Depois que voltei do meu posdoc, estava pensando em, antes de reativar minha bolsa anterior, fechar algumas coisas que ficaram em aberto e fazer um projeto open hardware. Assim, teria liberdade para testar essas idéias sem interferir no meu projeto principal. Investi algum tempo em alguns testes usando a placa microcontrolada Arduino (placa essa que venho usando já a algum tempo). Então, um amigo, Denis Vidal, prof. Universitário, sugeriu-me que fizesse um pHmetro devido a sua importância em laboratórios. Então, fiz o projeto em um final de semana e gastei mais uns três para ajustes finos. Um projeto que era apenas um passa-tempo de final de semana acabou ganhando importância. Montei um protótipo e testei. Assim, nasceu o pHduino.
Motivação
A idéia era fazer um instrumento para a área de Química que usasse os recursos disponíveis do Arduino sem componentes caros e de difícil acesso. Algo que pudesse estar acessível a qualquer um. Nada de um hardware sofisticado. Conheço componentes para fazer um pHmetro de alta resolução e também sei escrever drivers para controlá-los. No entanto, o foco não é esse. Há uma tendência de hardwares limitados de recursos e resolução mas que tem grande aceitação por serem de fácil controle e atenderem as principais necessidades. Para muitos dos problemas, não é necessário um hardware ou software que faz tudo. Quanto ao PCB (placa de circuito impresso), adotei placa cobreada de face simples. Isso facilita a confecção usando poucos recursos técnicos.
Características
Esse pHmetro pode ser alimentado usando uma fonte de alimentação conectada na rede elétrica e os resultados exibidos em um visor de cristal líquido. Mas também pode funcionar totalmente pela porta USB, possibilitando interfaceamento ou monitoramento de campo. O ajuste de offset e de inclinação pode ser feito manualmente, através de ajustes dos potenciometros, ou por auto calibração. Possui um sensor de temperatura para efetuar compensação. Todos os componentes são de fácil obtenção. Ele pode ser inferior e talvez até um pouco mais caro que um pHmetro portátil, mas ele é interfaceável, programável, expansível e, o mais importante, aberto e livre! Mais uma vez, ele não pretende e nunca pretendeu ser um instrumento analítico de alta resolução o tentar concorrer com equipamento comerciais. Foi feito com um exercício e um ponto de partida para o desenvolvimento de instrumentos de alta resolução, também livres. Qualquer um pode montar e modificar como quiser, desde que respeite as licenças que o protegem.
Estágio atual
Esse é o primeiro release do projeto. Farei melhorias no hardware e no software. No momento ele se encontra em fase de testes. Estarei colocando as informações, arquivos da placa de circuito impresso, esquemas eletrônicos e código aos poucos. É um projeto que crescerá aos poucos, portanto ele não está finalizado. Pretendo também escrever um programa (multiplataforma) para exibir os dados no computador. No momento, os dados são exibidos através de um terminal serial (hyperterminal é um exemplo).
Aplicações
Para um laboratório de Química, o sistema é tipicamente usado para a preparação e acerto de pH de tampões. Em Química Ambiental, podemos citar o monitoramento de água de rios, mares, represas, reservatórios, águas de chuva. Já para o usuário não técnico, o pHmetro pode ser usado, por exemplo, para monitorar a água de aquário. Muitas outras aplicações são possíveis. É importante conhecer as limitações dos sensores químicos, no caso o eletrodo de vidro, para se obter resultados corretos. O eletrodo de vidro para íons hidrogênio é um eletrodo chamado de íon-seletivo, pois responde de forma específica para um certo íon. Há outros eletrodos: potássio, fluoreto, cálcio, sódio, etc.
Agradecimentos
Esse projeto foi possível graças a ideia do amigo Denis, a liberdade que o meu supervisor me deu, prof. Dr. Emanuel Carrilho, BioMicS, Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo e pelo suporte técnico e sugestões oferecidas pelo prof. Dr. Claudimir Lucio do Lago, LAIA, Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Apesar de não estar recebendo bolsa da instituição que financia minha pesquisa no momento, por eu ainda a manter suspensa, agradeço também a Fapesp - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo por ter me acompanhado e ter dado suporte aos meus projetos desde a época da Iniciação Científica.
Segue abaixo os links dos endereços de alguns dos serviços que estou usando para esse projeto. Espero que o pHduino seja útil para vocês. Obrigado.
Links
Blog
http://phduino.blogspot.com
Projeto
http://code.google.com/p/phduino
Grupo de discussão
http://groups.google.com/group/phduino
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