pH und Redoxpotential messen

[Robert W. (rwalli)]

Hallo!

Ich bin Anfänger und möchte eine pH und Redoxmessung für einen Pool 
bauen und habe mir schon viele Schaltungen im Netz angeschaut.
Leider verstehe ich oft die Funktionsweise einzelner Bauteile nicht.
Es finden sich immer eigene Schaltungen für Redox- und pH-Sonden.
Kann ich da nicht die selbe nehmen?

Ich habe mal versucht eine möglichst einfache Schaltung zu zeichnen.

Könntet Ihr bitte mal kurz drüberschauen ob ich das so bauen kann?

Robert

[Michael B. (laberkopp)]

Robert W. schrieb:
> Es finden sich immer eigene Schaltungen für Redox- und pH-Sonden.
> Kann ich da nicht die selbe nehmen?
>
> Ich habe mal versucht eine möglichst einfache Schaltung zu zeichnen.

Die Schaltung ist gar nicht mal schlecht.
Der CA3140 ist zwar uralt, steckt aber in kommerziellen pH-Messgeräten 
wie Greisinger drin weil er Teraohm an Eingangswiderstand hat. Modernere 
OpAmps sind gar nicht nötig.

Störungen filterst du nicht, ein 10k Widerstand in Reihe zum 
nichtintertierenden OpAmp Eingang hält Surge-Probleme vom Leib und ein 
Klappferrit um die Zuleitung blockt UKW und Handystrahlung. 
Kondenstaoren schliesst man ja ungern parallel, weil deren 
Innenwiderstand die pH-Sonde zu stark belastet.

Verstärken tust du nicht, aber der ATTiny löst 5mV auf und damit besser 
als 0.1pH. Allerdings fehlt noch eine Temperaturkompensation. Vielleicht 
ist dein Becken aber auch immer 25 GradC warm, dann kann die natürlich 
entfallen.

Durch die Potentialtrennung per Optokoppler und getrennter 
Versorgungsspannung hast du auch kein Problem mit unterschiedlichen 
Bezugspotentialen von pH-Sonde und Redox-Sonde, wenn du diese Shcaltung 
2 mal aufbaust.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/80892/Potential_Elektroden.png

Allerdings weiss ich nicht, wie Redox-Elektroden ausgewertet werden.

[Robert W. (rwalli)]

Hallo Michael!

Vielen Dank für Deine Antwort.

Michael B. schrieb:

>
> Störungen filterst du nicht, ein 10k Widerstand in Reihe zum

Du meinst so wie im neuen Screenshot?

> nichtintertierenden OpAmp Eingang hält Surge-Probleme vom Leib und ein
> Klappferrit um die Zuleitung blockt UKW und Handystrahlung.

Den Klappferrit direkt am Sondenkabel, wenn ich das richtig verstehe?

Ich habe bei Schaltungen im Netz immer 4 Kondensatoren am OpAmp gesehen.
Kann ich die weglassen?
Ich bin mir auch unsicher ob die 30 mVp-p Ripple und Noise des B0505S 
nicht stören (Die 4.7u und 10u habe ich vom Datenblatt).
Der sollte auch mindestens 20mA verbraten, darum die kleinen Widerstände 
am Spannungsteiler.

>
> Verstärken tust du nicht, aber der ATTiny löst 5mV auf und damit besser...

Ich hatte zuerst eine Verstärkung bin dann aber draufgekommen das das 
gar nicht nötig ist.
Ausserdem brauch ich dann nur eine Schaltung denn Redox geht ja mit +/- 
2V.

> Allerdings fehlt noch eine Temperaturkompensation. Vielleicht
> ist dein Becken aber auch immer 25 GradC warm, dann kann die natürlich
> entfallen.

Die mache ich im Arduino in Software.
der Attiny code wird mehr oder weniger ein "1-Zeiler":
Serial.print (AnalogRead(A0) - AnalogRead(A0));

Danke nochmals,

   Robert

[Michael B. (laberkopp)]

Robert W. schrieb:
> denn Redox geht ja mit +/- 2V.

So eine hohe Spannung (4.5V bei 5V Versorgung) kann der CA3140 nicht 
liefern.

Also doch was moderneres, vielleicht LMC6482

> Ich habe bei Schaltungen im Netz immer 4 Kondensatoren am OpAmp gesehen.

Deine 10u bilden den Abblockkondensator wenn alle Bauteile nah zusammen 
angeordnet sind, und reichen bei single supply OpAmps.

> Ich bin mir auch unsicher ob die 30 mVp-p Ripple und Noise des B0505S

Weiss ich auch nicht, sie schlagen dank Spannungsteiler für die 
virtuelle Masse voll auf diese durch, und da A0 und A1 nicht 
zeitsimultan sampeln gibt es sicher messbare Abweichungen. Dann ist die 
Frage, wie lange man Messwerte mittelt.

[Robert W. (rwalli)]

>> denn Redox geht ja mit +/- 2V.
> So eine hohe Spannung (4.5V bei 5V Versorgung) kann der CA3140 nicht
> liefern.

Wo sehe ich das im Datenblatt (hab's nicht gefunden)?
Gehen sich 4V aus (wenn ich die virtuelle Masse auf 2V lege)?
Eigentlich ist das aber unkritisch den für den pool brauche ich 
eigentlich nur  -1V bis 0V

> und da A0 und A1 nicht
> zeitsimultan sampeln gibt es sicher messbare Abweichungen. Dann ist die
> Frage, wie lange man Messwerte mittels.

ich könnte im attiny mitteln, da haben einige bytes platz wenn der sonst 
nichts macht.


Robert