MEDIDOR DE PH ARDUINO

En este proyecto, haremos 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 fue probado en Mac.

- El recinto no es resistente al agua.

Materiales

  • 1 - Arduino Uno
  • 1 - Sensor de pH analógico por gravedad
  • 1 - sonda de pH
  • 1 - Módulo LCD 20x4
  • 1 - Gabinete 158x90x60mm
  • 1 - Mini placa de pruebas
  • Cables de puente
  • Lámina de acrílico (plexiglás)
  • 4 - Separadores y tornillos de 11 mm (viene con el sensor de pH)
  • 1 - 220Ω y 1 - 1kΩ resistencias

HERRAMIENTAS

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 soldadura, calibrador 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 cubierta.

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

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

d) Luego, use una lima manual para eliminar el exceso de material y dar forma al rectángulo al tamaño requerido.

Cortar aberturas para conector BNC y puertos Arduino

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

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

b) Coloque la pieza en el vicio y corte las aberturas. La apertura circular se realiza con brocas. Los rectangulares se hacen siguiendo un proceso similar 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) Usando una sierra de cinta, corte la lámina acrílica a 135x62.5 mm.

b) Marque las posiciones para los cuatro agujeros como se muestra. Taladre agujeros de 2, 38 mm (3/32 ") de diámetro. Avellane los agujeros en 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 sostener los separadores.

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

Paso 2: Instale la electrónica en la carcasa

1) Inserte la placa base en la parte inferior de la carcasa. Mantener 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 separación.

4) Agregue la mini placa de pruebas en la placa base.

5) Suelde los pines del cabezal a la pantalla LCD (pines provistos). 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 la electrónica juntos

El cableado de los componentes se muestra en el esquema anterior.

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

Después de que se haya completado el cableado:

a) Coloque las partes superior e inferior de la carcasa con los tornillos provistos.

b) Conecte la sonda al conector BNC.

Paso 5: Cargue el código en Arduino Uno

El código para este proyecto hace uso de 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 -> Tablero -> Seleccione Arduino / Genuino Uno . Vaya a Herramientas -> Puerto -> seleccione el puerto al que está conectado el Arduino.

b) Agregar biblioteca de pantalla de cristal líquido: en el IDE, vaya a Boceto -> Incluir biblioteca -> Administrar bibliotecas . En la barra de búsqueda del Administrador de la Biblioteca, ingrese "liquidcrystal". Busque el paquete titulado "LiquidCrystal incorporado por Arduino, Adafruit". Puede o no estar instalado. Si no, seleccione el paquete y haga clic en instalar .

c) Agregue la biblioteca del sensor Atlas Gravity: descargue el archivo zip del siguiente ENLACE. El archivo se guardará como "Atlas_gravity.zip". En el IDE, vaya a Boceto -> Incluir biblioteca -> Agregar biblioteca .ZIP . Localice el archivo "Atlas_gravity.zip" y seleccione agregar.

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

e) Compile y cargue el código al 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, conéctelo al Arduino antes de realizar la calibración. Esto asegurará que los niveles de referencia estén configurados 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 en serie se utiliza para el proceso de calibración. El usuario podrá observar el cambio gradual en las lecturas a medida que se estabilizan y enviar los comandos apropiados.

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

Comandos de calibración

Punto bajo: cal, 4

Punto medio: cal, 7

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 4 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 en 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, 4 en el monitor en serie. La calibración a pH 4 ahora está completa.

Repita los pasos ad para pH7 y pH10. Recuerde enjuagar la sonda a medida que avanza hacia 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 dentro de esta precisión en el rango de temperatura de 7 - 46 ° C. Fuera de este rango, el medidor tendrá que modificarse para la compensación de temperatura. Nota: La sonda de pH puede someterse a un rango de 1 a 60 ° C.

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