Φθορόμετρο Arduino: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό είναι ένα φθοριομέτρο DIY που μπορείτε να φτιάξετε από είδη οικιακής χρήσης και λέιζερ από κατάστημα. Το φθορόμετρο μετρά την εκπομπή του δείγματος στο διεγερμένο μήκος κύματος. Αυτό το μήκος κύματος εξαρτάται από το λέιζερ που χρησιμοποιείται, αφού χρησιμοποιήσαμε ένα απλό κόκκινο λέιζερ, μπορούμε να αναμένουμε ότι η διέγερση θα είναι περίπου 580 nm.

Προμήθειες

1x Καθρέφτης

1x κάτοχος δείγματος γυαλιού (ένα με επίπεδες πλευρές θα ήταν το βέλτιστο)

1x πηγή λέιζερ

1x Breadboard

1x Arduino

1x Φωτοαντίσταση

1x OpAmp

1x Κόκκινος φακός φίλτρου (κόκκινος δείκτης εάν δεν υπάρχει τίποτα άλλο διαθέσιμο)

7x καλώδια από αρσενικό σε αρσενικό

2x σύρματα από άντρα σε γυναίκα

1x αντίσταση 100 ohm

1x αντίσταση 220 ohm

Αντίσταση 1x 10, 000 ohm

1x Shoebox και κάποια ηλεκτρική ή μαύρη ταινία

Φελιζόλ και μαχαίρια/ψαλίδια για να συγκρατεί το λέιζερ στη θέση του

1x φλιτζάνι μέτρησης

Δείγματα που δοκιμάστηκαν:

Ελαιόλαδο, ρούμι Bacardi (40% abv), στοματικό διάλυμα Listerine (22% abv)

Οτιδήποτε φθορίζει κάτω από κόκκινο φως μπορεί να χρησιμοποιηθεί

Βήμα 1: Ηλεκτρικό διάγραμμα

Το ψωμί πρέπει να ρυθμιστεί όπως δείχνουν οι εικόνες. Σημειώστε ότι το πράσινο καλώδιο θα γειωθεί και το κόκκινο καλώδιο θα φτάσει στα 5V ενώ το μαύρο καλώδιο πηγαίνει στο A0.

Βήμα 2: Ρύθμιση του φθορομέτρου

Πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα κουτί παπουτσιών για να αποφύγετε την ανίχνευση του φωτός περιβάλλοντος. Η ηλεκτρική ταινία χρησιμοποιείται για την απορρόφηση τυχόν υπερβολικού φωτός που μπορεί να εισέλθει στο σύστημα και από το λέιζερ. Σε ένα φθορόμετρο, η υποδοχή δείγματος έχει δύο καθρέφτες σε διεπαφή 90 μοιρών. Αυτό γίνεται για να ανακατευθύνει το λέιζερ πίσω στην πηγή για να αποφύγει το φως λέιζερ να χτυπήσει τον ανιχνευτή και να κατευθύνει τυχόν εκπεμπόμενο φως από το δείγμα στον ανιχνευτή. Μόνο ένας καθρέφτης ήταν διαθέσιμος, οπότε η ηλεκτρική ταινία χρησιμοποιήθηκε για να προσθέσει έναν τρόπο μείωσης του φωτός λέιζερ από το χτύπημα του ανιχνευτή. Ένας κόκκινος δείκτης χρησιμοποιήθηκε για να χρωματίσει τη θήκη δείγματος στην πλευρά που βρίσκεται κοντά στον ανιχνευτή για να φιλτράρει το κόκκινο φως από το λέιζερ. Ένας φωτοανιχνευτής μαζί με ένα OpAmp χρησιμοποιήθηκε ειδικά για την αύξηση του σήματος αφού η εκπομπή από τον φθορισμό είναι εξαιρετικά χαμηλή και ένας φωτοπολλαπλασιαστής δεν ήταν διαθέσιμος.

Βήμα 3: Σχέδιο Arduino

Αυτός είναι ο κώδικας που χρησιμοποιείται για το σκίτσο Arduino σε μορφή pdf. Αντιγράψτε και επικολλήστε τον κώδικα στο πρόγραμμα Arduino και θα πρέπει να ξεκινήσετε.

Βήμα 4: Δείγμα δοκιμής και καταγραφής

Τα δείγματα μπορούν να δοκιμαστούν σε διαφορετικές συγκεντρώσεις για να προσδιοριστεί η επίδραση της συγκέντρωσης στον φθορισμό. Απλές αραιώσεις μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας διαφορετικές συσκευές μέτρησης γύρω από το σπίτι, όπως ένα κύπελλο μέτρησης. Οι συγκεκριμένες συγκεντρώσεις δεν χρειάζεται να προσδιοριστούν, καθώς αυτό το όργανο δεν είναι αρκετά ακριβές για να προσδιορίσει ακριβώς τις συγκεντρώσεις. Οι συγκεντρώσεις θα αναλυθούν έναντι της ακέραιης τιμής που λαμβάνεται από το analogRead. Αυτό θα παράγει μια εξίσωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός δείγματος με άγνωστη συγκέντρωση. Η δοκιμή που πραγματοποιήσαμε χρησιμοποίησε αλκοόλ ως δείγμα που αλευρώνει. Διαφορετικά χρώματα στο δείγμα φαίνεται να παρεμβαίνουν στα δεδομένα, οπότε πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο διαυγή δείγματα αλκοόλης.