前回交流発振回路を作ったので第1段階が終了した感じです(๑•̀ㅂ•́)و✧
次は交流波を実際に取り込んでみて波形を取得してみたいと思います(ง°̀ロ°́)ง

プログラムや回路を作る前に実際にどんな波形になるのか確認してみました
(◍•ᴗ•◍)♡ ✧*。

EC計の自作の準備のための実験画像。

作った回路は本当に電気を通す?

EC計は電気を通した時の抵抗値を測ることでどれだけイオンが残っているかを見るようです。

水耕栽培の肥料はイオンになって水に溶けるので

肥料の残りと抵抗値の関係は?
  • 肥料が十分ある: 電気をよく通す:抵抗値が低い
  • 肥料が少ない:電気があまり通らない:抵抗値が高い

となるんでしょう( ಠωಠ)
そりゃそうなんですけど、肥料が足りない時にEC値が高く出てると少しわかりにくいですよね。

肥料が少ない時はEC値が低く出ると直感的でわかりやすいのでEC値はジーメンス値という抵抗の逆数で表現しているんだと思います。

電気的特性はどうなる?

水溶液に電極をさして測るのでイメージ的にはキャパシタっぽいですよね。
イオンによる抵抗値と電極のキャパシタっぽさがでるのかな?と若干心配しています。

というのもキャパシタが入ると交流波の位相がずれちゃうので位相がずれてADコンバーターで取得した値が間違っちゃってたということになりかねません。。
さらに問題なのはキャパシタ成分があるとインダクタンスが周波数依存してしまいます。こうなると最適な周波数は。。となるかもしれません。。

ということで位相のズレも確認したいと思います。

測定してみました。確かに抵抗値はあるようです。

それでは実際に組み上げて波形を取得してみます。
ポイントは実際に波形がちゃんと出力されるのかと位相がずれていないかですね(ノ*’ω’*)ノ

実験回路はどんな感じ?

実験回路をご紹介します(*˘︶˘*).:*♡

まずはブレッドボードで作製しました。
EC計の自作の準備のための実験画像。

ブレッドボードだけだとこんな感じ。

実際にはこんな回路です。かなりごちゃごちゃしてる。。これから部品も増えるのでデザインが固まったら基板にしてみようかと思います(((( ;゚д゚))))アワワワワ
自作のEC計をブレッドボード上で組み上げて実験している様子。

実際の回路図はこんな感じ。

前回の記事でご紹介した回路のままです。R10の部分が実際にはEC値を測るところになります。ここは後ほどご紹介します。
ウィーンブリッジ回路の電子回路図

実験はEC測定部分は適当な金属片で行いました。

R10の部分はこんな風にクリップではさんだ金属片になっています。
自作のEC計の実験。溶液に金属片を浸している様子。金属片の距離によって測定波形が変わることがわかる画像。

データを検証してみましょう

実験回路も組み上がったので実際に電気を流して波形を測定したいと思います。
金属片の距離でどれくらいEC値が変わるのかをみてみたいと思います。

電極間の距離が近い場合

距離が近い場合の実験画像はこんな感じです。
自作のEC計の実験。溶液に金属片を浸している様子。金属片の距離によって測定波形が変わることがわかる画像。距離が近い場合の実験。

この時の波形はこんな感じです。
自作のEC計を作るために交流波形をオシロスコープで測定している様子。電極間の距離が狭いと抵抗値も小さい。

次に電極間を離してみます( ಠωಠ)

電極間の距離が遠い場合

先ほどと比べて電極間の距離を離してみました。
自作のEC計の実験。溶液に金属片を浸している様子。金属片の距離によって測定波形が変わることがわかる画像。

この時の波形はこんな感じでした。
自作のEC計を作るために交流波形をオシロスコープで測定している様子。電極感が広いと抵抗値も多い。

先ほどに比べて振幅が大きくなっています。抵抗値が大きくなったんでしょうね(〃’ω’)

位相のズレは?

位相のズレは少しあるようですね。
でも気になるほどではないので直列抵抗として扱って問題なさそうです。
助かりました(〃’ω’)

まとめと今後の予定

次はADコンバータでこの波形を取得しようと思います。
今回の交流波形をプラス側で動かしたのですが少し電気分解がおきているように見えました。
ちょっと回路を変えてEC測定部分はプラスマイナスを動くように、ADコンバーターのところはプラス側で動くように変えたいと思います。

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