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Low Cost µC Spektrophotometer Eigenbau
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Hallo zusammen,

eigentlich komme ich aus dem E-Technik Bereich. Doch so ein Hobbylabor hat schon was. Deshalb habe ich mir vor kurzen ein Photometer sowie ein Spektrometer gebaut. Zur Zeit bin ich an der Entwicklung eines Spektrophotometers und so gut wie fertig. Schön wäre natürlich noch ein Raman Spektroskop aber das wird schwierig mit einfachen Mitteln.



Es ist erstaunlich wie genau es ist und sich damit die gängigsten Wassertests durchführen lassen.
Mit dem Spektrometer inkl. Software lassen sich die tollsten Absorptions fingerprints darstellen. Als nächstes brauche ich noch eine Zentrifuge. Die wird auch gebaut!

Frage: Gibt es eigentlich freizugängliche Absorptionsspektren verschiedener Stoffe? Ich habe eine Datenbank gefunden wo aber nur Raman Spektren zu finden sind.

Gruß
Dominik
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Zunächst mal herzlich willkommen bei Illumina-Chemie!

Solche Geräte sind immer interessant, da Viele sich keine "professionellen" Geräte leisten können oder Zugang dazu haben.


Folgende Datenbank sollte recht umfangreich die verschiedenen Spektren verfügbar haben:
http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi

Gut, daß ich mal getestet habe... Statt wie gewohnt kommt eine Störmeldung. Ansonsten ist das eine gute, nichtkommerzielle Quelle.

Zitat der Seite:
SDBS is Out of Service

2016-04-27 The service will be unavailable for some weeks.
New schedule will be announced on this page.
I appreciate your understanding
/Zitat

Dort werden mehrere Datenbanken (und Metadatenbanken) zitiert...
https://www.researchgate.net/post/Does_anyone_know_a_good_and_free_online_database_of_IR_spectra


PS: Das Bild ist ja auf dem Bildschirm fast breiter als das Gerät in "Echt". Man muß quer scrollen, um den Text da drüber und drunter lesen zu können!
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Moin,

danke danke...
Ja mit dem Bild stimmt... ist etwas zu groß! Muss es mal kleiner machen und meinen Beitrag editieren, wenn es noch geht!
Sorry dafür!!

Danke für den Datenbanklink. Ich schaue mal rein wenn die Seite wieder offen ist Smile
Ja so Geräte machen verdammt viel Spaß und Freude!
Achso, das Gerät zeigt übrigens Transmission, Absorption und Extinktion an.

Das hier ist übrigens in Entwicklung:


Damit kann sich jeder sein Photometer selber bauen bzw in ein Gehäuse seiner Wahl bauen!


Gruß
Dominik

Edit: Foto bearbeitet! Jetzt ist es besser Wink
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NI2
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Auch wenn Glaskocher SDBS bereitrs erwähnt hat, kann ich sagen, dass das neben Papern selbst DIE Quelle für Spektren ist. Selbst der SciFinder benutzt SDBS-Spektren, sofern er welche anzeigt. Aktuell aber gut zu wissen, dass die Seite Out of Service ist, falls jemand mitbekommen dass sie wieder on ist kann er ja mal bescheid geben.

Dann erstmal Willkommen bei Illumina, Kilo! Sieht ja bisher ganz gut aus, bin mal gespannt. Smile

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Danke schön!

ja ich bin mal gespannt wenn die Seite wieder erreichbar ist! Smile
Dann werde ich gleich mal die einzelnen Spektren vergleichen!
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Illum.-Ass.

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Willkommen Smile

So wie ich das verstanden habe ist dein Gerät nicht kontinuierlich 'durchstimmbar' oder ? Nur einzelne diskrete Wellenlängen (Leuchtdioden) sind zugänglich ?

Zitat:
Schön wäre natürlich noch ein Raman Spektroskop aber das wird schwierig mit einfachen Mitteln.

Das halte ich für sehr sehr schwierig bis nahezu unmöglich. Da müsstest du entweder ein Interferometer oder Gitterspektrometer bauen und einen passenden Laser besorgen. Raman ist ziemlich anspruchsvoll und besitzt im gegensatz zu IR viel weniger anwendungen...

Versuch dich doch mal an einem Nephelometer / Turbidimeter o. Ä. Vielleicht könntest du beide Geräte in einem Gehäuse vereinen Wink

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Du solltest Spektren aller Art auch bei nist.gov finden können. Du muss ggf. etwas suchen, hab die Datenbank bisher nuf für Massenspektren und Chromatogramme benutzt.

Was für mich als Biologe interessant wäre, wenn das Photometer auch im UV-Bereich funktionieren würde. Also ein UV/VIS Gerät.

Wie schaut das denn aus für Leute, die überhaupt keine Ahnung von Elektronik haben?

