So verwenden Sie den Spektroskopiesensor AS7265x mit Arduino

  • Der AS7265x-Sensor misst 18 Lichtfrequenzen von UV bis IR.
  • Lässt sich über eine spezielle Bibliothek problemlos in Arduino integrieren.
  • Das System kann für spektrale Lichtstudien in wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

as7265x

Wenn Sie schon immer Spektroskopiestudien von zu Hause aus durchführen wollten, ist dies jetzt mit dem AS7265x-Sensor von SparkFun möglich. Bei diesem unglaublichen Gerät handelt es sich um einen optischen Sensor, der genau untersuchen kann, wie Objekte unterschiedliche Lichtfrequenzen absorbieren und reflektieren. Der Clou ist, dass Sie es problemlos mit Arduino verwenden können, sodass ein viel breiteres Publikum mit Spektroskopie experimentieren kann.

Mit dem AS7265x ist es möglich, ein breites Spektrum an Lichtfrequenzen zu messen, von Ultraviolett (UV) bis Nahinfrarot (IR), was eine Vielzahl optischer Tests und wissenschaftlicher Anwendungen ermöglicht. Und das Beste: Dank der Arduino-Bibliothek müssen Sie kein Experte in Programmierung oder Optik sein, um es zum Laufen zu bringen. Es ist praktisch Plug-and-Play.

Der Spektroskopiesensor AS7265x: Was ist das?

Der AS7265x von SparkFun besteht aus drei verschiedenen Sensoren: dem AS72651 für UV-Licht, dem AS72652 für sichtbares Licht und dem AS72653 für Infrarot. Insgesamt können sie 18 Lichtbänder im Bereich von 410 nm bis 940 nm erkennen. Dadurch kann der Sensor erfassen, wie verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen interagieren.

Zusätzlich zu den Sensoren selbst ist das Gerät auch mit drei LEDs ausgestattet: einer 405-nm-UV-LED, einer 5700-k-Weiß-LED und einer 875-nm-IR-LED, sodass Sie das zu messende Objekt mit der richtigen Lichtart beleuchten können. Dank dieser Konfiguration können Sie das vom Objekt reflektierte oder absorbierte Licht genau ablesen.

Technische Daten des AS7265x

Dieser Sensor zeichnet sich nicht nur durch seine spektrale Messkapazität, sondern auch durch seine Präzision aus. Das System kann mit einer Genauigkeit von bis zu 28,6 nW/cm messen2 und eine Genauigkeit von +/-12 %. Darüber hinaus arbeitet das System mit einer typischen Spannung von 3,3 V und eignet sich daher ideal für den Einsatz mit Arduino-Boards und anderen Mikrocontrollern mit geringem Stromverbrauch.

Der AS7265x verwendet standardmäßig eine I2C-Schnittstelle. Sie können ihn jedoch auch für den Betrieb über eine serielle UART-Schnittstelle mit 115200 Bit/s konfigurieren, wenn Sie dies bevorzugen. Über die serielle Schnittstelle können Sie AT-Befehle senden und detaillierte Antworten über den Status des Sensors und die von ihm erfassten Messwerte erhalten.

Funktionen und Anwendungen des AS7265x-Sensors

Das Gebiet der Spektroskopie ist faszinierend und hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Wissenschaft und Industrie. Zu den häufigsten Anwendungen der Spektroskopie gehören:

  • Bestimmung der atomaren Struktur einer Probe.
  • Überwachung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff in aquatischen Ökosystemen.
  • Analyse des Nährstoffgehalts in landwirtschaftlichen Böden.
  • Forschung zur Proteincharakterisierung.

Mit dem AS7265x-Sensor können Forscher und Bastler untersuchen, wie bestimmte Materialien auf verschiedene Lichtbänder reagieren. Sie können mit dem Gerät beispielsweise Untersuchungen zur Wasserqualität durchführen oder die Oberfläche von Lebensmitteln analysieren, um deren Zusammensetzung festzustellen.

So verwenden Sie den AS7265x-Sensor mit Arduino

Die Integration des AS7265x mit Arduino ist dank der speziellen Bibliothek, die Sie direkt vom Bibliotheksmanager der Arduino-Entwicklungsumgebung herunterladen können, sehr einfach. Diese Bibliothek konfiguriert die I2C-Verbindung vor, sodass Sie schnell und einfach Messwerte von allen 18 Kanälen erhalten.

Zu den wichtigeren Funktionen der AS7265x-Bibliothek gehört die Möglichkeit, Messungen mit oder ohne eingeschalteten Beleuchtungs-LEDs durchzuführen, den LED-Strom zu steuern, Temperaturen von allen drei Sensoren abzulesen und kalibrierte Messwerte abzurufen.

Wenn Sie fortgeschrittener sind und lieber über Low-Level-Befehle mit dem Sensor interagieren, können Sie die UART-Schnittstelle aktivieren und AT-Befehle manuell senden. Einige der wichtigsten Befehle sind:

  • AT: Mit diesem Befehl können Sie überprüfen, ob der Sensor reagiert.
  • VERSUCH: Zeigt den aktuellen Sensortemperaturwert an.
  • ATDATA: Ruft unkalibrierte Werte von Sensoren ab.
  • ATCDATA: Erhält die kalibrierten Werte der drei Sensoren.

Beispiele für den praktischen Einsatz

Eines der einfachsten Beispiele für die Verwendung des AS7265x mit Arduino ist die Messung der 18 Lichtkanäle. Der Anschluss des Sensors an den Arduino Nano ist so einfach wie das Verbinden der I2C-Pins (SDA und SCL) mit den entsprechenden auf dem Arduino. Anschließend können Sie mit ein paar Codezeilen die Ergebnisse in der Arduino-Konsole anzeigen.

Ein weiteres interessantes Beispiel ist die Verwendung von Bibliotheksfunktionen zum Einschalten der LEDs nacheinander während der Messung. Dies ist nützlich, um das Objekt kontrollierter zu beleuchten, und Sie können den Strom der LEDs entsprechend Ihren Anforderungen variieren.

Wenn Sie Ihr Projekt noch einen Schritt weiter vorantreiben möchten, können Sie weitere Komponenten hinzufügen, beispielsweise eine externe Glühbirne, um das Objekt mit einem anderen Licht zu beleuchten. Dies ist nützlich, wenn Sie umfangreichere Messungen durchführen möchten und eine bessere Ausleuchtung des Objekts benötigen.

Unabhängig vom Projekt ist der AS7265x ein äußerst vielseitiger Sensor, der in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden kann. Egal, ob Sie an einem wissenschaftlichen Schulprojekt arbeiten oder eine industrielle Lösung entwickeln, die Fähigkeit des AS7265x, Licht bei 18 Frequenzen zu messen, macht ihn zu einem leistungsstarken Werkzeug.

Der AS7265x macht einen großen Unterschied im Bereich der Desktop-Spektroskopie und bringt eine Technologie mit sich, die für Amateure und Profis traditionell sehr teuer und komplex war.


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