Spektroskop-Arduino

Mit einem Arduino und dem Bildsensor TSL1401 lässt sich ein Spektroskop bauen. Das erhaltene Spektrum wird sogleich auf einem 320×480 Pixel Display färbig dargestellt.

Beim TSL1401 handelt es sich um einen Bildsensor mit nur einer einzelnen Pixelreihe, welche 128 Pixel umfasst. Man nennt diese Art von Bildsensor daher auch Liniensensor (engl. linear image sensor). Mit einem Potentiometer lässt sich die Belichtungszeit des Sensors einstellen. Das Spektroskop ist dadurch sowohl für sehr helle, als auch für sehr dunkle Lichtquellen geeignet.

Ein Spektroskop besteht üblicherweise aus

  • einem schmalen Spalt bestehend zum Beispiel aus 2 Rasierklingen
  • einem Kollimator, welcher zur Erzeugung von Licht mit parallelem Strahlengang dient. Dieser muss sich also genau im Abstand f (= seine Brennweite) vom Spalt befinden.
  • dem dispersiven Medium (Prisma, Beugungsgitter), welches das Licht in die einzelnen Farbkomponenten aufspaltet
  • der Abbildungslinse, welche die parallelen Lichtstrahlen wieder auf den Bildsensor fokusiert

Die richtige Ausrichtung dieser optischen Komponenten zueinander ist nicht einfach und bedarf einiges an Geduld. Am besten funktioniert die Justage, wenn vor dem Spalt eine weiße Lichtquelle (z.B. weiße LED) postiert wird. Danach versucht man das hinter dem Beugungsgitter entstandene Farbenspektrum möglichst scharf wieder auf den Liniensensor abzubilden.

Sehr geeignet für das Spektroskop sind die optischen Linsen von Astro-Media, speziell die beiden achromatischen Glaslinsen mit f = 39.5mm bzw. f = 26.5 mm und 18mm Durchmesser.

Hat alles seinen richtigen Platz gefunden, fixiert man sämtliche Komponenten mittels Schrauben oder 2-Komponenten-Klebstoff.

    

 


Arduino-Code: