STM32 EC & Temperature Measurement System

Opis projektu

Prosty system pomiarowy oparty na STM32:

• Pomiar temperatury (°C), przewodności EC (µS/cm) oraz pH w roztworach.
• Kalibracja EC i pH przy użyciu przycisków.
• Wskaźnik błędów i stanów systemu przez LED.
• Komunikacja z komputerem przez UART.

System zapisuje dane kalibracyjne w pamięci Flash, dzięki czemu nie są tracone po restarcie.

---

Komunikacja poprzez UART

Sterowanie poborem wody

Komendy:

• take - wysłanie polecenia do pobrania próbki wody
• release - wysłanie polecenia do zrzutu pobranej wody

Po zakończonej operacji żądanej komendą, wysyłana jest informacja zwrotna:

• ready - zakończono pobór / zrzut próbki wody
• error - nie otrzymano informacji zwrotnej (timeout 5 - 10 s) lub otrzymano błędny sygnał od kontrolera silnika (malformed)

Sterowanie elementami wykonawczymi odbywa się w sposób:

• take - MOTOR_CMD LOW->HIGH, oczekiwanie na MOTOR_FB = HIGH
• release - obrót serwomechanizmu o 90°, odczekanie 5 s

Ramka UART z pomiarami

Przykładowa ramka wysyłana co 1 sekundę:
MEAS,T=24.34,EC=1423.06,pH=4.21

• T – temperatura w °C
• EC – przewodność w µS/cm
• pH – pH roztworu

Powłkowa systemowa

Dodatkowo można wykorzystać komendy:

• meas on/off - włączenie lub wyłączenie przesyłania ramki z pomiarami
• reset - reset mikrokontrolera

---

Kalibracja

Kalibracja EC

Przytrzymanie przycisku PB12 przelicza nową wartość k_val na podstawie referencyjnej przewodności EC w funkcji temperatury.

1. Klik → wejście w tryb kalibracji
2. Klik → przeliczenie stałej k_val i zapisanie jej do pamięci flash.

Kalibracja pH

Kalibracja odbywa się za pomocą przycisku PB13 jako 3-etapowy proces wykonany najpierw dla próbki 7 pH, a następnie 4 pH:

1. Klik → wejście w tryb kalibracji
2. Klik → odczyt napięcia i rozpoznanie bufora:
   • ~1500 mV → pH 7 (neutralVoltage)
   • ~2000 mV → pH 4 (acidVoltage)
3. Klik → zapis danych do Flash

---

LED i błędy

• LED na PC13 sygnalizuje błędy.
• Flagi błędów (error_flags):
  • 1 blink – temperatura poza zakresem (0°C … 50°C)
  • 2 blinki – EC poza zakresem (≤300 lub >20000 µS/cm)
  • 4 blinki – pH poza zakresem (0 < pH ≤ 14)
• LED mruga co 100 ms, po sekwencji 2–3 s przerwy, a błędy sie sumują.

---

Pamięć Flash

Dane kalibracyjne są zapisane na pamięć flash, aby zachować je po restarcie urządzenia. Dane do sondy przewodności znajdują się na innym sektorze flash (1kB) niż dane z sondy pH.

Parametr	Adres
K (EC)	0x0800FC00
pH neutral	0x0800F800
pH acid	0x0800F804

---

Schemat pinów STM32

Pin MCU	Nazwa/Opis	Funkcja w projekcie
PC13	LED	Wskaźnik błędów / status
PB12	EC_cal_Pin	Kalibracja EC
PB13	pH_cal_Pin	Kalibracja pH
PA0	ADC_CHANNEL_0	Czujnik temperatury
PA1	ADC_CHANNEL_1	Czujnik EC
PA2	ADC_CHANNEL_2	Czujnik pH
PA9	USART1_TX	UART – transmisja
PA10	USART1_RX	UART – odbiór
PB0	MOTOR_FB	Sygnał zwrotny z kontrolera silnika
PB1	MOTOR_CMD	Komenda do kontrolera silnika
PA7	TIM3_CH2	Wyjście PWM dla serwomechanizmu

---

Podłączenie

1. Czujnik temperatury → PA0
2. Czujnik EC → PA1
3. Czujnik pH → PA2
4. Przycisk EC → PB12 do GND
5. Przycisk pH → PB13 do GND
6. UART → PA9 (TX), PA10 (RX)
7. MOTOR_FB → PB0, MOTOR_CMD → PB1
8. Serwomechanizm → PA7

---

Uwagi dotyczące sondy pH

• Nie dopuścić do wyschnięcia sondy
• Przechowywać w:
  • roztworze KCl
  • lub buforze pH 4
  • lub wodzie z niewielką ilością soli (awaryjnie)
• Nie dotykać szklanej końcówki
• Utrzymywać złącze BNC suche i czyste