Обзор

Ресурсы проектирования

Файлы проектирования и интеграции

• Схема
• Спецификация
• Файлы Gerber
• Файлы Allegro
• Сборочный чертеж
•  Загрузить файлы проектов 1.71 M

Оценочные платы

Буква "Z" в наименовании компонента указывает на соответствие требованиям RoHS. Отмеченные платы нужны для оценки данной схемы

  • EVAL-ADICUP3029 ($45.00) Ultra Low Power Arduino form factor compatible Development Platform
  • EVAL-CN0428-EBZ ($50.00) Water Quality Sensor pH or Conductivity
  • EVAL-M355-ARDZ-INT ($50.00) ADuCM355 based Sensor Interposer Board
Проверка наличия и приобретение

Особенности и преимущества

  • Производит измерения с количеством каналов датчиков от 1 до 4
  • Возможность выбора интерфейса SPI, I2C или UART
  • 10-контактный разъем JTAG/SWD для простоты программирования
  • Форм-фактор, совместимый с Arduino

Области применения и технологии

Продукты

Техническая документация

Функции и преимущества схемы

В основе многих важных анализов качества жидкостей, например, анализа уровня pH, лежат принципы электрохимии, то есть раздела химии, в котором характеризуют поведение окислительно-восстановительных реакций путем измерения потока электронов от одного реагента к другому. Методы электрохимии могут использоваться прямо или косвенно для измерения нескольких важных параметров, влияющих на качество воды, в том числе для выявления химических индикаторов, биологических и бактериологических индикаторов и даже некоторых загрязнителей низкого уровня, таких как тяжелые металлы. Многие из таких измерений позволяют определить важные параметры качества исследуемого аналита.

На рисунке 1 представлена схема модульной измерительной платформы, которая позволяет пользователю разработать универсальное решение для электрохимического измерения качества воды. Высокий уровень интеграции позволяет использовать данную платформу для проведения электрохимических измерений с применением различных датчиков качества воды, в том числе датчиков уровня pH, датчиков измерения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и ячеек для измерения электрической проводимости раствора.

Система позволяет одновременно подключать до четырех датчиков для проведения различных измерений качества воды.

Рисунок 1. Упрощенная структурная схема измерительной платформы

 

Описание схемы

Основы процесса измерения уровня pH

Значение pH является мерой относительного количества ионов водорода и гидроксида в водном растворе. Если говорить о молярных концентрациях, то вода при 25 °C содержит 1 × 10-7 моль/л ионов водорода и такую же концентрацию гидроксид-ионов. Нейтральный раствор представляет собой такой раствор, в котором концентрация ионов водорода точно равна концентрации гидроксид-ионов. Уровень pH – это еще один способ выражения концентрации ионов водорода, и он определяется следующим образом:

cn0429-eq1

Из формулы следует, если, например, концентрация ионов водорода будет равна 1,0 × 10–2 моль/л, показатель pH составит 2,0.

Электроды для измерения уровня pH представляют собой электрохимические датчики, которые используются во многих отраслях промышленности, но наиболее часто они применяются в системах водоснабжения и водоотведения. Датчик уровня pH состоит из стеклянного измерительного электрода и электрода сравнения, который аналогичен батарее. Когда датчик помещается в раствор, измерительный электрод генерирует напряжение, зависящее от активности водорода в растворе, которое сравнивается с потенциалом электрода сравнения. По мере того, как раствор становится более кислым (более низкий показатель pH), потенциал стеклянного электрода становится более положительным (+мВ) по сравнению с потенциалом электрода сравнения. А по мере того, как раствор становится более щелочным (более высокий показатель pH), потенциал стеклянного электрода становится более отрицательным (-мВ) по сравнению с потенциалом электрода сравнения. Разница потенциалов между этими двумя электродами и будет представлять собой измеряемый потенциал. Стандартный датчик для измерения уровня pH в идеале выдает ±59,154 мВ/единиц pH при 25 °C. Это выражается в уравнении Нернста следующим образом:

cn0429-eq2

Здесь:
E – напряжение водородного электрода с неизвестной активностью
a = ±30 мВ, допуск нулевой точки
T – температура окружающей среды, измеряемая в °C
n = 1 при 25 ° C, валентность (количество зарядов иона)
F = 96485 кулон/моль, постоянная Фарадея
R = 8,314 вольт-кулон/°K·моль, постоянная идеального газа
pH – концентрация ионов водорода в неизвестном растворе
pHISO – эталонная концентрация ионов водорода. Для получения большей информации ознакомьтесь с документацией на датчик. Стандартный показатель pHISO = 7

