MEDIDOR DE PH ARDUINO: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

En este proyecto, fabricaremos un medidor de pH de sobremesa utilizando el circuito de pH analógico por gravedad y la sonda de Atlas Scientific y un Arduino Uno. Las lecturas se mostrarán en una pantalla de cristal líquido (LCD).

Nota:

- Este medidor fue desarrollado en una computadora con Windows. No se probó en Mac. - El recinto no es impermeable.

MATERIALES

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Sensor de pH analógico por gravedad
• 1 - sonda de pH
• 1 - módulo LCD 20x4
• 1 - Caja de 158x90x60mm
• 1 - Mini tablero
• Cables de puente
• Lámina de acrílico (plexiglás)
• Separadores y tornillos de 4 a 11 mm (viene con el sensor de pH)
• Resistencias de 1 - 220Ω y 1 - 1kΩ

INSTRUMENTOS

Taladro, brocas, brocas para cortar paneles de yeso, limas, destornilladores, tornillo de banco, sierra de cinta, pistola de pegamento y barra de pegamento, soldador y soldador, calibre digital, regla.

Paso 1: preparar la vivienda

Seguridad: recuerde tener cuidado al manipular herramientas / maquinaria y usar equipo de seguridad adecuado, como gafas, guantes y respiradores.

La carcasa utilizada es una carcasa de plástico ABS. Tiene que ser modificado para el medidor de pH.

Corte de apertura para la pantalla LCD

a) La pantalla LCD se coloca en la parte superior (cubierta) del gabinete. Centre un rectángulo de 98x40 mm en la tapa.

b) Coloque la pieza en el tornillo de banco y taladre un orificio piloto de 3,2 mm (1/8 ) en el rectángulo que se marcó.

c) Utilice este orificio piloto como punto de inicio para la broca de corte para paneles de yeso de 3,2 mm (1/8 ). Dado que es un trabajo pequeño, usaremos la broca en el taladro manual en lugar de una máquina cortadora de paneles de yeso. Trabaje en el interior del rectángulo en lugar de las líneas, ya que puede ser un poco difícil cortar de manera recta con esta broca en el taladro.

d) A continuación, utilice una lima manual para eliminar el material sobrante y dé forma al rectángulo del tamaño requerido.

Cortar las aberturas para el conector BNC y los puertos Arduino

Las aberturas para el conector BNC y los puertos Arduino están en el costado de la parte inferior del gabinete.

a) Utilizando las dimensiones proporcionadas anteriormente, marque el punto central del círculo y los contornos de los dos rectángulos.

b) Colocar la pieza en el tornillo de banco y cortar las aberturas. La abertura circular se realiza mediante brocas. Los rectangulares se fabrican siguiendo un proceso similar al utilizado para hacer la apertura de la pantalla LCD.

Equipar la placa base para montar componentes

La placa base se utiliza para montar el Arduino, el sensor de pH y la mini placa de pruebas. Se utiliza una lámina acrílica de 6,4 mm (1/4 ) de grosor.

a) Con una sierra de cinta, corte la lámina acrílica a 135x62,5 mm.

b) Marque las posiciones de los cuatro agujeros como se muestra. Taladre orificios de 2,38 mm (3/32 ") de diámetro. Avellane los orificios de un lado de la placa a una profundidad de 3 mm y un diámetro de 4,4 mm (11/64"). Esto es necesario para mantener una superficie inferior plana cuando se insertan los tornillos para sujetar los separadores.

c) Fije los separadores de 11 mm con los tornillos proporcionados. El sensor de pH viene con 4 separadores y tornillos. Utilice dos de ellos para Arduino.

Paso 2: Instale la electrónica en la carcasa

1) Inserte la placa base en la parte inferior de la carcasa. Manténgalo en posición con tornillos o pegamento caliente.

2) Monte el sensor de pH en la placa base. Asegure a los separadores con tornillos.

3) Monte el Arduino Uno en la placa base. Asegure a los tornillos de los separadores.

4) Agregue la mini protoboard a la placa base.

5) Suelde los pines del cabezal a la pantalla LCD (pines incluidos). Inserte la pantalla LCD en la parte superior de la carcasa y use un poco de pegamento caliente para mantener la pantalla en su lugar.

Paso 3: Conecte los componentes electrónicos juntos

Conecte los componentes que se muestran en el esquema anterior.

