Bu proje , açık kaynaklı elektroniklerden ve 3 boyutlu yazdırılabilir bileşenlerden yapılmış açık kaynaklı bir kolorimetrenin ayrıntılarını vermektedir. Bu, açık kaynaklı donanım kullanan bilimsel ekipmanın maliyetini düşürmeye yönelik daha büyük bir projenin parçasıdır . [1]
Kaynak
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Açık Kaynak Kolorimetre . Sensörler . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 açık erişim
Özet
Tarihsel olarak araştırmayla ilgili gelişmiş sensör ve araçların yüksek maliyeti, bunların benimsenmesini iyi finanse edilen nispeten küçük bir araştırmacı grubuyla sınırladı. Bu makale, bir kolorimetrenin tasarımına ve geliştirilmesine açık kaynak yaklaşımının uygulanmasına yönelik bir metodoloji sunmaktadır. Yalnızca açık kaynaklı donanım ve yazılım çözümlerini ve hazır olarak bulunabilen ayrı bileşenleri kullanan 3 boyutlu yazdırılabilir, açık kaynaklı bir kolorimetre tartışılıyor ve performansı ticari bir taşınabilir kolorimetreyle karşılaştırılıyor. Performans, kapalı geri akış kimyasal oksijen ihtiyacı (COD) yöntemi için hazırlanan ticari şişelerle değerlendirilir. Bu yaklaşım, güvenilir kapalı reflü COD'nin maliyetini iki kat azalttı ve onu potansiyel kullanıcıların büyük çoğunluğu için ekonomik bir alternatif haline getirdi. Açık kaynaklı kolorimetre iyi bir tekrarlanabilirlik gösterdi ve tasarımın nefelometri gibi diğer benzer amaçlar için daha da geliştirilmesi ve türetilmesi için bir platform görevi gördü. Bu yaklaşım, en çok ihtiyaç duyanlar, az gelişmiş ve gelişmekte olan dünya laboratuvarları tarafından düşük maliyetli sensörlere dayalı gelişmiş enstrümantasyona benzeri görülmemiş bir erişim vaat ediyor.
İçindekiler
Anahtar Kelimeler
açık kaynak ; açık kaynaklı donanım ; kolorimetre; MORİNA ; Arduino ; RepRap ; 3 boyutlu yazıcı ; açık kaynaklı sensör; Kimyasal oksijen ihtiyacı; açık kaynaklı renkölçer
giriiş
Kolorimetrik analitik yöntemlerin, çözünmüş türlerin konsantrasyonunu belirlemek için en yaygın olarak uygulanan yöntemler olması muhtemeldir. Pek çok çözünmüş tür, belirli bir dalga boyundaki ışığı emer ve ışığın belirli bir uzunluktaki çözeltiden geçerken emilen miktarı, türün konsantrasyonu arttıkça artar; yüksek konsantrasyonlar, düşük konsantrasyonlara göre daha fazla ışık emer. Emilim ve konsantrasyon arasındaki ilişki Beer-Lambert yasasıyla tanımlanır [2] .
Belirli bir dalga boyunda emilimi ölçmek için bir kolorimetre veya spektrofotometre kullanılır. Işık genellikle ölçülen türler için absorbans tepe dalga boyunda yalnızca dar bir ışık bandına izin verecek şekilde filtrelenir. Cihaz tipik olarak sonuçları konsantrasyon birimleri cinsinden bildirir ancak aynı zamanda absorbans birimlerini veya geçirgenliği de rapor eder.
