Датчик кислотности pH и его подключение
В режиме Сыроварение датчик pH позволяет дождаться заданной кислотности на этапе «Ожидание pH». Измерительный комплект состоит из погружного электрода и платы PH-4502C. Электрод подключается к разъёму BNC платы; её аналоговый выход PO передаёт напряжение в Самовар. Не подключайте сам электрод непосредственно к ESP32 или ADS1115: для него нужна плата обработки сигнала.
Электрод должен подходить для измеряемого продукта и температуры. Датчик, рассчитанный на воду, может загрязняться белком и жиром в молоке; пригодность к непрерывному погружению определяется паспортом электрода. Калибровка не устраняет загрязнение или износ.
Подключение через ADS1115
ADS1115 — внешний АЦП, преобразователь напряжения в число. Для подключения нужны модуль ADS1115, два резистора 10 кОм с допуском 1% и конденсатор 100 нФ. Номиналы относятся к выходу платы PH-4502C, а не к кабелю электрода.
Подайте на PH-4502C питание 5 В, на ADS1115 — 3,3 В. Соедините земли GND обеих плат и Самовара. Перед подключением проверьте маркировку выводов своей платы: у разных модулей порядок контактов отличается.
Соедините PO платы PH-4502C с AIN0 ADS1115 через первый резистор 10 кОм. Между AIN0 и GND установите второй резистор 10 кОм. Конденсатор 100 нФ подключите параллельно второму резистору. Делитель уменьшает напряжение вдвое: 5 В на PO превращаются в 2,5 В на AIN0. Выход DO для измерения pH не используется.
Подключите SDA и SCL ADS1115 к одноимённым линиям I2C Самовара — общей двухпроводной линии связи с модулями. Используйте контакты своей платы ESP32, указанные в её схеме; номера GPIO зависят от сборки. Подтяжки SDA/SCL должны быть к 3,3 В.
Соедините ADDR с GND: адрес ADS1115 будет 0x48. Если этот адрес уже занят другим устройством, выберите свободный адрес ADS1115 и укажите его в настройке сборки. Два устройства с одинаковым адресом на одной линии работать не должны.
Включите настройку сборки USE_ADS1115 со значением адреса, например #define USE_ADS1115 0x48, и загрузите прошивку. pH автоматически читается с AIN0. LUA_PIN при этом остаётся свободным. Если ADS1115 недоступен, запуск сыроварения и сохранение калибровки pH блокируются.
Проверьте мультиметром напряжение между AIN0 и GND перед подключением к ESP32. Диапазон измерения ADS1115 в прошивке — ±4,096 В, но он не разрешает подавать на вход напряжение выше питания микросхемы. После изменения схемы или перехода на ADS1115 выполните калибровку заново.
Подключение без ADS1115
Если USE_ADS1115 выключен, выход того же делителя подключается к LUA_PIN вместо AIN0. PH-4502C питается от 5 В; его GND соединяется с GND Самовара. На вход ESP32 нельзя подавать 5 В напрямую. LUA_PIN также используется датчиком давления MPX5010DP: подключайте к нему только одно устройство. Во время сыроварения этот вход занят измерением pH и недоступен для чтения из Lua.
Если показания скачут при включении оборудования
Сначала сравните показания в отдельном пластиковом стакане с буфером и в баке, включая насос, мешалку и нагрев по одному. Связь скачков с включением оборудования указывает на возможные электрические помехи. Медленный уход показаний в буфере при выключенном оборудовании требует проверки электрода и PH-4502C; развязка не исправит их неисправность.
Для устранения помех через общее питание и землю можно отделить измерительную часть: электрод → PH-4502C → делитель 1:2 → ADS1115 → ADuM1250 → ESP32. ADuM1250 — модуль электрической развязки I2C: передаёт данные, не соединяя электрически две стороны.
Питайте PH-4502C, ADS1115 и измерительную сторону ADuM1250 от отдельного USB-пауэрбанка с выходом 5 В и поддержкой малой нагрузки. ADS1115 в этой схеме также получает 5 В; делитель на его входе остаётся. Во время измерения пауэрбанк не должен заряжаться или питать другие части Самовара.
Сторону ADuM1250, обращённую к ESP32, питайте от 3,3 В Самовара. Подключите SDA/SCL ADS1115 к стороне 5 В, SDA/SCL Самовара — к стороне 3,3 В. Подтягивающие резисторы каждой стороны должны соединяться с питанием именно этой стороны.
Не соединяйте земли двух сторон. Если соединить их проводом, USB-кабелем или через другое оборудование, развязка будет нарушена. Остальные устройства I2C Самовара остаются со стороны ESP32.
Расположите PH-4502C и ADS1115 рядом, отдельно от регулятора нагрева. Провод PO сделайте коротким, кабель электрода проложите подальше от силовых проводов. Адрес ADS1115 и настройка USE_ADS1115 остаются прежними.
Это вариант подключения против электрических помех, а не гарантия точности электрода. После калибровки повторите проверку с включением оборудования; схема не должна давать воспроизводимый сдвиг pH при переключениях.
Программный фильтр и ограничения
В прошивке с медианным фильтром показание pH рассчитывается по пяти последовательным измерениям с интервалом в секунду. Медиана — среднее по порядку число после сортировки: ряд 5,42; 5,41; 3,10; 5,43; 5,42 даёт 5,42. Фильтр убирает короткие выбросы, но не исправляет постоянную ошибку и медленный уход показаний. При плавном изменении задержка составляет около двух секунд.
pH становится доступен после заполнения всех пяти отсчётов. После ошибки чтения, недопустимого показания, перерыва между измерениями больше пяти секунд, изменения коэффициентов калибровки или сброса процесса окно заполняется заново. Старый результат не выдаётся за новое исправное измерение. На этапе «Ожидание pH» сохраняется подтверждение достижения порога в течение 30 секунд.
Фильтр применяется к обоим подключениям — через ADS1115 и через LUA_PIN. Поле ADC на странице калибровки показывает свежий исходный отсчёт, без этого фильтра; дождитесь его стабилизации перед фиксацией точки. Самовар не учитывает температуру в пересчёте pH: сравнивайте результаты и контрольные пробы при одинаковой температуре. Обновление документации сайта не обновляет прошивку на вашем устройстве.
Калибровка и уход
Откалибруйте весь собранный комплект по двум свежим буферным растворам около pH 7 и pH 4. Вводите значения с этикетки раствора для температуры измерения. Порядок работы с кнопками описан в разделе
Калибровка pH.
После молока очищайте электрод совместимым средством для белковых и жировых загрязнений по инструкции производителя. Храните чувствительный конец в рекомендованном растворе для хранения электродов, не сухим и не в дистиллированной воде. Не превышайте допустимую температуру электрода. После очистки проверьте показания в свежей порции буфера.
