Arduino Kullanan Spektrometre: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Gözlemlediğimiz ışık, örneğin güneş ışığı, çeşitli dalga boylarında ışıktan oluşur. Ayrıca, maddeler belirli bir dalga boyundaki ışığı emme özelliğine sahiptir. Yani, uzaktaki yıldızın ışığının yeryüzündeki tayfını gözlemlerseniz, hangi dalga boylarının emildiğini görebilir, böylece yıldız ile dünya arasındaki yıldızlararası gazın bileşenlerini görebilirsiniz.

Bu sefer güneş yerine mini ampul, yıldızlararası gaz yerine kimyasal sıvı, dünya gözlemcisi yerine fotodiyot kullandım.

Bu benim ilk Arduino projem.

Adım 1: Genel Bakış ve Malzemeler

Işık kaynağından yayılan ışık önce yarıktan geçer, ardından ızgara elemanı tarafından spektral olarak ayrılır, daha sonra kimyasal sıvıdan geçerek fotodedektöre girer. Izgara, servo motor tarafından azar azar döner. Izgaranın dönüş açısını ve fotodiyotun çıkışını etiketleyeceğiz ve her seferinde kaydedeceğiz. Arduino servo motoru kontrol edecek ve verileri kaydedecektir.

Paralel ışık üretmek için gerekli kolimatör lensler Junk'un DVD oynatıcısından alınır. Yarık için bir tıraş bıçağı kullandım. Izgara için bir parça DVD kullandım. Paralel oluklar ideal olduğu için çevreye mümkün olduğunca yakın olan parçayı kullanın. Dişli oranını düşürmek için TAMIYA kasnak ünitesini servo motor ile ızgara arasına yerleştirin. Kimyasal çözelti, görünür ışık analizi için hücreye enjekte edilir. Spektrometreyi plastik bir kaba koyun ve tüm optik sistemleri alüminyum plaka üzerine yerleştirin.

Adım 2: Fotodedektör Devresi

Fotodiyodu entegre devreye bağlayın ve Arduino ile çıkışın ortalamasını alın. Entegrasyon süresi, ışık kaynağının ışık yoğunluğuna bağlıdır. Bu sefer 20 saniyeye ayarlandı. Kullanılan parçalar aşağıdaki gibidir.

• NJL7502L(fotodiyot)
• 74HC4066N(Analog Anahtar)
• TLC272AIP(OP Amp)
• 10kohm*3
• 100ohm * 1
• 0.01uF film yoğunlaştırıcı
• 0.1uF film yoğunlaştırıcı

Adım 3: Montaj

Her bir parçayı birleştirin ve optik sistemi alüminyum levha üzerine yerleştirin. Kullanılacak tüm parçalar mat siyah üzerine boyanmıştır. Optik ekseni, ışık kaynağından gelen ışık fotodedektöre sıkıca gelecek şekilde dikkatlice ayarlayın.

Adım 4: Kalibrasyon ve Ölçüm

İlk önce su verilerini alacağız. Kimyasal sıvı verilerini suyun gücü ile bir oran olarak analiz edin. Dalga boyu kalibrasyonu, üç farklı dalga boyundaki LED kullanılarak yapılmıştır. Kimyasal sıvı Ph indikatörü ile renklendirilir. HCl, C6H4(COOK)(COOH), H3PO4, Çamaşır deterjanı kullandım.

Ekipmana özgü soğurma çizgisi görüldüğü için çıkarıldıktan sonra düzleştirilmiştir. Spektroskopun prensibini anlamak ve ekipmanı monte etmek çok öğretici bir deneyim haline geldi. Tam renkli LED, vb. dalga boyu spektrumunun ölçümüne uygulanabilir.

Teşekkürler.