Le capteur d'acidité pH et son raccordement
En mode Fabrication du fromage, le capteur de pH permet à Samovar d'attendre l'acidité fixée à l'étape « Attente du pH » («Ожидание pH»). Le kit de mesure se compose d'une électrode immergée et d'une carte PH-4502C. L'électrode se branche sur le connecteur BNC de la carte ; sa sortie analogique PO transmet la tension à Samovar. Ne raccordez pas l'électrode elle-même directement à l'ESP32 ou à l'ADS1115 : elle a besoin d'une carte de traitement du signal.
L'électrode doit convenir au produit mesuré et à sa température. Un capteur prévu pour l'eau peut s'encrasser de protéines et de matières grasses dans le lait ; son aptitude à l'immersion continue est indiquée dans la fiche technique de l'électrode. L'étalonnage ne supprime ni l'encrassement ni l'usure.
Raccordement via l'ADS1115
L'ADS1115 est un CAN externe, un convertisseur de tension en nombre. Pour le raccorder, il faut un module ADS1115, deux résistances de 10 kΩ à 1 % de tolérance et un condensateur de 100 nF. Les valeurs concernent la sortie de la carte PH-4502C, pas le câble de l'électrode.
Alimentez la PH-4502C en 5 V et l'ADS1115 en 3,3 V. Reliez les masses GND des deux cartes et de Samovar. Avant de brancher, vérifiez le marquage des broches de votre carte : l'ordre des broches varie d'un module à l'autre.
Reliez PO de la PH-4502C à AIN0 de l'ADS1115 via la première résistance de 10 kΩ. Placez la seconde résistance de 10 kΩ entre AIN0 et GND. Branchez le condensateur de 100 nF en parallèle sur la seconde résistance. Le diviseur réduit la tension de moitié : 5 V sur PO deviennent 2,5 V sur AIN0. La sortie DO ne sert pas à la mesure du pH.
Reliez SDA et SCL de l'ADS1115 aux lignes de même nom du bus I2C de Samovar — la ligne de communication commune à deux fils avec les modules. Utilisez les broches de votre carte ESP32 indiquées dans son schéma ; les numéros de GPIO dépendent de la version. Les résistances de tirage SDA/SCL doivent aller au 3,3 V.
Reliez ADDR à GND : l'adresse de l'ADS1115 sera 0x48. Si cette adresse est déjà occupée par un autre appareil, choisissez une adresse libre de l'ADS1115 et indiquez-la dans le paramètre de compilation. Deux appareils ayant la même adresse ne doivent pas fonctionner sur une même ligne.
Activez le paramètre de compilation USE_ADS1115 avec l'adresse comme valeur, par exemple #define USE_ADS1115 0x48, puis chargez le micrologiciel. Le pH est lu automatiquement sur AIN0. LUA_PIN reste libre. Si l'ADS1115 n'est pas disponible, le lancement de la fabrication du fromage et l'enregistrement de l'étalonnage du pH sont bloqués.
Vérifiez au multimètre la tension entre AIN0 et GND avant de brancher l'ESP32. La plage de mesure de l'ADS1115 dans le micrologiciel est de ±4,096 V, mais elle ne permet pas d'appliquer à l'entrée une tension supérieure à l'alimentation de la puce. Après une modification du circuit ou le passage à l'ADS1115, refaites l'étalonnage.
Raccordement sans ADS1115
Si USE_ADS1115 est désactivé, la sortie du même diviseur se branche sur LUA_PIN au lieu d'AIN0. La PH-4502C est alimentée en 5 V ; sa GND est reliée à la GND de Samovar. N'appliquez jamais 5 V directement sur une entrée de l'ESP32. LUA_PIN est aussi utilisée par le capteur de pression MPX5010DP : n'y raccordez qu'un seul appareil. Pendant la fabrication du fromage, cette entrée est occupée par la mesure du pH et ne peut pas être lue depuis Lua.
Si les valeurs sautent à la mise en marche des équipements
Comparez d'abord les valeurs dans un gobelet en plastique séparé contenant du tampon et dans la cuve, en mettant en marche la pompe, l'agitateur et la chauffe l'un après l'autre. Si les sauts sont liés à la mise en marche des équipements, des parasites électriques en sont une cause probable. Une dérive lente des valeurs dans le tampon, équipements arrêtés, impose de vérifier l'électrode et la PH-4502C ; l'isolation ne corrigera pas leur défaut.