Tasarım dosyaları : http://www.thingiverse.com/thing:45443
Ürün yazılımı : http://github.com/mtu-most/colorimeter
ürün reçetesi
- Arduino Uno
- Adafruit LCD kalkanı ( http://www.adafruit.com/products/772 )
- 606 nm civarında zirveye sahip LED (örneğin: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
- Seçtiğiniz LED'e uygun direnç
- TSL230R ışık-frekans sensörü
- Protokol panosu (örneğin: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
- İletkenler (Cat 5 kablo harika çalışıyor)
- Siyah ABS veya PLA filamanı
- 12 M3 vida (hemen hemen her uzunlukta; 10-12 mm iyidir)
- 12 M3 somun
- 20 M3 rondela
Talimatlar
- Parçaları yazdırın ve temizleyin, böylece her şey birbirine güzel bir şekilde uyum sağlar. M3 somunlarını kasa gövdesinin her köşesindeki uygun yuvalara itin; yuvalar içe doğru açıktır.
- Protokol kartını boyutuna göre (yaklaşık 27 mm x 46 mm) kesin ve kasanın yanlarındaki deliklerle eşleşecek şekilde delikler açın.
- Panelleri her biri birkaç vidayla kasanın iç kısmına gevşek bir şekilde takın ve küvet tutucuyu yerine itin (kapaksız) ve sensör ve LED'in küvetteki pencerelerle hizalamak için panellere yerleştirilmesi gereken yaklaşık konumları işaretleyin Kulp.
- Kartları kasadan çıkarın ve bileşenleri ilgili kartlara işaretli noktalara lehimleyin. LED uçlarını biraz uzun bırakın, böylece ışının delikten geçmesini sağlayacak şekilde hareket ettirilebilir.
- İletkenleri şemaya göre lehimleyin. (Dikkatli davranırsanız io pinleri doğrudan LCD ekranın üzerine lehimlenebilir, aksi takdirde ekranı kalkan olarak kullanmamak gibi farklı yöntemler gerekecektir.)
- Bu sefer tahtaları kasaya sıkıca yerleştirin.
- Firmware'i Arduino'ya indirip yükleyin .
- LCD koruyucuyu takın ve cihaza güç verin (uygun voltajın veya USB gücünün fazla olduğu duvar siğili çalışacaktır).
- Küvet tutucuyu tekrar yerine (kapaksız) yerleştirin ve "Kalibre Et" seçeneğini seçmek için menü sistemini kullanın. LED birkaç saniye boyunca yanacaktır; ışığın çoğunluğunun küvet tutucu pencerelerinden mümkün olduğunca düz bir şekilde geçtiğinden ve sensöre çarptığından emin olun. LED/sensör yüksek veya alçaksa küvet pencerelerini küçük bir fare kuyruğu dosyası veya uygun boyutlu matkap ucuyla yeniden şekillendirin.
- LED doğru şekilde hedeflendikten sonra küvet tutucuyu çıkarın ve kapağı dört adet M3 vida ve pulla hizalayıp kasaya sabitleyin.
- Küvet tutucuyu kapaktaki açıklıktan itin ve kapağın girintiye iyice oturup oturmadığını kontrol edin.
- Kalibrasyon için uygun protokolü izleyin (henüz ürün yazılımına dahil edilmemiştir - yakında çıkacak).
Uygulamalar
Medya
- Joshua M. Pearce, " Açık kaynak 3D baskı, kendi daha ucuz sağlık cihazlarınızı basmanıza olanak tanır ", Konuşma , 28 Şubat 2014.
- Laboratuvarda 3D baskı - Biolegend
Ayrıca bakınız
- Açık Kaynak Laboratuvarı
- Açık kaynaklı mobil su kalitesi test platformu
- Enzimatik Nitrat Miktar Tayini için Açık Kaynaklı Fotometrik Sistem
- Açık kaynak optik
- Ücretsiz, açık kaynaklı donanıma sahip araştırma ekipmanı oluşturma
- Açık kaynak bilimi
- OSAT'ın açık kaynaklı 3 boyutlu baskısı
- Açık kaynaklı donanım
Referanslar
- ↑ Pearce, Joshua M. 2012. " Ücretsiz, Açık Kaynak Donanımlı Araştırma Ekipmanı Oluşturma. " Science 337 (6100): 1303–1304. [1]