PН-метр, термометр, измеритель влажности и освещённости. Прибор садовода

Мне всегда была интересна тема измерителей влажности и температуры. А этот девайс кроме температуры и влажности может измерять уровень PН почвы. Милое дело для садоводов/цветоводов. Вот и посмотрю, что он показывает.
Кому интересно, заходим.
Такой он прибыл.

В обычном пакете с «пупыркой», как матрёшка. В пакете с «пупыркой» ещё пакет, а уже внутри упаковка.
Затем выдвигаем.

Внутри девайс и инструкция на шести страницах.
Можно глянуть скан , если кому нужно.
Активный элемент щупа прикрыт пластиковым наконечником.

Дисплей был закрыт защитной плёнкой.

Сзади находится переключалка режимов измерения (уровень PН↔температура).
Работает от одной батарейки формата 6F22 («крона»).

Я запитал от аккумулятора. Тоже работает.

Включается лёгким (буквально) прикосновением к кнопке ON (слева). Поэтому частенько, когда берёшь в руки, оказывается уже включенным. При этом в первые секунды засвечивает все свои возможности.

Подсветка работает полторы минуты, затем гаснет, но индикация остаётся.
Чтобы выключить девайс, надо несколько секунд удерживать кнопку выключения (справа), либо дождаться самоотключения (5 минут).
Что из себя представляют символы, лучше всего понятно из картинки со страницы магазина.

Пора смотреть, что внутри. Открутил шесть саморезов.

Первым попался на вид датчик освещённости. Это он отслеживает освещённость через сиреневое пластиковое окошко в корпусе.

Чтобы добраться до обратной стороны платы, пришлось ломать оплавленные пластмасски. Саморезов здесь нет. В качестве крепежа — пластмассовые стойки, которые оплавлены после монтажа платы.
На плате не оказалось ни одной «кляксы». Только полноценные микросхемы.

И четыре подстроечных резистора.

На что влияет VR1 я так и не понял. VR2 и VR4 влияет на регулировку измерений освещённости. VR3 устанавливает «ноль» (7,0) при измерении уровня рН. Резистора, регулирующего крутизну характеристики при измерении уровня рН, я не нашёл.
Девайс собираю.
И всё же, что он может?
Обозреваемый девайс может измерять:
-освещённость (9 уровней): HGH+, HGH, HGH-, NOR+, NOR, NOR-, LOW +, LOW, LOW-.
-влажности почвы (5 уровней): DRY+, DRY, NOR, WET+, WET.
-рН почвы (12 уровней): 3.5~9.0pH (разрешение 0.5).
-температуру (°C/°F): +9~+50°C/16~122°F (с разрешением 1°C/°F).
Кнопок управления всего две.
«ON». кнопка слева. Включение.
Короткое нажатие включает девайс.
C/ F- OFF. Кнопка справа.
а) Кратковременное нажатие переключает измерения градусов Цельсия/Фаренгейта.
б) Длительное нажатие выключает девайс.
Девайс проверил в деле.

Вроде что-то показал.
Пора тестировать.
Полностью все свои эксперименты описывать не буду. Это не совсем интересно.
Начал с температуры. Показывает достаточно точно. Но имеет «более пологую» характеристику. На температуре около 18 градусов завышает на полградуса. При температуре 25 уже занижает на те же полградуса. С учётом того, что десятые доли не показывает, имею в итоге неплохой результат.
По поводу влажности и освещённости, измеряет в довольно условных величинах, которые невозможно проверить на точность. Поэтому и отношение к ним тоже условное.
Самое интересное – измерение PH почвы.
Лаборатории для калибровки у меня нет, не тот профиль. А вот приборчик для сравнения нашёл (PH-метр PH-150МИ).
Прибор не из дешёвых и очень капризный в обслуживании. При неправильной эксплуатации и хранении электрод выходит из строя. Тем, кто не имел опыта общения с такими приборами, не стоит заморачиваться с покупкой.

Принцип работы у профессиональных измерителей приблизительно одинаковый.

