Construir un circuito de medidor de pH: ¿es factible?

Digamos que tengo un presupuesto de $15-20 para construir un medidor de pH. Luego leeré los valores analógicos de un microcontrolador o similar, pero primero quiero concentrarme en obtener de alguna manera un valor de pH confiable con un presupuesto reducido.

En primer lugar, ¿es esto posible para un aficionado a la electrónica? Veo medidores de pH existentes por ahí, pero son bastante caros.

Hay opciones comerciales que van desde cientos de dólares hasta opciones baratas como estas: http://www.sparkyswidgets.com/product/leophi que aún requieren una sonda externa.

Idealmente, quiero construir un circuito medidor de pH que tenga electrodos que simplemente se sumerjan en agua para medir su pH.

También encontré esto: http://overskill.alexshu.com/cheap-ph-meter-hack-for-arduino/ pero se basa en piratear un medidor de pH existente. Primero me gustaría escuchar opiniones sobre si es posible hacer un circuito de sensor de bricolaje completo.

Tu pregunta ya tiene la respuesta que buscas... y las opiniones están fuera de tema aquí.

Respuestas (3)

Esto es definitivamente posible. Puede comenzar con una sonda de pH barata como esta ( disponible por $ 6 en AliExpress ): sonda de pHnecesitará un conector BNC hembra para conectar la sonda, como el Molex 0731000105 ( disponible por $ 1.48 de DigiKey ). Finalmente, necesitará un amplificador operacional de corriente de polarización de entrada muy baja, con el LMC662CN de TI como un excelente candidato ( disponible por $ 1.56 en DigiKey ), más algunos pasivos.

Suponiendo que la placa del microcontrolador que planea usar tiene un suministro de 5 V disponible, puede usarlo para alimentar el amplificador operacional y generar un voltaje de referencia, que tendrá que ser de aproximadamente 1,2 V debido al rango de modo común del op-amp. amperio. La configuración final se verá así:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El divisor de resistencia genera el voltaje de referencia y el amplificador operacional actúa como un búfer de ganancia unitaria. Esto significa que su salida solo será la referencia más o menos alrededor de 0,4 voltios en todo el rango de pH, por lo que deberá agregar algo de ganancia o usar un ADC con una resolución decente.

Qué lindo. En lugar de hacer un módulo amplificador, un módulo de pH cuesta unos 15 dólares en Aliexpress. @TK, para el agua clorada necesita una sonda aislada de vidrio, por lo que esta es la mejor y más barata opción.
@Jot Esos módulos parecen usar el amplificador operacional TLC4502C, que a temperatura ambiente tiene una corriente de polarización de entrada de hasta 60 pA, que con la impedancia de salida de 250 MΩ de la sonda corresponde a un error de 15 mV, o aproximadamente 0,25 unidades de pH, por lo que no son una buena opción.
El circuito de @AbeKarplus no debería ser demasiado difícil de construir. Me gusta mucho. Con respecto a las sondas aisladas de vidrio, parecen ser sustancialmente más caras. ¿Por qué la sonda que mostró Abe no puede funcionar con una piscina?
@TK La sonda que mostré tiene una membrana de vidrio y debería estar bien para cualquier entorno en el que un humano estaría seguro. Creo que Jot estaba de acuerdo conmigo.
Vale, entiendo. Entonces probaré primero con la sonda de $6. Tal vez compre un par por si acaso. Realmente aprecio el nivel de detalle que brindaron (también gracias por permitirme descubrir CircuitLab).
Un último pensamiento: ¿es crítico el componente BNC (es decir, la longitud del cable) o puedo simplemente cortarlo y soldarlo directamente a la placa de circuito? Entonces también tendría un cable más corto, porque idealmente quiero usar una carcasa impermeable de todos modos.
@TK El conector BNC solo está ahí por conveniencia, pero el cable probablemente sea coaxial, por lo que puede ser difícil soldarlo de manera efectiva.
@AbeKarplus No hay problema. En ese caso tiene sentido mantener el conector BNC.
Estaba totalmente de acuerdo con @AbeKarplus. Esa es una muy buena solución.
No olvide 7 tampones y 4 tampones para la calibración. También debe tener una solución de almacenamiento. El búfer 7 con algo de KCl funciona tan bien como cualquier cosa.

Para medir el valor de pH, se utiliza una sonda con aislamiento de vidrio. Incluso ese medidor de pH hackeado barato tiene eso. Esa sonda no es algo que puedas hacer tú mismo. Sin embargo, hay probadores de plantas (a menudo llamados medidores de suelo de pH de plantas 3 en 1) que usan dos metales diferentes para medir el valor de pH. Eso no es muy confiable.

¿Tiene soluciones con diferentes valores de pH? Entonces podría probar un medidor de suelo de plantas 3 en 1 para ver si es útil para usted. El valor de pH medido resultante depende de los nutrientes y sales en el agua.

No dijiste qué tipo de agua quieres probar. Cuando se trata de un acuario, es posible que necesite un módulo de pH aislado galvánicamente con una buena sonda de pH.

Ese truco de una pluma de pH amarilla barata es muy bueno, pero no es fácil. Ahora hay bolígrafos aún más baratos con clavijas de metal en lugar de la sonda aislada de vidrio. No sé si son buenos. Por lo que sé, en este momento no hay un módulo barato con una sonda aislada de vidrio y una interfaz para un microcontrolador. Si desea un valor de pH confiable, debe pagarlo.

La medición, por ejemplo, de la temperatura y la presión barómica se puede realizar con sensores muy fiables y económicos. Tal vez tenga que esperar unos años para obtener un módulo de sensor de pH bueno y barato.

Básicamente me gustaría medir el nivel de pH en mi piscina. Por lo tanto, es agua dulce clorada la que necesita mantener un cierto pH.

Hice casi exactamente lo que se describe aquí para mi piscina, el mismo sensor, un amplificador O/P similar (LMC6482) y el mismo enfoque de referenciar la sonda a +1.250v. No funciona muy bien. La lectura de pH cambia cuando la bomba arranca. Y sospecho que la tierra del sistema probablemente esté en contacto con el agua en alguna parte. Recomendaría conectar a tierra la sonda y alimentar el amplificador O/P con +5v y -5v generados por un LM2662. Si usa el amplificador O/P dual LMC6482, puede usar el segundo amplificador O/P para cambiar de nivel y amplificar.

Suena bien. ¿Tienes planes de probar eso en tu piscina?
O eso o aislar el circuito de la sonda