Из данного уравнения видно, что генерируемое напряжение зависит от кислотности или щелочности раствора и изменяется в зависимости от активности ионов водорода известным образом. Изменение температуры раствора приводит к изменению активности его ионов водорода. Когда раствор нагревается, ионы водорода движутся быстрее, что приводит к увеличению разности потенциалов между двумя электродами. И наоборот, активность водорода снижается при охлаждении раствора. В идеале электроды с pHISO 7 должны генерировать нулевой потенциала при помещении в буферный раствор с pH, равным 7.

Рисунок 2. Схема измерения pH


Температурная компенсация при измерении уровня pH

Одним из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при измерении уровня pH раствора, является изменение температуры. Когда температура раствора изменяется, значение pH раствора также изменяется на значительную величину. При этом такое измененное значение pH не считается ошибкой, так как оно представляет собой истинное значение pH раствора при новой температуре.

Изменение температуры может привести к изменению чувствительности измерительного электрода, что, в свою очередь, приведет к ошибке измерения. Эта ошибка предсказуема и может быть учтена путем калибровки датчика по температуре и корректировки с учетом температуры во время последующих измерений.

Идеальный электрод – это электрод, который выдает нулевой потенциал при pH 7. При этом температура практически не влияет на чувствительность электрода при pH 7. Однако большинство электродов для измерения pH не являются идеальными, и на их чувствительность сильно влияют колебания температуры. Общая температурная погрешность очень близка к 0,003 pH/°C/единиц pH относительно pH 7. В таких случаях необходимо откалибровать датчик, чтобы внести поправочный коэффициент 0,003.

Данную компенсацию можно выполнить, если использовать хорошо откалиброванный датчик температуры наряду с датчиком pH. Такой датчик температуры сможет определить изменение температуры при его возникновении. Если возникнет изменение температуры, поправочный коэффициент 0,003 pH/°C/единиц pH относительно pH 7 будет применен к окончательному показанию pH, благодаря чему измерительное устройство покажет скорректированные и более точные результаты. Этот механизм хорошо работает для компенсации любой ошибки измерения уровня pH, которая может возникнуть из-за колебаний температуры.


Калибровка процесса измерения уровня pH

Характеристики электрода для измерения уровня pH меняются со временем из-за покрытия электрода чужеродными элементами и его старения. Следовательно, для достижения максимальной точности необходимо проводить процедуру калибровки.

Калибровка выполняется путем измерения показателей pH двух буферных растворов, каждый из которых имеет известный уровень pH. В программное обеспечение входят справочные таблицы Национального института стандартов и технологий (NIST) для различных буферных растворов и значения pH с поправкой на температуру в диапазоне от 0 °C до 95 °C. Для измерения температуры раствора применяется температурный датчик сопротивления (RTD). Теперь используем следующее уравнение:

cn0429-eq3

Нам необходимо определить фактический наклон передаточной функции датчика pH и измерить фактическое напряжение смещения. Чтобы определить наклон, следует решить следующее уравнение:

cn0429-eq4

Здесь:
y1 – измеренное напряжение в первой точке
y2 – измеренное напряжение во второй точке
x1 – известное значение pH в первой точке
x2 – известное значение pH во второй точке

После выполнения вышеуказанных измерений и замены одной из точек калибровки в уравнении 2 можно найти неизвестный показатель pH с помощью следующего окончательного уравнения:

cn0429-eq5

Здесь:
x – неизвестный показатель pH
y – измеренное напряжение
b – измеренное напряжение смещения
m – наклон передаточной функции

Затем уравнение 3 можно использовать для корректировки значений, заданных приведенным ранее уравнением Нернста.

Более подробную информацию можно получить в руководстве пользователя CN-0428.


