Spectrometer Gamit ang Arduino: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang ilaw na sinusunod, halimbawa ng ilaw ng araw, ay binubuo ng ilaw ng iba`t ibang mga wavelength. Gayundin, ang mga sangkap ay may pag-aari ng pagsipsip ng ilaw ng isang tukoy na haba ng daluyong. Kaya, kung napapanood mo ang paningin ng ilaw ng malayong bituin sa lupa, makikita mo kung aling mga haba ng daluyong ang hinihigop, upang makita mo ang mga bahagi ng interstellar gas sa pagitan ng bituin at lupa.

Sa pagkakataong ito ay gumamit ako ng isang mini bombilya sa halip na araw, isang likidong kemikal sa halip na interstellar gas, at isang photodiode sa halip na tagamasid sa lupa.

Ito ang aking unang proyekto ng Arduino.

Hakbang 1: Pangkalahatang-ideya at Mga Materyales

Ang ilaw na inilabas mula sa pinagmulan ng ilaw ay dumaan muna sa slit, pagkatapos na ito ay spectrally na pinaghihiwalay ng elemento ng grating, pagkatapos ay dumadaan ito sa likidong kemikal at pumapasok sa photodetector. Paikot-ikot ang rehas na bakal ng servo motor. Lalagyan namin ng tag ang anggulo ng pag-ikot ng rehas na bakal at ang output ng photodiode at i-save ang bawat oras. Kontrolin ng Arduino ang servo motor at mai-save ang data.

Ang mga koleksyon ng lente na kinakailangan upang makagawa ng parallel na ilaw ay kinuha mula sa DVD player ng Junk. Gumamit ako ng isang talim ng pag-ahit para sa slit. Gumamit ako ng isang piraso ng DVD para sa rehas na bakal. Dahil ang mga parallel groove ay perpekto, gamitin ang bahagi na malapit sa sirkulyo hangga't maaari. Upang mapababa ang gear ratio, ipasok ang TAMIYA pulley unit sa pagitan ng servo motor at ng grating. Ang solusyon ng kemikal ay na-injected sa cell para sa nakikitang light analysis. Ilagay ang spectrometer sa isang lalagyan ng plastik at ilagay ang lahat ng mga optical system sa plate na aluminyo.

Hakbang 2: Circuit ng Photodetector

Ikonekta ang photodiode sa pagsasama ng circuit at average ang output sa Arduino. Ang oras ng pagsasama ay nakasalalay sa lakas ng ilaw ng mapagkukunan ng ilaw. Sa oras na ito ay itinakda sa 20 s. Ang mga ginamit na bahagi ay ang mga sumusunod.

• NJL7502L (photodiode)
• 74HC4066N (Paglipat ng Analog)
• TLC272AIP (OP Amp)
• 10kohm * 3
• 100ohm * 1
• 0.01uF film condenser
• 0.1uF film condenser

Hakbang 3: Assembly

Ipunin ang bawat bahagi at ilagay ang optical system sa plate na aluminyo. Ang lahat ng mga bahagi na gagamitin ay ipininta sa matte black. Maingat na ayusin ang optical axis upang ang ilaw mula sa ilaw na mapagkukunan ay mahigpit na insidente sa photodetector.

Hakbang 4: Pagkakalibrate at Pagsukat

Makakakuha muna kami ng data ng tubig. Pag-aralan ang datos ng likidong kemikal bilang isang ratio na may lakas ng tubig. Ang pagkakalibrate ng haba ng daluyong ay ginawa gamit ang tatlong magkakaibang mga LED na haba ng haba. Ang likidong kemikal ay may kulay na tagapagpahiwatig ng Ph. Gumamit ako ng HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, detergent sa paglalaba.

Dahil ang linya ng pagsipsip na kakaiba sa kagamitan ay na-obserbahan, ito ay kininis pagkatapos na alisin ito. Ang pag-unawa sa prinsipyo ng spectroscope at pag-iipon ng kagamitan ay naging isang napaka-karanasan sa pag-aaral. Maaari itong mailapat sa pagsukat ng wavelength spectrum ng full-color LED, atbp.

Salamat.