Open-source colorimeter/sk

▼Laboratórium otvorených technológií udržateľnosti na Michigan Tech

Kontaktujte Dr. Joshuu Pearcea z Free Appropriate Sustainable Technology

MOST · Projekty a publikácie · Metódy · Literárne recenzie · Ľudia · Sponzori · Novinky · Aktualizácie na Twitteri · YouTube

Tento projekt podrobne popisuje kolorimeter s otvoreným zdrojovým kódom , ktorý je vyrobený z elektroniky s otvoreným zdrojovým kódom a komponentov vhodných na 3D tlač. Je súčasťou väčšieho projektu zameraného na zníženie nákladov na vedecké zariadenia pomocou hardvéru s otvoreným zdrojovým kódom . ^{[ 1 ]}

Zdroj
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Kolorimeter s otvoreným zdrojovým kódom . Sensors . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 otvorený prístup

Abstrakt
Vysoká cena historicky sofistikovaných senzorov a nástrojov súvisiacich s výskumom obmedzila ich prijatie na relatívne malú skupinu dobre financovaných výskumníkov. Tento článok poskytuje metodiku pre aplikáciu open-source prístupu k návrhu a vývoju kolorimetra. Diskutuje sa o kolorimetri s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý je možné vytlačiť v 3D tlačiarni a využíva iba open-source hardvérové ​​a softvérové ​​riešenia a ľahko dostupné diskrétne komponenty, a jeho výkon sa porovnáva s komerčným prenosným kolorimetrom. Výkon sa hodnotí s komerčnými ampulkami pripravenými pre uzavretú metódu refluxnej chemickej spotreby kyslíka (CHSK). Tento prístup znížil náklady na spoľahlivú uzavretú refluxnú CHSK o dva rády, čím sa stal ekonomickou alternatívou pre prevažnú väčšinu potenciálnych používateľov. Kolorimeter s otvoreným zdrojovým kódom preukázal dobrú reprodukovateľnosť a slúži ako platforma pre ďalší vývoj a odvodenie návrhu na iné podobné účely, ako je nefelometria. Tento prístup sľubuje bezprecedentný prístup k sofistikovaným prístrojom založeným na lacných senzoroch pre tých, ktorí to najviac potrebujú, teda pre laboratóriá v nedostatočne rozvinutých a rozvojových krajinách.

open source ; open-source hardvér ; kolorimetria ; COD ; Arduino ; RepRap ; 3D tlačiareň ; open-source senzor ; chemická spotreba kyslíka ; open-source kolorimeter

Kolorimetrické analytické metódy sú pravdepodobne najčastejšie používanými metódami na stanovenie koncentrácie rozpustených látok. Mnohé rozpustené látky absorbujú svetlo určitej vlnovej dĺžky a množstvo absorbované pri prechode svetla cez danú dĺžku roztoku sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou látky; vyššie koncentrácie absorbujú viac svetla ako nižšie koncentrácie. Vzťah medzi absorpciou a koncentráciou je definovaný Beer-Lambertovým zákonom [2] .

Na meranie absorpcie pri špecifickej vlnovej dĺžke sa používa kolorimeter alebo spektrofotometer. Svetlo sa zvyčajne filtruje tak, aby pre meraný druh prepúšťalo iba úzky pás svetla pri vlnovej dĺžke vrcholu absorbancie. Prístroj zvyčajne uvádza výsledky v jednotkách koncentrácie, ale tiež uvádza jednotky absorbancie alebo transmitancie.

Súbory s návrhom : http://www.thingiverse.com/thing:45443

Firmvér : http://github.com/mtu-most/colorimeter

• Arduino Uno
• Štít LCD displeja Adafruit ( http://www.adafruit.com/products/772 )
• LED s vrcholom okolo 606 nm (ako: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
• Vhodný rezistor pre vami zvolenú LED diódu
• Senzor svetla a frekvencie TSL230R
• Proto doska (ako: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
• Vodiče (kábel Cat 5 funguje skvele)
• Čierny ABS alebo PLA filament
• 12 skrutiek M3 (takmer ľubovoľnej dĺžky; 10-12 mm je dobré)
• 12 matíc M3
• 20 podložiek M3

1. Vytlačte si súčiastky a očistite ich, aby všetko do seba pekne zapadalo. Zatlačte matice M3 do príslušných drážok v každom rohu tela skrinky – drážky smerujú dovnútra.
2. Zrežte proto dosku na požadovanú veľkosť (približne 27 mm x 46 mm) a vyvŕtajte otvory tak, aby zodpovedali otvorom na bokoch puzdra.
3. Voľne pripevnite dosky k vnútrajšku puzdra pomocou niekoľkých skrutiek a zatlačte držiak kyviet na miesto (bez krytu) a označte približné miesta, kde musia byť senzor a LED umiestnené na doskách, aby sa zarovnali s okienkami v držiaku kyviet.
4. Vyberte dosky z puzdra a prispájkujte súčiastky k príslušným doskám na vyznačených miestach. Vodiče LED diódy nechajte trochu dlhé, aby sa dali posúvať a nasmerovať lúč cez otvor.
5. Prispájkujte vodiče podľa schémy. (Piny IO je možné prispájkovať priamo na tienenie LCD, ak budete opatrní, inak budete potrebovať iné prostriedky, napríklad nepoužívať tienenie ako tienenie.)
6. Dosky vložte späť do puzdra, tentoraz pevne.
7. Stiahnite a nainštalujte firmvér na Arduino .
8. Nasaďte kryt LCD displeja a zapnite zariadenie (poslúži prebytočná sieťová zásuvka s vhodným napätím alebo USB napájanie).
9. Vráťte držiak kyviet na miesto (bez krytu) a pomocou systému ponúk vyberte možnosť „Kalibrovať“. LED dióda sa na niekoľko sekúnd rozsvieti – uistite sa, že väčšina svetla prechádza čo najpriamejšie cez okienka držiaka kyviet a dopadá na senzor. Ak je LED dióda/senzor vysoko alebo nízko, upravte tvar okien kyviet malým pilníkom na chvostík alebo vrtákom vhodnej veľkosti.
10. Po správnom nasmerovaní LED diódy odstráňte držiak kyvety a zarovnajte a pripevnite kryt k puzdru pomocou štyroch skrutiek M3 a podložiek.
11. Zatlačte držiak kyvety cez otvor v kryte a skontrolujte, či kryt dobre zapadá do výklenku.
12. Postupujte podľa príslušného protokolu pre kalibráciu (zatiaľ nie je zabudovaný do firmvéru - bude pripravený).

• COD ^W

• Joshua M. Pearce, „ 3D tlač s otvoreným zdrojovým kódom vám umožňuje tlačiť si vlastné lacnejšie zdravotnícke zariadenia “, Conversation , 28. februára 2014.
• 3D tlač v laboratóriu - Biolegend

• Laboratórium s otvoreným zdrojovým kódom
• Mobilná platforma na testovanie kvality vody s otvoreným zdrojovým kódom
• Fotometrický systém s otvoreným zdrojovým kódom pre enzymatickú kvantifikáciu dusičnanov
• Optika s otvoreným zdrojovým kódom
• Vytváranie výskumných zariadení s bezplatným hardvérom s otvoreným zdrojovým kódom
• Veda s otvoreným zdrojovým kódom
• 3D tlač OSAT s otvoreným zdrojovým kódom
• Hardvér s otvoreným zdrojovým kódom