Hallo, ich suche einen günstigen, uC-geeigneten pH-Sensor und finde keinen. Ich bitte um Hinweise von Euch. Mit freundlichen Grüßen Frank Simon PSS: Hier noch eine Anleitung, wie es nicht geht: pH-Messgerät (beim großen C) kaufen, öffnen, nach einer geeigneten Spannung suchen, mit ADC einlesen, eichen, usw. Und nun (wen es interessiert), der Grund, woran es scheitert: da sitzt tatsächlich nur ein vielbeiniger Baustein drin, davor lediglich ein Spannungsfolger. Der Chip erfasst anscheinend die kleine Spannung von den Elektroden direkt. Er misst gleichzeitig (und unabhängig) die Temperatur über einen PTC. Auch die beiden Abgleichpunkte (Trimmer) werden anscheinend direkt ausgelesen. Er kompensiert die Temperatur anscheinend rechnerisch und steuert die Digitalanzeige direkt an, aus der Traum von einer schönen Spannung, die die pH-Informationen in Form einer eindeutigen Zuordnung enthält.
Was ist wenn du die Information zwischen "vielbeiner" und display abgreifst ? Dann hast du sie sogar digital. Wenn da ein LCD Display drin ist müsstest du doch an die einzelnen "Zahlenelemente" drankommen und rekonstruieren können ;)
schau mal da: http://pdf.sartoserver.de/Prospekt/deutsch/ElektroAnalytik_Handbuch_Teil_2.pdf und da http://www.sartorius.de/index.php/Elektrochemie_pH-Meter/32/0/ vielleicht ist da was dabei! mfg DKM www.loetstelle.net
Hi In der klassischen pH-Messtechnik werden sog. Glaselektroden verwendet. Das sind Glasröhren mit einer (Glas-) Kugel unten dran , eine Platinelektrode innen, und mit gesättigter KCl-Lösung gefüllt sind. Diese Elektroden geben allerdings nur Spannungen im mV-Bereich ab,und sind ausserdem noch temperaturabhängig. Allerdigs dürfte die Genauigkeit 1-2 Grössenordnungen besser sein als die von den C..-Teilen. In Datenblättern zu OVs oder Instrumentenverstärkern (bitte nicht fragen wo) habe ich schon Schaltungen zum Messen mit diesen Elektroden gesehen. MfG HG
ph lässt sich mit den angesprochenen Glaselektroden gut und sicher messen. Das Conrad-teil misst über den umweg der leitfähigkeit (wie die dinger fürs Aquarium..) Das ist nicht genau und hat den Nachteil, dass sich die Elektroden zersetzen. Die Kupferionen gelangen bei Langzeitmessungen ins Messmedium (wovon soll eigentlich der ph bestimmt werden?) und das ist ev. giftig... Problematisch ist immer die Langzeitmessung. Dafür gibts aber auch Elektroden. Die haben üblicherweise auch gleich einen Temperatursensor drin. ...aber sowas kostet... für die Elektroden ist dann die Steilheit (mV/ph) angegeben. Überbrüfen mit fertigen Testlösungen (gibs auch im Aquarienbedarf) oder selber ansetzen (Chemiebuch...)
