MEDIDOR ARDUINO: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Neste projeto, estaremos fazendo um medidor de pH de bancada usando o circuito de pH analógico de gravidade e a sonda da Atlas Scientific e um Arduino Uno. As leituras serão exibidas em um display de cristal líquido (LCD).

Observação:

- Este medidor foi desenvolvido em um computador Windows. Não foi testado no Mac. - O gabinete não é à prova d'água.

MATERIAIS

• 1 - Arduino Uno
• 1 - Sensor de pH analógico de gravidade
• 1 - sonda de pH
• 1 - Módulo LCD 20x4
• 1 - Caixa de 158x90x60mm
• 1 - Mini breadboard
• Fios de ligação
• Folha de acrílico (plexiglass)
• 4 - espaçadores e parafusos de 11 mm (vem com o sensor de pH)
• Resistores de 1 - 220Ω e 1 - 1kΩ

FERRAMENTAS

Broca, broca, broca de drywall, limas, chaves de fenda, torno de bancada, serra de fita, pistola de cola e cola em bastão, ferro de soldar e solda, paquímetro digital, régua.

Etapa 1: preparar a habitação

Segurança: Lembre-se de tomar cuidado ao manusear ferramentas / máquinas e usar equipamentos de segurança adequados, como óculos de proteção, luvas e respiradores.

A caixa usada é uma caixa de plástico ABS. Tem que ser modificado para o medidor de pH.

Corte a abertura para o LCD

a) O LCD é colocado na parte superior (tampa) do gabinete. Centralize um retângulo de 98x40mm na capa.

b) Coloque a peça na morsa e faça um orifício piloto de 3,2 mm (1/8 ) no retângulo que foi marcado.

c) Use este orifício piloto como o ponto inicial para a broca de drywall de 3,2 mm (1/8 ). Como este é um trabalho pequeno, usaremos a broca na furadeira manual em vez de uma máquina de corte em drywall. Trabalhe no interior do retângulo em vez das linhas, pois pode ser um pouco difícil cortar de maneira reta com esta broca na furadeira.

d) Em seguida, use uma lima manual para remover o excesso de material e moldar o retângulo no tamanho necessário.

Corte as aberturas para o conector BNC e portas Arduino

As aberturas para o conector BNC e portas Arduino estão na parte lateral da parte inferior do gabinete.

a) Usando as dimensões fornecidas acima, marque o ponto central do círculo e os contornos dos dois retângulos.

b) Coloque a peça no torno e corte as aberturas. A abertura circular é feita com brocas. As retangulares são feitas seguindo um processo semelhante ao usado para fazer a abertura do LCD.

Equipe a placa de base para montar os componentes

A placa de base é usada para montar o Arduino, o sensor de pH e a mini placa de ensaio. É usada uma folha de acrílico com 6,4 mm (1/4 ) de espessura.

a) Usando uma serra de fita, corte a folha de acrílico em 135x62,5 mm.

b) Marque as posições para os quatro orifícios conforme mostrado. Faça orifícios de 2,38 mm (3/32 ") de diâmetro. Faça a escarificação dos orifícios de um lado da placa a uma profundidade de 3 mm e diâmetro de 4,4 mm (11/64"). Isso é necessário para manter uma superfície inferior plana quando os parafusos são inseridos para segurar os espaçadores.

c) Prenda os espaçadores de 11 mm usando os parafusos fornecidos. O sensor de pH vem com 4 espaçadores e parafusos. Use dois deles para o Arduino.

Etapa 2: Instale os eletrônicos na caixa

1) Insira a placa de base na parte inferior da caixa. Mantenha a posição com parafusos ou cola quente.

2) Monte o sensor de pH na placa de base. Prenda aos espaçadores com parafusos.

3) Monte o Arduino Uno na placa de base. Prenda aos parafusos espaçadores.

4) Adicione o mini breadboard na placa de base.

5) Solde os pinos do cabeçalho no LCD (pinos fornecidos). Insira o LCD na parte superior da caixa e use um pouco de cola quente para manter a tela no lugar.

Etapa 3: conecte os componentes eletrônicos

Os componentes são mostrados no esquema acima.

