DIY TSA ... COMO - Fazer um "espectrômetro de segurança"
Depois que a segurança da viagem aérea proibiu a água engarrafada e a fórmula para bebês, comecei a imaginar por que eles não usaram um dispositivo para determinar o conteúdo de líquidos. Se um líquido foi detectado como seguro, a segurança poderia permitir isso no avião. Os espectrômetros podem identificar a composição química de um material iluminando-o e analisando a mistura precisa de cores que se recuperam.
Esses dispositivos geralmente são muito caros, mas eu projetei um simples e barato que pode identificar líquidos. Você também pode adaptá-lo para determinar a cor de uma amostra de papel ou pano ou para identificar uma pedra preciosa ou pedra semipreciosa.
Eu gastei menos de $ 100 neste projeto e demorou apenas alguns dias para projetar, fabricar e testar o hardware, além de outros dois dias para escrever e depurar o código-fonte. Coletando os líquidos e construindo o banco de dados levou uma noite, e foi divertido!
MATERIAIS
Placa Arduino de sparkfun.com. Use o Arduino NG ou a última versão USB, o Arduino Diecimila.
LEDs (5) infravermelho azul, verde, amarelo, vermelho e infravermelho
(IR) fototransistor
Resistências de ¼-watt: 220 Ω (5), 1KΩ (2), 2,2KΩ, 18KΩ
Exibição de série Eu usei um LCD Serial Crystalfontz 634; Você também pode usar o Matrix Orbital LK 204-25, ou produtos similares da seetron.com.
Fonte de alimentação 6V - 12V DC, 1A - 1.5A
7805 Regulador de tensão de 5V e dissipador de calor para reduzir a tensão de 12V para 5V da retroiluminação
Caso de vellemanusa.com
Interruptores de botão de pressão (2) momentâneos, normalmente abertos
Ferro de solda e solda
Diagrama de fiação Faça o download em makezine.com/14/diyscience_spectrometer ou siga o deste artigo.
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO ESPECTRÔMETRO
Uma placa Arduino, que controla tudo, aciona 5 LEDs coloridos dos pinos de saída, junto com um monitor LCD serial. As entradas digitais dos botões alternam entre os modos “aprender” e “identificar”, e a entrada analógica do fototransistor é analisada para identificar a amostra. Um regulador de tensão 7805 alimenta a luz de fundo do LCD.
Um pouco de fundo da ciência
Um espectrômetro mede as propriedades da luz em uma porção específica do espectro eletromagnético. Como todos os materiais têm uma assinatura espectral única, a análise espectroscópica pode identificar materiais da luz que eles refletem ou emitem. Misturas de materiais produzem espectros combinados, e medindo a intensidade da luz em cada comprimento de onda, um espectrômetro pode determinar a composição química geral de um material sob investigação.
Quando o material queima, um espectrômetro pode detectar e analisar a luz que emite para determinar a composição do material. Na astronomia, espectrômetros altamente especializados são usados para determinar a composição dos gases que são ionizantes e emitidos como energia luminosa de uma estrela.
Como isso é feito
- 1. Uma placa Arduino ilumina sequencialmente 5 LEDs de cores diferentes (diodos emissores de luz): azul, verde, amarelo, vermelho e infravermelho.
- 2. À medida que a luz de cada LED passa através de um frasco de líquido, medimos a intensidade da luz detectada por um fototransistor. Veja o diagrama de fiação acima para conectar essa parte do espectrômetro.
- 3. Nosso espectrômetro tem um modo de aprendizado e um modo de identificação. No modo de aprendizado, uma amostra conhecida é colocada na unidade e amostrada em cada comprimento de onda emitido pelos LEDs. Os valores amostrados são armazenados na memória do Arduino. No modo de identificação, uma amostra desconhecida é analisada espectralmente e o software no Arduino compara os valores da varredura com os valores armazenados no banco de dados.
- 4. Um algoritmo simples é o melhor palpite para identificar o líquido, que é então exibido em um LCD serial. Eu acho que você ficará impressionado com a precisão.
- Fique on-line para obter o diagrama de fiação, o código-fonte do Arduino, a lista de peças e outras informações em creative-technology.net/MAKE.html.
- Veja o espectrômetro em ação e dê uma olhada no capuz em makezine.com/14/diyscience_spectrometer.
- Mais fotos em makezine.com/go/spectrometer.
Eric Rosenthal é presidente da Creative Technology, LLC (CTech), uma empresa especializada em consultoria e desenvolvimento de tecnologia de imagem nova e avançada.
Referências:
Faça: Arduino Starter Kit Arduino Introdução ao Arduino
http://creative-technology.net/MAKE.html
http://www.make-digital.com/make/vol14?pg=136
https://makezine.com/14/diyscience_spectrometer
https://makezine.com/go/spectrometer
http://seetron.com
http://sparkfun.com
http://vellemanusa.com
De MAKE 14 - Página 134. Para obter MAKE, assine ou compre volumes únicos.