Dieci trucchi per aiutare la Terra
12 Luglio 2022Il codice deontologico per i geologi
12 Settembre 2022MIsurare il pH dell’acqua – come ad esempio quella trovata in un pozzo, oppure saggiare la qualità dell’acqua di una sorgente – è un compito che può essere svolto da un geologo ( in questo caso un idrogeologo).
In questo post vediamo come misurare il pH con Arduino, partendo dalla scelta dei componenti fino a fare alcuni test pratici, passando per la scrittura del codice informatico che fa funzionare tutto.
Che cosa è il pH?
Il pH è un parametro fisico che serve ad indicate l’acidità e l’alcalinità di gas e liquidi. Viene espresso con una scala numerica che va da 0 a 14. Un valore pari a 7 indica delle soluzioni neutre.
Esiste un modo rapido per misurare il pH: le cosiddette cartine tornasole. Si tratta di sottili strisce o nastri di carta impregnati di una miscela di diversi indicatori. Quando asciutte sono gialle, mentre quando inzuppate in una soluzione acquosa acida o basica cambiano colore in funzione del pH della soluzione:
- Bordeaux/rosso scuro = acidità estrema ( pH=0)
- Rosso = acidità elevata
- Arancione = acidità media
- Giallo = acidità debole
- Giallo tendente al verde = acidità minima
- Verde = perfetta neutralità ( pH=7)
- Verde tendente al blu = alcalinità minima
- Azzurro = alcalinità debole
- Blu = alcalinità media
- Blu scuro = alcalinità elevata
- Indaco = alcalinità estrema ( pH=14)
- La carta pH aiuta a mantenere un buon corpo sano testando molte delle solite sostanze quotidiane, tra cui succo di limone, latte, terreno idratato, saliva, urina, sudore, ecc.
- La scala riporta da 1 a 14: 1 - 3 indica una sostanza molto acida, 4 - 6 indica una sostanza acida, 7 indica neutra, 8 - 11 indica alcalinità, 12 - 14 indicano un livello molto alto di alcalinità
- Confezione: tabella colori PH 1-14 in ogni confezione, totale 240 pezzi da 3 pack
- Le variazioni di colore della striscia reattiva devono essere abbinate alla scala cromatica della scala pH entro circa 15 secondi
- Dimensioni: dimensioni approssimative del pacco 70 x 45 mm
In questo post vediamo come costruire un lettore di pH usando Arduino. Di seguito elencherò i componenti da utilizzare, come vanno collegati fra di loro ed il codice che fa funzionare il tutto.
I componenti
Per costruire il misuratore di pH ho usato i seguenti componenti, che si possono comprare comodamente su Amazon:
- Scheda ELEGOO UNO R3: è la scheda dotata di microcontrollore, il “cervello” del nostro lettore di pH; LINK AMAZON
- Misuratore PH digitale: è la sonda che acquisisce direttamente i valori di pH; LINK AMAZON
- Cavetti Jumper: sono i cavetti che servono per collegare i diversi componenti alla scheda Elegoo Uno; LINK AMAZON
- Monitor LCD: usiamo questo strumento per visualizzare il valore del pH acquisito; LINK AMAZON
- Potenziometro 10K: serve per regolare il contrasto del monitor LCD; LINK AMAZON
- Resistenza 220 ohm; LINK AMAZON
- Strisce di carta tornasole: servono per misurare il pH di una soluzione acquosa. Ci serviranno per tarare il nostro lettore di pH. LINK AMAZON
- Piena compatibilità con l'IDE: funziona perfettamente con l'IDE ufficiale di Arduino per una facile programmazione. Accedi a vaste librerie ed esempi per dare rapidamente vita alle tue idee. Questa scheda UNO R3 è un punto di partenza ideale ed economico per principianti e maker.
- Pinout I/O versatile: dispone di 14 pin I/O digitali (di cui 6 per PWM) e 6 ingressi analogici. Interfacce standard come UART, I2C e SPI offrono la massima compatibilità con shield e sensori.
- Memoria e prestazioni bilanciate: la scheda ELEGOO UNO è dotata di 32 KB di spazio di archiviazione per il programma e 2 KB di RAM, alimentata da un oscillatore a cristallo da 16 MHz. Fornisce una base stabile per un'ampia gamma di progetti complessi.
- Cavo USB incluso: viene fornita con un cavo USB standard sia per la programmazione che per l'alimentazione. Pronta all'uso fin da subito, supporta l'ingresso USB a 5 V e l'ingresso CC da 7 V a 12 V. Per progetti di piccole dimensioni, consigliamo di utilizzare un ingresso caricabatterie da 9 V 1 A per garantire un'esperienza utente stabile.
- Applicazioni illimitate: la nostra ELEGOO UNO R3 può essere un punto di partenza perfetto per progetti didattici, fai da te, robotica, prototipi di smart home e installazioni artistiche interattive.
- L'elettrodo è composto da un elettrodo di vetro PH e da un elettrodo di riferimento d'argento cloruro d'argento ed è un componente di misura del misuratore di pH per misurare il valore del pH della soluzione acquosa.
- La spina 'elettrodo deve essere mantenuta pulita e asciutta.
- La soluzione di riferimento esterna 'elettrodo è la soluzione 3NKCL.
- Evitare la contaminazione incrociata tra le soluzioni durante la misurazione per evitare di influenzare la precisione della misurazione.
- L'elettrodo deve evitare l'immersione a lungo termine in soluzione di fluoruro acido.
- TRE TIPI DI CONNETTORE, 120 CAVI DA 20 CM: include 40 cavi jumper maschio-maschio, 40 maschio-femmina e 40 femmina-femmina da 20 cm; usa i nastri da 40 fili come bus raggruppati o stacca sezioni e fili singoli per adattarli al layout del tuo progetto.
