Cuando se trata de líquidos, la turbidez es un término importante. Porque juega un papel importante en la dinámica de los líquidos y también se utiliza para medir la calidad del agua . Entonces, en este tutorial, analicemos qué es la turbidez, cómo medir la turbidez de un líquido usando Arduino .

¿Qué es la turbidez en el líquido?

La turbidez es el grado o nivel de turbidez o turbidez de un líquido. Esto sucede debido a la presencia de una gran cantidad de partículas invisibles (a simple vista) similares al humo blanco en el aire. Cuando la luz atraviesa los líquidos, las ondas de luz se dispersan debido a la presencia de estas diminutas partículas. La turbidez de un líquido es directamente proporcional a las partículas libres en suspensión, es decir, si el número de partículas aumenta, la turbidez también aumentará.

¿Cómo medir la turbidez usando Arduino? 

Como mencioné anteriormente, la turbidez ocurre debido a la dispersión de las ondas de luz, para medir la turbidez debemos medir la dispersión de la luz. La turbidez generalmente se mide en unidades nefelométricas de turbidez (NTU) o unidades de turbidez de Jackson (JTLJ), según el método utilizado para la medición. Las dos unidades son aproximadamente iguales.

Ahora veamos cómo funciona un sensor de turbidez, tiene dos partes,  transmisor y receptor. El transmisor consta de una fuente de luz, típicamente un LED y un circuito de controlador. En el extremo del receptor, hay un detector de luz como un fotodiodo o un LDR. Colocamos la solución entre el transmisor y el receptor.

El transmisor simplemente transmite la luz, las ondas de luz pasan a través de la solución y el receptor recibe la luz. Normalmente (sin la presencia de una solución) la luz transmitida recibe completamente en el lado del receptor. Pero en presencia de una solución turbia, la cantidad de luz transmitida es muy baja. Es decir, en el lado del receptor, obtenemos solo una luz de baja intensidad y esta intensidad es inversamente proporcional a la turbidez. Entonces podemos medir la turbidez midiendo la intensidad de la luz si la intensidad de la luz es alta, la solución es menos turbia y si la intensidad de la luz es muy baja, eso significa que la solución es más turbia.

Componentes necesarios para fabricar un medidor de turbidez.

1. Módulo de turbidez
2. Arduino
3. LCD 16 * 2 I2C
4. LED RGB de cátodo común
5. Tablero de circuitos
6. Cables de puente

Descripción general del sensor de turbidez

El sensor de turbidez utilizado en este proyecto se muestra a continuación.

Como puede ver, este módulo sensor de turbidez viene con 3 partes. Un cable resistente al agua, un circuito impulsor y un cable de conexión. La sonda de prueba consta del transmisor y el receptor.

La imagen de arriba muestra que este tipo de módulo utiliza un diodo IR como fuente de luz y un receptor IR como detector. Pero el principio de funcionamiento es el mismo que antes. La parte del controlador (que se muestra a continuación) consta de un amplificador operacional y algunos componentes que amplifican la señal de luz detectada.

El sensor real se puede conectar a este módulo mediante un conector JST XH. Tiene tres pines, VCC, tierra y salida. Vcc se conecta a 5v y tierra a tierra. La salida de este módulo es un valor analógico que cambia según la intensidad de la luz.

Características clave del módulo de turbidez

• Voltaje de funcionamiento: 5 V CC.
• Corriente: 30 mA (MAX).
• Temperatura de funcionamiento: -30 ° C a 80 ° C.
• Compatible con Arduino, Raspberry Pi, AVR, PIC, etc.

Programación de Arduino para medir la turbidez en el agua

El plan es mostrar los valores de turbidez de 0 a 100. Es decir, el medidor debería mostrar 0 para líquidos puros y 100 para los muy turbios. Este código Arduino también es muy simple y el código completo se puede encontrar en la parte inferior de esta página.

Primero, incluí la biblioteca de cristal líquido I2C porque estamos usando una pantalla LCD I2C para minimizar las conexiones.

# incluye  <LiquidCrystal_I2C.h>

Luego configuro un entero para la entrada del sensor.

int sensorPin = A0;

En la sección de configuración, definí los pines.

pinMode (3, SALIDA); 
pinMode (4, SALIDA); 
pinMode (5, SALIDA);

En la sección de bucle, como mencioné anteriormente, la salida del sensor es un valor analógico. Entonces necesitamos leer esos valores. Con la ayuda de la función Arduino AnalogRead , podemos leer los valores de salida en la sección de bucle.

int sensorValue = analogRead (sensorPin);

Primero, debemos comprender el comportamiento de nuestro sensor, lo que significa que debemos leer el valor mínimo y el valor máximo del sensor de turbidez. podemos leer ese valor en el monitor serial usando la  función serial.println .

Para obtener estos valores, primero, lea el sensor libremente que no tiene solución. Obtuve un valor alrededor de 640 y después de eso, coloque una sustancia negra entre el transmisor y el receptor, obtenemos un valor que es el valor mínimo, generalmente, ese valor es cero. Entonces obtuvimos 640 como máximo y cero como mínimo. Ahora necesitamos convertir estos valores a 0-100

Para eso, utilicé la  función de mapa de Arduino.

int turbidez = mapa (sensorValue, 0,640, 100, 0);

Luego mostré esos valores en la pantalla LCD.

  lcd.setCursor (0, 0); 
  lcd.print ("turbidez:"); 
  lcd.print (""); 
  lcd.setCursor (10, 0); 
  lcd.print (turbidez);

Después de eso, con la ayuda de if condiciones, di diferentes condiciones.

si (turbidez <20) 
{ 
    digitalWrite (2, HIGH); 
    digitalWrite (3, BAJO); 
    digitalWrite (4, BAJO); 
    lcd.setCursor (0, 1); 
    lcd.print ("su CLARO"); 
}

Esto activará el LED verde y mostrará «su claro» en la pantalla LCD si el valor de turbidez es inferior a 20.

if ((turbidez> 20) && (turbidez <50)) 
{ 
    digitalWrite (2, LOW); 
    escritura digital (3, ALTA); 
    digitalWrite (4, BAJO); 
    lcd.setCursor (0, 1); 
    lcd.print ("su NUBLADO"); 
  }

Esto activará el LED azul y mostrará «su turbidez» en la pantalla LCD si el valor de turbidez está entre 20 y 50.

if ((turbidez> 50) 
{ 
    digitalWrite (2, LOW); 
    digitalWrite (3, HIGH); 
    digitalWrite (4, LOW); 
    lcd.setCursor (0, 1); 
    lcd.print ("está SUCIO"); 
  }

Esto activará el LED rojo y mostrará «está sucio» en la pantalla LCD si el valor de turbidez es superior a 50 como se muestra a continuación.