Use a mini placa de ensaio para 1kΩ e 220Ω e para distribuir os pinos de 5V e de aterramento do Arduino.

Os dois resistores são usados para definir o contraste da tela.

Folhas de dados

Sensor de pH de gravidade, sonda de pH

Etapa 4: finalizar a montagem

Depois que a fiação for concluída:

a) Coloque as partes superior e inferior da caixa juntas usando os parafusos fornecidos.

b) Conecte a sonda ao conector BNC.

Etapa 5: carregar o código no Arduino Uno

O código para este projeto usa bibliotecas personalizadas e arquivos de cabeçalho. Você terá que adicioná-los ao seu Arduino IDE para usar o código. As etapas a seguir incluem o processo de adição ao IDE.

a) Conecte o Arduino ao seu computador e abra o IDE. O IDE pode ser baixado deste LINK se você não o tiver. Vá para Ferramentas -> Placa -> Selecionar Arduino / Genuino Uno. Vá para Ferramentas -> Porta -> selecione a porta onde o Arduino está conectado.

b) Adicionar biblioteca de exibição de cristal líquido: No IDE, vá para Sketch -> Incluir biblioteca -> Gerenciar bibliotecas. Na barra de pesquisa do Gerenciador da Biblioteca, digite "cristal líquido". Procure o pacote intitulado "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit". Ele pode ou não ser instalado. Caso contrário, selecione o pacote e clique em instalar.

c) Adicionar biblioteca de sensores Atlas Gravity: Baixe o arquivo zip do seguinte LINK. O arquivo será salvo como "Atlas_gravity.zip". No IDE, vá para Sketch -> Incluir biblioteca -> Adicionar biblioteca. ZIP. Localize o arquivo "Atlas_gravity.zip" e selecione para adicionar.

d) Em seguida, devemos adicionar o código do medidor de pH. Copie o código deste LINK no painel de trabalho IDE.

e) Compile e envie o código para o Arduino.

f) As leituras de pH serão então exibidas no LCD. Você também pode visualizar as leituras no monitor serial. Para abrir o monitor serial, vá para Ferramentas -> Monitor serial ou pressione Ctrl + Shift + M no teclado. Defina a taxa de transmissão para 9600 e selecione "Retorno de carro".

Etapa 6: calibrar o sensor de pH

Nota: Se você planeja usar uma fonte de alimentação externa para o Arduino, conecte-a ao Arduino antes de fazer a calibração. Isso garantirá que os níveis de referência sejam definidos adequadamente, o que ajudará na calibração correta.

Este medidor de pH pode ser calibrado para calibração de um, dois ou três pontos. Soluções tampão padrão (pH 4, 7 e 10) são necessárias

O monitor serial é usado para o processo de calibração. O usuário será capaz de observar a mudança gradual nas leituras conforme elas chegam à estabilização e enviar os comandos apropriados.

Os dados de calibração são armazenados na EEPROM do Arduino.

Observe que a calibração de pH 7 deve ser realizada primeiro.

Comandos de calibração

Ponto médio: cal, 7

Ponto baixo: cal, 4

Ponto alto: cal, 10

Calibração clara: cal, claro

Passos

a) Remova o frasco de imersão e enxágue a sonda de pH.

b) Despeje um pouco da solução de pH 7 em um copo. Certifique-se de que haja o suficiente para cobrir a área de detecção da sonda.

c) Coloque a sonda no copo e mexa para remover o ar preso. Observe as leituras no monitor serial. Deixe a sonda sentar na solução até que as leituras se estabilizem (um pequeno movimento de uma leitura para a próxima é normal)

d) Depois que as leituras se estabilizarem, digite o comando cal, 7 no monitor serial. A calibração para pH 7 agora está concluída.

Repita as etapas a-d para pH4 e pH10. Lembre-se de enxaguar a sonda conforme você avança para diferentes soluções tampão.

E a compensação de temperatura?

O sensor usado neste projeto tem uma precisão de +/- 0,2%. O medidor de pH operará com essa precisão na faixa de temperatura de 7 a 46 ° C. Fora desta faixa, o medidor terá que ser modificado para compensação de temperatura. Nota: A sonda de pH pode ser submetida a uma faixa de 1 - 60 ° C.