Основы процесса измерения проводимости

Проводимость – это мера того, насколько хорошо вещество проводит электрический ток. Степень, в которой вещество пропускает электрический ток, является мерой его проводимости. Электропроводность в металлах и полупроводниках обуславливается движением электрически заряженных частиц. Валентные электроны, присутствующие во внешней оболочке атома, перемещаются в присутствии приложенной извне разности потенциалов, вызывая поток электронов, который создает электрический ток.

Чистая вода имеет очень низкую проводимость из-за незначительной степени расщепления H2O на ионы H+ и OH-, но вода, встречающаяся в быту, содержит значительное количество веществ с ионами, которые увеличивают проводимость. Водопроводная вода, дистиллированная вода, поверхностные воды, вода, используемая на промышленных предприятиях, помимо прочего, содержат различные ионные компоненты. Таким образом, процесс измерения проводимости раствора предполагает измерение поведения этих ионных тел, которые присутствуют в исследуемом растворе.

Ионные компоненты, присутствующие в растворе, имеют связанные с ними положительные и отрицательные заряды. При приложении к таким растворам разности потенциалов через внешние электроды, называемыми катод и анод, вследствие движения катионов и анионов между этими электродами возникает ток. Мера потока ионов, создающих ток, является мерой проводимости этого раствора.

Электропроводность во многом зависит от различных параметров раствора, таких как подвижность, валентность, концентрация ионов, а также температура раствора. Кроме того, проводимость сильно зависит от чистоты раствора. Например, в пробе сверхчистой воды не содержится много ионных компонентов, и поэтому она имеет низкую проводимость, составляющую примерно 5 мкСм/см. А проба воды с солями металлов и ионными соединениями содержит много катионов и анионов, проводящих электричество, из-за чего ее проводимость может быть очень высока. Значение проводимости соленой воды может составлять около 5 См/см. Из-за такого параметрического разброса измерение проводимости характеризуется широким динамическим диапазоном.

Как и в случае с металлами и полупроводниками, проводимость в растворах подчиняется закону Ома. Когда между двумя электродами прикладывается разность потенциалов (V), между этими электродами возникает электрический ток (I), обусловленный движением катионов и анионов.

Это напряжение V прямо пропорционально току, то есть I: V α I.

Рисунок 3. Движение ионов в растворе

 

Коэффициент пропорциональности – это не что иное, как сопротивление раствора (R), и его можно вычислить, используя закон Ома, как показано в следующем уравнении. Измеряется данная величина в Омах (Ω).

cn0429-eq6

Здесь:
V – напряжение, измеряемое в вольтах (В)
I – ток, измеряемый в амперах (А)
R – сопротивление раствора, измеряемое в Омах (Ω)

Величина, обратная сопротивлению, известна как активная проводимость (G). Она измеряется в Сименсах (S), что эквивалентно Ω-1.

cn0429-eq7

Другим важным параметром в электрохимии является постоянная ячейки (K), которая представляет собой отношение расстояния (d) между электродами к площади (a) электродов.

cn0429-eq8

Здесь:
K – постоянная ячейки (см-1)
a – эффективная площадь электродов (см2)
d – расстояние между электродами (см)

Учитывая предыдущие расчеты, можно сказать, что проводимость – это способность раствора проводить электрический ток, и она представляет собой произведение активной проводимости (G) и постоянной ячейки (K). Проводимость (κ) определяется следующим образом:

cn0429-eq9

Здесь:
G = активная проводимость (См)
K = постоянная ячейки (см-1)

Поскольку постоянная ячейки K выражается в (см-1), проводимость (ρ) обычно выражается в См/см, при этом проводимость большей части встречающейся в быту воды может измеряться в диапазоне мСм/см или мкСм/см.