- CODICE COLORE PER CIRCUITI E DIAGNOSTICA PIÙ RAPIDA: l'isolamento multicolore rende più facili da identificare i percorsi di alimentazione, massa, clock, dati e controllo durante progetti LED, test di sensori e laboratori in aula.
- CONNESSIONI DA 2,54 MM PER HEADER COMUNI: i pin maschili si inseriscono in socket femminili e breadboard compatibili da 2,54 mm, mentre le estremità femminili si agganciano agli header maschili; inserisci i connettori in linea retta e controlla la continuità se un segnale diventa instabile.
- ALLUMINIO RIVESTITO IN RAME CON ISOLAMENTO PVC: i cavi sono pensati per la prototipazione temporanea di segnali a bassa tensione, non per l'impianto a rete o cablaggi ad alta corrente; non sono fili in rame puro, né cavi jumper per auto né un kit di connettori a crimpare.
- PER PROTOTIPI, AULA E LABORATORI STEM: I cavi jumper creano connessioni flessibili e senza saldature tra breadboard, schede a microcontrollore, sensori e altri moduli elettronici, rendendoli ideali per la prototipazione, il collaudo di circuiti e i progetti DIY.
- Display 2 lines of 16 characters including letter, number, and symbol
- Working voltage: 5V; contrast adjustable with a 50K potentiometer onside
- Module dimensions: 80 x 36 x 12 mm; Viewing area size: 64.5 x 16 mm
- Bright blue backlight (better than green), displaying characters clearly
- Low cost and easy to use, perfect for beginners
- La carta pH aiuta a mantenere un buon corpo sano testando molte delle solite sostanze quotidiane, tra cui succo di limone, latte, terreno idratato, saliva, urina, sudore, ecc.
- La scala riporta da 1 a 14: 1 - 3 indica una sostanza molto acida, 4 - 6 indica una sostanza acida, 7 indica neutra, 8 - 11 indica alcalinità, 12 - 14 indicano un livello molto alto di alcalinità
- Confezione: tabella colori PH 1-14 in ogni confezione, totale 240 pezzi da 3 pack
- Le variazioni di colore della striscia reattiva devono essere abbinate alla scala cromatica della scala pH entro circa 15 secondi
- Dimensioni: dimensioni approssimative del pacco 70 x 45 mm
- WH148 Poteniometro a cono rotativo lineare singolo; Valore di resistenza: 10Kohm
- Tipo di regolazione: regolazione superiore;Tipo: lineare singolo (tipo B);Caratteristiche: albero zigrinato;Alimentazione: CA 220V-6A
- Diametro dell'albero: 6 mm / 0,2 pollici; Lunghezza dell'albero: 15 mm / 0,59 pollici; Diametro della filettatura di montaggio: 7 mm / 0,3 pollici
- Dimensioni manopola: 15 x 17 mm / 0,6" x 0,67" (D*H); Colore manopola: nero; Lunghezza cavo connettore JST-XH2.54: 200 mm/7,8"
- La confezione include: 3 pezzi con potenziometro a filo (con dadi, rondelle) + 3 manopole
Per l’ordine di questi componenti ho usato Amazon Prime, così da averli subito a portata di mano. Il servizio è stato davvero impeccabile, infatti dopo due giorni mi è stato consegnato tutto! Se vuoi iscriverti prova gratuita di Amazon Prime per 30 giorni clicca qui!
pH e Arduino: come fare i collegamenti
In questo paragrafo vediamo come fare i collegamenti per il nostro lettore di pH. Lo scopo finale è quello di visualizzare sul monitor i valori di pH “catturati” dalla sonda.
| Sonda pH | Arduino |
| VS (CAVETTO ROSSO) | 5V |
| GND (CAVETTO NERO) | GND |
| CAVETTO GIALLO | A0 |
| Monitor LCD | Arduino |
| VSS | GND |
| VCC | 5V |
| RW | GND |
| V0 | POTENZIOMETRO |
| RS | 12 |
| E | 11 |
| D4 | 5 |
| D5 | 4 |
| D6 | 3 |
| D7 | 2 |
| Potenziometro | Arduino |
| VS | VS |
| GND | GND |
| CONTRASTO | V0 LCD |
pH e Arduino: come scrivere il codice
Bene, è arrivato il momento di capire come scrivere e caricare il codice, che fa funzionare il nostro lettore di pH, dentro la scheda Ardunio.
Prima di tutto ci serve l’IDLE, il programma made in Arduino che permette la scrittura dei codici e il loro caricamento all’interno dei microcontrollori. Lo puoi scaricare da questo link.
Se non sei molto pratico del mondo di Arduino ti consiglio il seguente manuale.
Cliccando qui puoi copiare/scaricare il codice per il nostro misuratore di pH.
Rivolgiamo un pò di attenzione alle riga 23: quel numero, 6.1, serve per tarare la sonda! Qui entrano in gioco le strisce tornasole: riempiamo un bicchiere con, ad esempio, dell’aceto. Inzuppiamo una cartina tornasole al suo interno e una volta estratta vediamo che colore assumerà.
Adesso, dopo aver caricato il codice all’interno del microcontrollore, immergiamo la sonda nell’aceto e vediamo se il valore che ci restituisce il monitor è uguale a quello della cartina tornasole ( circa 3).
Se il valore è simile ok, altrimenti dobbiamo cambiare ( nel mio caso l’ho già fatto) il numero, in modo da tarare la sonda.
Una volta tarata la sonda il nostro misuratore di pH è pronto per essere usato!
