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发表于: 2022-4-24 17:53:44 | 显示全部楼层

在本篇文章中，我们将学习如何使用Arduino开发板连接Gravity模拟TDS传感器并设计一个简单的TDS计。

概述

TDS（Total Dissolved Solids，中文名：总溶解固体，又称溶解性固体总量）表示一升水中溶解了多少毫克溶解性固体。一般来说，TDS值越高，表示水中溶解的可溶性固体越多，水就越不洁净。因此，TDS值可以作为反映水质洁净程度的一个参考值。可应用于生活用水、水培等水质检测监测领域。

因此，在本文中，我们将Gravity模拟式TDS传感器与Arduino开发板连接，并在LCD上显示读取的值。因为TDS取决于温度，因此还将添加DS18B20温度传感器来测量水温。测得的温度与 TDS传感器一起使用，以高校准和高精度补偿读数。

所需的组件

● Arduino UNO开发板

● DfRobot Gravity模拟式TDS传感器

● DS18B20温度传感器

● 1602 LCD显示屏

● 10K电位器

● 连接跳线

● 面包板

什么是TDS？

TDS是Total Dissolved Solids的首字母缩写，包括分子、离子或微粒悬浮形式的有机和无机物质。TDS通常以百万分之几 (ppm) 或毫克每升 (mg/L) 表示。TDS与水的质量直接相关，即TDS数值越低，水越纯净。例如，反渗透纯净水的TDS介于0到10之间，而自来水的TDS介于20到300之间，具体取决于您居住在哪个地方。

构成水中溶解固体的物质包括矿物质、盐类、阴离子和阳离子物质等物质。它们还可能包括重金属等污染物，以及可能泄漏到供水系统中的有机物质等其他物质。

什么是TDS计以及它是如何工作的？

TDS仪表实际上是一种电荷 (EC) 仪表，其中两个等间距的电极插入水中并用于测量电荷。结果由TDS计测量并转换为ppm数字。

如果水不含可溶性物质并且是纯净的，则它不会进行充电，因此将具有0 ppm的数值。相反，如果水中充满溶解物质，它将进行充电，得到的ppm数字与溶解固体的数量成正比。这是因为所有溶解的固体都带有电荷，这允许电荷在电极之间传导。

TDS计可以用来做什么？

除了测量我们饮用水的TDS值外，TDS计还可用于测量：

1. 鱼缸和水族箱

鱼类需要与它们生活的自然环境相似的特定TDS和pH值。淡水鱼需要少于400ppm，其他一些淡水鱼需要更少。咸水鱼需要5000到50000 ppm之间的TDS值。

2. 水培

TDS计是快速测量水培溶液的营养浓度的有用辅助工具。

3. 游泳池和水疗中心

低TDS值有助于防止维护问题、皮肤刺激和藻华。

4. 胶体银

现在有许多胶体银消费者使用TDS计来测量他们的胶体银浓度，以百万分之几 (ppm) 为单位。TDS计给出了相对准确的测量结果。

Gravity模拟TDS传感器

Gravity模拟TDS传感器是一款兼容Arduino的TDS传感器套件，用于测量水的TDS值。可应用于生活用水、水培等水质检测领域。本模块支持3.3~5.5V宽电压输入，0~2.3V模拟电压输出，兼容5V或3.3V控制系统或板卡。

激励源为交流信号，可有效防止探头极化，延长探头寿命，同时有助于提高输出信号的稳定性。TDS探头防水，可浸入水中长时间测量。

主要的规格参数

1. 输入电压：3.3～5.5V

2. 输出电压：0～2.3V

3. 工作电流：3～6mA

4. TDS测量范围：0～1000ppm

5. TDS测量精度：±10%FS（25℃）

6. TDS探针引脚数：2

使用过程中的注意事项

探头不能在55摄氏度以上的水中使用。

探头不能太靠近容器边缘，否则会影响读数。

探头的头部和电缆是防水的，但连接器和信号发射板不防水。

Gravity模拟TDS传感器与Arduino的硬件连接

现在让我们学习如何将TDS传感器与Arduino开发板连接。电路图如下所示。

Gravity模拟TDS传感器与Arduino的连接相当简单。将传感器的VCC和GND引脚分别连接到Arduino的5V和GND。将其模拟引脚连接到Arduino的任意模拟引脚。本文使用了Arduino的模拟引脚A1。

代码

以下是将TDS传感器与Arduino连接的简单代码。在编译之前需要安装一个Gravity模拟TDS传感器库文件。

#include <EEPROM.h>
#include "GravityTDS.h"
#define TdsSensorPin A1
GravityTDS gravityTds;
float temperature = 25,tdsValue = 0;
void setup()
{
Serial.begin(115200);
gravityTds.setPin(TdsSensorPin);
gravityTds.setAref(5.0); //reference voltage on ADC, default 5.0V on Arduino UNO
gravityTds.setAdcRange(1024); //1024 for 10bit ADC;4096 for 12bit ADC
gravityTds.begin(); //initialization
}
void loop()
{
//temperature = readTemperature(); //add your temperature sensor and read it
gravityTds.setTemperature(temperature); // set the temperature and execute temperature compensation
gravityTds.update(); //sample and calculate
tdsValue = gravityTds.getTdsValue(); // then get the value
Serial.print(tdsValue,0);
Serial.println("ppm");
delay(1000);
}