Medidor de pH Preciso com Arduino e Sensor Atlas Scientific – Guia Completo

Componentes e Materiais

Componente	Qtd
Arduino UNO	1
Sensor Atlas Scientific Gravity™ pH Analógico	1
Sonda pH Atlas Scientific (grau consumidor)	1
Display LCD 20×4	1
Caixa 158×90×60 mm	1
Mini protoboard	1
Resistor 220 Ω	1
Resistor 1 kΩ	1
Espaçadores/parafusos 11 mm (incluídos no sensor)	4
Jumpers	1
Chapa acrílica (plexiglass)	1

Ferramentas Necessárias

• Furadeira, brocas, serra, lixas, chaves, prensa, pistola de cola, ferro de solda, paquímetro, régua

Aplicativos

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

Construiremos um medidor de pH de bancada usando o circuito analógico Gravity e sonda da Atlas Scientific com Arduino Uno. Leituras no LCD.

Nota: Desenvolvido no Windows (não testado no Mac). Caixa não é à prova d'água.

Passo 1: Preparar Caixa

Segurança

Use EPI: óculos, luvas, respirador.

Recorte para LCD

1. Centralize retângulo 98×40 mm na tampa.
2. Fure 3,2 mm (piloto) dentro do retângulo.
3. Use broca de drywall 3,2 mm na furadeira para cortar (trabalhe por dentro).
4. Lime para ajustar.

Recortes para BNC e Portas Arduino

Na lateral da base: marque furo circular (BNC) e dois retângulos (USB, barrel jack). Corte com brocas e lima.

Placa de Base

Acrílico 3,2 mm cortado a 135×62,5 mm. Fure 4 furos 2,38 mm, alinhe e contra-afunde (3 mm profundidade, 4,4 mm diâmetro). Fixe 4 espaçadores 11 mm (2 para Arduino, 2 para sensor pH).

Passo 2: Instalar Eletrônica

1. Fixe placa de base na caixa (parafusos ou cola quente).
2. Monte sensor pH nos espaçadores.
3. Monte Arduino nos espaçadores.
4. Adicione mini protoboard.
5. Solde pinos no LCD, encaixe na tampa, fixe com cola quente.

Passo 3: Fiação

Siga o esquemático. Use protoboard para resistores 1kΩ e 220Ω (contraste do LCD) e distribuição de 5V/GND do Arduino.

Datasheets: sensor Gravity pH, sonda pH.

Passo 4: Finalizar Montagem

1. Una tampa e base com parafusos.
2. Conecte sonda ao conector BNC.

Passo 5: Carregar Código

1. Conecte Arduino, abra IDE. Tools → Board → Arduino/Genuino Uno. Tools → Port → selecione porta.
2. Biblioteca LCD: Sketch → Include Library → Manage Libraries → busque "liquidcrystal" → instale "LiquidCrystal Built-in by Arduino, Adafruit".
3. Biblioteca Atlas Gravity: baixe ZIP do link fornecido → Sketch → Include Library → Add .ZIP Library.
4. Copie código do link para a IDE.
5. Compile e faça upload.
6. Leituras no LCD e Serial Monitor (Ctrl+Shift+M, 9600 baud, "Carriage return").

Passo 6: Calibrar Sensor pH

Importante: Se usar fonte externa, conecte antes da calibração para referência correta.

Calibração de 1, 2 ou 3 pontos (soluções tampão pH 4, 7, 10). Dados salvos na EEPROM.

Comandos via Serial Monitor

• Ponto baixo: cal,4
• Ponto médio: cal,7
• Ponto alto: cal,10
• Limpar calibração: cal,clear

Procedimento

1. Retire frasco de armazenamento, enxágue sonda.
2. Coloque sonda em solução pH 4 (cubra área sensível), mexa para remover bolhas.
3. Aguarde estabilização no Serial Monitor.
4. Digite cal,4 → "LOW CALIBRATED".
5. Repita para pH 7 e 10 (enxágue entre cada).

Compensação de Temperatura

Sensor tem precisão ±0,2% entre 7–46 °C. Fora disso, requer modificação. Sonda suporta 1–60 °C.

Código

/* Após upload: Serial Monitor 9600 baud + "Carriage return"
   Leituras em tempo real + calibração 1/2/3 pontos.
   Comandos: "cal,4" "cal,7" "cal,10" "cal,clear" */

#include "ph_grav.h"        // Biblioteca Atlas Gravity pH
#include "LiquidCrystal.h"  // Biblioteca LCD

String inputstring = "";
boolean input_string_complete = false;
char inputstring_array[10];

Gravity_pH pH = A0;                    // Pino A0 = saída do sensor pH
LiquidCrystal pH_lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); // RS, E, D4-D7

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pH_lcd.begin(20, 4);
  pH_lcd.setCursor(0,0); pH_lcd.print("--------------------");
  pH_lcd.setCursor(0,3); pH_lcd.print("--------------------");
  pH_lcd.setCursor(5,1); pH_lcd.print("pH Reading");
  if (pH.begin()) Serial.println("Loaded EEPROM");
  Serial.println(F("Use \"CAL,4\", \"CAL,7\", \"CAL,10\" para calibrar"));
  Serial.println(F("Use \"CAL,CLEAR\" para limpar calibração"));
}

void serialEvent() {
  inputstring = Serial.readStringUntil(13);
  input_string_complete = true;
}

void loop() {
  if (input_string_complete) {
    inputstring.toCharArray(inputstring_array, 30);
    parse_cmd(inputstring_array);
    input_string_complete = false;
    inputstring = "";
  }
  Serial.println(pH.read_ph());
  pH_lcd.setCursor(8, 2);
  pH_lcd.print(pH.read_ph());
  delay(1000);
}

void parse_cmd(char* string) {
  strupr(string);
  if (strcmp(string, "CAL,4") == 0) {
    pH.cal_low(); Serial.println("LOW CALIBRATED");
  } else if (strcmp(string, "CAL,7") == 0) {
    pH.cal_mid(); Serial.println("MID CALIBRATED");
  } else if (strcmp(string, "CAL,10") == 0) {
    pH.cal_high(); Serial.println("HIGH CALIBRATED");
  } else if (strcmp(string, "CAL,CLEAR") == 0) {
    pH.cal_clear(); Serial.println("CALIBRATION CLEARED");
  }
}

Esquemático