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Ja stimmt... es ist ein photometer mit umschaltbaren wellenlängen. Heute habe ich dann mein Multifunktionsmeter fertig bekommen: Ein photometer und ein spektrometer mit einem festen breitbandigen spektrum. Somit kann ich das Absorptionsspektrum bestimmen sowie die Extinktion. Morgen mache ich mal ein foto. Hammer geil Smile

UV hatte ich versucht ist aber nicht ganz so einfach weil es starke temperaturdrifts gab. Habs dann erstmal sein lassen.

Zum thema Nicht-elektroniker: ich hatte vor das photometer Modul auf den 2. Foto fertig aufgebaut anzubieten. Da braucht man nur noch einen 3 wege schalter, einen taster, einen stufenschalter, die leds und den photowiderstand anschliessen. Das kann dann jeder.
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Was soll der Spaß denn kosten? Smile
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Ich hab eigentlich noch keine ahnung Very Happy
Ich bräuchte Referenzen zu anderen geräten mit der gleichen auflösung etc etc... schwer im moment zu sagen.
Wobei das Modul ja kein komplett fertiges gerät ist. Also ohne gehäuse.
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Kleiner Exkurs zu den Messprinzipien:

Der Klassiker ist das "CW"-Prinziep (=Continious Wave). Man stellt eine Wellenlänge an Prisma oder Gitter ein, mißt erst die Vergleichsküvette, dann die Probe. Dann verstellt man die Wellenlänge, mißt... Ein solches Gerät sollte sich noch mit "einfachen Mitteln" konstruieren lassen, da man fast Alles im Handel bekommen müßte. Es werden nur Spiegel, Linsen, Gitter, Graufilter, Farbfilter, Fotozellen gebraucht. Mit etwas mehr Aufwand (zwei Fotozellen, Strahlteiler) läßt sich der Messbetrieb beschleunigen, indem man Vergleichs- und Messwert parallel erfasst. Mit dieser Methode wurde die Spektroskopie etabliert, nachdem man die geschwärzten Silberkörner auf dem Foto-Negativ ausgezählt hatte.


Einen erhöhten Aufwand an Signalerzeugung und ~auswertung erfordert das "FT"-Prinziep (=Fourier Transformation). Man durchstrahlt die Probe mit einem "weißen" Lichtstrahl, der vorher in Mess- und Referenzanteil gespalten wurde. Beide werden in einem durchstimmbaren Interferometer in Wechselwirkung gebracht und ihr Interferenzsignal aufgenommen. Dieses Signal läßt sich dann in ein Spektrum umrechnen. Vorteil hier: Man kann mehrere Messläufe fahren und die Signale addieren, um das Rauschen besser zu unterdrücken. Der Nachteil ist, daß man extrem exakt bauen muß und eine sehr hoch zeitlich aufgelöste Detektion braucht. Viele moderne Geräte arbeiten mit diesem Prinziep.


Raman-Spektrometer sind vermutlich nur mit einem FT-Detektor machbar. Oft müssen die Detektorbauteile sehr weit heruntergekühlt werden, um ein sinnvolles Signal-Rausch-Verhältnis zu liefern. Solche Detektoren werden oft mit flüssigem Stickstoff gekühlt.



Bei einem Nephelometer / Turbidimeter wird doch das Streulicht rechtwinklig zum Strahlengang bestimmt. Das sollte sich noch recht einfach einbauen lassen. Man könnte vermutlich sogar die seitliche Streuung in Abhängigkeit von der eingestrahlten Wellenlänge ermitteln. Das läßt Rückschlüsse auf die Teilchen-Eigenschaften zu.



Insgesamt finde ich die derzeit angebotenen Klein-Spektrometer und ihre Auflösung beachtlich. Solche Geräte passen in eine Zigarettenschachtel und können sehr flexibel eingesetzt werden. In Glove-Boxen und bei der kontinuierlichen Qualitätskontrolle sollten sie nutzbar sein, wenn man keine "klassischen" Geräte einsetzen kann.
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Hamamatsu hat einige mini Spektrometer im Angebot, haben zwar auch mit 15nm Auflösung nur Miniauflösung aber kosten dafür auch keine k€.
Beliebt z.B. C12666MA http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/c12666ma_kacc1216e.pdf

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Da hast du aber auch "nur" den sensor. Keine auswerteeinheit, ansteuerung, etc. Schade das man keine preise sieht
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Naja der sensor ist das was am schwersten selbst zu bauen ist in einer annehmbaren qualität.

Der Sensor einzeln liegt bei ca. 200$ nen passendes Breakoutboard gibts hier http://www.pureengineering.com/store

Auswertung kann nen Arduino oder nen Nucleo machen.

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Ekki Ekki Ekki Patang!
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Hm.... da deckt ein einfacher ccd sensor aber einen größeren wellenlängenbereich ab und hat auch eine deutlich bessere auflösung. Und kostet 10 mal weniger.
Wie auch immer...es kommt halt darauf an was man messen will bzw wofür man ein solches gerät braucht.
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Low Cost µC Spektrophotometer Eigenbau
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