Este proyecto detalla un colorímetro de código abierto , que está hecho con componentes electrónicos de código abierto y que se pueden imprimir en 3D. Es parte de un proyecto más grande para reducir el costo de los equipos científicos utilizando hardware de código abierto . [1]
Fuente
Anzalone GC, Glover AG, Pearce JM. Colorímetro de código abierto . Sensores . 2013; 13(4):5338-5346. doi:10.3390/s130405338 acceso abierto
Resumen
El alto costo de los sensores y herramientas históricamente sofisticados relacionados con la investigación ha limitado su adopción a un grupo relativamente pequeño de investigadores bien financiados. Este artículo proporciona una metodología para aplicar un enfoque de código abierto al diseño y desarrollo de un colorímetro. Se analiza un colorímetro de código abierto imprimible en 3D que utiliza solo soluciones de hardware y software de código abierto y componentes discretos fácilmente disponibles y se compara su desempeño con un colorímetro portátil comercial. El desempeño se evalúa con viales comerciales preparados para el método de demanda química de oxígeno (DQO) de reflujo cerrado. Este enfoque redujo el costo de la DQO de reflujo cerrado confiable en dos órdenes de magnitud, lo que lo convierte en una alternativa económica para la gran mayoría de los usuarios potenciales. El colorímetro de código abierto demostró una buena reproducibilidad y sirve como plataforma para un mayor desarrollo y derivación del diseño para otros fines similares, como la nefelometría. Este enfoque promete un acceso sin precedentes a instrumentación sofisticada basada en sensores de bajo costo para quienes más la necesitan, los laboratorios del mundo subdesarrollado y en desarrollo.
Contenido
Palabras clave
código abierto ; hardware de código abierto ; colorimetría; COD ; Arduino ; RepRap ; impresora 3D ; sensor de código abierto; demanda química de oxígeno; colorímetro de código abierto
Introducción
Es probable que los métodos analíticos colorimétricos sean los métodos más comúnmente aplicados para determinar la concentración de especies disueltas. Muchas especies disueltas absorben luz de una longitud de onda particular y la cantidad absorbida a medida que la luz pasa a través de una longitud dada de solución aumenta con el aumento de la concentración de la especie; las concentraciones más altas absorben más luz que las concentraciones más bajas. La relación entre la absorción y la concentración está definida por la ley de Beer-Lambert [2] .
Se utiliza un colorímetro o un espectrofotómetro para medir la absorción en una longitud de onda específica. La luz suele filtrarse para permitir que solo una banda estrecha de luz se filtre en la longitud de onda de pico de absorbancia de la especie medida. El aparato suele informar los resultados en unidades de concentración, pero también informa las unidades de absorbancia o transmitancia.
Archivos de diseño : http://www.thingiverse.com/thing:45443
Firmware : http://github.com/mtu-most/colorimeter
Lista de materiales
- Arduino Uno
- Protector de pantalla LCD Adafruit ( http://www.adafruit.com/products/772 )
- LED que tiene un pico alrededor de 606 nm (como: LEF3833 http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/333665.pdf )
- Una resistencia adecuada para el LED que elijas
- Sensor de luz a frecuencia TSL230R
- Placa prototipo (como: http://radioshack.com/product/index.jsp?productId=2102845&znt_campaign=Category_CMS&znt_source=CAT&znt_medium=RSCOM&znt_content=CT2032230 )
- Conductores (el cable Cat 5 funciona muy bien)
- Filamento ABS o PLA negro
- 12 tornillos M3 (de casi cualquier longitud; 10-12 mm es suficiente)
- 12 tuercas M3
- 20 arandelas M3
Instrucciones
- Imprima las piezas y límpielas para que todo encaje bien. Presione las tuercas M3 en las ranuras correspondientes en cada esquina del cuerpo de la caja (las ranuras se abren hacia el interior).
- Corte la placa prototipo a medida (aproximadamente 27 mm x 46 mm) y taladre agujeros para que coincidan con los de los lados de la carcasa.
- Fije de forma flexible las placas al interior de la carcasa con un par de tornillos cada una y empuje el soporte de la cubeta en su lugar (sin cubierta) y marque las ubicaciones aproximadas donde se deben colocar el sensor y el LED en las placas para alinearlos con las ventanas en el soporte de la cubeta.
- Saque las placas de la carcasa y suelde los componentes a sus respectivas placas en los puntos marcados. Deje los cables del LED un poco largos para que se puedan mover y apuntar el haz a través del orificio.
- Suelde los conductores según el esquema. (Los pines de E/S se pueden soldar directamente en el protector de la pantalla LCD si tiene cuidado; de lo contrario, se necesitarán otros medios, como no usar el protector como tal).
- Coloque nuevamente las tablas en la carcasa, esta vez con firmeza.
- Descargue e instale el firmware en el Arduino .
- Coloque el protector de LCD y encienda el dispositivo (un enchufe de pared sobrante con el voltaje adecuado o una fuente de alimentación USB funcionarán).
- Coloque el soporte de la cubeta nuevamente en su posición (sin la tapa) y utilice el sistema de menú para seleccionar "Calibrar". El LED se iluminará durante unos segundos; asegúrese de que la mayor parte de la luz pase lo más directamente posible a través de las ventanas del soporte de la cubeta e incida sobre el sensor. Si el LED o el sensor están altos o bajos, modifique la forma de las ventanas de la cubeta con una lima de cola de rata pequeña o una broca del tamaño adecuado.
- Una vez que el LED esté correctamente orientado, retire el soporte de la cubeta y alinee y fije la cubierta a la carcasa con cuatro tornillos M3 y arandelas.
- Empuje el soporte de la cubeta a través de la abertura de la cubierta y verifique que la tapa encaje bien en el hueco.
- Siga el protocolo apropiado para la calibración (aún debe integrarse en el firmware; próximamente).
Aplicaciones
Medios de comunicación
- Joshua M. Pearce, " La impresión 3D de código abierto le permite imprimir sus propios dispositivos de salud más económicos ", Conversation , 28 de febrero de 2014.
- Impresión 3D en el laboratorio - Biolegend
Ver también
- Laboratorio de código abierto
- Plataforma móvil de código abierto para pruebas de calidad del agua
- Sistema fotométrico de código abierto para cuantificación enzimática de nitratos
- Óptica de código abierto
- Construcción de equipos de investigación con hardware gratuito y de código abierto
- Ciencia de código abierto
- Impresión 3D de código abierto de OSAT
- Hardware de código abierto
Referencias
- ↑ Pearce, Joshua M. 2012. " Construcción de equipos de investigación con hardware libre y de código abierto " . Science 337 (6100): 1303–1304. [1]