Рисунок 4. Схема для измерения проводимости


Основы процесса измерения окислительно-восстановительного потенциала

Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) представляет собой электрохимический показатель способности вещества приобретать электроны (окисляться) или терять электроны (восстанавливаться). Иными словами, это измеряемое в милливольтах свойство раствора окислять или восстанавливать другое химическое вещество. ОВП зависит от относительного количества и силы окислителей по отношению к восстановителям в растворе, в котором содержатся как окислители, так и восстановители. Термины ОВП и датчик окислительно-восстановительного потенциала используются довольно часто и взаимозаменяемы. Процесс измерения ОВП аналогичен процессу измерения уровня pH. Результат процесса измерения pH показывает кислотно-щелочные уровни после измерения активности ионов водорода, а результат процесса измерения окислительно-восстановительного потенциала выражает окислительную/восстановительную способность раствора после измерения активности электронов. Значение ОВП с положительным знаком всегда указывает на то, что среда носит окислительный характер. А отрицательное значение ОВП указывает на то, что среда носит восстановительный характер. ОВП определяет, можно ли ожидать возникновения определенной реакции или нет. Наряду с ОВП, знание различных других параметров раствора, таких как показатель pH, температура и наличие примесей в растворе, позволяет проводить подробный анализ реакции, которая, как ожидается, произойдет.

Хотя процесс измерения ОВП аналогичен процессу измерения уровня pH, отличительным фактором здесь является необходимость более тщательного подбора электродов. В данном случае необходимо использовать электроды с низким сопротивлением. Обычно предпочтительными для данного применения являются электроды из инертных металлов, таких как платина или золото.

В процессе электролиза эти электроды с низким сопротивлением либо отдают электроны окислителю, либо продолжают принимать электроны от восстановителя до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Стабильное состояние достигается за счет наращивания потенциала заряда на электроде, вследствие чего генерируется напряжение, равное ОВП раствора.

Окислительно-восстановительный потенциал раствора частично является функцией температуры, что отражено в уравнении Нернста.

Электроды для ОВП измеряют окислительно-восстановительный потенциал в соответствии с уравнением Нернста для потенциала полуячейки следующим образом:

cn0429-eq10

Здесь:
E – измеренный потенциал электрода
E0 – напряжение, характерное для анализируемой системы. Значения E0 для конкретной реакции можно узнать из химических справочников
T – абсолютная температура (К)
n – количество электронов, участвующих в процессе обеспечения равновесия между окисленными и восстановленными соединениями
F = 96,485 кулон/моль, постоянная Фарадея
R = 8,314 вольт-кулон/°K·моль, постоянная идеального газа
Aox – активность окислителя
ARed – активность восстановителя


Аналоговый интерфейс для электрохимических измерений

ADuCM355 представляет собой платформу для электрохимических измерений, обладающую всеми необходимыми измерительными функциями, интегрированными в микросхему вместе с малопотребляющим микропроцессором. Помимо основных измерений и реализации различных возможностей для проведения электрохимических измерений с помощью универсальных измерительных функций также могут выполняться индивидуальные и универсальные измерения. Благодаря всему этому данное устройство представляет собой полноценную измерительную платформу в компактном форм-факторе с очень низким энергопотреблением, которая может использоваться внутри корпуса датчика для измерений различных параметров, при этом она обладает возможностями и функциональностью настольного измерительного прибора. Высокая степень интеграции ADuCM355 позволяет сократить количество требуемых компонентов, повышает надежность и обеспечивает более стабильные рабочие характеристики по сравнению с решениями, реализованными на основе дискретных компонентов.


Малопотребляющий прецизионный усилитель

LTC6078 может использоваться в качестве прецизионного буфера для датчиков с высоким импедансом, таких как датчики для измерения уровня pH. Его прецизионные характеристики и низкий ток смещения (максимальный входной ток смещения 1 пА) являются ключевыми факторами для оптимальной работы данной схемы, в которой импеданс датчиков для измерения уровня pH может составлять несколько гигаом.

Низкий показатель фликкер шума (шума 1/f) усилителя LTC6078, равный 1 мкВ в размахе, является еще одной важной характеристикой для обеспечения высокой точности измерений в измерительной системе с низкой частотой обновления. LTC6078 обеспечивает точные характеристики при низком напряжении питания, имеет высокое входное сопротивление и широкую полосу усиления, работает при сверхнизком энергопотреблении (54 мкА) с возможностью отключения.


Режимы измерения

Плата EVAL-CN0428-EBZ позволяет осуществлять измерения уровня pH и импеданса, а также осуществлять температурную компенсацию в зависимости от конфигурации переключателей и перемычки на плате EVAL-CN0428-EBZ. В таблице 1 показаны различные конфигурации переключателей для проведения каждого из измерений.

