مطياف باستخدام اردوينو: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يتكون الضوء الذي نلاحظه ، على سبيل المثال ضوء الشمس ، من ضوء بأطوال موجية مختلفة. أيضًا ، تمتلك المواد خاصية امتصاص الضوء ذي الطول الموجي المحدد. لذا ، إذا لاحظت أطياف ضوء النجم البعيد على الأرض ، يمكنك أن ترى الأطوال الموجية الممتصة ، حتى تتمكن من رؤية مكونات الغاز بين النجمي بين النجم والأرض.

هذه المرة استخدمت مصباحًا صغيرًا بدلاً من الشمس ، سائلًا كيميائيًا بدلاً من الغاز البينجمي ، وديود ضوئي بدلاً من مراقب الأرض.

هذا هو أول مشروع لي في Arduino.

الخطوة 1: نظرة عامة والمواد

يمر الضوء المنبعث من مصدر الضوء أولاً عبر الشق ، وبعد ذلك يتم فصله طيفيًا بواسطة عنصر الشبكة ، ثم يمر عبر السائل الكيميائي ويدخل إلى جهاز الكشف الضوئي. يدور المقضب شيئًا فشيئًا بواسطة محرك سيرفو. سنضع علامة على زاوية دوران الشبكة وإخراج الثنائي الضوئي ونوفر في كل مرة. سوف يتحكم Arduino في محرك سيرفو ويحفظ البيانات.

يتم إخراج العدسات الموازية اللازمة لإنتاج ضوء متوازي من مشغل أقراص DVD الخاص بـ Junk. لقد استخدمت شفرة حلاقة للشق ، واستخدمت قطعة من DVD للبريك. نظرًا لأن الأخاديد المتوازية مثالية ، استخدم الجزء القريب من المحيط قدر الإمكان. لخفض نسبة التروس ، أدخل وحدة البكرة TAMIYA بين محرك المؤازرة والشبكة. يتم حقن المحلول الكيميائي في الخلية لتحليل الضوء المرئي. ضع مقياس الطيف في وعاء بلاستيكي وضع جميع الأنظمة البصرية على لوح الألمنيوم.

الخطوة 2: دائرة الكاشف الضوئي

قم بتوصيل الثنائي الضوئي بدائرة التكامل ومتوسط الإخراج باستخدام Arduino. يعتمد وقت التكامل على شدة الضوء لمصدر الضوء. هذه المرة تم ضبطه على 20 ثانية. الأجزاء المستخدمة هي كما يلي.

• NJL7502L (الثنائي الضوئي)
• 74HC4066N (مفتاح تناظري)
• TLC272AIP (أمبير OP)
• 10 كيلو أوم * 3
• 100 أوم * 1
• مكثف فيلم 0.01 فائق التوهج
• مكثف فيلم 0.1 فائق التوهج

الخطوة 3: التجميع

قم بتجميع كل جزء ووضع النظام البصري على لوح الألمنيوم. جميع الأجزاء المستخدمة مطلية باللون الأسود غير اللامع. اضبط المحور البصري بعناية بحيث يسقط الضوء من مصدر الضوء بقوة على جهاز الكشف الضوئي.

الخطوة 4: المعايرة والقياس

أولاً سوف نحصل على بيانات المياه. تحليل البيانات الكيميائية السائلة كنسبة مع قوة الماء. تم إجراء معايرة الطول الموجي باستخدام ثلاثة مصابيح LED ذات أطوال موجية مختلفة. السائل الكيميائي ملون بمؤشر الرقم الهيدروجيني. لقد استخدمت HCl و C6H4 (COOK) (COOH) و H3PO4 ومنظفات الغسيل.

نظرًا لأنه تم ملاحظة خط الامتصاص الخاص بالمعدات ، فقد تم تنعيمه بعد إزالته. أصبح فهم مبدأ المطياف وتجميع المعدات تجربة تعليمية للغاية. يمكن تطبيقه على قياس طيف الطول الموجي لمصابيح LED بالألوان الكاملة ، إلخ.

اشكرك.