Spektrometer z uporabo Arduina: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Svetloba, ki jo opazujemo, na primer sončna svetloba, je sestavljena iz svetlobe različnih valovnih dolžin. Snovi imajo tudi lastnost absorbiranja svetlobe določene valovne dolžine. Če torej opazujete spektre svetlobe oddaljene zvezde na zemlji, lahko vidite, katere valovne dolžine se absorbirajo, tako da lahko vidite komponente medzvezdnega plina med zvezdo in zemljo.

Tokrat sem namesto sonca uporabil mini žarnico, namesto medzvezdnega plina kemično tekočino in namesto opazovalca zemlje fotodiodo.

To je moj prvi projekt Arduino.

1. korak: Pregled in materiali

Svetloba, ki se oddaja iz svetlobnega vira, najprej preide skozi režo, nato pa jo spektralno loči z rešetkastim elementom, nato preide skozi kemično tekočino in vstopi v fotodetektor. Mreža se servo motor počasi obrača. Kot vrtenja rešetke in izhod fotodiode bomo označili in vsakič prihranili. Arduino bo upravljal servo motor in shranjeval podatke.

Koligacijske leče, potrebne za vzporedno svetlobo, se vzamejo iz neželenega DVD predvajalnika. Za režo sem uporabil britvico za rezanje, kos DVD -ja. Ker so vzporedni utori idealni, uporabite del, ki je čim bližje obodu. Če želite znižati prestavno razmerje, vstavite jermenico TAMIYA med servo motor in rešetko. Kemična raztopina se vbrizga v celico za analizo vidne svetlobe. Spektrometer postavite v plastično posodo in vse optične sisteme postavite na aluminijasto ploščo.

2. korak: vezje fotodetektorja

Priključite fotodiodo na integrirano vezje in povprečite izhod z Arduinom. Čas integracije je odvisen od jakosti svetlobe vira svetlobe. Tokrat je bil nastavljen na 20 s. Uporabljeni deli so naslednji.

• NJL7502L (fotodioda)
• 74HC4066N (analogno stikalo)
• TLC272AIP (OP ojačevalnik)
• 10kohm*3
• 100 ohmov*1
• 0.01uF filmski kondenzator
• 0,1uF filmski kondenzator

3. korak: Montaža

Vsak del sestavite in optični sistem položite na aluminijasto ploščo. Vsi deli, ki jih je treba uporabiti, so pobarvani v mat črni barvi. Optično os previdno prilagodite tako, da svetloba iz svetlobnega vira trdno pada na fotodetektor.

4. korak: Umerjanje in merjenje

Najprej bomo dobili podatke o vodi. Podatke o kemični tekočini analizirajte kot razmerje z močjo vode. Umerjanje valovne dolžine je bilo izvedeno s pomočjo treh različnih LED valovnih dolžin. Kemična tekočina je obarvana z indikatorjem Ph. Uporabil sem HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, detergent za perilo.

Ker so opazili absorpcijsko linijo, značilno za opremo, so jo po odstranitvi zgladili. Razumevanje načela spektroskopa in sestavljanje opreme je postalo zelo učenje. Uporablja se lahko za merjenje spektra valovne dolžine barvne LED itd.

Hvala vam.