Ако някога сте искали да правите спектроскопски изследвания от вкъщи, това вече е възможно със сензора AS7265x на SparkFun. Това невероятно устройство е оптичен сензор, способен прецизно да изучава как обектите абсорбират и отразяват различни честоти на светлината. Акцентът е, че можете лесно да го използвате с Arduino, което позволява на много по-широка публика да експериментира със спектроскопия.
С AS7265x е възможно да се измерва широк диапазон от светлинни честоти, от ултравиолетова (UV) до близка инфрачервена (IR), което позволява множество оптични тестове и научни приложения. И най-доброто от всичко е, че благодарение на неговата библиотека Arduino, не е необходимо да сте експерт по програмиране или оптика, за да го стартирате и да работи. На практика е plug and play.
Спектроскопският сензор AS7265x: какво е това?
AS7265x на SparkFun се състои от три различни сензора: AS72651 за UV светлина, AS72652 за видима светлина и AS72653 за инфрачервена светлина. Между трите, те могат да открият общо 18 ленти светлина, вариращи от 410 nm до 940 nm. Това позволява на сензора да улови как различните материали взаимодействат с различни дължини на вълната на светлината.
В допълнение към самите сензори, устройството е оборудвано и с три светодиода: 405nm UV, 5700K бял и 875nm IR, което ви позволява да осветявате обекта, който измервате, с правилния тип светлина. Благодарение на тази настройка можете да получите точно отчитане на светлината, отразена или погълната от обекта.
AS7265x Технически спецификации
Този сензор се отличава не само със своя капацитет за спектрално измерване, но и със своята прецизност. Системата може да измерва с точност до 28,6 nW/cm2 и точност +/-12%. Освен това системата работи при типично напрежение от 3,3 V, което я прави идеална за използване с платки Arduino и други микроконтролери с ниска мощност.
AS7265x използва I2C интерфейс по подразбиране, въпреки че можете също да го конфигурирате да работи чрез сериен UART интерфейс при 115200 bps, ако предпочитате. Със серийния интерфейс можете да изпращате AT команди и да получавате подробни отговори за състоянието на сензора и показанията, които взима.
Функции и приложения на сензора AS7265x
Областта на спектроскопията е завладяваща и има множество приложения както в науката, така и в индустрията. Сред най-честите приложения на спектроскопията са:
- Определяне на атомната структура на проба.
- Мониторинг на нивата на разтворен кислород във водните екосистеми.
- Анализ на съдържанието на хранителни вещества в земеделските почви.
- Изследвания в характеризирането на протеини.
Сензорът AS7265x позволява на изследователи и любители да изучават как определени материали реагират на различни ленти светлина. Можете например да използвате устройството, за да извършвате проучвания за качеството на водата или да анализирате повърхността на храната, за да откриете нейния състав.
Как да използвате сензора AS7265x с Arduino
Интегрирането на AS7265x с Arduino е много лесно благодарение на специалната библиотека, която можете да изтеглите директно от мениджъра на библиотеката на средата за разработка на Arduino. Тази библиотека предварително конфигурира I2C връзката, така че да получавате показания от всичките 18 канала бързо и лесно.
Някои от по-важните характеристики на библиотеката AS7265x включват способността да се правят измервания със или без включени светодиоди за осветяване, да се контролира LED тока, да се отчитат температури от трите сензора и да се извличат калибрирани показания.
Ако сте по-напреднали и предпочитате да взаимодействате със сензора с помощта на команди от ниско ниво, можете да активирате UART интерфейса и да изпращате AT команди ръчно. Някои от най-важните команди са:
- AT: Тази команда ви позволява да проверите дали сензорът реагира.
- ОПИТ: Показва текущото отчитане на температурата на сензора.
- ATDATA: Извлича некалибрирани стойности от сензори.
- ATCDATA: Получава калибрираните стойности на трите сензора.
Примери за практическа употреба
Един от най-простите примери за използване на AS7265x с Arduino е да се вземат показания от 18-те светлинни канала. Свързването на сензора към Arduino Nano е толкова просто, колкото свързването на I2C щифтовете (SDA и SCL) към съответните на Arduino. След това, с няколко реда код, можете да видите резултатите в конзолата Arduino.
Друг интересен пример е използването на библиотечни функции за включване на светодиодите един по един, докато се вземат показания. Това е полезно за осветяване на обекта по по-контролиран начин и можете да променяте тока на светодиодите според вашите нужди.
Ако искате да направите своя проект крачка напред, можете да добавите други компоненти, като например външна крушка, за да осветите обекта с различна светлина. Това е полезно, ако искате да направите по-сложни измервания и имате нужда от по-добро осветяване на обекта.
Независимо от проекта, AS7265x е изключително гъвкав сензор, който може да се използва в голямо разнообразие от приложения. Независимо дали работите по училищен научен проект или разработвате индустриално решение, способността на AS7265x да измерва светлина при 18 честоти го прави мощен инструмент.
AS7265x прави голяма разлика в областта на настолната спектроскопия, предоставяйки технология, която традиционно е била много скъпа и сложна както за аматьори, така и за професионалисти.