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Selbstbaufotometer für die diBox
Ein Artikel von Karl Hagenbuchner in Chemie & Schule 1/1995.
<IMG HSPACE=20 ALIGN=right WIDTH=262 HIGHT=215 ALT="foto1.gif" SRC="/img/chemie/FOTO1.GIF" height="215">
<H2> <B class="title"> Selbstbaufotometer für die diBox </B>
<A HREF="mailto:hagenbu@EUnet.at"> Karl Hagenbuchner </A>
<P>
<span class="content">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. </span>
<P> <IMG HSPACE=20 ALIGN=left WIDTH=306 HIGHT=185 ALT="led.gif" SRC="/img/chemie/LED.GIF" height="185">
<span class="content">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).</span>
<P> <IMG HSPACE=20 ALIGN=right WIDTH=407 HIGHT=404 ALT="foto2.gif" SRC="/img/chemie/FOTO2.GIF" height="404">
<span class="content">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 <B>"Full-COLOR-RGB
LED" LF 59 </B>(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!</span>
<P> <IMG HSPACE=20 ALIGN=left WIDTH=332 HIGHT=279 ALT="led1.gif" SRC="/img/chemie/LED1.GIF" height="279">
<span class="content">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).</span>
<P class="content"> 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.