Projeto Medidor de PH
Por: Érique Moser • 23/9/2019 • Trabalho acadêmico • 650 Palavras (3 Páginas) • 217 Visualizações
Introdução
Nosso circuito implementa um medidor de PH para ser usado em soluções. O medidor de pH é um instrumento utilizado para medir a acidez ou a alcalinidade de uma solução, também chamada de pH. O pH é a unidade de medida que descreve o grau de acidez ou alcalinidade e é medido em uma escala que vai de 0 a 14.
Nosso projeto tem um sensor medidor de PH, que ao entrar em contato com a substância, emite uma pequena tensão que precisa ser amplificada por um circuito eletrônico. Utilizaremos os conhecimentos adquiridos em sala de aula, para montar um amplificador desse sinal, utilizando AMPOP, capacitores e resistores.
Funcionamento
Podemos obter o valor de PH através da tensão produzida na ponteira do sensor. O sensor utilizado é mostrado na figura 1.
[pic 1]
Figura 1 - Sensor Medidor de PH
O valor de -381mV se refere à PH 14, ou seja, base. Enquanto o valor de 381mV se refere ao PH 0, ou seja, ácido. Através de relações matemáticas, obtemos que a variação de tensão para cada unidade de PH em relação à solução neutra, é de 54,55mV.
Para obter o valor de PH, portanto, basta dividir o valor obtido do sensor por 54,55, e o resultado, subtrair de 7.
Como o Arduíno não aceita tensão negativa, escolhemos um projeto amplificador de sinal utilizando AMPOP.
O projeto executado é mostrado na figura 2.
[pic 2]
Figura 2 - Projeto eletrônico de Amplificação
Ele é composto por dois circuitos amplificadores modelo TL072.
O primeiro amplificador tem a função de amplificar o sinal do sensor, tanto positivo quanto negativo. O sensor varia de -381mV a 381mV, e depois de passar pelo primeiro amplificador, o sinal de saída se torna -1,76V a 1,71V.
O segundo amplificador tem a função de tornar o sinal inteiramente positivo, o sinal -1,76V se torna 3,23V e o sinal de 1,71 se torna 0V. Com essa saída, obtemos a escala de PH através da variação de tensão de 0V a 3,23V. E com o auxílio do Arduíno, podemos converter essa tensão no valor de PH real para ser exibido em um display.
Montagem e Dificuldades
Como o sensor trabalha com tensões muito baixas, uma das dificuldades foi obter um valor preciso para as medidas. Esse valor também é influenciado pelas perdas nos condutores e na protoboard, influenciando no resultado e na precisão.
Após algumas mudanças de valor de resistência do projeto original, conseguimos obter algo semelhante na prática. A figura 3 mostra o valor teórico esperado:
[pic 3]
Figura 3 - Valor de saída da simulação
O valor prático obtido é mostrado na figura 4:
[pic 4]
Figura 4 - Valor de saída do multímetro
Os Amplificadores utilizam tensão positiva e negativa na alimentação de segurança. Fizemos um circuito conversor de 5VCC para -5VCC como mostrado na figura 5, mas que quando ligado ao circuito amplificador, havia uma queda de tensão e ele não chegava a -5VCC.
[pic 5]
Figura 5 - Circuito inversor de tensão
Conclusão
Conseguimos encontrar um valor prático próximo do valor teórico esperado. Porém, para obter valores mais precisos e uma tensão mais estável, desejamos melhorias no projeto como:
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