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Selbstbaufotometer für die diBox

Karl Hagenbuchner


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Fotometer sollten zwar zur Standardausrüstung jedes Schullabors gehören, doch sind sie selten in mehrfacher Anzahl vorhanden. In Übungen blockiert der mit Fotometer, diBox und Computer aufgebaute Meßplatz die weitergehende Verwendung des einzigen Fotometers und des Computersystems oder es gibt doch noch kein Fotometer: Für diese Fälle ist die nachfolgend beschriebene Lösung gedacht, die mit einem Material- bzw. Kostenaufwand von etwa 100.- öS beinahe alle Messungen erlaubt, die mit einem sonst wesentlich teureren Filterfotometer auch möglich sind.

led.gif Zurückgegriffen wird dabei auf eine bereits in den Wissenschaftlichen Nachrichten vom April 1979 veröffentlichte Idee eines Selbstbaufotometers mit Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquelle mit hinlänglich spektraler Reinheit. Der seit dieser Zeit erfolgte Fortschritt bei den elektronischen Bauteilen reduziert im vorliegenden Fall die Anzahl der Bauteile auf 5 Stück: eine Mehrfarben-LED mit drei Vorwiderständen, einen lichtempfindlichen Bauteil (Fotowiderstand, Fotodiode oder Fototransistor je nach Inhalt der Bastelkiste) und einen weiteren Widerstand. Weiters notwendig: ein kleines schwarzes Gehäuse und ein Abfallstück eines quadratischen Alu-Vierkantprofils mit einer inneren Kantenlänge von 1 cm zur Aufnahme von Standardküvetten. Dieser Vorschlag von Kollegen Knall reduziert den mechanischen Aufwand, das "Pilotmodell", auf das sich die Abbildung bezieht, benutzt 7 cm Novillonrohr, in das viele Reagenzgläser tadellos eingeführt werden können. Ein zweites Gehäuse, das mit dem Aluprofil hinfällig wird, sorgt im Pilotmodell für den Halt des Reagenzglases).

foto2.gif Irgendwo im Gehäuse sind zwei Bohrungen im Alu-Profil oder Novillonrohr anzubringen, an diesen Löchern stehen sich die LED und der lichtempfindliche Bauteil gegenüber. Verwendet wird die "Full-COLOR-RGB LED" LF 59 (Ø 5 mm), bei der auf einem Chip eine GaAsP-Diode für Rot (660 nm), eine GaP-Diode für Grün (565 nm) und zwei SiC-Dioden für Blau (470 nm) integriert sind (Abb. 2). Entsprechend den verschiedenen Betriebsspannungen sind für einen Betriebsstrom von 20 mA für 5V-Betrieb unterschiedliche Vorwiderstände notwendig: rot 160 Ohm, grün 150 Ohm und für blau 100 Ohm, wobei die beiden blauen Systeme parallel zu schalten sind, um ausreichende Lichtstärke zu erhalten. Gemessen wird der über den lichtempfindlichen Bauteil und einen Arbeitswiderstand fließende, den Beleuchtungsverhältnissen proportionale Strom. Für diesen Widerstand gilt es, einen optimalen Wert auszuprobieren!

led1.gif Angesteuert wird das Fotometer über die diBox unter Verwendung der ersten drei digitalen Ausgänge (schalten wahlweise die LEDs ein/aus), die Meßstrecke wird von der Box her mit +12V versorgt und der über den Arbeitswiderstand anstehende Spannungsabfall wird über Kanal 3 eingelesen. Die weiteren Kanäle könnten für andere Messungen verwendet werden. Das zur Steuerung benötigte Programmfile (LED.LAB) kann vom Autor gegen Zusendung einer formatierten 3,5-Diskette und einer Briefmarke zu öS 7,50 erhalten werden, wie es auch unschwer selbst erstellt werden kann (Abb.3). Einzig zu beachten ist die verkehrte Logik der digitalen Ausgänge, wenn die LEDs gegen Masse betrieben werden (Abb. 4), da in der Box bei "Kanal ein" der Treibertransistor gegen Masse durchgeschaltet ist (Abb. 5).

Die Leuchtdiode ist bei der Firma Gretter Elektronik Versand, Postfach 450, 6330 Kufstein zu einem Preis von 99.- unter der Bestellnummer 18 53 53 - 33 (LF 59 diffus) oder 18 53 88 - 33 (LF 59 klar) zu beziehen, sonstige Teile sind in Elektronikläden zu beziehen.


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