Máy đo quang phổ sử dụng Arduino: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Ánh sáng chúng ta quan sát được, ví dụ như ánh sáng mặt trời, bao gồm ánh sáng có bước sóng khác nhau. Ngoài ra, các chất có đặc tính hấp thụ ánh sáng có bước sóng cụ thể. Vì vậy, nếu bạn quan sát quang phổ của ánh sáng của ngôi sao ở xa trên trái đất, bạn có thể thấy những bước sóng nào bị hấp thụ, vì vậy bạn có thể thấy các thành phần của khí giữa các vì sao giữa ngôi sao và trái đất.

Lần này tôi sử dụng bóng đèn mini thay cho mặt trời, một chất lỏng hóa học thay vì khí giữa các vì sao, và một photodiode thay cho thiết bị quan sát trái đất.

Đây là dự án Arduino đầu tiên của tôi.

Bước 1: Tổng quan và Vật liệu

Đầu tiên ánh sáng phát ra từ nguồn sáng đi qua khe, sau đó nó được phân tách quang phổ bởi phần tử cách tử, sau đó nó đi qua chất lỏng hóa học và đi vào bộ tách sóng quang. Lưới quay từng chút một bởi động cơ servo. Chúng tôi sẽ gắn thẻ góc quay của cách tử và đầu ra của diode quang và lưu mỗi lần. Arduino sẽ điều khiển động cơ servo và lưu dữ liệu.

Các thấu kính chuẩn trực cần thiết để tạo ra ánh sáng song song được lấy ra từ đầu đĩa DVD của Junk. Tôi sử dụng một lưỡi cạo cho khe và sử dụng một đoạn DVD để bào. Vì các rãnh song song là lý tưởng, hãy sử dụng phần càng gần chu vi càng tốt. Để giảm tỷ số truyền, hãy lắp bộ ròng rọc TAMIYA vào giữa động cơ servo và lưới. Dung dịch hóa chất được tiêm vào tế bào để phân tích ánh sáng nhìn thấy. Đặt máy quang phổ vào một hộp nhựa và đặt tất cả các hệ thống quang học trên tấm nhôm.

Bước 2: Mạch tách sóng quang

Kết nối photodiode với mạch tích hợp và lấy trung bình đầu ra với Arduino. Thời gian tích hợp phụ thuộc vào cường độ sáng của nguồn sáng. Lần này nó được đặt thành 20 giây. Các bộ phận được sử dụng như sau.

• NJL7502L (điốt quang)
• 74HC4066N (Công tắc tương tự)
• TLC272AIP (OP Amp)
• 10kohm * 3
• 100ohm * 1
• Bộ ngưng tụ màng 0,01uF
• Bộ ngưng tụ màng 0,1uF

Bước 3: Lắp ráp

Lắp ráp từng bộ phận và đặt hệ thống quang học trên tấm nhôm. Tất cả các bộ phận sẽ được sơn màu đen mờ. Cẩn thận điều chỉnh trục quang học để ánh sáng từ nguồn sáng chiếu thẳng vào bộ tách sóng quang.

Bước 4: Hiệu chuẩn và đo lường

Đầu tiên chúng ta sẽ lấy dữ liệu về nước. Phân tích dữ liệu chất lỏng hóa học theo tỷ lệ với độ mạnh của nước. Hiệu chuẩn bước sóng được thực hiện bằng cách sử dụng ba đèn LED có bước sóng khác nhau. Chất lỏng hóa học có màu với chỉ thị Ph. Tôi đã sử dụng HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, Nước giặt.

Vì đường hấp thụ đặc biệt đối với thiết bị đã được quan sát, nên nó đã được làm mịn sau khi tháo nó ra. Tìm hiểu nguyên lý của máy quang phổ và lắp ráp thiết bị đã trở thành một kinh nghiệm rất đáng học hỏi. Nó có thể được áp dụng để đo phổ bước sóng của đèn LED đủ màu, v.v.

Cảm ơn.