Este proyecto detalla un colorímetro de código abierto , que está fabricado a partir de componentes electrónicos de código abierto y imprimibles en 3D. Esto es parte de un proyecto más amplio para reducir el costo de los equipos científicos que utilizan hardware de código abierto . [1]
Fuente
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Colorímetro de código abierto . Sensores . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 acceso abierto
Resumen
El alto costo de lo que históricamente han sido sensores y herramientas sofisticados relacionados con la investigación ha limitado su adopción a un grupo relativamente pequeño de investigadores bien financiados. Este artículo proporciona una metodología para aplicar un enfoque de código abierto al diseño y desarrollo de un colorímetro. Se analiza un colorímetro de código abierto imprimible en 3D que utiliza únicamente soluciones de hardware y software de código abierto y componentes discretos fácilmente disponibles y se compara su rendimiento con un colorímetro portátil comercial. El rendimiento se evalúa con viales comerciales preparados para el método de demanda química de oxígeno (DQO) de reflujo cerrado. Este enfoque redujo el costo de la DQO de reflujo cerrado confiable en dos órdenes de magnitud, lo que la convierte en una alternativa económica para la gran mayoría de los usuarios potenciales. El colorímetro de código abierto demostró una buena reproducibilidad y sirve como plataforma para un mayor desarrollo y derivación del diseño para otros fines similares, como la nefelometría. Este enfoque promete un acceso sin precedentes a instrumentación sofisticada basada en sensores de bajo costo para aquellos que más lo necesitan: los laboratorios del mundo subdesarrollado y en desarrollo.
Contenido
Palabras clave
código abierto ; hardware de código abierto ; colorimetría; BACALAO ; Arduino ; Reprap ; impresora 3D ; sensor de código abierto; demanda química de oxígeno; colorímetro de código abierto
Introducción
Es probable que los métodos analíticos colorimétricos sean los métodos más comúnmente aplicados para determinar la concentración de especies disueltas. Muchas especies disueltas absorben luz de una longitud de onda particular y la cantidad absorbida cuando la luz pasa a través de una longitud determinada de solución aumenta al aumentar la concentración de la especie; las concentraciones más altas absorben más luz que las concentraciones más bajas. La relación entre absorción y concentración está definida por la ley de Beer-Lambert [2] .
Se emplea un colorímetro o un espectrofotómetro para medir la absorción a una longitud de onda específica. La luz generalmente se filtra para permitir sólo una banda estrecha de luz en la longitud de onda máxima de absorbancia para las especies medidas. El aparato normalmente informa los resultados en unidades de concentración pero también informa en unidades de absorbancia o transmitancia.
Archivos de diseño : http://www.thingiverse.com/thing:45443
Firmware : http://github.com/mtu-most/colorimeter
lista de materiales
- ArduinoUno
- Escudo LCD de Adafruit ( http://www.adafruit.com/products/772 )
- LED con un pico de alrededor de 606 nm (como: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
- Una resistencia adecuada para el LED que elijas
- Sensor de luz a frecuencia TSL230R
- Protoboard (como: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
- Conductores (el cable Cat 5 funciona muy bien)
- Filamento ABS o PLA negro
- 12 tornillos M3 (casi de cualquier longitud; 10-12 mm es bueno)
- 12 tuercas M3
- 20 arandelas M3
Instrucciones
- Imprime las piezas y límpialas para que todo encaje bien. Empuje las tuercas M3 en sus ranuras apropiadas en cada esquina del cuerpo de la caja; las ranuras se abren hacia el interior.
- Corte la placa de prototipos al tamaño adecuado (aproximadamente 27 mm x 46 mm) y taladre agujeros que coincidan con los de los lados de la caja.
- Fije sin apretar las placas al interior de la caja con un par de tornillos cada una y presione el soporte de la cubeta en su lugar (sin cubierta) y marque las ubicaciones aproximadas donde se deben colocar el sensor y el LED en las placas para alinearlos con las ventanas de la cubeta. poseedor.
- Retire las placas de la caja y suelde los componentes a sus respectivas placas en los puntos marcados. Deje los cables del LED un poco largos para poder moverlos y apuntar el haz a través del orificio.
- Suelde los conductores según el esquema. (Los pines io se pueden soldar directamente en el protector LCD si tiene cuidado; de lo contrario, se necesitarán medios diferentes, como no usar el protector como protector).
- Vuelva a colocar las tablas en la caja, esta vez firmemente.
- Descargue e instale el firmware en Arduino .
- Coloque la pantalla LCD y encienda el dispositivo (el exceso de voltaje apropiado o alimentación USB funcionará).
- Vuelva a colocar el soporte de la cubeta en su posición (sin cubierta) y utilice el sistema de menú para seleccionar "Calibrar". El LED se iluminará durante unos segundos; asegúrese de que la mayor parte de la luz pase lo más directamente posible a través de las ventanas del soporte de la cubeta e incida en el sensor. Si el LED/sensor está alto o bajo, remodele las ventanas de la cubeta con una pequeña lima de cola de rata o una broca de tamaño adecuado.
- Una vez que el LED esté correctamente orientado, retire el soporte de la cubeta y alinee y fije la cubierta a la caja con cuatro tornillos y arandelas M3.
- Empuje el soporte de la cubeta a través de la abertura de la tapa y compruebe que la tapa encaje bien en el hueco.
- Siga el protocolo apropiado para la calibración (aún por integrar en el firmware; próximamente).
Aplicaciones
Medios de comunicación
- Joshua M. Pearce, " La impresión 3D de código abierto le permite imprimir sus propios dispositivos sanitarios más económicos ", Conversación , 28 de febrero de 2014.
- Impresión 3D en el laboratorio - Biolegend
Ver también
- Laboratorio de código abierto
- Plataforma móvil de prueba de calidad del agua de código abierto
- Sistema fotométrico de código abierto para la cuantificación enzimática de nitrato
- Óptica de código abierto
- Construyendo equipos de investigación con hardware gratuito y de código abierto
- Ciencia de código abierto
- Impresión 3D de código abierto de OSAT
- Hardware de código abierto
Referencias
- ^ Pearce, Joshua M. 2012. " Construcción de equipos de investigación con hardware gratuito de código abierto " . Science 337 (6100): 1303–1304. [1]