Un fotómetro y un colorímetro barato

Versión 08 de mayo de 2016

¿Qué es este instructable sobre?

El objetivo de este proyecto era construir un dispositivo sencillo y económico que permite la medición de la composición de color de una solución, es decir, un colorímetro, o su densidad óptica, es decir, un fotómetro.

Se pretende ser una herramienta educativa para las clases de ciencia, pero puede también ser utilizado por los científicos de afición, grupos de ciencia del ciudadano y probablemente por una multitud de otros fines.

Para leer los datos de los sensores, la unidad puede ser conectados directamente a una frambuesa Pi o, a través de un Arduino a un PC.

El total estimado de costos para todas las piezas necesarias son en la gama de 30 € o US$ (sin gastos de envío).
Como usted puede utilizar un Raspberry Pi cero o Arduino Nano, los costes adicionales que también pueden ser muy limitados.

El diseño de la carcasa permite para construir fotómetro y colorímetro de las mismas piezas, dependiendo de los LEDs va a utilizar y desgloses del sensor.

¿Qué puede hacer con el dispositivo?

A fotómetro permite para medir la cantidad de luz alcanzando un sensor. Dado está utilizando una fuente de luz constante y coloque un objeto translúcido entre fuente de luz y sensor, esto le permite calcular la cantidad de luz que se pierde en este camino. Esto define la densidad óptica del objeto. La luz de "perdida" podría ser absorbida por un medio de contraste o dispersada por las partículas o una combinación de ambos. Así que un fotómetro permite para cuantificar la densidad óptica de una solución clara, por ejemplo alguna tinta, o una suspensión, como la leche o las partículas de levadura de cerveza, wenn en una cubeta estándar fotómetro.

A colorímetro permite medir la composición de color de un objeto, aquí de una solución. El sensor utilizado aquí para el dispositivo colorimétrico divide el espectro visual en tres canales, rojos, verdes y azules (RGB), por este medio que simula la forma de que nuestros ojos ven colores. Para la mayoría de los colores esto permite para describir nuestra impresión de color por una combinación de tres números que describen la intensidad en los tres canales RGB, por lo general definidos en 256 pasos. Tan negro es 0-0-0, el blanco es 256-256-256, rojo puro 256-0-0 y así sucesivamente. Amarillo puro sería 256-256-0, cian puro 0-256-256. Pero el sensor utilizado aquí es muy preciso y permite discriminar sobre 67.000 pasos para cada canal de color.

Los fotómetros se utilizan para medir las reacciones químicas, como los cambios en la acidez (pH) de una solución, por la medida de la intensidad de un colorante indicador. Para la detección óptima puede medir solamente la absorción de la luz cerca del máximo de absorción del tinte. Por lo tanto prefiere usar una fuente de luz monocromática en lugar de luz blanca. LED viene en una amplia variedad de colores, da luz casi monocromática e intensiva con un patrón de intensidad muy estable y energéticamente muy eficaces. El sensor utilizado para la distribución fotométrica permite medir la intensidad de la luz en un espectro muy amplio, desde UV a IR, con una precisión muy alta.

Una variedad de tintes de indicador están cambiando su color, por ejemplo, de amarillo a azul. Aquí una medición colorimétrica puede permitir demostrar y cuantificar este proceso de transición, como el colorímetro descrito aquí podría definirse también como un fotómetro de tres canales.

Así puede por ejemplo medir el pH, el oxígeno y las concentraciones de CO2 en su piscina o acuario, o nitrato y las concentraciones de plomo en su agua potable. O simplemente analizar el color exacto de tu tinta favorita, así que usted puede pintar su piso en el mismo color.

Como los costos por unidad son extremadamente bajos en comparación con los dispositivos comerciales, es una buena herramienta para las clases de ciencia y aficionados.