Compact Open Source Automated Monochromator/zh

▼密歇根理工大学开放式可持续发展技术实验室

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▼本页面是密歇根理工大学 (MTU)课程MSE 5621 开源科学硬件的一部分。请在讨论页留下您的评论。本课程在秋季学期开设，不开放 编辑。

单色器是一种光色散元件，用于各种系统中，通过将光源过滤成窄带光束，产生每个波长的光强度光谱。光谱仪通常与单色器配合使用。本项目由娜塔莉·维伯完成。

• 聚焦和准直镜
• 衍射光栅
• NEMA 17 步进电机
• Arduino Nano（含连接线）
• A4983 步进电机驱动器（含配套电容和电源）
• PLA 和 3D 打印功能（可在https://www.myminifactory.com/object/3d-print-compact-open-source-automated-monochromator-145673找到 OpenSCAD 和 .stl 文件）

• M3 x 8 毫米螺丝

  

该装置采用交叉式 Czerny-Turner 结构。使用 Optics Toolbox 软件，通过以下公式计算了不同波长的衍射角：

Arduino Nano 用于向步进电机驱动器发送代码。Arduino 和驱动器通过两个数字引脚连接，而 5V 电源则用于启用驱动器的微步进功能。驱动器接地并连接到 24V 电源，引脚之间并联一个电容。电机的四个引线连接到驱动器。

以下是 Arduino 代码，它控制电机沿一个方向旋转 100 步，暂停，然后沿另一个方向旋转 100 步。当 5V 电源连接到驱动器上的微步进使能端口时，每一步都是完整步长的一小部分，因此这 100 步理想情况下可以使电机轴旋转到实验所需的范围：

1. 确定系统的尺寸（箱体本身、您将使用的镜子和光栅）。
2. 如果尺寸与原型不同，请编辑 OpenSCAD 文件。
3. 3D打印.stl文件
4. 将镜子和格栅安装到相应的 3D 打印部件中，并用 M3 硬件固定。
5. 将镜子和格栅支架固定到盖子上，然后将盖子放入盒子底座中。
6. 将较大的齿轮固定到格栅支架轴上，该轴位于盖子的顶部。
7. 确保格栅支架轴上的大齿轮和电机轴上的小齿轮啮合。
8. 根据上图所示，制作线材面包板和电子元件。
9. 将电源连接到面包板，并将 Arduino USB 连接到电脑。
10. 复制以上代码并粘贴到 Arduino 应用程序中
11. 设置并连接光源至入射狭缝，光谱仪至出射狭缝（参见透射测量程序：MOST）
12. 将代码上传到 Arduino
13. 根据实验需要使用