MultiMate
High-End Photometrie, Spektrometrie & automatisierte KH-Steuerung.
Das kleinste KH, Po4, PH, PAR/PUR Messgerät der Welt!
Wichtige Vorab-Info
Bevor du mit dem Aufbau startest, lies dir bitte unbedingt die Hauptseite zum DIY Ökosystem durch, um das Gesamtkonzept und die Funktionsweise zu verstehen!
Die benötigte Software für dieses Projekt kannst du über unser Lizenzierungstool erwerben und direkt auf deinen ESP32 flashen:
Zum Flash Service & Lizenzierungstool
Zwei Wege zur perfekten Messung: Photometrie & pH-Sonde
Meine Reise begann mit dem Versuch, ein pH-Differenz-Messgerät ohne Reagenz zu entwickeln. Das Gerät war fertig, aber ich war mit den Ergebnissen und der Zuverlässigkeit einfach nicht zufrieden.
Der nächste Schritt war die klassische Titration mittels pH-Sonde (das ursprüngliche KHFix4U). Zunächst gab es hier leichte Schwankungen, doch durch die Integration eines ADS1115 Analog-Digital-Wandlers (ca. 5€) und einer extrem guten Software-Glättung lassen sich nun auch mit der pH-Sonde hochpräzise und absolut stabile Messungen erreichen!
Die Evolution: High-End Photometrie als Alternative!
Da pH-Sonden altern und regelmäßig kalibriert werden müssen, habe ich zusätzlich hochpräzise Photometrie-Sensoren (Spektrometer) integriert. Die Software kann beides! Du kannst in den Einstellungen jederzeit wählen, ob du per pH-Sonde oder per Photometer messen möchtest. Das Ergebnis ist der MultiMate .
- Automatisierte KH-Messung: Wahlweise durch optische Farbumschlag-Erkennung per High-End Photometer (wartungsarm) oder klassisch per pH-Sonde (mit ADS1115).
- PO4 Messung (Semiautomatisch): Reagenz selbst einfüllen, das Gerät misst photometrisch exakt den Wert.
- Spektrometrische Messungen: Mit einem langen Kabel kannst du den Sensor ins Becken hängen und PAR, PUR sowie das genaue Lichtspektrum messen!
- Zukunftsausblick: Das System ist darauf ausgelegt, später auch um CA (Calcium) und MG (Magnesium) Messungen erweitert zu werden.
Die Software integriert beide Methoden (Photometrie & pH-Sonde). Du kannst die Software bereits jetzt als "MultiMate " über das Lizenzierungstool erwerben und freischalten lassen. In der Software selbst findest du bereits viele weitere Infos.
Weitere detaillierte Aufbauanleitungen und Gehäuse-Dateien folgen hier in Kürze! Bitte habe noch etwas Geduld.
Was kostet der Aufbau?
Der MultiMate ist darauf ausgelegt, High-End Messtechnik für jeden bezahlbar zu machen. Hier ist die grobe Kostenaufstellung für das absolute Minimum (Photometrie-Sensor, 3x Micro-Stepper, Magnetrührer & ESP32):
Reine Bauteile (Sensor, ESP32, Motoren, Treiber, Rührer). Ohne Werkzeug & Chemie.
ReefManager Embedded Lizenz (Einmalig pro ESP32).
Die 50€ Lizenz deckt aktuell alle bisherigen Firmwares ab! Du kannst die Software auf deinem lizenzierten ESP32 beliebig oft wechseln (z.B. zwischen MultiMate , Dosierpumpe oder Strömungssteuerung). Es kann jedoch immer nur eine Firmware gleichzeitig auf dem Gerät laufen.
Anschlussplan & GPIO-Belegung
Die neuen Pin-Zuweisungen für den MultiMate .
Tabelle öffnen ›
Detaillierter Anschlussplan (GPIO-Belegung)
Schließe deine Hardware exakt an diese Pins an. Die "EXT" Pins halten wir uns für zukünftige Erweiterungen (PO4, CA, MG) frei.
| GPIO | Funktion | Beschreibung / Zielmodul |
|---|---|---|
| 21 (IO21) |
I2C SDA | Datenleitung für AS7343 (Photometrie) oder ADS1115 (pH-Sonde). |
| 22 (IO22) |
I2C SCL | Taktleitung für AS7343 (Photometrie) oder ADS1115 (pH-Sonde). |
| 18 (IO18) |
SHARED STEP | Takt-Signal für ALLE Stepper-Treiber. (Alle STEP-Pins der Treiber hier verbinden). |
| 19 (IO19) |
SHARED DIR | Richtungs-Signal für ALLE Stepper-Treiber. (Alle DIR-Pins der Treiber hier verbinden). |
| 25 (IO25) |
TITRATION | ENABLE-Pin für den Reagenz-Stepper (Stepper Only!). |
| 32 (IO32) |
TANK | ENABLE-Pin für den Beckenwasser-Stepper (bzw. DC Vorwärts). |
| 4 (IO4) |
WASTE | ENABLE-Pin für den Abwasser-Stepper (bzw. DC Vorwärts). |
| 27 (IO27) |
STIRRER | Rührfisch / Magnetrührer (Lüftermotor über ULN2803). |
| 16 (IO16) |
WRGB LED | Status-LED (z.B. WS2812B). |
| 13 (TCK) |
BUZZER / EXT_7 | Akustisches Signal (Buzzer) / Reserve. |
| 2 (IO2) |
TANK REVERSE | Nur für DC: Rückwärtslauf Beckenpumpe. (Pin muss beim Booten LOW sein!). |
| 17 (IO17) |
WASTE REVERSE | Nur für DC: Rückwärtslauf Abwasserpumpe. |
| 15, 12, 26, 33, 23, 14 | EXT 1 - 6 | Freilassen! Reserviert für zukünftige Erweiterungen (PO4, CA, MG). |
Einkaufsliste: Photometrie-Methode
Alle Komponenten für die optische Messung (Empfohlen).
