Bộ điều khiển pH (pH Controller)

Ghi chú:

Dùng các “module” mua sẵn – không có PCB tự thiết kế. Sẽ cần hàn một chút và tự làm dây/cáp theo nhu cầu.

Dùng code Arduino cho cả pH controller và phần tùy chọn MQTT WiFi publisher. Cần các thư viện Arduino (bao gồm thư viện bên thứ ba). Vui lòng xem các file .ino và tuân thủ giấy phép GPL.

Có khả năng dùng bù nhiệt độ tự động và bù dung dịch.

Có tùy chọn gửi thông tin qua WiFi lên một MQTT broker. Mình dùng Node-Red để hiển thị dashboard. Dữ liệu được gửi dạng serial từ vi điều khiển pH sang module ESP01S để lo phần publish. Bạn sẽ cần nhập thông tin WiFi và địa chỉ broker trong source code MQTT.

Có đồ giữ chai cho nắp chai lab 500 ml dùng chứa thuốc thử. Cắt lỗ đi ống theo kích thước phù hợp, kèm một lỗ nhỏ để thông khí. Cụm giữ chai có thể lắp theo kiểu “wall” (treo tường) hoặc “bench” (đặt bàn).

Tải nhẹ, mất khoảng ~20 giây để bơm 2 ml. Bộ của mình bơm tối đa 2 ml mỗi 5 phút.

Dùng motor rẻ 28BYJ-48 5V chạy ở chế độ bipolar với 12V. Cần đổi đầu cắm JST 5 pin sang 4 pin và sắp xếp lại dây. (Dây đỏ ở giữa không dùng). Nhớ chỉnh dòng trên module driver stepper. Xem sơ đồ (schematic) để biết chi tiết.

Dùng module cảm biến pH giá rẻ. Thay biến trở tinh chỉnh VR1 bằng điện trở 20K. Việc này sẽ giới hạn output xuống dưới 2.5V. Controller được cấu hình dùng internal reference 2.56V có độ chính xác cao hơn. Có nhiều lớp smoothing bằng phần mềm (tùy chỉnh được). Tránh dùng bơm/motor AC trong bồn chứa. Dùng nguồn 12VDC tuyến tính (linear, không phải switching) để tránh nhiễu cho thiết bị đo.

Bơm nhu động (peristaltic) đã test với ống BPT 3x5 mm. Nhớ kiểm tra độ tương thích hóa chất của thuốc thử. Dung sai khá chặt để quay được mà không bị hở khí. Mình dùng ống PTFE 2x4 cho đoạn chạy không nhu động. Có thể cần tinh chỉnh con lăn peristaltic.

Bôi “super-lube” lên tất cả phần chuyển động để giảm ma sát và tăng tuổi thọ ống.

Mình dùng dây Dupont loại lắp sẵn giá rẻ, chọn đúng chiều dài. Mình tháo vỏ đơn và thay bằng vỏ 1 hàng hoặc 2 hàng cho phù hợp. Vui lòng đừng dùng đầu đơn lẻ, hoặc ít nhất là dán chúng lại với nhau. Mình xoắn dây và dùng nhiệt để gom gọn cho đẹp.

Mình đang dùng bộ này để điều khiển pH cho một bio-reactor nhỏ – chạy ổn định, không lỗi suốt 6 tháng tới giờ!

Ghi chú in 3D:

Dùng PET-G cho tất cả chi tiết.