基于驱动电路的自制分光光度计

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- 束光线穿过棱镜或衍射光栅就会输出所产生的光谱中，在-定范围内被选中的波长的光通过-个狭缝射出，穿过样品，撞击检测器。

检测器由驱动电路构成，可以将光学信号放大并做定性测量。

通过这种方式，可以建立-个 光谱指纹”的目标样品，用于检测样品中的成分。

需要强调的是，这种设备不能与商业系统相比，但可以做粗略的分析与教学仪器使用。

2所需材料对于步进电路：步进电机、步进电机驱动电路、Arduino板、2个 10kQ电阻、2个 1KD电阻、L293D H桥、2个NPN晶体管 (可选用 BC547A)、电源对于检测和放大电路：- 个运算放大器 (如 TL081)、LDR、-个 2K2f电阻、-个 4k7D电阻 1个 LED通用零部件：底座 (模型店有售)、比色皿、衍射光栅，CD或DVD、灯泡和或白光LED、金属或纸板、按钮光源、热胶3制作方法(1)我们需要-个光源，可以通过-个小灯泡或白色 LED实现。我们可以先用两种光源做个试验来决定哪-个最适合我们的光度计。找到-些塑料片 (或任何其他材料)，用热胶将灯泡与底座粘结。

对于 LED，需要找到特殊形式的连接器(可以剪下部分老 IDE连接器)然后在接口上焊锡-些电线。当然还需要-个 2K2f电阻与 LED串联进行电流限制。用胶水将 LED连文/董璐 沈怡超 方明超接器黏在灯泡附近的某处，放上 LED。

(2)衍射分光为了能够选择目标波长 (光的颜色撒于它的波长)，我们首先要将光源的光分割成光谱。这可以通过-个衍射光栅实现。但是由于大多数人很难立刻找到衍射光栅，所以-个光盘也可以代替衍射光栅的用途。但是 CD不会完全产生频谱，因此它的精度不及衍射光栅。

(3)选择波长既然我们要在-定的波长范围内测量样品的吸光度，我们需要能够选择目标光谱的-部分。这可以通过 狭缝”实现，即具有窄的狭缝的纸板或金属片材。要选准-个非常小的部分频谱，不得不作出-个极其狭窄的缝隙。

由于十分困难的，可以通过制作了两个狭缝，其放置位置不是完全-致，达到只有～个很窄的光带可以通过的效果。

将需要选择的频谱的部分穿过缝隙，通过改变角度，将该角度的光线照射在 CD。

(4)放大电路将要检测 的光 穿过样 品，我们将使 用LDR (光敏 电阻)。虽然可以将 LDR通过连接-个欧姆表直接读数，但是更好地方法是通过它来构建-个基本的放大器，使我们用-个电压表读数，因为这种方法提供检测到的光强度的细微变化之间的差异较大。

组装所述放大器电路。我用了 TL081的运算放大器。然后测量 0V和输出之间的电压，这撒于射人 LDR的光量。

图 1图 2-7n · 由 Z 掂 斩 仕 T 提 Flortrnnic Technnlnv＆ So什WTIro Engine n巳(5)驱动步进电路我们可 以很容易地通过步进 电机驱动电路与Arduino板实现。使用如上图 l构建双极步进驱动电路再使用 Arduino的代码的spectrosteppeLpde”，可以用两个按钮控制电机。

构建驱动 电路。 然后将-个 2k2电阻的～ 端接地 ，另-端接入两个按钮的-端以及Arduino的数据输入端，将两个按钮的另-端连入 Arduino提供的 5V电压。

如果-切顺利，当你按下-个按钮，电机应转动 1步，其转到方向撒于你按下按钮的颜色。

(6)整体连接在得到了步进电机之后，将 CD与步进电机的主轴齿轮相连～与光源和 CD安装到位并确保所有的频谱部分可以与狭缝对齐。这取决于 CD的角度，而CD将整体按照图3连接4实施过程图 3将仪器放置在黑暗中，在狭缝后面放置-个装有样品的试管，使光通过试管打LDR。

由于各种 LDR肯反应不同，我们需要做空白测量。在试管中加入蒸馏水 (或测量溶剂的标准样品)，记录通过试管后每个波长或颜色的光线位置对应的电压读数。

进行空白测量后，将待测溶液 (非样品)加入试管中，记录通过试管后每个波长或颜色的光线位置对应的电压读数。与标准样品的记录相对比，根据朗伯比尔定律 (Alog(10/I))可以计算出吸光度 。