Принципиальная схема
Компоненты:
1) R1 — 470 Ом 0,25 Вт, резистор;
2) R2, R5 — 10 кОм 0,25 Вт, резисторы;
3) R3, R6 — 220 кОм 0,25 Вт, резисторы;
4) R4 — 5 кОм 0,5 Вт, металлокерамический подстроечный резистор;
5) R7 — 680 Ом 0,25 Вт, резистор;
6) R8 — 2,2 кОм 0,25 Вт, резистор;
7) R9, R10, R11, R12, R13 — 1 кОм 0,25 Вт, резисторы;
8) C1 — 100 мкФ 25 В, электролитический конденсатор;
9) D1, D2, D3 — 3 или 5 мм, красные светодиоды;
10) D4 — 3 или 5 мм, зелёный светодиод;
11) D5 — 3 или 5 мм, жёлтый светодиод;
12) IC1 — LM324, маломощный счетверённый ОУ;
13) P1 — однополюсный выключатель-кнопка;
14) щупы — (см. текст);
15) B1 — 9V PP3, батарейка;
17) вывод для батареи PP3.
Это устройство предназначено для приблизительной оценки процентного содержания соли в жидкости. Если устройство настроено верно, то оно поможет произвести быструю приблизительную оценку содержания соли в жидких продуктах питания (например, в целях соблюдения определённой диеты).
Микросхема IC1A работает в качестве дифференциального усилителя постоянного тока и его выходное напряжение увеличивается по мере уменьшения сопротивления по постоянному току на щупах. Дело в том что сопротивление пресной воды по постоянному току достаточно высокое и его значение падает пропорционально количеству растворённой в ней соли. Микросхемы IC1B, IC1C и IC1D представляют собой компараторы и включают поочерёдно светодиоды D5, D4 и D3, когда растёт напряжение на их инвертирующих входах. Следовательно, светодиоды будут отключены, когда содержание соли в испытываемой жидкости будет низким; жёлтый светодиод D5 будет светиться, когда содержание соли будет низким; зелёный светодиод D4 , будет светиться, когда содержание соли будет на среднем уровне; красный светодиод D3 будет светиться, если содержание соли будет высоким. Светодиоды D1 и D2 включены постоянно, поскольку они обеспечивают два опорных напряжения, что позволяет улучшить точность измерений. С анода диода D2 на неинвертирующие входы компараторов поступает напряжение 3,2 В через цепочку эталонных резисторов R8, R9 и R10. Опорное напряжение 1,6 В с анода диода D1 поступает на щупы и подстроечный резистор R4. Один из этих светодиодов может использоваться в качестве индикаторной лампочки для указания состояния включено/выключено.
Экспериментальным путём было выявлено, что хороший и недорогой щуп можно изготовить из «моно-джека» длиной 8,3 мм. Два вывода джека соединены со схемой с помощью двухжильного кабеля (хорошо подойдёт экранированный кабель). Металлический корпус разъёмов состоит из двух частей разной длины, разделённых чёрной пластиковой шайбой. Попробуйте обмотать более длинную часть изолентой, чтобы открытым осталась только поверхность конечной части разъёма, т. е. примерно 8-10 мм, начиная от чёрного пластикового кольца.
Для испытаний прототипного устройства использовалась следующая «лабораторная установка»: три столовых ложки жидкости были налиты в цилиндрическую пластиковую ёмкость высотой 55 мм и диаметром 27 мм, затем в жидкость была погружена металлическая часть щупа.
Примечания:
- Для того, чтобы получить достоверное показание необходимо выждать примерно 30 секунд.
- После каждого испытания тщательно промывайте и протирайте щуп.
- Для настройки устройства и получения более точных результатов вы можете использовать вольтметр (диапазон 10 В постоянного тока), соединённый с выводом 1 микросхемы IC1A и отрицательным полюсом питания.
- Погрузите щуп в пресную воду и подстройте R4 так, чтобы получить нулевое показание.
- По желанию вы можете изменить уровни порогового напряжения, при которых происходит включение светодиодов. Чтобы изменить диапазон D4 необходимо изменить номинал резистора R8, а для изменения диапазона диода D5 — номинал резистора R9.
- Вместо выключателя–кнопки можно установить обычный однополюсный выключатель на одно направление.
