
*/
#define VOLTAGE 5.00    //system voltage
#define OFFSET 0        //zero drift voltage
#define LED 13         //operating instructions

double orpValue;

#define ArrayLenth  40    //times of collection
#define orpPin 1          //orp meter output,connect to Arduino controller ADC pin

int orpArray[ArrayLenth];
int orpArrayIndex=0;

double avergearray(int* arr, int number){
  int i;
  int max,min;
  double avg;
  long amount=0;
  if(number<=0){
    printf("Error number for the array to avraging!/n");
    return 0;
  }
  if(number<5){   //less than 5, calculated directly statistics
    for(i=0;i<number;i++){
      amount+=arr[i];
    }
    avg = amount/number;
    return avg;
  }else{
    if(arr[0]<arr[1]){
      min = arr[0];max=arr[1];
    }
    else{
      min=arr[1];max=arr[0];
    }
    for(i=2;i<number;i++){
      if(arr[i]<min){
        amount+=min;        //arr<min
        min=arr[i];
      }else {
        if(arr[i]>max){
          amount+=max;    //arr>max
          max=arr[i];
        }else{
          amount+=arr[i]; //min<=arr<=max
        }
      }//if
    }//for
    avg = (double)amount/(number-2);
  }//if
  return avg;
}


void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED,OUTPUT);
}

void loop(void) {
  static unsigned long orpTimer=millis();   //analog sampling interval
  static unsigned long printTime=millis();
  if(millis() >= orpTimer)
  {
    orpTimer=millis()+20;
    orpArray[orpArrayIndex++]=analogRead(orpPin);    //read an analog value every 20ms
    if (orpArrayIndex==ArrayLenth) {
      orpArrayIndex=0;
    }   
    orpValue=((30*(double)VOLTAGE*1000)-(75*avergearray(orpArray, ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024))/75-OFFSET;   //convert the analog value to orp according the circuit
  }
  if(millis() >= printTime)   //Every 800 milliseconds, print a numerical, convert the state of the LED indicator
  {
    printTime=millis()+800;
    Serial.print("ORP: ");
    Serial.print((int)orpValue);
        Serial.println("mV");
        digitalWrite(LED,1-digitalRead(LED));
  }
}

维护及注意事项

• 测量前和测量后，都应用去离子水清洗电极，以保证测量精度，在粘稠试样中测定时，电极需用热去离子水反复冲洗几次，以除去黏在铂金片上的试样，或先用适宜的溶剂清洗，再用去离子水洗去溶剂。
• 电极经长期使用后会发生钝化，其现象是敏感梯度降低，响应变慢，读数不准，此时可将电极下端铂金片用0.1M稀盐酸浸泡24小时。
• 电极污染或者液接面堵塞，也会使电极钝化，此时，应根据污染物的性质选择适当溶液清洗，如下（仅供参考）：
  
• 电极使用周期为一年左右，老化后应及时更换新的电极。

相关文档

资料包（原理图、布局图、样例代码、ORP复合电极使用说明书）