Versie 08-mei-2016
Wat is dit instructable over?
Het doel van dit project was om te bouwen van een eenvoudige en goedkope apparaat waarmee de meting van de samenstelling van de kleur van een oplossing, dat wil zeggen een colorimeter en/of de optische dichtheid, dat wil zeggen een fotometer.
Het is de bedoeling een educatief hulpmiddel voor wetenschap klassen worden, maar het kan ook worden gebruikt door hobby wetenschappers, burger wetenschap groepen, en waarschijnlijk voor een veelheid van andere doeleinden.
Om te lezen van de gegevens van de sensoren, de eenheid kan worden hetzij rechtstreeks naar een Raspberry Pi of, via een Arduino, naar een PC worden aangesloten.
De geschatte totale kosten voor alle onderdelen die nodig in het bereik van 30 € of USD zijn (w/o verzendkosten).
Zoals u een Raspberry Pi nul of Arduino Nano gebruiken kunt, kunnen de extra kosten ook zeer beperkt.
De lay-out van de behuizing kunt bouwen fotometer zowel colorimeter uit dezelfde onderdelen, enkel afhankelijk van de sensor breakouts en LEDs die u wilt gebruiken.
Dus wat kan je doen met het apparaat?
A fotometer kunt meten van de hoeveelheid licht die het bereiken van een sensor. Gegeven u gebruikt een constante lichtbron, en u een doorzichtig object tussen de lichtbron en sensor plaatsen, hierdoor kunt u voor het berekenen van de hoeveelheid licht die op deze manier raakt verloren. Dit bepaalt de optische dichtheid van het object. De "verloren" licht kan worden opgevangen door een kleurstof of verstrooid door deeltjes of een combinatie van beide. Zo kan een fotometer te kwantificeren van de extinctie van een heldere oplossing, bijvoorbeeld sommige inkt, of een opschorting, als melk of gist deeltjes in bier, wenn gevuld in een standaard fotometer cuvette.
U kunt A colorimeter gebruiken voor het meten van de samenstelling van de kleur van een object, hier een oplossing. De sensor hier gebruikt voor de colorimetrische apparaat splitst het zichtbare spectrum in drie kanalen, rood, groen en blauw (RGB), hierbij het simuleren van de manier waarop die onze ogen zie kleuren. Voor de meeste kleuren hierdoor te beschrijven onze indruk van een kleur door een combinatie van drie cijfers met een beschrijving van de intensiteit in de drie RGB-kanalen, meestal gedefinieerd in 256 stappen. Zo zwart is 0-0-0, wit is 256-256-256, zuivere rode 256-0-0 en zo verder. Puur geel zou 256-256-0, puur cyaan 0-256-256. Maar de sensor die hier gebruikt is zeer nauwkeurig en maakt het mogelijk om meer dan 67.000 stappen voor elk kleurkanaal discrimineren.
Photometers worden vaak gebruikt voor het meten van chemische reacties, zoals veranderingen in de zuurgraad (pH) van een oplossing, door meting van de intensiteit van een indicator kleurstof. Voor de optimale detectie kan u wilt meten alleen de absorptie van licht dicht bij het maximum van de absorptie van de kleurstof. Daarom zal u liever met een monochromatische lichtbron in plaats van wit licht. LED's komen in een grote verscheidenheid van kleuren, bijna monochromatisch en intensief licht met een zeer stabiele intensiteit patroon en zeer energie-efficiënt. De sensor voor de fotometrische lay-out kunt u meten lichtintensiteit over een zeer breed spectrum, van UV tot IR, met een zeer hoge nauwkeurigheid.
Een verscheidenheid van indicator kleurstoffen veranderen hun kleur, bijvoorbeeld van geel naar blauw. Hier kunnen een colorimetrische meting voor het aantonen en kwantificeren van dit overgangsproces, zoals de hier beschreven kleurmeter kan ook worden gedefinieerd als een drie-kanaals fotometer.
Zo kan u bijvoorbeeld meten van de pH, zuurstof en CO2-concentraties in uw zwembad of aquarium, of nitraat en concentraties leiden in uw drinkwater. Of gewoon het analyseren van de precieze kleur van uw favoriete inkt, dus je kan het schilderen van uw flat in dezelfde kleur.
Als de kosten per eenheid zeer laag in vergelijking met alle commerciële apparaten zijn, is het een aardig hulpmiddel voor wetenschap klassen en hobbyisten.
