Monocromador ajustable . Un monocromador es un dispositivo que toma la luz y la transmite a una banda estrecha de longitudes de onda. Usando una forma de filtrado mecánico (difracción), el usuario puede seleccionar una longitud de onda específica (color) que saldría a través de una rendija de salida. El monocromador tiene muchas aplicaciones científicas que van desde medir una luz reflejada o transmitida por una superficie. Al ramificar dos ensamblajes, uno puede producir una longitud de onda de excitación dirigida al segundo que puede analizar la luz emitida.
La base de este proyecto se derivó de un proyecto inicial que Bproman y Ajrettig desarrollaron en torno a la fabricación de un equipo de laboratorio asequible. El diseño usó un CD completo que estaba fijo, lo que provocó que tuviera problemas para enfocar la longitud de onda y la rendija de salida tuviera que configurarse manualmente deslizando una cubierta impresa. Este diseño utilizó el concepto anterior con la adición de una superficie reflectante giratoria que apunta la longitud de onda a una rendija de salida que finalmente se puede ajustar a la longitud de onda deseada.
Diseño anterior: [1]
Nuevo diseño:
resumen
Lista de materiales
- Filamento de impresión PLA (1 kg) - $14.99 [2]
- CD en blanco (se puede reemplazar con cualquier CD) paquete de 25 - $7.79 [3]
- Cuchilla para cortador de cajas, paquete de 100 - $9.98 [4]
- Tornillos de cabeza hueca M3 de 8 mm, paquete de 25 - $3.23 [5]
- Tornillos de cabeza hueca M3 de 25 mm, paquete de 100 - $11.79 [6]
- Ballpoint Pen Spring (cualquier resorte) $9.99 100pk - [7]
Descargue CAD y STL aquí [8]
Herramientas necesarias
- MOST Delta RepRap o una impresora 3-D RepRap similar
- Llave Allen de brazo corto métrica M3 [9]
- Cuchillo utilitario - [10]
- Linterna LED - [11]
Habilidades y conocimientos necesarios
- monocromador [12]
Especificaciones Técnicas e Instrucciones de Montaje
Piezas (cantidad 1 para todas)
- cuerpo2
- Cubierta del cuerpo
- Ranura de luz izquierda
- Ranura de luz derecha
- Engranaje reflector de luz
Impresión
- Material: PLA o equivalente
- Soporte: Ninguno
- Altura de la capa: 0,2 mm
- Velocidad de la impresora: Varía según el modelo, elija una velocidad para obtener la mejor calidad de impresión
- Temp. de impresión: elija en función de la selección de materiales para obtener la mejor calidad de impresión
- Instrucción de pieza específica:
Engranajes
- Densidad: 100%
- Paredes: 4
Resto de Componentes:
- Densidad: 15%
- Paredes: 2
Tiempo estimado - 7 horas
Instalación
Tiempo Estimado - 30 min
- Tome las hendiduras izquierda y derecha, utilizando tornillos 3M de 8 mm, fije una cuchilla para cortar cajas a cada uno de los componentes. Ver imagen a continuación
- Con un tornillo 3M de 25 mm, introdúzcalo a través del orificio ubicado en el costado de la parte de la ranura derecha.
- Coloque el resorte de la pluma sobre el tornillo.
- Usando los rieles guía, asegure la ranura izquierda y derecha. (no apriete demasiado ya que este es su tornillo de calibración para el grosor de la ranura)
- Con cuidado, usando una cuchilla afilada, corte una pequeña pieza reflectante de un CD
- Pegue la superficie reflectante a la pestaña del engranaje más grande. Vea la imagen a continuación para el arreglo.
- Coloque los engranajes en sus respectivos ejes del componente de la carrocería, estos deben estar lo suficientemente sueltos para permitir la rotación. Limpie según sea necesario según la calidad de la impresora.
- Coloque el ensamblaje de la hendidura con el ensamblaje del cuerpo, debe quedar ajustado. Vea la imagen a continuación para la alineación.
- Coloque la cubierta del cuerpo sobre todo el conjunto alineando los orificios.
10. Asegure con tornillos M3 de 25 mm
Cómo usar/ajustar
- Coloque una fuente de luz en la abertura, preferiblemente una sola fuente LED blanca.
- Las longitudes de onda se pueden ajustar moviendo el pequeño engranaje ubicado en la parte trasera del conjunto.
- El grosor de la ranura se puede ajustar apretando o aflojando el tornillo M3 de 25 mm ubicado en el lateral del conjunto de la ranura.
Problemas comunes y soluciones
Rotura de CD: al cortar el CD a la medida, asegúrese de usar una cuchilla nueva y corte con cuidado con un borde recto hasta el final del CD.
Superficie reflectante: al cortar, tenga cuidado, la superficie reflectante puede desprenderse o pelarse. Si ocurre, corte una nueva sección.
Ahorro de costes
Coste de produccion
$0.37 - Equipo A + B
$0.22 - Ranura de luz izquierda
$0.13 - Ranura de luz derecha
$0.70 - Cubierta del cuerpo
$0.99 - Cuerpo
$0.31 - CD en blanco
$0.20 - 2 cuchillas para cortar cajas
$0.52 - Tornillo M3 de 8 mm
$0.47 - Tornillo M3 de 25 mm
$0.20 - 2 resortes para bolígrafo
Total = $4.11
Equivalente comercial
Newport: $5000-$8000 [13]
Edmund Optics - Mini Chrom (rango específico): $ 1500 [14]
CienciaTecnología: $5000-$10000 [15]
Ahorros
Comparación de Mini Chrom - 364.96%
Comparación de la edición estándar ($ 5000) - 1217%
Comunidades de Internet beneficiadas
Gathering for Open Science Hardware (GOSH) - [16] - Un movimiento que busca reducir las barreras entre diversos creadores y usuarios de herramientas científicas para apoyar la búsqueda y el crecimiento del conocimiento.
Spiderwort - [17] - Un grupo de código abierto que ha lanzado varios diseños científicos y continúa desarrollando kits de código abierto que podrían usarse en escuelas, laboratorios y garajes.
Open-Labware - [18] - Una comunidad que se enfoca en impresoras 3D orientadas al consumidor basadas en el "movimiento de fabricantes" que impulsa prototipos de productos complejos en su propio garaje.
PhysicsOpenLab - [19] - Una comunidad basada en la física que comparte abiertamente diseños de equipos científicos para que la gente los fabrique en casa.
SciencetoyMaker - [20] - Se enfoca en hacer juguetes baratos y divertidos basados en la ciencia para niños que hacen que el aprendizaje sea divertido.
Referencias
- Wiki de monocromadores disponible: https://en.wikipedia.org/wiki/Monochromator.html
- Shimadzu Corporación: fundamentos de los monocromadores disponibles: https://www.shimadzu.com/an/uv/support/fundamentals/monochromators.html#2
- Castor Classes Youtube.com - Video del monocromador disponible: https://www.youtube.com/watch?v=87-omb2tSv8 .