Lista de materiales y componentes:
Amplificador operacional: les recomiendo el integrado TL082 (JFET de 2 entradas), o cualquier amplificador de alta impedancia de entrada.
2 baterías de 9V, o cualquier fuente que alimente VCC y -VCC del amplificador.
Electrodo para medir pH: los más baratos son los de los pHmetros digitales (como Hanna Checker). En Córdoba, Argentina yo pude conseguir en la droguería Marbe (Humberto Primo al 500).
Resistencia y Capacitor que estarán conectadas como filtro pasa bajo a la salida (los valores se los debo, es cuestión de probar hasta estabilizar la medición en el voltímetro).
Para calibrar se utilizarán soluciones buffer de pH 4, pH 7 y pH 10 (en cualquier droguería se consiguen).
El esquemático es el siguiente:
Como se ve, el amplificador operacional está conectado como buffer, es decir, que el valor de tensión de salida Vout, es igual al de la entrada. Pero al tener alta impedancia de entrada, aumenta la corriente. Si midieramos tensión directamente en los bornes del electrodo, no obtendríamos nada, ya que la corriente es insuficiente para que el voltímerto funcione. En cambio, si medimos a la salida Vout, el voltímetro mostrará un valor de tensión.
El filtro pasa bajo RC es para estabilizar la medición en el voltímetro.
Teóricamente, un electrodo disminuye linealmente 59mV por unidad de pH, y en pH 7, la salida Vout es de 0V.
Los pH ácidos (0 a 7) producen tensiones positivas a la salida, y los pH básicos (7 a 14) producen tensiones negativas a la salida.
En este gráfico se describe mejor la proporcionalidad de la tensión con respecto al pH:
El autor original de esa publicación midió 4.6mV al testear la solución buffer de pH 7, y 168.8mV para el buffer de pH 4.
Por lo tanto ese sistema disminuye (168.8 - 4.6) / 3 = 54.7mV por unidad de pH.
Cualquier duda dejen un comentario. Si me doy cuenta de un error lo corrijo.
Fuente (en inglés):
http://www.66pacific.com/ph/simplest_ph.aspx
hola, trate de hacer uno y cambiaba de sustancia y el cambio de voltaje era de 10 o 20 milivolts pero no utilice una solucion buffer, no se si eso afecte...
ResponderEliminarcomo conque valores puedo o como los calculo para el filtro pasabajo por que los valores que me generason muy inestables
Las soluciones buffer son soluciones que se usan como patrones para calibrar pHmetros. Son sustancias con pH conocido (4, 7, 10). No sé si habrás usado alguna otra sustancia a la cual le conozcas el pH.
EliminarAl principio cuando medía la salida me daba un valor inestable, pero eso era porque no tenía el filtro RC pasa bajos.
Para calcular el filtro pasa bajo tendrías que conocer primero a qué frecuencia oscila la tensión del electrodo. No he probado de medir el electrodo con un frecuencímetro, ni con un osciloscopio digital. Sólo queda tantear con distintos valores de RC hasta que quede máso menos estable.
He visto en la web otros circuitos de pHmetro con más componentes, seguramente deben ser más estables. Éste que publiqué es el circuito mínimo y básico.
Gracias por visitar mi blog.
Saludos!
muchas gracias por la info :)
Eliminarhola me gustaría que si por favor me explicaras como funciona el circuito del ph metro para poder llegar al valor que te da en el display!!! _)
ResponderEliminarHola! La sustancia a medir tiene un comportamiento similar a una batería: según su pH, puede tener mayoría de electrones o de huecos.
EliminarLos electrodos están diseñados para transformar las cargas de la sustancia en tensión.
Pero la señal del electrodo tiene una corriente muy débil, entonces se recurre a un amplificador operacional configurado como buffer: la tensión de salida del amplificador es (teóricamente) igual a la tensión de entrada (electrodo), pero su corriente es mayor a la de entrada debido a la alta impedancia del amplificador.
A la salida del amplificador ponés un circuito RC para estabilizar la tensión de salida (valga la redundancia).