Hi Ich möchte den pH-Wert von Giesswasser messen, wobei der Messbereich zwischen 5 und 9 pH ausreichen sollte. Was meint ihr, kann man in diesem Bereich über den Leitwert gehen, um eine Genauigkeit von etwa 0.1 pH zu erreichen? Oder brauche ich dafür schon eine professionelle Elektrode? Ist für die geforderte Genauigkeit das zersetzen der Elektrode wirklich ein Problem, wenn nur ca. ein mal pro Stunde gemessen wird? Die Elektrode kann auch alle 3 Monate gereinigt werden - oder gleich ersetzt, wenn sie billig ist. Ich habe auf einer Aquarien-Bastelseite die Anleitung zum Bau eines Photometers gefunden, mit welchem sich der pH-Wert ziemlich genau feststellen lassen soll. Das werde ich sicher auch noch ausprobieren, jedoch möchte ich die Messung wenn möglich automatisieren. Gruss Tom
@Tom und @??? Wie bitte Leitwert Ph ein Spass oder Es gibt mittlerweile außen den Glaselektroden solche mit Kunststoffmenbran die messen genau so gut. Temperatur spielt eine Rolle die kann aber wenn man nur mit wenigen ° zu tun hat vernachlässigen Wichtig ist ein Eingangsverstärker der mehrere 100Mohm eingangswiderstand hat. Impedazwandler Danach ein Verstärker um krumme Spannungen in geradzahlige Phwerte umzumodeln. V etwa 5...8fch um mV / Ph/10 Paul
hallo Hier mal 2 links zum Thema http://www.aquarix.de/de/diy/phmeter.asp http://www.ibdoerre.com/aqua/ Elektroden findet man schonmal bei ebay. Schott ist ein großer Hersteller MFG Dieter
An Dieter: Vielen Dank, dein erster Link hat mir aus der Patsche geholfen, wirklich sehr schön! Es fehlt zwar die Temperaturkompensation (das interessiert Aquarianer logischerweise nicht), aber die kann ich später nachrüsten (dafür gibt es ja diese eine Formel mit dem komischen Namen, der mir grad nicht einfällt). Mit freundlichen Grüßen, Frank Simon
@Frank
Wenn es nicht auf den Spaß des Aufbaus einer elektronischen Messung
ankommt, dann sollte man für die Bestimmung des pH-Wertes des
Gießwassers sogen. pH Papier nehmen. Messungen mit einer Genauigkeit
von 0,1 pH Einheiten mit Amateurmitteln kannst Du vergessen. Das
beginnt schon bei der Beschaffung von Standardpufferlösungen und endet
bei fehlenden Erfahrungen zur Kalibrierungen der Messkette.
Auch eine Temperaturkompensation wäre in diesem Fall nicht notwendig,
wie die nachfolgende Gleichung zeigt:
pH = ( E - Eo)*F/(2,303*RT)
E - Eo = Potentialdifferenz zwischen pH Elektrode und
Bezugselektrode
T = Temperatur in Kelvin
R = Gaskonstante
F = Faraday- Konstante
Für den Eigenbau sollte man m. E. auch etwas die Theorie einer pH
Messung kennen, insbesondere dann, wenn man mit der geforderten
Genauigkeit arbeiten will.
Ein µC kann viel, aber hier ist zunächst Analogtechnik gefragt.
Ich will zwar den Spaß nicht verderben, aber man soll sich nicht
wundern, wenn der Pflanzenwuchs nicht den gewünschten Erfolg bringt.
MfG
Wolfgang
An Wolfgang: Danke für die schöne Formel, sie hilft mir weiter, denn sie liefert diese 59 mV/pH (für 300K, siehe Link zu Aquarix) und gibt mir die Möglichkeit, die Temperaturkompensation mit einzubauen. Mit der Bezugselektrode in pH 7 ergibt sich ein Spannungsbereich von -420 mV bis +420 mV für pH 0 bis pH 14. Beim Mega8-Controller mit Uref=5 V und 10 Bit Auflösung kann ich ca. 5 mV, also ca. 0,1 pH auflösen (das ist dann natürlich nicht die absolute Genauigkeit). Auf der analogen Seite brauche ich nur einen Spannungsfolger mit genügend Offset, um alles ins Positive zu heben. Den Rest kann ich ja in die Software verlagern. MfG Frank Simon (PS: Hab tatsächlich keine Ahnung von Chemie. Ich komme vom uC und brauchte eine interessante Messaufgabe für einen Praktikanten.)