Use la mini placa de pruebas para 1kΩ y 220Ω y para distribuir los pines de tierra y 5V del Arduino.

Las dos resistencias se utilizan para establecer el contraste de la pantalla.

Hojas de datos

Sensor de pH por gravedad, sonda de pH

Paso 4: Finalizar el montaje

Una vez completado el cableado:

a) Junte las partes superior e inferior de la carcasa con los tornillos proporcionados.

b) Conecte la sonda al conector BNC.

Paso 5: Cargue el código en Arduino Uno

El código de este proyecto utiliza bibliotecas personalizadas y archivos de encabezado. Tendrá que agregarlos a su IDE de Arduino para usar el código. Los pasos a continuación incluyen el proceso de hacer esta adición al IDE.

a) Conecte el Arduino a su computadora y abra el IDE. El IDE se puede descargar desde este ENLACE si no lo tiene. Vaya a Herramientas -> Placa -> Seleccione Arduino / Genuino Uno. Vaya a Herramientas -> Puerto -> seleccione el puerto al que está conectado Arduino.

b) Agregar biblioteca de pantalla de cristal líquido: en el IDE, vaya a Sketch -> Incluir biblioteca -> Administrar bibliotecas. En la barra de búsqueda del administrador de la biblioteca, ingrese "liquidcrystal". Busque el paquete titulado "LiquidCrystal Built-in de Arduino, Adafruit". Puede que esté instalado o no. Si no es así, seleccione el paquete y haga clic en instalar.

c) Agregue la biblioteca de sensores Atlas Gravity: descargue el archivo zip desde el siguiente ENLACE. El archivo se guardará como "Atlas_gravity.zip". En el IDE, vaya a Sketch -> Incluir biblioteca -> Agregar biblioteca. ZIP. Busque el archivo "Atlas_gravity.zip" y seleccione para agregar.

d) A continuación, tenemos que agregar el código del medidor de pH. Copie el código de este ENLACE en el panel de trabajo IDE.

e) Compile y cargue el código en Arduino.

f) Las lecturas de pH se mostrarán en la pantalla LCD. También puede ver las lecturas en el monitor en serie. Para abrir el monitor en serie, vaya a Herramientas -> Monitor en serie o presione Ctrl + Shift + M en su teclado. Establezca la velocidad en baudios en 9600 y seleccione "Retorno de carro".

Paso 6: calibre el sensor de pH

Nota: Si planea usar una fuente de alimentación externa para el Arduino, conéctela al Arduino antes de realizar la calibración. Esto asegurará que los niveles de referencia se establezcan adecuadamente, lo que ayudará en la calibración correcta.

Este medidor de pH se puede calibrar a uno, dos o tres puntos de calibración. Se requieren soluciones tampón estándar (pH 4, 7 y 10)

El monitor de serie se utiliza para el proceso de calibración. El usuario podrá observar el cambio gradual en las lecturas a medida que llegan a la estabilización y enviar los comandos apropiados.

Los datos de calibración se almacenan en la EEPROM del Arduino.

Tenga en cuenta que la calibración de pH 7 debe realizarse primero.

Comandos de calibración

Punto medio: cal, 7

Punto bajo: cal, 4

Punto alto: cal, 10

Calibración clara: cal, clara

Pasos

a) Retire la botella de remojo y enjuague la sonda de pH.

b) Vierta un poco de la solución de pH 7 en una taza. Asegúrese de que haya suficiente para cubrir el área de detección de la sonda.

c) Coloque la sonda en la taza y revuélvala para eliminar el aire atrapado. Observe las lecturas en el monitor de serie. Deje que la sonda se asiente en la solución hasta que las lecturas se estabilicen (un pequeño movimiento de una lectura a la siguiente es normal)

d) Después de que las lecturas se estabilicen, ingrese el comando cal, 7 en el monitor serial. La calibración a pH 7 ahora está completa.

Repita los pasos a-d para pH4 y pH10. Recuerde enjuagar la sonda a medida que pasa a las diferentes soluciones tampón.

¿Qué pasa con la compensación de temperatura?

El sensor utilizado en este proyecto tiene una precisión de +/- 0,2%. El medidor de pH funcionará con esta precisión en el rango de temperatura de 7 a 46 ° C. Fuera de este rango, el medidor deberá modificarse para compensar la temperatura. Nota: La sonda de pH se puede someter a un rango de 1 a 60 ° C.