Ak ste niekedy chceli robiť spektroskopické štúdie z domu, teraz je to možné so snímačom AS7265x SparkFun. Toto neuveriteľné zariadenie je optický senzor schopný presne študovať, ako predmety absorbujú a odrážajú rôzne frekvencie svetla. Vrcholom je, že ho môžete ľahko použiť s Arduino, čo umožňuje oveľa širšiemu publiku experimentovať so spektroskopiou.
S AS7265x je možné merať široký rozsah svetelných frekvencií, od ultrafialového (UV) po blízke infračervené (IR), čo umožňuje množstvo optických testov a vedeckých aplikácií. A čo je najlepšie, vďaka svojej knižnici Arduino nemusíte byť odborníkom na programovanie alebo optiku, aby ste to rozbehli. Je to prakticky plug and play.
Spektroskopický senzor AS7265x: Čo je to?
AS7265x SparkFun sa skladá z troch rôznych senzorov: AS72651 pre UV svetlo, AS72652 pre viditeľné svetlo a AS72653 pre infračervené. Medzi týmito tromi môžu detekovať celkovo 18 pásiem svetla v rozsahu od 410 nm do 940 nm. To umožňuje senzoru zachytiť, ako rôzne materiály interagujú s rôznymi vlnovými dĺžkami svetla.
Okrem samotných senzorov je zariadenie vybavené aj tromi LED diódami: 405nm UV, 5700K biela a 875nm IR, ktoré vám umožňujú osvetliť objekt, ktorý meriate, správnym typom svetla. Vďaka tomuto nastaveniu môžete získať presné čítanie svetla, ktoré sa odráža alebo absorbuje objektom.
AS7265x Technické špecifikácie
Tento senzor vyniká nielen svojou spektrálnou meracou kapacitou, ale aj presnosťou. Systém dokáže merať s presnosťou až 28,6 nW/cm2 a presnosť +/-12 %. Okrem toho systém pracuje pri typickom napätí 3,3 V, vďaka čomu je ideálny na použitie s doskami Arduino a inými mikrokontrolérmi s nízkou spotrebou.
AS7265x štandardne používa rozhranie I2C, hoci ho môžete nakonfigurovať aj na prevádzku cez sériové rozhranie UART pri rýchlosti 115200 bps, ak chcete. Pomocou sériového rozhrania môžete posielať AT príkazy a prijímať podrobné odpovede o stave snímača a snímaných údajoch.
Funkcie a aplikácie senzora AS7265x
Oblasť spektroskopie je fascinujúca a má viacero aplikácií vo vede aj v priemysle. Medzi najbežnejšie aplikácie spektroskopie patria:
- Stanovenie atómovej štruktúry vzorky.
- Monitorovanie hladín rozpusteného kyslíka vo vodných ekosystémoch.
- Analýza obsahu živín v poľnohospodárskych pôdach.
- Výskum v oblasti charakterizácie proteínov.
Senzor AS7265x umožňuje výskumníkom a nadšencom študovať, ako určité materiály reagujú na rôzne pásma svetla. Zariadenie môžete použiť napríklad na vykonanie štúdií kvality vody alebo analýzu povrchu potravín na zistenie ich zloženia.
Ako používať senzor AS7265x s Arduino
Integrácia AS7265x s Arduino je veľmi jednoduchá vďaka vyhradenej knižnici, ktorú si môžete stiahnuť priamo zo správcu knižnice vývojového prostredia Arduino. Táto knižnica predkonfiguruje pripojenie I2C, takže údaje zo všetkých 18 kanálov získate rýchlo a jednoducho.
Niektoré z dôležitejších funkcií knižnice AS7265x zahŕňajú schopnosť vykonávať merania so zapnutými alebo bez zapnutých LED diód, ovládať prúd LED, čítať teploty zo všetkých troch senzorov a získavať kalibrované hodnoty.
Ak ste pokročilejší a uprednostňujete interakciu so snímačom pomocou príkazov nízkej úrovne, môžete aktivovať rozhranie UART a odosielať príkazy AT manuálne. Niektoré z najdôležitejších príkazov sú:
- AT: Tento príkaz vám umožňuje skontrolovať, či senzor reaguje.
- POKUS: Zobrazuje aktuálnu hodnotu teploty snímača.
- ATDATA: Načítava nekalibrované hodnoty zo senzorov.
- ATCDATA: Získava kalibrované hodnoty troch senzorov.
Príklady praktického použitia
Jedným z najjednoduchších príkladov použitia AS7265x s Arduino je snímanie údajov z 18 svetelných kanálov. Pripojenie senzora k Arduino Nano je také jednoduché ako pripojenie I2C pinov (SDA a SCL) k zodpovedajúcim na Arduine. Potom pomocou niekoľkých riadkov kódu môžete zobraziť výsledky v konzole Arduino.
Ďalším zaujímavým príkladom je použitie knižničných funkcií na rozsvietenie LED diód po jednej počas čítania. To je užitočné na osvetlenie objektu kontrolovanejším spôsobom a môžete meniť prúd LED tak, aby vyhovoval vašim potrebám.
Ak chcete svoj projekt posunúť o krok ďalej, môžete pridať ďalšie komponenty, ako napríklad externú žiarovku, ktorá osvetlí objekt iným svetlom. To je užitočné, ak chcete vykonávať pokročilejšie merania a potrebujete lepšie osvetlenie objektu.
Bez ohľadu na projekt je AS7265x mimoriadne všestranný snímač, ktorý možno použiť v širokej škále aplikácií. Či už pracujete na školskom vedeckom projekte alebo vyvíjate priemyselné riešenie, schopnosť AS7265x merať svetlo pri 18 frekvenciách z neho robí výkonný nástroj.
AS7265x predstavuje veľký rozdiel v oblasti stolnej spektroskopie a prináša technológiu, ktorá bola tradične veľmi drahá a zložitá pre amatérov aj profesionálov.