@Frank Simon - post(at)ioproz.de Man kann auch den Masseanschluss der PhSonde mit der Offsetspannung anheben um auch Phwerte >7 messen zu können. Ein Spannungsteiler der niederohmig genug ist 100Ohm vs 300Megohm Also 1K an 5V 100Ohm an Masse und den Mittelabgriff an den Masseanschluss der PH sonde. Paul
Also, das Gießwasser hat eine untergeordnete oder keine besondere Bedeutung. Für einen Praktikanten bestimmt eine interessante Aufgabe. Da ist auch Kalibrierung nicht ganz so wichtig. Obwohl ich mein Wissen der physikalischen Chemie schon vor einigen Jahrzehnten vermittelt bekommen habe, so sollten sich die Grundlagen einer pH- Messung nicht geändert haben. Natürlich wurden die pH- Elektroden zwischenzeitlich weiterentwickelt, aber das Prinzip einer pH- messung dürfte auch heute noch gelten. Und das bedeutet, es wird immer eine Potentialdifferenz zwischen einer Bezugelektrode und einer Elektrode, dessen Potential pH- abhängig ist, gemessen. Vielleicht noch etwas zu den Grundlagen: Da einzelne Potentiale nicht messbar sind, beziehen sich alle Potentiale auf die sogen. Normalwasserstoffelektrode. (Genaue Definition wäre ein gesondertes Thema) Dieser Normalwasserstoffelektrode ordnet man die Spannung Null zu. Alle anderen Elektroden haben ein Potential zur Normalwasserstoffelektrode. Da eine Wasserstoffelektrode als Bezugelektrode schwer handhabbar ist, verwendet man z. B. Kalomelelektroden als Bezugelektrode. Diese Elektrode hat bei Einhaltung bestimmter Parameter ein konstantes Potential, aber gegen eine Normalwasserstoffelektrode ein Potential von +0,2679V(25°C) Nun kann man die pH- elektrode (zumeist Glaselektrode) und die Bezugelektrode entweder getrennt ausführen oder man baut sie als Einstabelektrode. Auch diese Einstabelektroden bestehen im Innenaufbau immer aus 2 Elektroden. Wie schon gesagt, die Entwicklung geht weiter, und den letzten Stand kenne ich nicht. Noch einige Hinweise, die mir so einfallen: Wie schon gesagt, ist eine der pH- Elektrode angepasste Analogtechnik erforderlich. So haben die häufig verwendeten Glaselektroden einen Innenwiderstand zwischen 1-10 MOhm. Das ist abhängig vom vorgesehen Einsatzzeck und der deshalb verwendeten Glassorte (und dem Entwicklungsstand). Also zuerst die Elektrode beschaffen und dann den Verstärker konstruieren. >>Auf der analogen Seite brauche ich nur einen Spannungsfolger mit genügend Offset, um alles ins Positive zu heben.<< So einfach sehe ich das nicht. a) Ein pH wert von 7 wird zwar als neutral bezeichnet, d.h. aber nicht, dass die Potentialdifferenz gleich 0 ist. b) 59mV/pH ist ein theoretischer Wert; neue Elektroden 58,...mV; gealterte Elektroden sollten bei ca. 55mV verworfen werden. c) durch eine 2 Punktkalibrierung mit Standardpufferlösung wird das Messgerät der Steilheit der Messkette angepasst d) je nach geforderter Genauigkeit sollte die Kalibrierung nach 4 bis 8 Wochen neu erfolgen e) die Elektroden haben nicht das ewige Leben Also, man sollte m.E. noch etwas Hirnschmalz verwenden, insbesondere über die Eingangsschaltung und deren Ausführung ( Isolation zwischen den Eingängen, Brummeinstreuung, Abschirmung des Messkreises usw.). Was man heute verwendet, da bin ich überfragt. Der Instrumentenverstärker AD623AN hat einen Eingangsdifferenzwiderstand von 2 G Ohm, aber Eingangströme von 25nA. Ein INA118 mit FET eingang hat einen Eingangsdifferenzwiderstand von 1 GOhm aber nur Eingangsströme von 4pA. Wenn man sagt, dass der Eingangswiderstand etwa 10x größer als der Quellwiderstand sein soll, dann könnten Instrumentenverstärker geeignet sein. Wer auf dem neuesten Stand ist oder Fehler entdeckt, der kann mich berichtigen bzw. ergänzen. Hoffentlich habe ich mich verständlich ausgedrückt. MfG Wolfgang
Du hast dich sehr korrekt und ausführlich ausgedrückt. Problem ist, dass das Grundproblem meist an einer Stelle steckt, das viele nicht beherrschen. Es ist NICHT die Beschaffung einer geeingeten Elektrode (die kriegt man notfalls bei Conrad) Es ist NICHT der erforderliche AD-Wandler (der in den meisten AVR's vorhanden ist und dessen Parameter meist mehr als ausreichend sind) Es ist NICHT die notwendige Temperaturkompensation (sei es von der mathematischen Seite oder der Erfassung der Temperatur über einen zweiten A/D Wandler) Nein, es ist einfach die Hochohmigkeit der PH-Elektrode(n) bei nur wenigen Millivolt. (wie du richtig beschrieben hast). Man muss sich da schon Gedanken über Instrumentenverstärker machen, über Eingangsstrom und Eingangswiderstand und Temperaturdrift. Und das kann im Zeitalter der Digitalelektronik kaum noch einer. Es benötigt profunde Kenntnisse in der Analogelektronik. Pragmatischer Ansatz (für Leute, die nicht auf den Pfennig - sorry - Cent achten müssen): fertiges Messgerät mit 0..10V oder 4..20mA Ausgang. Aber für einen Bastler ist das (weder finanziell noch intellektuell) nicht die passende Lösung. hws
Angehängte Dateien:
-
pH.png
12 KB
Nein, ich will nicht von den simplen Sachen lassen: Der TLC081 arbeitet mit asymmetrischer Versorgung und hat 1000 GOhm / typ. 3pA. Ich werde nächste Woche mal die Schaltung lt. Anhang ausprobieren.