Переключатель S1 имеет два положения, что дает возможность пользователю выбирать между режимом измерения уровня pH и высокоимпедансным режимом Z, как указано на печатной плате. Пользователь может измерять напряжение с помощью высокоомного буфера LTC6078 (в режиме измерения уровня pH) или использовать потенциостат ADuCM355 для измерения импеданса или проводимости (в режиме Z).

С помощью переключателя S2 можно выбирать диапазон измерения импеданса с использованием внутренних резисторов ADuCM355 (INT) или обеспечить диапазон 10 МОм трансимпедансного усилителя (TIA) LTC6078. Внутренние резисторы в ADuCM355 имеют сопротивление до 128 кОм для трансимпедансного усилителя высокой мощности (HPTIA) и 512 кОм для трансимпедансного усилителя малой мощности (LPTIA). Плата EVAL-CN0428-EBZ также содержит внешний по отношению к ADuCM355 резистор 1 МОм, необходимый для обеспечения более низкого диапазона тока во время измерения импеданса.

Таблица 1. Конфигурации переключателей
Желаемое измерение Установка S1 Установка S2
pH pH Не применимо
Измерение проводимости или импеданса с автоматическим переключением диапазона от 100 Ом до 10 МОм Z При INT выбираются внутренние резисторы ADuCM355 с автоматическим выбором диапазона
Измерение проводимости с низким током или импеданса свыше 200 кОм Z При HI-Z выбирается диапазон 10 МОм с низкоточным трансимпедансным усилителем LTC6078


Рекомендации по работе с режимом измерения уровня pH

Переключатель S1 должен быть установлен в положение pH, чтобы пользователь мог измерять напряжение с помощью высокоомного буфера LTC6078. Используйте режим pH для любых датчиков с выходом по напряжению, в том числе датчики для измерения уровня pH, ОВП или другие потенциометрические датчики, такие как ионоселективные электроды.


Рекомендации по работе с режимом измерения импеданса

Переключатель S1 должен быть установлен в положение Z, чтобы перевести плату EVAL-CN0428-EBZ в режим измерения импеданса. Режим измерения импеданса используется для работы с датчиками измерения проводимости, для проведения электрохимической импедансной спектроскопии или любых других измерений сопротивления или тока.

Когда S2 переведен в режим INT (с использованием внутренних диапазонов трансимпедансного усилителя ADuCM355 и автоматического выбора диапазона), пользователь может измерять импеданс от 100 Ом до приблизительно 10 МОм.

При измерении импеданса или проводимости микропрограммное обеспечение ADuCM355 автоматически настраивает трансимпедансный усилитель и коэффициент усилителя с программируемым усилением с целью обеспечения максимально возможной величины входного сигнала без насыщения аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Благодаря этому динамический диапазон процесса измерения значительно увеличивается, в связи с чем можно измерять проводимость в широком диапазоне, а также импеданс как датчиков с низким сопротивлением, таких как датчики для измерения ОВП, так и датчиков с высоким сопротивлением, таких как датчики для измерения уровня pH. Для этого лишь требуются несколько внешних калибровочных резисторов, необходимых для повышения точности в таком широком диапазоне. Эти дополнительные калибровочные резисторы имеются на плате. Если возникает ситуация, когда необходимо изменить диапазоны в схеме, то это может привести к увеличению времени измерения. Это увеличение может быть заметно при измерении низкочастотных сигналов.

Когда S2 переведен в высокоимпедансный режим (с использованием внешнего диапазона 10 МОм с LTC6078) пользователь может проводить измерения в диапазоне от 200 кОм до более 100 МОм. S2 представляет собой механический переключатель, обеспечивающий меньшую утечку, что также означает, что автоматическое переключение диапазона невозможно при активном диапазоне 10 МОм. Максимальный ток, который можно измерить в этом режиме, составляет примерно 100 нА. Следовательно, в этом режиме невозможно измерить импеданс ниже 200 кОм.


Подключение датчиков

Разъем BNC предназначен для подключения основного датчика. Им может быть датчик для измерения уровня pH, ОВП или любой двухпроводный датчик для измерения проводимости. Не все датчики качества воды совместимы с BNC, но это наиболее распространенный разъем для подключения датчиков с аналоговым выходом.

