Open-source colorimeter/sl
Ta projekt podrobno opisuje odprtokodni kolorimeter , ki je izdelan iz odprtokodne elektronike in komponent za 3-D tiskanje. To je del večjega projekta za zmanjšanje stroškov znanstvene opreme z uporabo odprtokodne strojne opreme . [1]
Vir
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Odprtokodni kolorimeter . Senzorji . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 odprt dostop
Povzetek
Visoki stroški v preteklosti sofisticiranih senzorjev in orodij, povezanih z raziskavami, so omejili njihovo uporabo na razmeroma majhno skupino dobro financiranih raziskovalcev. Ta članek ponuja metodologijo za uporabo odprtokodnega pristopa k načrtovanju in razvoju kolorimetra. Razpravlja se o odprtokodnem kolorimetru za 3-D tiskanje, ki uporablja samo odprtokodne strojne in programske rešitve ter lahko dostopne diskretne komponente, in njegovo delovanje v primerjavi s komercialnim prenosnim kolorimetrom. Učinkovitost je ocenjena s komercialnimi vialami, pripravljenimi za metodo zaprte refluksne kemične potrebe po kisiku (KPK). Ta pristop je znižal stroške zanesljive COD z zaprtim refluksom za dva reda velikosti, zaradi česar je ekonomska alternativa za veliko večino potencialnih uporabnikov. Odprtokodni kolorimeter je pokazal dobro ponovljivost in služi kot platforma za nadaljnji razvoj in izpeljavo zasnove za druge podobne namene, kot je nefelometrija. Ta pristop obljublja dostop brez primere do sofisticiranih instrumentov, ki temeljijo na nizkocenovnih senzorjih, s strani tistih, ki to najbolj potrebujejo, nerazvitih in razvijajočih se svetovnih laboratorijev.
Ključne besede
odprta koda ; odprtokodna strojna oprema ; kolorimetrija; COD ; Arduino ; RepRap ; 3-D tiskalnik ; odprtokodni senzor; kemična potreba po kisiku; odprtokodni kolorimeter
Uvod
Kolorimetrične analitske metode bodo verjetno najpogosteje uporabljene metode za določanje koncentracije raztopljenih snovi. Številne raztopljene vrste absorbirajo svetlobo določene valovne dolžine in absorbirana količina, ko svetloba prehaja skozi določeno dolžino raztopine, narašča z naraščajočo koncentracijo vrste; višje koncentracije absorbirajo več svetlobe kot nižje koncentracije. Razmerje med absorpcijo in koncentracijo je opredeljeno z Beer-Lambertovim zakonom [2] .
Za merjenje absorpcije pri določeni valovni dolžini se uporablja kolorimeter ali spektrofotometer. Svetloba se običajno filtrira tako, da dopušča le ozek pas svetlobe pri najvišji valovni dolžini absorbance za merjeno vrsto. Naprava običajno poroča rezultate v koncentracijskih enotah, poroča pa tudi o absorbanskih enotah ali prepustnosti.
Oblikovalske datoteke : http://www.thingiverse.com/thing:45443
Vdelana programska oprema : http://github.com/mtu-most/colorimeter
BOM
- Arduino Uno
- Adafruit LCD ščit ( http://www.adafruit.com/products/772 )
- LED z vrhom okoli 606 nm (kot: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
- Ustrezen upor za LED, ki ga izberete
- Senzor svetlobe in frekvence TSL230R
- Proto plošča (na primer: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
- Prevodniki (kabel Cat 5 deluje odlično)
- Črn ABS ali PLA filament
- 12 vijakov M3 (povsem poljubne dolžine; 10–12 mm je dobro)
- 12 matic M3
- 20 podložk M3
Navodila
- Natisnite dele in jih očistite, da se vse lepo prilega. Potisnite matice M3 v ustrezne reže na vsakem vogalu ohišja - reže so odprte v notranjost.
- Odrežite proto ploščo na velikost (približno 27 mm x 46 mm) in izvrtajte luknje, da se ujemajo z luknjami na straneh ohišja.
- Plošče narahlo pritrdite na notranjost ohišja z nekaj vijaki vsake in potisnite nosilec kivete na svoje mesto (brez pokrova) ter označite približne lokacije, kamor morata biti senzor in LED nameščena na ploščah, da se poravnata z okenci v kiveti nosilec.
- Odstranite plošče iz ohišja in prispajkajte komponente na ustrezne plošče na označenih točkah. Pustite kable LED-lučke nekoliko dolge, da jih lahko premaknete in usmerite žarek skozi luknjo.
- Spajkajte vodnike po shemi. (Io nožice lahko prispajkate neposredno na zaslon LCD, če ste previdni, sicer boste potrebovali drugačna sredstva, na primer, da ščita ne uporabljate kot ščit.)
- Namestite plošče nazaj v ohišje, tokrat trdno.
- Prenesite in namestite vdelano programsko opremo na Arduino .
- Namestite zaslon LCD in napajajte napravo (odvečna stenska bradavica z ustrezno napetostjo ali napajanjem USB bo delovala).
- Namestite nosilec kivete nazaj na mesto (brez pokrova) in uporabite sistem menijev, da izberete "Calibrate". LED bo zasvetila nekaj sekund – poskrbite, da bo večina svetlobe prešla čim bolj naravnost skozi okna držala kivete in padla na senzor. Če sta LED/senzor visoka ali nizka, preoblikujte okence kivete z majhno pilo za podganji rep ali svedrom primerne velikosti.
- Ko je LED pravilno usmerjena, odstranite nosilec kivete ter poravnajte in pritrdite pokrov na ohišje s štirimi vijaki M3 in podložkami.
- Nosilec kivete potisnite skozi odprtino v pokrovu in preverite, ali se pokrov dobro prilega vdolbini.
- Sledite ustreznemu protokolu za kalibracijo (še bo vgrajen v vdelano programsko opremo – v pripravi).
Aplikacije
Mediji
- Joshua M. Pearce, " Odprtokodno 3D tiskanje vam omogoča tiskanje lastnih cenejših zdravstvenih naprav ", Pogovor , 28. februar 2014.
- 3D tiskanje v laboratoriju - Biolegend
Glej tudi
- Odprtokodni laboratorij
- Odprtokodna mobilna platforma za testiranje kakovosti vode
- Odprtokodni fotometrični sistem za encimsko kvantifikacijo nitratov
- Odprtokodna optika
- Izdelava raziskovalne opreme z brezplačno, odprtokodno strojno opremo
- Odprtokodna znanost
- Odprtokodni 3-D tisk OSAT
- Odprtokodna strojna oprema
Reference
- ↑ Pearce, Joshua M. 2012. " Gradnja raziskovalne opreme z brezplačno, odprtokodno strojno opremo. " Science 337 (6100): 1303–1304. [1]