Als u ooit vanuit huis spectroscopieonderzoek heeft willen doen, is dat nu mogelijk met de AS7265x-sensor van SparkFun. Dit ongelooflijke apparaat is een optische sensor die nauwkeurig kan bestuderen hoe objecten verschillende lichtfrequenties absorberen en reflecteren. Het hoogtepunt is dat je het eenvoudig kunt gebruiken met Arduino, waardoor een veel breder publiek kan experimenteren met spectroscopie.
Met de AS7265x is het mogelijk om een breed scala aan lichtfrequenties te meten, van ultraviolet (UV) tot nabij-infrarood (IR), wat een groot aantal optische tests en wetenschappelijke toepassingen mogelijk maakt. En het beste van alles: dankzij de Arduino-bibliotheek hoeft u geen expert te zijn in programmeren of optica om het aan de praat te krijgen. Het is praktisch plug-and-play.
De AS7265x-spectroscopiesensor: wat is het?
De AS7265x van SparkFun bestaat uit drie verschillende sensoren: de AS72651 voor UV-licht, de AS72652 voor zichtbaar licht en de AS72653 voor infrarood. Met deze drie kunnen ze in totaal 18 lichtbanden detecteren, variërend van 410 nm tot 940 nm. Hierdoor kan de sensor vastleggen hoe verschillende materialen omgaan met verschillende golflengten van licht.
Naast de sensoren zelf is het apparaat ook uitgerust met drie LED's: een 405nm UV, een 5700K wit en een 875nm IR, waardoor je het te meten object met het juiste type licht kunt verlichten. Dankzij deze opstelling kunt u nauwkeurig het licht aflezen dat door het object wordt gereflecteerd of geabsorbeerd.
AS7265x Technische specificaties
Deze sensor valt niet alleen op door zijn spectrale meetcapaciteit, maar ook door zijn precisie. Het systeem kan meten met een nauwkeurigheid tot 28,6 nW/cm2 en een nauwkeurigheid van +/-12%. Bovendien werkt het systeem op een typische spanning van 3,3 V, waardoor het ideaal is voor gebruik met Arduino-boards en andere microcontrollers met laag vermogen.
De AS7265x gebruikt standaard een I2C-interface, maar u kunt hem desgewenst ook configureren om via een seriële UART-interface op 115200 bps te werken. Met de seriële interface kunt u AT-opdrachten verzenden en gedetailleerde antwoorden ontvangen over de status van de sensor en de metingen die deze uitvoert.
Functies en toepassingen van de AS7265x-sensor
Het vakgebied van de spectroscopie is fascinerend en heeft meerdere toepassingen in zowel de wetenschap als de industrie. Een van de meest voorkomende toepassingen van spectroscopie zijn:
- Bepaling van de atomaire structuur van een monster.
- Monitoring van opgeloste zuurstofniveaus in aquatische ecosystemen.
- Analyse van het nutriëntengehalte in landbouwbodems.
- Onderzoek naar eiwitkarakterisering.
Met de AS7265x-sensor kunnen onderzoekers en hobbyisten bestuderen hoe bepaalde materialen reageren op verschillende lichtbanden. U kunt het apparaat bijvoorbeeld gebruiken om onderzoek naar de waterkwaliteit uit te voeren of om het oppervlak van voedsel te analyseren om de samenstelling ervan te bepalen.
Hoe de AS7265x-sensor met Arduino te gebruiken
De integratie van de AS7265x met Arduino is heel eenvoudig dankzij de speciale bibliotheek die u rechtstreeks kunt downloaden vanuit de bibliotheekmanager van de Arduino-ontwikkelomgeving. Deze bibliotheek configureert de I2C-verbinding vooraf, zodat u snel en eenvoudig metingen van alle 18 kanalen krijgt.
Enkele van de belangrijkste kenmerken van de AS7265x-bibliotheek zijn onder meer de mogelijkheid om metingen uit te voeren met of zonder de verlichtings-LED's aan, de LED-stroom te regelen, temperaturen van alle drie de sensoren af te lezen en gekalibreerde metingen op te halen.
Als u meer gevorderd bent en liever met de sensor communiceert met opdrachten op laag niveau, kunt u de UART-interface activeren en AT-opdrachten handmatig verzenden. Enkele van de belangrijkste opdrachten zijn:
- AT: Met dit commando kunt u controleren of de sensor reageert.
- POGING: Toont de huidige sensortemperatuurmeting.
- ATDATA: Haalt ongekalibreerde waarden op van sensoren.
- ATCDATA: Verkrijgt de gekalibreerde waarden van de drie sensoren.
Voorbeelden van praktisch gebruik
Een van de eenvoudigste voorbeelden van het gebruik van de AS7265x met Arduino is het meten van de 18 lichtkanalen. Het aansluiten van de sensor op de Arduino Nano is net zo eenvoudig als het aansluiten van de I2C-pinnen (SDA en SCL) op de overeenkomstige op de Arduino. Vervolgens kunt u met een paar regels code de resultaten bekijken in de Arduino-console.
Een ander interessant voorbeeld is het gebruik van bibliotheekfuncties om de LED's één voor één in te schakelen terwijl er metingen worden verricht. Dit is handig om het object op een meer gecontroleerde manier te verlichten, en u kunt de stroom van de LED's aanpassen aan uw behoeften.
Als u uw project een stap verder wilt brengen, kunt u andere componenten toevoegen, zoals een externe lamp om het object met een ander licht te verlichten. Dit is handig als u geavanceerdere metingen wilt uitvoeren en een betere verlichting van het object nodig heeft.
Ongeacht het project is de AS7265x een uiterst veelzijdige sensor die in een grote verscheidenheid aan toepassingen kan worden gebruikt. Of u nu aan een wetenschappelijk project op school werkt of een industriële oplossing ontwikkelt, het vermogen van de AS7265x om licht op 18 frequenties te meten maakt het tot een krachtig hulpmiddel.
De AS7265x maakt een groot verschil op het gebied van desktopspectroscopie en brengt een technologie die van oudsher erg duur en complex is voor zowel amateurs als professionals.