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Collegamento fra il sensore e arduino. In fase di costruzione del prototipo è opportuno usare gli appositi ponticelli, in fase di costruzione definitiva è meglio usare dei fili saldati, sia da una parte che dall'altra per evitare falsi contatti.

Fissaggio del sensore ad una basetta millefori che servirà da supporto per fissare i componenti accessori che sono un trimmer per regolare il contrasto del display lcd alcune resistenze e alcuni condensatori di stabilizzazione dell'alimentazione.

Considerazioni sulla luce che direttamente passa dai diodi led al sensore: occorre evitare questo in modo assoluto, noi abbiamo disaccoppiato i led dal sensore mediante un collarino di tubo nero (abbiamo usato un tubo di plastica ricavato da un pennarello esaurito). Il sensore è ora in fondo al centro dello spezzone di tubo e la possibilità che la luce dei led vi possa giungere è stata eliminata.

Il prossimo passo è integrare un display lcd per poter usare lo strumento senza ricorrere al computer. La scelta del display cade su un modello a due righe 16 caratteri (compatibile con il driver Hitachi HD44780). Questo ha richiesto un certo numero di modifiche come ad esempio il montaggio di un trimmer per regolare il contrasto e di alcune resistenze per regolare la luminosità del display. Poi abbiamo ricablato tutti i fili saldandoli direttamente sul PCB di arduino in modo da eliminare una volta per tutte i falsi contatti. Nel dispay a sinistra si vedono le frequenze relative ai tre colori fondamentali (R=rosso,B=blu,V=verde) e al bianco (W). Nel display al centro la versione del software e il committente (parte introduttiva dopo l'accensione). Nella foto a destra tutto l'apparato completo di arduino uno, display e sensore, con tutti i fili di collegamento direttamente saldati sul PCB di arduino.

Ora dobbiamo costruire una scatola adatta a contenere tutto. Caratteristiche della scatola:

• con l'interno verniciato di nero opaco in modo da evitare riflesioni ed ermetica in modo da evitare infiltrazioni di luce esterna. Questo è fondamentale, quanto usare sempre la stessa provetta (o meglio lo stesso tipo) per contenere il liquido. Cambiando questi parametri la macchina necessita di essere ritarata.

• Il sensore dovrà essere preferibilmente collocato a 10-11 cm dall'oggetto da illuminare, i led impiegati emettono un fascio di luce molto direttivo che si apre sufficientemente solo a questa distanza. Posizionare il sensore troppo lontano è controproducente in quanto diminuisce la luce che lo colpisce e saremmo in questo caso costretti a ricorrere a delle ottiche per migliorarne la sensibilità come ad esempio una lente biconvessa per aumentare la concentrazione della luce sul sensore. In alternativa posizionare il sensore a contatto con la provetta e rendere più direttivi i led. In questo modo cala la luce ma il sensore è molto vicino, quindi più sensibile.

• L'oggetto da misurare dovrà preferibilmente essere l'unico oggetto posto davanti al sensore in grado di emettere luce (in questo caso per riflessione), quindi tutto il resto andrà schermato, questo per aumentare il rapporto segnale utile/luce indesiderata e migliorare la presisione del sistema.

In alto alcune fasi della costruzione della scatola, realizzata in legno.

Colorazione dell'interno della scatola di nero opaco.

Fori passanti per il collegamento esterno di arduino per la programmazione e l'alimentazione.

Provetta che useremo per i test sullo spettrofotometro.

Supporto inferiore della provetta. Serve per bloccarla sempre in una precisa posizione per evitare errori di posizionamento della stessa.

Supporto inferiore della provetta. Serve per bloccarla sempre in una precisa posizione per evitare errori di posizionamento della stessa.

Montaggio del supporto guidaprovetta all'interno della scatola dopo averlo verniciato di nero opaco.

Provetta messa in posizione nel supporto guidaprovetta. E' stato messo in posizione anche il supporto reggisensore, con il sensore montato e a contatto con la provetta.

Provetta messa in posizione nel supporto guidaprovetta. E' stato messo in posizione anche il supporto reggisensore, con il sensore montato e a contatto con la provetta.

Scatola finita e montata. Sopra la scatola si vedono tre provette di taratura realizzate per eseguire dei test.

Di seguito il programma utilizzato per le prove dello spettrofotometro: basta copiarlo e trasferirlo su arduino.

#include <SPI.h>
#include <FreqCount.h>
#include <TimerOne.h>
#include <LiquidCrystal.h>

#define S0 13 // Please notice the Pin's define
#define S1 12
#define S2 11
#define S3 10
#define OUT 5
#define DELAY 1000

LiquidCrystal lcd(2, 4, 9, 8, 7, 6);
void inizio()
{
pinMode(S0, OUTPUT); // OUTPUT FREQUENCY
pinMode(S1, OUTPUT); // OUTPUT FREQUENCY
pinMode(S2, OUTPUT); // RGB Selection
pinMode(S3, OUTPUT); // RGB Selection
pinMode(OUT, INPUT); // Frequency reader

digitalWrite(S0, LOW); // OUTPUT FREQUENCY SCALING 2%
digitalWrite(S1, HIGH);
// Inizializza il display con i numeri dei piedini collegati ad arduino

}

void setup() {

Serial.begin(9600);
FreqCount.begin(1000);
// set up the LCD's number of columns and rows:
lcd.begin(16, 2);
// Print a message to the LCD.
lcd.clear();
lcd.print("Colorimetro V1.0");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("->BrewThePlanet");
lcd.setCursor(0, 2);
lcd.print("Colore Scala EBC");
}

void loop() {
unsigned long countR;
unsigned long countB;
unsigned long countG;
unsigned long countW;

digitalWrite(S2, LOW); // Rosso
digitalWrite(S3, LOW);
delay(DELAY);
if (FreqCount.available()) {
countR = FreqCount.read();
}

digitalWrite(S2, LOW); // Blu
digitalWrite(S3, HIGH);
delay(DELAY);
if (FreqCount.available()) {
countB = FreqCount.read();
}

digitalWrite(S2, HIGH); // Verde
digitalWrite(S3, HIGH);
delay(DELAY);
if (FreqCount.available()) {
countG = FreqCount.read();
}

digitalWrite(S2, HIGH); // Senza filtro (Bianco)
digitalWrite(S3, LOW);
delay(DELAY);
if (FreqCount.available()) {
countW = FreqCount.read();
}

Serial.print("->Frequenza Rosso =");
Serial.println(countR);
Serial.print("->Frequenza Blu =");
Serial.println(countB);
Serial.print("->Frequenza Verde =");
Serial.println(countG);
Serial.print("->Frequenza Bianco=");
Serial.println(countW);
Serial.println("-----------------------------------------------");
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("R:");
lcd.print(countR);
lcd.setCursor(8, 0);
lcd.print("B:");
lcd.print(countB);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("V:");
lcd.print(countG);
lcd.setCursor(8, 1);
lcd.print("W:");
lcd.print(countW);

}