Este projeto detalha um colorímetro de código aberto , feito de componentes eletrônicos de código aberto e componentes imprimíveis em 3D. Isto faz parte de um projeto maior para reduzir o custo de equipamentos científicos usando hardware de código aberto . [1]
Fonte
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Colorímetro de código aberto . Sensores . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 acesso aberto
Resumo
O alto custo do que historicamente foram sensores e ferramentas sofisticados relacionados à pesquisa limitou sua adoção a um grupo relativamente pequeno de pesquisadores bem financiados. Este artigo fornece uma metodologia para aplicar uma abordagem de código aberto ao projeto e desenvolvimento de um colorímetro. Um colorímetro de código aberto, imprimível em 3D, utilizando apenas soluções de hardware e software de código aberto e componentes discretos prontamente disponíveis é discutido e seu desempenho comparado a um colorímetro portátil comercial. O desempenho é avaliado com frascos comerciais preparados para o método de demanda química de oxigênio (DQO) de refluxo fechado. Esta abordagem reduziu o custo do DQO de refluxo fechado confiável em duas ordens de grandeza, tornando-o uma alternativa econômica para a grande maioria dos usuários potenciais. O colorímetro de código aberto demonstrou boa reprodutibilidade e serve como plataforma para maior desenvolvimento e derivação do projeto para outros fins semelhantes, como a nefelometria. Esta abordagem promete acesso sem precedentes a instrumentação sofisticada baseada em sensores de baixo custo por parte daqueles que mais dela necessitam, laboratórios subdesenvolvidos e em desenvolvimento do mundo.
Conteúdo
Palavras-chave
Código aberto ; hardware de código aberto ; colorimetria; CÓD ; Arduíno ; RepRap ; impressora 3d ; sensor de código aberto; demanda de oxigênio químico; colorímetro de código aberto
Introdução
Os métodos analíticos colorimétricos são provavelmente os métodos mais comumente aplicados para determinar a concentração de espécies dissolvidas. Muitas espécies dissolvidas absorvem luz de um determinado comprimento de onda e a quantidade absorvida à medida que a luz passa através de um determinado comprimento de solução aumenta com o aumento da concentração da espécie; concentrações mais altas absorvem mais luz do que concentrações mais baixas. A relação entre absorção e concentração é definida pela lei de Beer-Lambert [2] .
Um colorímetro ou espectrofotômetro é empregado para medir a absorção em um comprimento de onda específico. A luz é geralmente filtrada para permitir apenas uma faixa estreita de luz no comprimento de onda do pico de absorção para a espécie medida. O aparelho normalmente reporta resultados em unidades de concentração mas também reporta unidades de absorvância ou transmitância.
Arquivos de design : http://www.thingiverse.com/thing:45443
Firmware : http://github.com/mtu-most/colorimeter
BOM
- Arduino Uno
- Escudo LCD Adafruit ( http://www.adafruit.com/products/772 )
- LED com pico em torno de 606 nm (como: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
- Um resistor adequado para o LED que você escolher
- Sensor luz-frequência TSL230R
- Placa proto (como: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
- Condutores (cabo Cat 5 funciona muito bem)
- Filamento ABS ou PLA preto
- 12 parafusos M3 (praticamente qualquer comprimento; 10-12 mm é bom)
- 12 porcas M3
- 20 arruelas M3
Instruções
- Imprima as peças e limpe-as para que tudo se encaixe perfeitamente. Empurre as porcas M3 em seus slots apropriados em cada canto do corpo da caixa - os slots abrem para o interior.
- Corte a placa proto no tamanho certo (cerca de 27 mm x 46 mm) e faça furos correspondentes aos das laterais do gabinete.
- Prenda frouxamente as placas ao interior da caixa com alguns parafusos cada e empurre o suporte da cubeta no lugar (sem tampa) e marque os locais aproximados onde o sensor e o LED devem ser colocados nas placas para alinhar com as janelas da cubeta suporte.
- Remova as placas do gabinete e solde os componentes às respectivas placas nos pontos marcados. Deixe os cabos do LED um pouco longos para que possam ser movidos para direcionar o feixe através do orifício.
- Solde os condutores de acordo com o esquema. (Os pinos io podem ser soldados diretamente na blindagem do LCD se você tomar cuidado; caso contrário, serão necessários meios diferentes, como não usar a blindagem como blindagem.)
- Coloque as placas de volta no gabinete, desta vez com firmeza.
- Baixe e instale o firmware no Arduino .
- Coloque a proteção do LCD e ligue o dispositivo (o excesso de voltagem apropriada ou alimentação USB funcionará).
- Coloque o suporte da cubeta de volta na posição (sem tampa) e use o sistema de menu para selecionar “Calibrar”. O LED acenderá por alguns segundos - certifique-se de que a maior parte da luz passe o mais diretamente possível pelas janelas do suporte da cubeta e incida sobre o sensor. Se o LED/sensor estiver alto ou baixo, remodele as janelas da cubeta com uma pequena lima de cauda de rato ou uma broca de tamanho adequado.
- Depois que o LED estiver direcionado corretamente, remova o suporte da cubeta e alinhe e fixe a tampa na caixa com quatro parafusos M3 e arruelas.
- Empurre o suporte da cuvete através da abertura da tampa e verifique se a tampa encaixa bem na reentrância.
- Siga o protocolo apropriado para calibração (ainda a ser incorporado ao firmware - em breve).
Formulários
meios de comunicação
- Joshua M. Pearce, “ A impressão 3D de código aberto permite que você imprima seus próprios dispositivos de saúde mais baratos ”, Conversa , 28 de fevereiro de 2014.
- Impressão 3D em laboratório - Biolegend
Veja também
- Laboratório de código aberto
- Plataforma móvel de teste de qualidade da água de código aberto
- Sistema fotométrico de código aberto para quantificação enzimática de nitrato
- Óptica de código aberto
- Construindo equipamentos de pesquisa com hardware gratuito e de código aberto
- Ciência de código aberto
- Impressão 3D de código aberto de OSAT
- Hardware de código aberto
Referências
- ^ Pearce, Joshua M. 2012. " Construindo equipamentos de pesquisa com hardware gratuito e de código aberto. " Science 337 (6100): 1303–1304. [1]