Espectrômetro usando Arduino: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

A luz que observamos, por exemplo a luz do sol, consiste em luz de vários comprimentos de onda. Além disso, as substâncias têm a propriedade de absorver luz de um comprimento de onda específico. Portanto, se você observar os espectros de luz de uma estrela distante na Terra, poderá ver quais comprimentos de onda são absorvidos, para que possa ver os componentes do gás interestelar entre a estrela e a Terra.

Desta vez, usei uma mini lâmpada em vez do sol, um líquido químico em vez do gás interestelar e um fotodiodo em vez do observador terrestre.

Este é meu primeiro projeto Arduino.

Etapa 1: Visão geral e materiais

A luz emitida pela fonte de luz passa primeiro pela fenda, depois é separada espectralmente pelo elemento de grade, depois passa pelo líquido químico e entra no fotodetector. A grade gira aos poucos pelo servo motor. Vamos marcar o ângulo de rotação da grade e a saída do fotodiodo e salvar cada vez. O Arduino controlará o servo motor e salvará os dados.

As lentes de colimação necessárias para produzir luz paralela são retiradas do DVD player do Junk. Usei uma lâmina de barbear para fazer a fenda. Usei um pedaço de DVD para ralar. Uma vez que ranhuras paralelas são ideais, use a parte que está o mais próximo possível da circunferência. Para diminuir a relação de engrenagem, insira a unidade de polia TAMIYA entre o servo motor e a grade. A solução química é injetada na célula para análise de luz visível. Coloque o espectrômetro em um recipiente de plástico e coloque todos os sistemas ópticos na placa de alumínio.

Etapa 2: Circuito fotodetector

Conecte o fotodiodo ao circuito de integração e calcule a média da saída com o Arduino. O tempo de integração depende da intensidade da luz da fonte de luz. Desta vez, foi definido para 20 s. As peças utilizadas são as seguintes.

• NJL7502L (fotodiodo)
• 74HC4066N (chave analógica)
• TLC272AIP (OP Amp)
• 10kohm * 3
• 100 ohm * 1
• Condensador de filme 0,01uF
• Condensador de filme 0,1uF

Etapa 3: Montagem

Monte cada parte e coloque o sistema óptico na placa de alumínio. Todas as peças a serem utilizadas são pintadas em preto fosco. Ajuste cuidadosamente o eixo óptico para que a luz da fonte de luz incida firmemente no fotodetector.

Etapa 4: Calibração e Medição

Primeiro, obteremos dados sobre a água. Analise os dados do líquido químico como uma proporção com a força da água. A calibração do comprimento de onda foi feita usando três LEDs de comprimento de onda diferentes. O líquido químico é colorido com indicador de pH. Usei HCl, C6H4 (COOK) (COOH), H3PO4, Detergente para roupas.

Como foi observada a linha de absorção peculiar ao equipamento, esta foi alisada após a retirada. Compreender o princípio do espectroscópio e montar o equipamento tornou-se uma experiência de muito aprendizado. Pode ser aplicado à medição do espectro de comprimento de onda de LEDs totalmente coloridos, etc.

Obrigada.