pH dell’acqua: come misurarlo con Arduino

MIsurare 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)

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

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.

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!