Spektrometer mit Arduino - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Das Licht, das wir beobachten, zum Beispiel das Licht der Sonne, besteht aus Licht verschiedener Wellenlängen. Außerdem haben Substanzen die Eigenschaft, Licht einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren. Wenn Sie also die Spektren des Lichts entfernter Sterne auf der Erde beobachten, können Sie sehen, welche Wellenlängen absorbiert werden, sodass Sie die Komponenten des interstellaren Gases zwischen dem Stern und der Erde sehen können.

Diesmal habe ich statt der Sonne eine Mini-Glühbirne, statt des interstellaren Gases eine chemische Flüssigkeit und statt des Erdbeobachters eine Fotodiode verwendet.

Dies ist mein erstes Arduino-Projekt.

Schritt 1: Übersicht und Materialien

Das von der Lichtquelle emittierte Licht durchläuft zuerst den Schlitz, wird danach durch das Gitterelement spektral getrennt, passiert dann die chemische Flüssigkeit und tritt in den Photodetektor ein. Das Gitter dreht sich nach und nach durch den Servomotor. Wir werden den Drehwinkel des Gitters und die Ausgabe der Fotodiode markieren und jedes Mal speichern. Arduino steuert den Servomotor und speichert die Daten.

Aus dem DVD-Player von Junk werden Kollimationslinsen entnommen, die für die Erzeugung von parallelem Licht erforderlich sind. Ich benutzte eine Rasierklinge für den Schlitz. Ich benutzte ein Stück DVD zum Reiben. Da parallele Nuten ideal sind, verwenden Sie den möglichst umfangsnahen Teil. Um das Übersetzungsverhältnis zu verringern, schieben Sie die TAMIYA-Rolleneinheit zwischen den Servomotor und das Gitter. Die chemische Lösung wird zur Analyse mit sichtbarem Licht in die Zelle injiziert. Legen Sie das Spektrometer in einen Kunststoffbehälter und legen Sie alle optischen Systeme auf die Aluminiumplatte.

Schritt 2: Fotodetektorschaltung

Verbinden Sie die Fotodiode mit der Integrationsschaltung und mitteln Sie den Ausgang mit Arduino. Die Integrationszeit hängt von der Lichtintensität der Lichtquelle ab. Diesmal war es auf 20 s eingestellt. Die verwendeten Teile sind wie folgt.

• NJL7502L (Fotodiode)
• 74HC4066N (Analogschalter)
• TLC272AIP (OP-Verstärker)
• 10kOhm*3
• 100 Ohm * 1
• 0,01uF Filmkondensator
• 0,1uF Filmkondensator

Schritt 3: Montage

Montieren Sie jedes Teil und platzieren Sie das optische System auf der Aluminiumplatte. Alle zu verwendenden Teile sind mattschwarz lackiert. Passen Sie die optische Achse sorgfältig an, damit das Licht der Lichtquelle fest auf den Fotodetektor fällt.

Schritt 4: Kalibrierung und Messung

Zuerst erhalten wir Wasserdaten. Analysieren Sie die chemischen Flüssigkeitsdaten im Verhältnis zur Wasserstärke. Die Wellenlängenkalibrierung wurde unter Verwendung von drei verschiedenen Wellenlängen-LEDs durchgeführt. Chemische Flüssigkeit ist mit Ph-Indikator gefärbt. Ich habe HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, Waschmittel verwendet.

Da die dem Gerät eigentümliche Absorptionslinie beobachtet wurde, wurde sie nach dem Entfernen geglättet. Das Verständnis des Prinzips des Spektroskops und der Zusammenbau der Geräte ist zu einer sehr lehrreichen Erfahrung geworden. Es kann auf die Messung des Wellenlängenspektrums von Vollfarb-LED usw. angewendet werden.

Danke schön.