Разъем RCA используется для подключения датчиков температуры. Зачастую функция измерения температуры встроена в сам датчик качества воды за счет использования в нем термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Резистивные датчики температуры (RTD), такие как PT100 и PT1000, также являются распространенными устройствами. RCA – один из распространенных интерфейсов для подключения подобных датчиков, но существуют и другие интерфейсы, например, штекеры типа «банан».

Разъем P3 доступен для подключения датчиков температуры в случаях, когда штекер RCA или адаптер RCA недоступны.

Основные варианты исполнения

Четырехэлектродные датчики проводимости не рекомендуется использовать непосредственно с платой EVAL-CN0428-EBZ. Тем не менее, сама микросхема ADuCM355 может работать с этими датчиками. Если в конечной системе требуется подключение четырехэлектродного датчика, то следует ознакомиться с примером проекта M355_4WireImpedance, находящегося в библиотеке программного обеспечения ADuCM355.

Оценивание характеристик и тестирование схем

В этой схеме используется оценочная плата EVAL-CN0428-EBZ (рисунок 5), беспроводная платформа разработки EVAL-ADICUP3029 на основе экосистемы Arduino (рисунок 6) и интерфейсная плата в виде Arduino-шилда EVAL-M355-ARDZ-INT (рисунок 7). Руководство пользователя платы беспроводной платформы можно найти по адресу www.analog.com/EVAL-ADICUP3029.

Система состоит из платы EVAL-ADICUP3029, платы в виде Arduino-шилда EVAL-M355-ARDZ-INT (которая подключается к плате EVAL-ADICUP3029) и четырех дочерних плат с датчиками EVAL-CN0428-EBZ, которые подключаются к Arduino-шилду. Плата EVAL-ADICUP3029 с микроконтроллером Cortex M3 совместима с экосистемой Arduino и играет роль основного микроконтроллерного устройства. Ее функция заключается в обмене данными с механизмом измерения, встроенном в дочерние платы EVAL-CN0428-EBZ, которые подключаются к датчикам.

Arduino-шилд обеспечивает взаимодействие между EVALADICUP3029 и платой или платами с датчиками. К этому шилду можно подключить до четырех плат с датчиками. Дочерняя плата с датчиком воды демонстрирует возможности ADuCM355, который подключен к разъемам BNC и RCA для обеспечения взаимодействия со стандартными датчиками для измерения уровня pH, проводимости, ОВП и температуры.


Необходимое оборудование

 

Для проведения измерений необходимо следующее оборудование:

  • Плата EVAL-ADICUP3029
  • Совместимая с экосистемой Arduino платформа EVAL-M355-ARDZ-INT
  • Плата с датчиком воды EVAL-CN0428-EBZ с микропрограммным обеспечением (всего до четырех плат)
  • ПК с портом USB и операционной системой Windows® 7 (32-разрядная версия) или выше
  • Программное обеспечение последовательного терминала (PuTTY, Tera Term или подобное)
  • Кабель USB A – micro USB
  • Исследуемые растворы
  • Датчик с разъемом BNC (до четырех)
  • Датчик температуры с разъемом RCA (необязательно, до четырех)
  • Стакан (необязательно)
  • Держатель или подставка для датчика (необязательно)
  • Калибровочные буферы для калибровки датчика (необязательно)
  • Внешний отладчик или дополнительная плата EVAL-ADICUP3029 для перепрограммирования дочерних плат без необходимости срезания дорожек на EVAL-ADICUP3029 (необязательно). Для получения дополнительной информации о перепрограммировании ADuCM355 на дочерней плате ознакомьтесь с руководством пользователя

Рекомендуемое оборудование

 

Следующие датчики являются рекомендуемыми вариантами:

  • Cole-Parmer серии 100 со сменным электродом для измерения уровня pH/температуры
  • Cole-Parmer серии 100 со сменным электродом для измерения проводимости/температуры, K = 1
  • Датчик для измерения ОВП Sensorex S550C-ORP

Рисунок 5. Плата для измерения качества воды EVAL-CN0428-EBZ

Рисунок 6. Плата EVAL-ADICUP3029

Рисунок 7. Плата EVAL-M355-ARDZ-INT в виде Arduino-шилда

Рисунок 8. Функциональная блок-схема испытательной установки


Настройка испытательной установки


Чтобы собрать и настроить схему для оценки ее функциональности, выполните следующие действия:

