Version 8 mai 2016
Quelle est cette instructable sur ?
L’objectif de ce projet consistait à construire un appareil simple et peu coûteux qui permet la mesure de la composition de la couleur d’une solution, c'est-à-dire un colorimètre, et/ou sa densité optique, c'est-à-dire un photomètre.
Il est destiné à être un outil pédagogique pour les classes de science, mais on pourrait également être utilisé par des scientifiques de passe-temps, groupes de citoyens de science et probablement pour une multitude d’autres fins.
Pour lire les données des capteurs, de l’unité, il peut être soit être connecté directement à un Pi de framboise ou, par un Arduino, à un PC.
Le total estimé des coûts pour toutes les pièces nécessaires sont de l’ordre de 30 € ou US$ (sans frais d’envoi).
Comme vous pouvez utiliser un Raspberry Pi zéro ou Arduino Nano, le surcoût peut également être très limité.
La mise en page du boîtier permet de construire les photomètres et colorimètre à partir des mêmes parties, juste selon les LEDs que vous utiliserez et les éruptions de capteur.
Alors que pouvez-vous faire avec l’appareil ?
A photomètre permet de mesurer la quantité de lumière atteignant un capteur. Compte tenu de vous utilisez une source lumineuse constante et vous placez un objet translucide entre la source de lumière et capteur, cela permet de calculer la quantité de lumière qui se perd sur ce chemin. Ceci définit la densité optique de l’objet. La lumière « perdue » pourront absorbée par un colorant, ou dispersée par des particules, ou une combinaison des deux. Un photomètre permet de quantifier la densité optique d’une solution claire, par exemple, peu d’encre, ou une suspension, comme le lait ou les particules de levure dans la bière, wenn rempli dans une cupule de photomètre standard.
A colorimètre permet de mesurer la composition de la couleur d’un objet, ici d’une solution. Le capteur utilisé ici pour le périphérique colorimétrique divise le spectre visuel en trois canaux, rouge, vert et bleu (RVB), par les présentes de simuler la façon dont nos yeux voient des couleurs. Pour la plupart des couleurs, cela permet de décrire notre impression d’une couleur par une combinaison de trois chiffres qui décrit l’intensité dans les trois canaux RVB, généralement définies en 256 étapes. Si noirs est 0-0-0, blanc est 256-256-256, un rouge pur 256-0-0, et ainsi de suite. Jaune pur serait 256-256-0, le cyan pur 0-256-256. Mais le capteur utilisé ici est très précis et permet d’établir une distinction plus 67 000 étapes pour chaque canal de couleur.
Photomètres sont souvent utilisés pour mesurer les réactions chimiques, comme les changements de l’acidité (pH) d’une solution, par la mesure de l’intensité d’un colorant d’indicateur. Pour une détection optimale vous pouvez mesurer uniquement l’absorption de la lumière près du maximum d’absorption du colorant. Par conséquent, vous préférerez utiliser une source de lumière monochromatique au lieu de la lumière blanche. LEDs viennent dans une grande variété de couleurs, donnent de la lumière presque monochromatique et intensive avec un motif d’intensité très stable et sont très efficaces en énergie. Le capteur utilisé pour le schéma photométrique permet de mesurer l’intensité de la lumière sur un spectre très large, de l’UV à l’IR, avec une très haute précision.
Une variété de colorants indicateur changent leur couleur, par exemple du jaune au bleu. Ici une mesure colorimétrique peut permettre de démontrer et de quantifier ce processus de transition, comme le colorimètre décrit ici pourrait aussi être défini comme un photomètre de trois canaux.
Vous pouvez donc par exemple mesurer le pH, l’oxygène et des concentrations de CO2 dans votre piscine ou d’aquarium, ou nitrate et les concentrations de plomb dans votre eau potable. Ou simplement analyser la couleur précise de votre encre préféré, donc vous pouvez peindre votre appartement dans la même couleur.
Comme les coûts unitaires sont extrêmement faibles par rapport à tous les appareils commerciaux, c’est un bel outil pour les classes de science et les amateurs.
