En este artículo, se informa sobre un sensor de gas ambiental compacto con una celda fotoacústica optimizada. Se estudió la relación entre las dimensiones geométricas (generalmente el radio y la longitud) de la celda fotoacústica (PAC) y la señal acústica a través de análisis teóricos y de elementos finitos. Luego se mecanizó una PAC tipo H optimizada con un volumen de 80 mm x 30 mm x 30 mm. La capacidad de gas es de solo 18.85 mililitros. El rendimiento de la celda fotoacústica se ha verificado experimentalmente mediante la detección de gas estándar de dióxido de nitrógeno. Con un micrófono electret y un módulo láser de 450 nm diseñado económicamente, se ejecutó la detección de concentración. Los resultados experimentales muestran una buena linealidad con un R-cuadrado de ajuste de 0.9991. Con una relación señal-ruido (SNR) de 41.247, el límite de detección mínimo (MDL) del sistema puede alcanzar 4.85 ppb. Con un análisis de varianza de Allan, el MDL puede lograr 0.11 ppb con un tiempo de integración de 228 s. Al reemplazar la fuente de luz, el sistema muestra un gran potencial para detectores sensibles y compactos para otros gases ambientales también.