طیف سنج با استفاده از آردوینو: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

نوری که مشاهده می کنیم ، برای مثال نور خورشید ، از نوری با طول موج های مختلف تشکیل شده است. همچنین ، مواد دارای خاصیت جذب نور با طول موج خاص هستند. بنابراین ، اگر طیف های نور ستاره دور را بر روی زمین مشاهده کنید ، می توانید ببینید کدام طول موج جذب شده است ، بنابراین می توانید اجزای گاز بین ستاره ای بین ستاره و زمین را مشاهده کنید.

این بار من از یک لامپ کوچک به جای خورشید ، یک مایع شیمیایی به جای گاز بین ستاره ای و یک دیود نوری به جای ناظر زمین استفاده کردم.

این اولین پروژه آردوینو من است.

مرحله 1: نمای کلی و مواد

نور ساطع شده از منبع نور ابتدا از شکاف عبور می کند ، پس از آن به صورت طیفی با عنصر گریتینگ جدا می شود ، سپس از مایع شیمیایی عبور می کند و وارد آشکارساز نوری می شود. گریتینگ توسط سروو موتور کم کم می چرخد. ما زاویه چرخش گریتینگ و خروجی دیود نوری را برچسب گذاری کرده و در هر زمان صرفه جویی می کنیم. آردوینو سرو موتور را کنترل کرده و داده ها را ذخیره می کند.

لنزهای تطبیقی لازم برای تولید نور موازی از دستگاه پخش DVD Junk خارج می شوند. من از تیغ اصلاح برای شکاف استفاده کردم. از یک قطعه DVD برای گریتینگ استفاده کردم. از آنجا که شیارهای موازی ایده آل هستند ، از قسمتی که تا حد امکان نزدیک است استفاده کنید. برای کاهش نسبت دنده ، واحد قرقره TAMIYA را بین سروو موتور و گریت قرار دهید. محلول شیمیایی برای تجزیه و تحلیل نور مرئی به سلول تزریق می شود. طیف سنج را در یک ظرف پلاستیکی قرار دهید و تمام سیستم های نوری را روی صفحه آلومینیوم قرار دهید.

مرحله 2: مدار آشکارساز

دیود نوری را به مدار یکپارچه متصل کرده و خروجی را با آردوینو متوسط کنید. زمان ادغام به شدت نور منبع نور بستگی دارد. این بار روی 20 ثانیه تنظیم شد. قطعات مورد استفاده به شرح زیر می باشد.

• NJL7502L (فوتودیود)
• 74HC4066N (سوئیچ آنالوگ)
• TLC272AIP (آمپر OP)
• 10kohm*3
• 100 اهم*1
• کندانسور فیلم 0.01uF
• کندانسور فیلم 0.1uF

مرحله 3: مونتاژ

هر قسمت را مونتاژ کرده و سیستم نوری را روی صفحه آلومینیومی قرار دهید. تمام قطعات مورد استفاده روی مش مات رنگ آمیزی شده اند. محور نوری را با دقت تنظیم کنید تا نوری که از منبع نور وارد می شود به طور محکم روی آشکارساز نوری برخورد کند.

مرحله 4: کالیبراسیون و اندازه گیری

ابتدا داده های آب را دریافت می کنیم. داده های مایع شیمیایی را به عنوان نسبت با قدرت آب تجزیه و تحلیل کنید. کالیبراسیون طول موج با استفاده از سه LED مختلف طول موج انجام شد. مایع شیمیایی با نشانگر Ph رنگ آمیزی می شود. من از HCl ، C6H4 (COOK) (COOH) ، H3PO4 ، مواد شوینده لباسشویی استفاده کردم.

از آنجا که خط جذب ویژه تجهیزات مشاهده شد ، پس از برداشتن آن صاف شد. درک اصل طیف سنجی و مونتاژ تجهیزات به یک تجربه بسیار یادگیرنده تبدیل شده است. می توان از آن برای اندازه گیری طیف طول موج LED های رنگی و غیره استفاده کرد.

متشکرم.