Pour éliminer les parasites passant par l'alimentation et la masse communes, vous pouvez séparer la partie mesure : électrode → PH-4502C → diviseur 1:2 → ADS1115 → ADuM1250 → ESP32. L'ADuM1250 est un module d'isolation galvanique I2C : il transmet les données sans relier électriquement les deux côtés.
Alimentez la PH-4502C, l'ADS1115 et le côté mesure de l'ADuM1250 par une batterie USB séparée avec une sortie 5 V qui supporte une faible charge. Dans ce circuit, l'ADS1115 reçoit aussi 5 V ; le diviseur à son entrée est conservé. Pendant la mesure, la batterie ne doit ni être en charge ni alimenter d'autres parties de Samovar.
Alimentez le côté de l'ADuM1250 tourné vers l'ESP32 par le 3,3 V de Samovar. Reliez SDA/SCL de l'ADS1115 au côté 5 V, et SDA/SCL de Samovar au côté 3,3 V. Les résistances de tirage de chaque côté doivent être reliées à l'alimentation de ce même côté.
Ne reliez pas les masses des deux côtés. Si vous les reliez par un fil, un câble USB ou via d'autres équipements, l'isolation est rompue. Les autres appareils I2C de Samovar restent du côté de l'ESP32.
Placez la PH-4502C et l'ADS1115 près l'une de l'autre, loin du régulateur de chauffe. Gardez le fil PO court et éloignez le câble de l'électrode des fils de puissance. L'adresse de l'ADS1115 et le paramètre USE_ADS1115 restent inchangés.
C'est une variante de raccordement contre les parasites électriques, pas une garantie de précision de l'électrode. Après l'étalonnage, refaites le contrôle en mettant les équipements en marche ; le circuit ne doit pas donner de décalage de pH reproductible à la commutation.
Filtre logiciel et limites
Dans un micrologiciel doté du filtre médian, la valeur de pH est calculée à partir de cinq mesures consécutives prises à une seconde d'intervalle. La médiane est le nombre du milieu après tri : la série 5.42 ; 5.41 ; 3.10 ; 5.43 ; 5.42 donne 5.42. Le filtre supprime les pics brefs mais ne corrige ni une erreur constante ni une dérive lente des valeurs. Lors d'une variation progressive, le retard est d'environ deux secondes.
Le pH devient disponible une fois les cinq échantillons remplis. Après une erreur de lecture, une valeur invalide, un intervalle de plus de cinq secondes entre deux mesures, une modification des coefficients d'étalonnage ou une réinitialisation du processus, la fenêtre est remplie à nouveau. Un ancien résultat n'est pas présenté comme une nouvelle mesure valide. À l'étape « Attente du pH » («Ожидание pH»), la confirmation de l'atteinte du seuil est maintenue pendant 30 secondes.
Le filtre s'applique aux deux raccordements — via l'ADS1115 et via LUA_PIN. Le champ ADC de la page d'étalonnage affiche un échantillon brut récent, sans ce filtre ; attendez qu'il se stabilise avant d'enregistrer un point. Samovar ne tient pas compte de la température dans la conversion du pH : comparez les résultats et les échantillons de contrôle à la même température. La mise à jour de la documentation sur le site ne met pas à jour le micrologiciel de votre appareil.
Étalonnage et entretien
Étalonnez l'ensemble du kit assemblé avec deux solutions tampons fraîches à environ pH 7 et pH 4. Saisissez les valeurs indiquées sur l'étiquette de la solution pour la température de mesure. La procédure avec les boutons est décrite dans la section
Étalonnage du pH.
Après le lait, nettoyez l'électrode avec un nettoyant compatible contre les dépôts de protéines et de matières grasses, selon les instructions du fabricant. Conservez l'extrémité sensible dans la solution de conservation recommandée pour l'électrode, ni à sec ni dans de l'eau distillée. Ne dépassez pas la température admissible de l'électrode. Après le nettoyage, vérifiez les valeurs dans une portion fraîche de tampon.
