El maker que publica como Curious Scientist construyó un espectrómetro de luz visible portátil que ya no necesita computador, informó Hackster.io el 31 de octubre. El equipo lee un sensor CCD lineal con una placa STM32 y dibuja el espectro en una pantalla propia.

Los experimentos de Isaac Newton con prismas dispersivos cambiaron la forma de entender la luz y las longitudes de onda. Demostraron que la luz blanca contiene todos los colores, que se pueden separar y volver a juntar. Eso llevó después a otros científicos, como Thomas Young, a desarrollar la teoría ondulatoria y a relacionar la longitud de onda con el color.

¿Qué es un espectrómetro de luz visible?

Un espectrómetro vis trabaja con la luz visible, a diferencia de los que miden ultravioleta, infrarrojo u otra parte del espectro electromagnético. El instrumento mide la intensidad de cada longitud de onda presente en la luz.

Lo habitual es mirar la luz que atraviesa una muestra de material o que rebota en ella. Las longitudes de onda presentes y su intensidad dicen mucho del material. Un científico puede, por ejemplo, agregar a una muestra un reactivo que cambia de color en presencia de una proteína determinada. El espectrómetro mide cuánto cambió el color y, con eso, cuánta proteína hay en la muestra.

¿Cómo separa la luz por colores?

Como muestra Curious Scientist, el principio no es tan distinto de lo que hacía Newton.

La luz entra al espectrómetro por una fibra óptica. Un espejo colimador la refleja y deja los rayos paralelos, para que no se dispersen con la distancia. Luego los rayos llegan a una red de difracción, que separa la luz por color de forma parecida a los prismas de Newton. La luz separada rebota en un espejo de enfoque y termina sobre el sensor.

El sensor es un CCD (dispositivo de carga acoplada), la misma tecnología que usaban antes la mayoría de las cámaras digitales. En concreto es un TCD1304, un CCD lineal, porque el espectro electromagnético solo necesita una dimensión. La posición del punto iluminado a lo largo del sensor corresponde a una longitud de onda específica.

De la pantalla del computador a una caja portátil

En la primera versión, Curious Scientist leía la salida del CCD con un computador y graficaba los resultados con un software que él mismo escribió.

Después se dio cuenta de que podía lograr lo mismo sin computador y hacer el equipo portátil. Conectó el sensor CCD a una placa de desarrollo STM32F401CCU6. Una pantalla de 4 pulgadas, conectada por SPI, muestra un gráfico parecido al del software de escritorio.

El resto del hardware es este.

  • Un codificador rotatorio para ajustar la configuración y mover un cursor que marca la intensidad exacta de cualquier pico del espectro.
  • Una celda de litio 18650 con su módulo de carga, para no depender de una fuente externa.
  • Una caja impresa en 3D donde caben todos los componentes.

Con eso, Curious Scientist puede hacer espectroscopía donde vaya.