Laboratory Exercise n.12

Replatinization of a Coductivity cell with (with Arduino)
the source, the shield, the scetch, the circuit
Chemistry Laboratory for Restoration (and Chemometrics), A.A. 2015/16 (by G.Visco)

  Un elettrodo per la misura delle conducibilita' di una soluzione acquosa nella sua forma classica e' costituito da 2 lamine contrapposte di platino poste a qualche mm di distanza fra loro. Anche se esistono per alcune applicazioni particolari (latte, succhi di frutta, etc.) lamine di platino liscio, di solito le due lamine sono di Platinum Black.

  Il nostro problema e' che il Platinum Black con l'uso si stacca dalla due laminette di platino cambiando la costante di cella e peggiorando la misura in soluzioni diluite. Si puo' ricostruire e quasi tutti gli strumenti hanno due boccole apposite per questo, per esempio i manuali qui sotto ne parlano.

1. Thermo Fisher, vari tipi di elettrodi e loro Replatinization, pagina 2,
2. YSI, Model 31a, della stesso periodo del nostro strumento, Replatinization, pagina 5,
3. Orion, una ottima descrizione del metodo di Replatinization, pagina 1,

  Leggiamo cosa ci suggerisce il costrutture dello strumento e dell'elettrodo

forse e' meglio leggere la pagina completa, qui con tutte le istruzioni

  Leggiamo: sara' necessario invertire la polarita' della corrente ogni 2-3 minuti circa, ed anche fino a quando entrambe gli elettrodi siano ricoperti.  Visto che bisogna invertire continuamente la polarita' della tensione applicata all'elettrodo, per un tempo non definito, ore?, potremmo usare un microcontroller come Genuino/Arduino ed un banco di relais, piu' un piccolo programmino.

  Il lato contatti dello strumento si presenta come in foto. Si notano le 2 boccole della cella scollegate da quelle di Re-Platinize.

  L'esercitazione consiste nel trovare un modo automatizzato per invertire le polarita' all'elettrodo ogni 2-3 minuti usando un microcontroller (Genuino/Arduino) ed un banco di relais.

  Facciamo un elenco di cosa ci serve:

1. almeno 1 o 2 relais che sopportino sui contatti la corrente necessaria, qui pochissima, mA, per cui tutto va bene. Ci serve qualcosa come questo, che abbia dentro un sistema di contatti cosi'. (vedi SPDT Relay su Wikipedia),
2. un qualche schema elettrico che usi 1 o se non basta 2 relay per collegare le boccole rossa/nera dello strumento all'elettrodo,
3. forse di circuiti ne servono vari, 3, 4, 5, ... in cui il primo collega il positivo ad un elettrodo attivando un relais, il secondo circuito collega il negativo all'altro elettrodo, poi dopo 3 minuti attivando o disattivando i relais si inverte la polarita', poi dopo altri 3 minuti ...,
4. avuti gli schemi serve uno studio per capire se anche per un solo secondo le due boccole di uscita si trovano in cortocircuito (se si bisogna ricomiciare con il disegno degli schemi),
5. capiti quanti relais servono, al minimo, si puo' utilizzare una basetta come questa (chiamasi shield),
6. e di certo ci serve il microcontroller per fare "andare a tempo" i relay, potremmo usare Genuino,
7. magari ci serve anche un software per programmarlo, Arduino Software (IDE),
8. ed infine ci servono le istruzioni, anzi la sequenza di istruzioni per il microcontroller, che qualcuno chiama "programma", ma qui si chiama "sketch", e per scriverlo si usa il IDE qui sopra,

  Prima di passare alla programmazione meglio mettere su carta i vari step da eseguire, cioe' come e quando attivare i relay, cosa mostrare all'utente (un led acceso per far capire che sta funzionando?).

  Per questo puo' essere utile la lettura del magnifico libro (free per i primi capitoli) del Ing. Paolo Aliverti. NON si puo' invece consigliare il costoso libro cartaceo, buon ma con qualche bug e come gia' detto una pura operazione commerciale lanciata da quello free.

  Mettiamo su carta gli elettrodi, le boccole, i 4 relay (ma forse ne servono meno), e proviamo a disegnare la filatura del collegamento n.1. Se funziona passiamo al collegamento n.2 e cosi' via fino a ritornare al n.1. Possiamo usare questi appunti:

a sinistra lo strumento, a destra gli elettrodi, bisogna dare un numero ai 4 relais in mezzo (meglio come quelli dello shield) e poi definirli nello stetch

  Una possibile soluzione e' questa, ma se ne possono trovare altre ditelo. Per gli studenti che hanno seguito l'esercitazione e che conoscono la password questa e' la soluzione in chiaro.

     
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