Si querés que el valor de pH medido aparezca en un display, necesitarías un segundo amplificador operacional que acondicione la tensión obtenida a la salida del primero para que quede dentro de los márgenes de tensión del ADC de un microcontrolador (PIC o el que sepas programar). Ese micro lo programas para que a partir de la tensión del ADC haga los cálculos correspondientes, y luego muestre el valor calculado en un display (esa es otra historia).
Si te referís al display del voltímetro, puede que no te den estos mismos valores de la tabla. Lo más importante del circuito es el buffer.
Saludos!
Buenas, quería saber si era posible en vez de utilizar un electrodo ya comprado, utilizar algún tipo de referencia de voltaje u otro método.
ResponderEliminarBásicamente cualquier otra forma que no me obligue a comprar el electrodo, existe alguna forma? Cómo?
Agradezco de antemano la ayuda.
Hay tutoriales en internet para hacer puntas de prueba caseras. Si conseguís los materiales y te das maña, podés intentarlo.
EliminarSí o sí es necesaria una punta de prueba, sea casera o comprada.
Saludos!
Hay tutoriales en internet para hacer puntas de prueba caseras. Si conseguís los materiales y te das maña, podés intentarlo.
EliminarSí o sí es necesaria una punta de prueba, sea casera o comprada.
Saludos!
Me podrías ayudar con los valores de la resistencia y el capacitor de la salida del voltimetro
EliminarAlguien que tenga los valores de resistencia y capacitor?, hice el circuito como la fuente original (sin r ni c) y me va bien pero quisiera probar que onda
ResponderEliminarSolo para aclarar, no es pasa bajas.
ResponderEliminarBuenas, una consulta, son necesarios los 9V o hay alguna posibilidad de usarlo con 3.7 V, gracias
ResponderEliminarHola! Un TL082 necesita al menos una diferencia de 3V entre +V y -V y los niveles de señales a la entrada son mucho menores, así que podría funcionar. Probá y verificá, y si no funciona, subí un poco más la alimentación.
EliminarSaludos!
Buenas, una consulta, son necesarios los 9V o hay alguna posibilidad de usarlo con 3.7 V, gracias
ResponderEliminarMuy buen posteo, Pablo. Tengo dos consultas. ¿El pH-metro funciona en rangos de pH tanto ácidos como básicos? y, la otra, ¿tenés el circuito que usaste para la interfaz con arduino?
ResponderEliminarSaludos.
Hola! Muchas gracias por comentar. El pHmetro sí puede funcionar en pH ácidos y en básicos, pero es necesario otro amplificador operacional para acondicionar la señal si necesitás utilizar los ADC de tu Arduino UNO (o cualquier otro ADC).
EliminarEl acondicionamiento de la señal consiste en invertir la señal (de manera de que la tensión aumente para pH básicos en vez de disminuir), en sumar una tensión para que siempre le llegue un valor positivo al ADC, y en amplificar para ajustar a la referencia del ADC y a la resolución que le quieras dar.
Como los ADC del Arduino UNO tiene 10 bits hay varias alternativas para trabajar: podés hacerlo con resolución de 0.1 hasta 0.02 si querés que funcione en forma lineal (rangos de 0 a 140, y de 0 a 700, respectivamente), o bien podés utilizar toda la escala de salida (0 para pH 0, y 1023 para pH 14), eso lo decidís vos.
Saludos!
Excelente explicación, Pablo. Gracias por tomarte la molestia de responder.
EliminarMuy bueno tu laburo.
¡Saludos!
Pablo, ¿cómo va? Traté de hacer el pHmetro siguiendo las instrucciones y no me funciona. Me da lecturas como si fuera siempre un voltaje de 0 V. ¿Vos tuviste esos problemas? ¿Con qué electrodo de pH laburaste? ¿Tomaste alguna otra precaución que no hayas mencionado en el post?
EliminarDe vuelta, gracias por leer.
Hola! Yo utilicé un electrodo para PHmetro Hanna checker (pude conseguir el electrodo solo, para no tener que comprar el PHmetro completo)
EliminarOK, Pablo. Muchas gracias por responder. ¡Saludos!
EliminarBuenas tardes!!!
ResponderEliminarCuales serían los valores de la resistencia y capacitor, para el filtro pasa bajos?