1.1 Принцип работы прибора
В основу работы положен потенциометрический метод измерения pH и Eh контролируемого раствора.
При измерении pH (или Eh) растворов используется первичный измерительный преобразователь — электродная система, состоящая из измерительного электрода и электрода сравнения. Эти электроды могут представлять собой как раздельные устройства, так и быть объединены в одном корпусе (комбинированный электрод).
Электродная система, погруженная в анализируемый раствор, развивает электродвижущую силу (ЭДС), пропорциональную показателю активности ионов водорода (pH) или соотношению концентраций окисленной и восстановленной форм редокс-системы.

ЭДС электродной системы зависит также от температуры анализируемого раствора. Для измерения температуры и учета ее влияния на электродную систему (термокомпенсации) используется первичный преобразователь — датчик температуры, построенный на основе терморезистора (далее – термодатчик).
Для электродных систем, применяемых для определения pH растворов, существует точка (значение pH) в которой их ЭДС не зависит от температуры. Эта точка носит название изопотенциальной, а соответствующие ей значения «pXi» и «Ei» называются координатами изопотенциальной точки. На основе измеренной величины ЭДС вторичный преобразователь (далее – преобразователь) осуществляет расчет значения pH по следующей формуле:
pН = pXi – (Е – Ei) / Кs • (54,1 + 0,198 t), (1)
где Е – измеренная ЭДС электродной системы, мВ;
pХi – координата изопотенциальной точки электродной системы;
Ei — координата изопотенциальной точки электродной системы, мВ;
Ks — доля, которую составляет реальная крутизна электродной характеристики от теоретического значения, равного (54,1 + 0,198 t);
t – температура раствора, измеренная при помощи термодатчика или введенная вручную, ˚С.
Значение pH выводится на дисплей преобразователя. Кроме этого на дисплей могут выводиться результаты измерения ЭДС электродной пары и температуры среды в единицах мВ и ˚С соответственно.

Думаю, что и у обозреваемого прибора принцип измерений тот же. Вот только измерительный элемент попроще и подешевле.
Я не буду описывать тонкости измерения уровня рН, ничего не напишу про изопотенциальные точки:) Не всякий мозг это может усвоить. Да и не к чему. Скажу только одно. Для тех, у кого есть измерители уровня рН, без калибровочных растворов сложно обойтись. Но их можно купить на Алиэкспресс. СтОят недорого. Это ссылка на первый попавшийся набор. Картинка со страницы продавца.

А вот так они выглядят вживую. Это те, что сам держал в руках.

Всё, что с ними нужно сделать, это развести пакетик в 250мл дистиллированной воды.

Набор из трёх видов порошка предпочтительнее. Можно оценить более широкий спектр измерений.
У меня всего два вида порошка, поэтому я провёл измерения на двух калибровочных растворах. Сначала измерил прибором, который можно считать образцовым.

Затем проверил обозреваемый девайс.

На кислых растворах даёт значительную погрешность.
При измерении раствора с уровнем рН 6,86 (на правом снимке) значения перебегают в пределах 6,5-7,0 (шаг измерений 0,5). На фото это сложно запечатлеть.
До лабораторного прибора он явно не дотягивает, но если приложить «холодную голову» и знания, то вполне можно пользоваться.
Единственное, чем он мне не понравилось – я не смог его заставить показывать идеально правильно. Без «хирургического» вмешательства не обойтись. Для этого придётся детально изучать схемотехнику и работать паяльником. Было бы желание и время. Встроенным регулировочным резистором нужного результата добиться не получилось.
По поводу нюансов использования.
— Не рекомендую постоянно держать девайс в земле. Электрод может окисляться.
— После каждого измерения необходимо вымыть и вытереть измерительный электрод (всё по тем же причинам).
— Перед измерением значения рН пролейте хорошенько почву и дайте ей настояться.
И ещё о чём хочу сразу предостеречь. Не пытайтесь калибровать прибор по дистиллированной воде. Не получится. Вода, контактирующая с воздухом, может насыщается углекислым газом до равновесного значения рН 5,6. Учтите также, что при перегонке углекислый газ тоже перегоняется.
Даже по ГОСТ 6709-72 (Вода дистиллированная. Технические условия) уровень рН дистиллированной воды колеблется в пределах 5,4-6,6.
Вот такая история:)
И ещё про измерение рН (теория и зачем это нужно) можно прочитать здесь.
На этом всё.
Удачи! Особенно тем, кто дочитал этот бред:)