DIY TSA ... JAK - Udělat "Bezpečnostní spektrometr"
Poté, co bezpečnost letecké dopravy zakázala balenou vodu a dětskou výživu, začala jsem přemýšlet, proč nepoužívají zařízení k určení obsahu tekutin. Pokud by byla kapalina detekována jako bezpečná, mohlo by to zabezpečení v letadle. Spektrometry mohou identifikovat chemické složení materiálu tím, že na něj svítí a analyzují přesný mix barev, které se odrážejí zpět.
Tato zařízení jsou obvykle velmi drahá, ale navrhla jsem jednoduchý a levný, který dokáže identifikovat kapaliny. Můžete ji také přizpůsobit tak, aby určila barvu vzorníku papíru nebo látky nebo identifikovala drahokam nebo polodrahokam.
Strávil jsem méně než 100 dolarů na tento projekt a trvalo jen pár dní, než jsem navrhl, vyrobil a otestoval hardware a další dva dny na napsání a ladění zdrojového kódu. Sbírání tekutin a budování databáze trvalo jeden večer a byla to zábava!
MATERIÁLY
Arduino deska od sparkfun.com. Použijte Arduino NG nebo nejnovější USB verzi Arduino Diecimila.
LED diody (5) modrá, zelená, žlutá, červená a infračervená infračervená
(IR) fototranzistor
Wat-wattové odpory: 220 Ω (5), 1KΩ (2), 2,2KΩ, 18KΩ
Sériový displej Použil jsem Crystalfontz 634 Serial LCD; můžete také použít Matrix Orbital LK 204-25, nebo podobné produkty ze seetron.com.
Napájení 6V – 12V DC, 1A– 1,5A
7805 5V regulátor napětí a chladič pro snížení 12V na 5V pro podsvícení displeje
Případ z vellemanusa.com
Tlačítkové spínače (2) momentálně otevřené
Páječka a páječka
Schéma zapojení Stáhnout z makezine.com/14/diyscience_spectrometer nebo postupujte podle tohoto článku.
SCHEMATICKÁ SCHÉMA SPEKTROMETRU
Všestranný Arduino deska pohání 5 barevných LED z výstupních pinů, spolu se sériovým LCD displejem. Digitální vstupy z tlačítek přepínají mezi režimy „učit“ a „identifikovat“ a analyzuje se analogový vstup z fototranzistoru pro identifikaci vzorku. Regulátor napětí 7805 napájí podsvícení LCD.
Malé Vědecké Pozadí
Spektrometr měří vlastnosti světla přes specifickou část elektromagnetického spektra. Protože všechny materiály mají jedinečný spektrální podpis, spektroskopická analýza může identifikovat materiály ze světla, které odrážejí nebo emitují. Směsi materiálů produkují kombinovaná spektra a měřením intenzity světla při každé vlnové délce může spektrometr určit celkovou chemickou strukturu zkoumaného materiálu.
Při popálení materiálu může spektrometr detekovat a analyzovat světlo, které emituje, aby určil složení materiálu. V astronomii, vysoce specializované spectrometers jsou zvyklé na stanovení složení plynů, které jsou ionizing a emitoval jako světelná energie od hvězdy.
Jak je to hotovo
- 1. Deska Arduino postupně rozsvítí 5 různých barevných LED (diody vyzařující světlo): modrá, zelená, žlutá, červená a infračervená.
- 2. Jakmile každé světlo LED projde lahvičkou s tekutinou, změříme intenzitu světla detekovaného fototranzistorem. Informace o zapojení této části spektrometru naleznete ve výše uvedeném schématu zapojení.
- 3. Náš spektrometr má režim „učení“ a režim „identifikace“. V režimu učení je známý vzorek umístěn do jednotky a vzorkován při každé vlnové délce emitované diodami LED. Vzorkované hodnoty jsou uloženy v paměti Arduino. V režimu identifikace je neznámý vzorek spektrálně skenován a software v Arduinu porovnává hodnoty skenování s hodnotami uloženými v databázi.
- 4. Jednoduchý algoritmus nejlépe odhadne kapalinu, která se pak zobrazí na sériovém LCD displeji. Myslím si, že budete nadšeni její přesností.
- Jděte online a získejte schéma zapojení, zdrojový kód pro Arduino, seznam součástí a další informace na adrese creative-technology.net/MAKE.html.
- Viz spektrometr v akci a nahlédněte pod kapotu na makezine.com/14/diyscience_spectrometer.
- Další fotografie na makezine.com/go/spectrometer.
Eric Rosenthal je prezidentem společnosti Creative Technology, LLC (CTech), společnosti specializující se na nové a pokročilé poradenství v oblasti zobrazovacích technologií.
Reference:
Make: Arduino Arduino Starter Kit Začínáme s Arduino
http://creative-technology.net/MAKE.html
http://www.make-digital.com/make/vol14?pg=136
https://makezine.com/14/diyscience_spectrometer
https://makezine.com/go/spectrometer
http://seetron.com
http://sparkfun.com
http://vellemanusa.com
Od MAKE 14 - Page 134. Chcete-li získat MAKE, objednejte si nebo zakupte jednotlivé svazky.