Zunächst muss ich mich etwas korrigieren. Ich hatte Gießwasser und Praktikantenaufgabe in einen Topf geworfen. Frank, die Schaltung, die du angehängt hast, wird am Ausgang bestimmt eine Spannung darstellen, aber ob der pH-Wert richtig abgebildet wird, da habe ich so meine Zweifel. Du kennst bestimmt die allg. Regel: WER MISST, MISST MIST. MfG Wolfgang
Hallo zusammen, habe gerade diesen alten Thread gefunden -- Frank, falls Du noch mitliest, hat Dein Versuch mit der virtuellen Masse und dem anschließenden Spannungsfolger aus der Zeichnung vom 15.10.05 geklappt? Ich würde gerne einen PH-Sonden-Messverstärker mit minimalen Mitteln (d.h. kein IC für negative Versorgungsspannung usw.) aufbauen, dabei stehen lediglich +5V als Versorgungsspannung zur Verfügung (USB-Port). Bevor ich mich ans Löten mache, wäre ich für Hinweise dankbar. Die Aquarix-Schaltung (http://www.aquarix.de/de/diy/img/phmeter.gif) leuchtet mir ein; aber m.E. sollte sich das einfacher gestalten lassen, wenn man nicht darauf angewiesen ist, dass die Ausgangsspannung für ein Panelmeter "passt". Zumindest auf den Invertierer kann man dann verzichten. Herzliche Grüße, Dirk
Hallo nochmal, nach einigem Recherchieren (und nachdem die bestellten TL084 endlich da sind), ist mir zu Augen gekommen, dass die OPA128/OPA129-OPVs deutlich besser geeignet zu sein scheinen. Kennt jemand eine Bezugsquelle für Nicht-Berufselektroniker? Außerdem ist der TL084 wohl recht wählerisch, was seine Betriebsspannung angeht -- werde dann wohl mit einem 9V-Block oder mit einer kleinen Ladungspumpe arbeiten müssen. Wenn da jemand Ideen hat -- her damit! Herzliche Grüße, Dirk
B. Astelator wrote: > nach einigem Recherchieren (und nachdem die bestellten TL084 endlich da > sind), ist mir zu Augen gekommen, dass die OPA128/OPA129-OPVs deutlich > besser geeignet zu sein scheinen. Kennt jemand eine Bezugsquelle für > Nicht-Berufselektroniker? Auch wenn der Thread inaktiv und alt ist: der OPA128 kostet 60+ EUR und ist bei Segor.de zu haben. Es ist eine echte Kanone von den Parametern her - das hat seinen Preis. Der LMC6001 ist auch alles ultra, aber mit 16 EUR bei Segor auch kein Schnäppchen. Ich glaube, die TL0xx-Reihe ist für den Bastler eine gute Wahl, man könnte auch die "modernere" TLE20xx Reihe nehmen. Für Single-Supply-Schaltungen ist die TLC2xx-Variante auch einigermaßen geeignet. Zumindest sind die TLxxxxx alle recht billig zu haben (25ct-2EUR). Die Input-Ströme ligen so im 100pA-Bereich - hart an der Grenze aber vielleicht noch ok. Mit dem OPA336/2336 kommt man auf 10pA, der ist mit 1-2 EUR auch günstig, Single-Supply-tauglich (einer meiner Lieblings-Standard-OPVs,.. :) Hat sich denn nun der Erfolg bei Euren Schaltungen eingestellt? Wie sehen Eure Finalisten denn so aus? Gruß, Stefan
6641 wrote:
> Der LPC661 ist etwas guenstiger...
Tatsächlich sehen dessen Eingangswerte noch besser aus (bis auf die
Vio). Leider hat mein Hauptzulieferer den nicht im Programm :|
Bei Farnell für 1.80 (1) und 0.89 (100) zu haben. Danke für den Tip.
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