Hardware-Liste öffnen ›
1. Photometrie & Sensorik
Das neue Herzstück der Messung. Erkennt Farbumschläge präziser als das menschliche Auge und misst auf Wunsch auch PAR/PUR im Becken.
Aufbau-Beispiel (MultiMate)
So sieht mein Prototyp im fertigen Zustand aus. Ich nutze hier das Gehäuse-Design von Marcel, welches in Kürze auch hier zum Download verfügbar sein wird.
1-2 Stück benötigt (je nachdem, ob du einen zweiten Sensor mit langem Kabel für PAR/PUR/Spektrum-Messungen im Becken nutzen willst).
2. Pumpen, Motoren & Steuerung
Verkabelung (Shared Bus): Verbinde alle STEP-Pins der Treiber mit ESP Pin 18 und alle DIR-Pins mit ESP Pin 19. Die ENABLE-Pins der Treiber gehen separat an Pin 25, 32 und 4.
So geht's: Multimeter auf Gleichspannung (DC) stellen. Den Minuspol an GND und den Pluspol direkt an die kleine Poti-Schraube auf dem Treiber halten. Schraube vorsichtig drehen, bis der Wert passt.
- Formel (DRV8825): VREF = Max. Strom / 2
- 8mm Micro Stepper (150mA): ca. 0.07V - 0.1V (70-100mV)
- Nema 17 (~1A): ca. 0.4V - 0.6V
- Standard DRV8825: Erwartet meist die Folge A2, A1, B1, B2.
- 8mm Micro Stepper: Hat oft die Folge A1, B1, A2, B2. (Hier musst du Kabel tauschen!).
- NEMA Motoren: Prüfe unbedingt das Etikett am Motor, die Belegung variiert je nach Hersteller extrem.
3. Mini-Rührwerk (Photometrie)
Für die kompakte Messkammer der Photometrie-Einheit nutzen wir einen winzigen Motor, der direkt im Probenwasser rührt.
4. Chemie & Reagenzien
Für die optische Titration mischen wir uns die Reagenz selbst an. Das ist extrem günstig und hochpräzise.
5. Status & Signale
6. Allgemeines & Kabel
7. Werkzeug & Löten
* Bei den Links handelt es sich um Affiliate-Links. Durch einen Kauf über diese Links unterstützt du das Projekt ohne Mehrkosten.
Einkaufsliste: pH-Sonden-Methode
Alle Komponenten für die klassische Titration per pH-Sonde.
Hardware-Liste öffnen ›
Hinweis: Basis-Komponenten wie ESP32, Magnetrührer, Step-Up Converter und Werkzeug werden hierfür natürlich ebenfalls benötigt (siehe Photometrie-Liste oben).
1. pH-Messung & Sensorik
2. Pumpen für Titration
3. Magnetrührer (für pH-Messung)
Bei der pH-Titration kommt der klassische Magnetrührer mit 12V Lüfter und Rührfisch zum Einsatz.
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Konfiguration & Meine-Presets
Meine persönlichen Einstellungen & Rezeptur für maximale Präzision (Photometrie).
Werte & Rezept anzeigen ›
Mische folgende Komponenten für eine extrem präzise Titration:
- 0.5 ml Bauhaus Salzsäure (<25%)
- 95 ml Osmosewasser
- 5 ml Bromkresolgrün (Indikator)
Tipp: Die Stepper sollten auf 1/16 Microstepping eingestellt sein bei einer Förderrate von 0.5ml / Minute.
Säure-Kalibrierung
| Säure Konzentration (M) | 0,027 |
| Ziel pH (Endpunkt) | 4,300 |
| Probenvolumen | 7,0 ml |
Dynamik-Parameter
| Dosis Max | 0,050 ml |
| Dosis Min | 0,001 ml |
| Wartezeit | 3,0 s |
| Kurvenform (Exp) | 1,000 |
Toleranzen & Genauigkeit
| Grob-Toleranz (pH) | 0,300 |
| Fein-Toleranz (pH) | 0,005 |
| Endpunkt-Prüfung | 10 s |
| Endpunkt-Genauigkeit | 0,005 |
Reinigung & Leerung
| Säure Reinigungspuls | 0,01 ml |
| Frischwasser (Neutral) | 0,5 ml |
| Extra-Leervolumen | 0,5 ml |
Sensor-Werte (Ratio)
Basierend auf seitlicher Montage am Reagenzglas.
| Start-Ratio (Blau/Grün) | 0,7278 |
| End-Ratio (Farbumschlag) | 0,3593 |
Voraussichtliche Veröffentlichung Mitte - Ende März
Bauteile liste wird Kommen
Es befindet sich aktuell in vorbereitung und ist für euch verfügbar sobald es es Druckfertig ist.
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