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TDS-Sensor

Der TDS-Sensor ist eine intelligente Lösung zur Messung der Wasserqualität anhand des Gesamtgehalts gelöster Feststoffe. Er ermöglicht eine einfache Verbindung mit dem micro:bit und zeigt die Ergebnisse sofort auf dem LCD-Display an.
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Beschreibung

Der analoge TDS-Sensor dient zur Messung der Wasserqualität durch Messung der Menge gelöster Stoffe (Total Dissolved Solids). Der TDS-Wert gibt an, wie viele Feststoffe in einem Liter Wasser enthalten sind – je höher der Wert, desto stärker verschmutzt ist das Wasser. Der Sensor lässt sich einfach über Dupont-Kabel anschließen. Er eignet sich für den Heim- und Bildungsbereich, beispielsweise beim Testen von Leitungswasser, Brunnenwasser oder in der Hydrokultur.

Eine wasserdichte Sonde ist im Lieferumfang enthalten. Diese darf jedoch nicht in Wasser über 55 °C oder zu nahe an den Behälterwänden verwendet werden, um eine Verfälschung der Ergebnisse zu vermeiden. Die elektronischen Teile außerhalb der Sonde sind nicht wasserdicht.

Spezifika

  • Vertrieb: OMG Robotics
  • Eingangsspannung: 3,3 bis 5,5 V
  • Ausgangsspannung: 0 bis 2,3 V
  • Arbeitsstrom: 3 bis 6 mA
  • TDS-Messbereich: 0 bis 1000 ppm
  • Ausdauer: Wasserdichte Sonde
  • Anzahl der Nadeln: 2
  • Modulgröße: 42 × 32 mm
  • Gesamtlänge: 83 cm

Komponenten


TDS-Sensor

BBC MICRO:BIT V2.2
mb2 Foto vorne
Erweiterungskarte MB2

LCD-Anzeige (IIC)

Dupont-Draht 20 cm

Verbindung

Die Sonde verfügt über ein Anschlusskabel mit drei angeschlossenen Pins. Der Anschluss an die Verlängerung ist daher sehr einfach – Sie müssen lediglich die Polarität richtig beachten.

Wir schließen alles nur im ausgeschalteten Zustand an die Erweiterungskarte an. Nach dem Anschließen testen wir die Richtigkeit der Verbindung.

  • A (blau) – mit dem analogen Eingang des micro:bit verbinden.
  • + (rot) – positive Spannungsversorgung 3,3 V.
  • - (Schwarz) – Masse GND.
TDS_LCD_Verbindung

Programm

Messung

Das Prinzip des Programms besteht darin, 10 Werte vom Analog-Digital-Wandler (ADC) zu lesen und daraus den arithmetischen Mittelwert zu berechnen. Dadurch werden zufällige Schwankungen durch Störungen eliminiert. Der resultierende Analogwert wird dann in eine Spannung umgewandelt – der micro:bit verwendet eine Referenzspannung von 3,3 V und eine Auflösung von 10 Bit (1024 Schritte). Die gemessene Spannung wird dann gemäß der vom Sensorhersteller empfohlenen Formel in einen TDS-Wert umgerechnet. Der resultierende TDS-Wert wird auf dem LCD-Display angezeigt oder kann mit einem modifizierten Programm einfach direkt auf dem micro:bit oder einem anderen Ausgabegerät angezeigt werden.

Aufgaben

Aufgabe 1: Bewertung der Wasserqualität

Auf dem Display des micro:bit wird ein Smiley angezeigt, der auf dem TDS-Wert basiert. Bei sauberem Wasser (TDS unter 200 ppm) wird ein Smiley angezeigt. Bei durchschnittlicher Wasserqualität (200–500 ppm) wird ein neutraler Gesichtsausdruck angezeigt. Bei verschmutztem Wasser (über 500 ppm) runzelt der micro:bit die Stirn.

Aufgabe 2: TDS-Balkendiagramm

Zeigen Sie ein Balkendiagramm des aktuellen TDS-Werts auf dem micro:bit an. Zeigen Sie den Messbereich von 0 bis 1000 ppm auf dem Display anhand der Höhe des Balkens an.

Aufgabe 3: Verschmutzungsalarm

Planen Sie ein Programm, das einen Alarm auslöst oder eine LED blinken lässt, wenn der TDS-Wert einen festgelegten Hygienegrenzwert überschreitet – zum Beispiel 500 ppm. Es eignet sich als einfaches Warnsystem zur Überwachung der Trinkwasserqualität.