Spektrometr využívající Arduino: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Světlo, které pozorujeme, například sluneční světlo, se skládá ze světla různých vlnových délek. Látky mají také schopnost absorbovat světlo o specifické vlnové délce. Pokud tedy pozorujete spektra světla vzdálené hvězdy na Zemi, můžete vidět, které vlnové délky jsou absorbovány, takže můžete vidět složky mezihvězdného plynu mezi hvězdou a Zemí.

Tentokrát jsem místo slunce použil mini žárovku, místo mezihvězdného plynu chemickou kapalinu a místo pozorovatele Země fotodiodu.

Toto je můj první projekt Arduino.

Krok 1: Přehled a materiály

Světlo vyzařované ze světelného zdroje nejprve prochází štěrbinou, načež je spektrálně odděleno mřížkovým prvkem, poté prochází chemickou kapalinou a vstupuje do fotodetektoru. U servomotoru se mřížka kousek po kousku otáčí. Označíme úhel otočení mřížky a výstup fotodiody a pokaždé uložíme. Arduino bude ovládat servomotor a ukládat data.

Kolimační čočky nutné k produkci paralelního světla jsou vyjmuty z DVD přehrávače Junk. Na štěrbinu jsem použil holicí čepel. Na mřížku jsem použil kousek DVD. Protože jsou rovnoběžné drážky ideální, použijte část, která je co nejblíže obvodu. Chcete -li snížit převodový poměr, vložte mezi servomotor a mřížku jednotku kladky TAMIYA. Chemický roztok se vstřikuje do cely pro analýzu viditelného světla. Spektrometr umístěte do plastové nádoby a všechny optické systémy umístěte na hliníkovou desku.

Krok 2: Obvod fotodetektoru

Připojte fotodiodu k integračnímu obvodu a průměrujte výstup pomocí Arduina. Integrační čas závisí na intenzitě světla světelného zdroje. Tentokrát to bylo nastaveno na 20 s. Použité díly jsou následující.

• NJL7502L (fotodioda)
• 74HC4066N (analogový přepínač)
• TLC272AIP (OP zesilovač)
• 10 kOhm*3
• 100 ohmů*1
• 0,01uF filmový kondenzátor
• 0,1uF filmový kondenzátor

Krok 3: Sestavení

Sestavte každou část a umístěte optický systém na hliníkovou desku. Všechny použité díly jsou natřeny matnou černou barvou. Opatrně upravte optickou osu tak, aby světlo ze světelného zdroje pevně dopadalo na fotodetektor.

Krok 4: Kalibrace a měření

Nejprve získáme údaje o vodě. Analyzujte údaje o chemických kapalinách v poměru k síle vody. Kalibrace vlnové délky byla provedena pomocí tří LED diod různé vlnové délky. Chemická kapalina je obarvena indikátorem Ph. Použil jsem HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, prací prostředek.

Protože byla pozorována absorpční linie, charakteristická pro zařízení, byla po jeho odstranění vyhlazena. Pochopení principu spektroskopu a sestavení zařízení se stalo velmi poučnou zkušeností. Lze jej použít k měření spektra vlnových délek plnobarevných LED atd.

Děkuji.