可以用51单片机制作一个TDS水质检测仪吗?

ID:1092027 · 发表于 2024-7-8 11:51

最近学了51单片机，想去TDS检测笔工厂实习，这个TDS水质检测仪可以用51做出来吗？

ID:155507 · 发表于 2024-7-8 22:14

可以用51单片机做出这个TDS水质检测仪

ID:1041200 · 发表于 2024-7-9 10:48

市场上大把，几年前我在某一个宝上买了一个模块玩，好像是30几元全套还含探头。卖家提供51和STM32的例程。

ID:227818 · 发表于 2024-7-9 11:07

这个东东水质传感器很关键吧。

ID:1092027 · 发表于 2024-7-10 15:01

angmall 发表于 2024-7-8 22:14
可以用51单片机做出这个TDS水质检测仪

我想用51单片机自己焊接电路板写程序做出来，是不是比较困难？

ID:1128683 · 发表于 2024-7-10 18:19

可以，直接找写好的把模块买了调试

ID:155507 · 发表于 2024-7-11 16:48

leidei 发表于 2024-7-10 15:01
我想用51单片机自己焊接电路板写程序做出来，是不是比较困难？

TDS(Total Dissolved Solids)，中文名总溶解固体，又称溶解性固体总量，表
明 1 升水中溶有多少毫克溶解性固体。一般来说， TDS 值越高，表示水中含有
的溶解物越多，水就越不洁净。虽然在特定情况下 TDS 并不能有效反映水质的
情况，但作为一种可快速检测的参数， TDS 目前还是可以作为有效的水质情况
反映参数来作为参考。
常用的 TDS 检测设备为 TDS 笔，虽然价格低廉，简单易用，但不能把数据
传给控制系统，做长时间的在线监测，并做水质状况分析。使用专门的仪器，虽
然能传数据，精度也高，但价格很贵。为此，我们专门推出了这款 TDS 传感器
模块。
该模块即插即用，使用简单方便。 3.3~5.5V 的宽电压供电， 0~2.3V 的模拟
信号输出，使得这款产品兼容 5V、 3.3V 控制系统，能非常方便的接到现成的控
制系统中使用。测量用的激励源采用交流信号，可有效防止探头极化，延长探头
寿命的同时，也增加了输出信号的稳定性。 TDS 探头为防水探头，可长期浸入
水中测量。该产品可应用于生活用水、水培等领域的水质检测。有了这个传感器，
就可轻松 DIY 一套 TDS 检测仪了，轻松检测水的洁净程度，为你的水质把好关。
Analog TDS Sensor(V1.0) Schematic.png

这个项目涉及硬件电路设计和软件编程。下面是详细的设计步骤。

51单片机制作TDS水质检测仪的设计方案
制作一个基于51单片机（如STC8H8K64U有自带的10位ADC）的TDS水质检测仪涉及硬件和软件的设计。你已经有了TDS传感器模块和单片机的选择，接下来我们具体设计整个系统。

### 项目概述

TDS（水溶解性总固体）检测仪通过测量水的电导率来间接表示水中溶解的固体含量。设计将包括以下部分：
1. 电导率测量电路
2. ADC接口
3. 显示屏（如LCD）
4. 控制按键
5. 电源管理模块

### 所需元器件

- **51单片机（STC8H8K64U）**
- **电导率测量电极**
- **LCD显示屏（如1602 LCD或OLED显示屏）**
- **按键**
- **电阻、电容、PCB板等**

系统框架
传感器模块：

使用TDS传感器模块（如电路原理图描述的模块，具有0~2.3V的模拟输出）。
防水探头，长期浸入水中测量。
单片机：

使用STC8H8K64U单片机，具有10位ADC（模拟数字转换器）。
显示部分：

LCD显示屏，用于实时显示TDS值。
电源部分：

电源管理模块，提供3.3V或5V电源。
通信接口（可选）：

用于将数据传输到上位机进行进一步分析。
硬件设计
原理图说明
下面是一个示例原理图，具体电路连接要根据实际元器件和模块进行调整：

硬件连接
TDS传感器模块：

### 电路设计

#### 电导率测量电路

电导率测量通过两个电极在水中施加一个电压，并测量电流来计算电导率：

1. **电极**：用铂金电极或者不锈钢电极。
2. **电压源**：使用稳定的直流电压源。稳定的直流电压源，用于电极的电压激励。
3. **交流电压源**：防止电极极化问题，可以使用CD4060电路生成一个稳定的交流电压。
4. **放大器电路**：放大测量信号。
5. **滤波电路**：滤除噪声。
6. **电流测量电路**：通过测量电流来计算电导率，可以使用运算放大器和电阻来实现。

VCC连接到3.3V电源
GND连接到地
输出模拟信号连接到单片机的ADC输入端（如P1.0）

LCD显示屏：

根据显示屏的接口（I2C或SPI），连接到单片机的相应引脚
电源连接到3.3V或5V

单片机：

电源和地连接
编程接口连接，方便程序下载
电源管理模块：

提供稳定的电源，确保系统正常工作
软件设计
初始化
初始化51单片机的各个外设，包括GPIO、ADC、I2C接口等。

### 校准和测试

- **校准**：使用已知TDS值的标准溶液进行校准，调整比例因子（TDS_SCALE_FACTOR）。
- **测试**：在不同水样中测试，确保测量值准确。

### 工具和资源

- **开发工具**：Keil C51 IDE，烧录工具，示波器等。
- **学习资源**：相关的单片机和电路设计书籍、在线教程、论坛等。

### 总结

虽然使用51单片机制作一个TDS水质检测仪有一定的挑战，但通过合理的设计和调试，完全可以实现。这将是一个很好的学习和实践项目，能够帮助你深入理解单片机应用和电路设计。如果在过程中遇到困难，可以寻求相关资料或向更有经验的人请教。希望你能成功完成这个项目并在实习中获得宝贵的经验。

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