El sensor de acidez pH y cómo conectarlo
En el modo Elaboración de queso, el sensor de pH permite a Samovar esperar la acidez fijada en la etapa «Espera de pH» («Ожидание pH»). El kit de medida consta de un electrodo sumergible y una placa PH-4502C. El electrodo se conecta al conector BNC de la placa; su salida analógica PO pasa la tensión a Samovar. No conecte el electrodo directamente al ESP32 ni al ADS1115: necesita una placa de tratamiento de la señal.
El electrodo debe ser adecuado para el producto que se mide y para su temperatura. Un sensor diseñado para agua puede ensuciarse con la proteína y la grasa de la leche; si es apto para inmersión continua lo determina la hoja de datos del electrodo. La calibración no elimina la suciedad ni el desgaste.
Conexión mediante el ADS1115
El ADS1115 es un ADC externo, un convertidor de tensión a número. Para conectarlo necesita un módulo ADS1115, dos resistencias de 10 kΩ con tolerancia del 1% y un condensador de 100 nF. Los valores se refieren a la salida de la placa PH-4502C, no al cable del electrodo.
Alimente la PH-4502C con 5 V y el ADS1115 con 3.3 V. Una las masas GND de ambas placas y de Samovar. Antes de conectar, compruebe el marcado de los pines de su placa: el orden de los pines varía de un módulo a otro.
Conecte PO de la PH-4502C a AIN0 del ADS1115 a través de la primera resistencia de 10 kΩ. Coloque la segunda resistencia de 10 kΩ entre AIN0 y GND. Conecte el condensador de 100 nF en paralelo con la segunda resistencia. El divisor reduce la tensión a la mitad: 5 V en PO se convierten en 2.5 V en AIN0. La salida DO no se usa para medir el pH.
Conecte SDA y SCL del ADS1115 a las líneas del mismo nombre del I2C de Samovar, la línea común de comunicación de dos hilos con los módulos. Use los pines de su placa ESP32 indicados en su esquema; los números de GPIO dependen de la compilación. Las resistencias pull-up de SDA/SCL deben ir a 3.3 V.
Conecte ADDR a GND: la dirección del ADS1115 será 0x48. Si esa dirección ya la ocupa otro dispositivo, elija una dirección libre del ADS1115 e indíquela en el ajuste de compilación. En una misma línea no pueden funcionar dos dispositivos con la misma dirección.
Active el ajuste de compilación USE_ADS1115 con el valor de la dirección, por ejemplo #define USE_ADS1115 0x48, y cargue el firmware. El pH se lee de AIN0 automáticamente. LUA_PIN queda libre. Si el ADS1115 no está disponible, se bloquean el inicio de la elaboración de queso y el guardado de la calibración del pH.
Compruebe con un multímetro la tensión entre AIN0 y GND antes de conectar al ESP32. El rango de medida del ADS1115 en el firmware es de ±4.096 V, pero no permite aplicar a la entrada una tensión superior a la alimentación del chip. Después de cambiar el circuito o de pasar al ADS1115, vuelva a calibrar.
Conexión sin el ADS1115
Si USE_ADS1115 está desactivado, la salida del mismo divisor se conecta a LUA_PIN en lugar de a AIN0. La PH-4502C se alimenta con 5 V; su GND se une a la GND de Samovar. No se pueden aplicar 5 V directamente a una entrada del ESP32. LUA_PIN también lo usa el sensor de presión MPX5010DP: conecte a él un solo dispositivo. Durante la elaboración de queso esta entrada la ocupa la medida de pH y no se puede leer desde Lua.
Si las lecturas saltan al encender el equipo
Primero compare las lecturas en un vaso de plástico aparte con solución tampón y en la cuba, encendiendo la bomba, el agitador y el calentamiento de uno en uno. Si los saltos están ligados al encendido del equipo, una causa probable son las interferencias eléctricas. Una deriva lenta de las lecturas en el tampón con el equipo apagado obliga a revisar el electrodo y la PH-4502C; el aislamiento no corregirá su avería.
Para eliminar las interferencias a través de la alimentación y la masa comunes, puede separar la parte de medida: electrodo → PH-4502C → divisor 1:2 → ADS1115 → ADuM1250 → ESP32. El ADuM1250 es un módulo de aislamiento eléctrico de I2C: transmite los datos sin unir eléctricamente los dos lados.
Alimente la PH-4502C, el ADS1115 y el lado de medida del ADuM1250 desde una batería USB aparte con salida de 5 V que admita cargas pequeñas. En este circuito el ADS1115 también recibe 5 V; el divisor a su entrada se mantiene. Durante la medida, la batería no debe estar cargándose ni alimentando otras partes de Samovar.
Alimente el lado del ADuM1250 que da al ESP32 con los 3.3 V de Samovar. Conecte SDA/SCL del ADS1115 al lado de 5 V, y SDA/SCL de Samovar al lado de 3.3 V. Las resistencias pull-up de cada lado deben conectarse a la alimentación de ese mismo lado.
No una las masas de los dos lados. Si las une con un cable, con un cable USB o a través de otro equipo, el aislamiento se rompe. Los demás dispositivos I2C de Samovar quedan en el lado del ESP32.
Coloque la PH-4502C y el ADS1115 juntos, lejos del regulador del calentamiento. Mantenga corto el cable de PO y aleje el cable del electrodo de los cables de potencia. La dirección del ADS1115 y el ajuste USE_ADS1115 no cambian.
Es una opción de conexión contra las interferencias eléctricas, no una garantía de la precisión del electrodo. Después de calibrar, repita la comprobación encendiendo el equipo; el circuito no debe dar un desplazamiento reproducible del pH al conmutar.
Filtro por software y limitaciones
En el firmware con filtro de mediana, la lectura de pH se calcula a partir de cinco medidas consecutivas tomadas con un segundo de intervalo. La mediana es el número central tras ordenarlos: la serie 5.42; 5.41; 3.10; 5.43; 5.42 da 5.42. El filtro elimina los picos cortos, pero no corrige un error constante ni una deriva lenta de las lecturas. Con un cambio suave, el retraso es de unos dos segundos.
El pH está disponible cuando se han llenado las cinco muestras. Tras un error de lectura, una lectura no válida, un intervalo entre medidas de más de cinco segundos, un cambio de los coeficientes de calibración o un reinicio del proceso, la ventana se llena de nuevo. Un resultado antiguo no se hace pasar por una medida válida nueva. En la etapa «Espera de pH» («Ожидание pH») la confirmación de haber alcanzado el umbral se mantiene durante 30 segundos.
El filtro se aplica a ambas conexiones: mediante el ADS1115 y mediante LUA_PIN. El campo ADC de la página de calibración muestra una muestra en bruto reciente, sin este filtro; espere a que se estabilice antes de fijar un punto. Samovar no tiene en cuenta la temperatura al convertir el pH: compare resultados y muestras de control a la misma temperatura. Actualizar la documentación del sitio web no actualiza el firmware de su dispositivo.
Calibración y cuidado
Calibre todo el kit montado con dos soluciones tampón frescas de aproximadamente pH 7 y pH 4. Introduzca los valores de la etiqueta de la solución para la temperatura de medida. El procedimiento con los botones se describe en la sección
Calibración del pH.
Después de la leche, limpie el electrodo con un limpiador compatible para depósitos de proteína y grasa, siguiendo las instrucciones del fabricante. Guarde el extremo sensible en la solución de conservación de electrodos recomendada, no en seco ni en agua destilada. No supere la temperatura admisible del electrodo. Después de limpiarlo, compruebe las lecturas en una porción fresca de tampón.