  1. Подключите до четырех плат EVAL-CN0428-EBZ к плате EVAL-M355-ARDZ-INT, а затем ее подключите к плате EVAL-ADICUP3029
  2. Убедитесь, что переключатели на оценочных платах EVAL-M355-ARDZ-INT и EVAL-CN0428-EBZ находятся в нужных положениях
  3. Подключите виртуальный порт COM-USB платы EVAL-ADICUP3029 к ПК
  4. Настройте последовательный терминал в соответствии с настройками микропрограммного обеспечения CN-0428 и выберите правильный виртуальный COM-порт
  5. Нажмите кнопку сброса на плате EVAL-ADICUP3029, и программное обеспечение отобразит этапы измерения качества воды 

Дочерние платы поставляются со специальным микропрограммным обеспечением, но в них можно загрузить новое микропрограммное обеспечение. Дочерние платы могут быть запрограммированы через USB с помощью отладчика платы EVAL-ADICUP3029. Однако для этого потребуется срезать три дорожки и использовать прилагаемый кабель для подключения к EVAL-M355-ARDZ-INT. После срезания этих дорожек потребуется кабель для связи через USB. В качестве других вариантов можно использовать дополнительную плату EVAL-ADICUP3029 или использовать внешний отладчик. Для получения подробных инструкций ознакомьтесь с руководством пользователя CN-0428.

С подробной информацией о работе оборудования и программного обеспечения можно ознакомиться в руководстве пользователя CN-0428, которое можно найти на веб-сайте Analog Devices по адресу www.analog.com/CN0428-UserGuide.

Рисунок 9. Все платы, подключенные друг к другу


Результаты измерений


Плата имеет четыре диапазона калибровки, соответствующие различным коэффициентам усиления трансимпедансного усилителя. В ADuCM355 имеются  внутренние трансимпедансные усилители с программируемым усилением. На рисунке 10 показана погрешность в процентах после калибровки в результате измерения известных значений резисторов в различных диапазонах усиления. На этом графике показана точность системы при измерении известных импедансов. Калибровка с помощью резисторов с известными сопротивлениями позволяет повысить точность измерений импеданса за счет компенсации коммутационных сопротивлений и утечки коммутационной матрицы ADuCM355. Для обеспечения большей точности можно дополнительно откалибровать отдельные платы. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с руководством пользователя CN-0428.

 

Рисунок 10. Результат калибровки при проведении измерений сопротивления резистора

 

Затем была проведена оценка характеристик сенсорной платы путем измерения уровня pH и проводимости бутилированной воды при комнатной температуре. На рисунках 11, 12 и 13 представлены графики с результатами измерения уровня pH, проводимости и ОВП соответственно.

 

Рисунок 11. Результаты измерения уровня pH

 

 

Рисунок 12. Результаты измерения проводимости

 

 

Рисунок 13. Результаты измерения ОВП

 

Образцы

Образцы

Продукт

Описание

Доступный продукт
Модели для образца

ADUCM355 Precision Analog Microcontroller with Chemical Sensor Interface

ADUCM355BCCZ

LTC6078 Micropower Precision, Dual CMOS Rail-to-Rail Input/Output Amplifiers

LTC6078ACMS8#PBF

LTC6078AHMS8#PBF

LTC6078AIMS8#PBF

LTC6078CDD#PBF

LTC6078CMS8#PBF

LTC6078HMS8#PBF

LTC6078IDD#PBF

LTC6078IMS8#PBF

Функционирование раздела Покупка возможно только в полной версии сайта
Оценочные платы Цена указана за одну единицу.
Назад
Проверить наличие
Через сайт Analog.com можно приобрести не более двух оценочных плат. Чтобы заказать более двух оценочных плат, пожалуйста, совершайте покупку через наших дистрибьюторов.
Цены указаны за одну штуку, в долларах США, на условиях ФОБ. Являются рекомендованными розничными ценами в США, приведены только для примерного расчета и могут меняться. Международные цены могут отличаться на величину местных пошлин, налогов, сборов и курсов валют.