Guten Morgen allerseits! Gleich vorweg ich bin neu und schreibe gleich so einen Aufsatz,...sorry, aber zu meiner Verteidigung das Forum bzw. die ganze Seite ist echt Top und sehr inspirierend! Ich hätte mal eine Frage, ich habe mich vor längerem mal mit AVR's beschäftigt aber nur rein zum Spaß. Jetzt bin ich bei meiner Arbeit auf der Uni über ein kleines Problem gestolppert und zwar ich beschäftige mich gerade mit der Fermentation von Bakterien. Unser Fermenter kann echt viele Messdaten aufnehmen nur leider keine Daten über das Wachstum und wenn wir mit noch eher unbekannten Stämmen fermentiern dann wäre es schön eine Wachstumskurve für den kompletten Vorgang mit aufzunehmen. Was aber mitunter Probleme bereitet weil wir erstens 24-48h fermentieren und zur proben entnahme den Fermenter öffnen müssen. (Durch das öffnen kann es am Anfang des Vorganges zur Kontamination kommen. Bis jetzt haben sich mein Betreuer und ich über Nacht und Tag abgewechselt, aber das muss ja nicht sein habe ich mir gedacht.) Ich studiere Biomedical Engineering und hab auch Bastlergene, jetzt habe ich schon recht gute Information darüber wie ich das (Flow-)OD-Meter realisieren kann (LED als Lichtquelle und eine OTP101 Photodiode möchte ich dazu verwenden). Ich würde es aber noch gerne durch einen Mikrokontroller ergänzen, für eine Ausgabe am Display (Blanc,Messwert,..), automatische Speicherung der Messwerte (SD-Karte oder ähnliches, passend zu Fermenter Messwerte der gibt sie in Excel Liste...) und wenn das alles funktioniert noch 2 Peristaltikpumpen steuern. Jetzt meine Frage mein Problem ist das ich zwar freie Hand habe was die Teilebeschaffung betrifft, aber leider keine Ahnung habe was für ein Microcontroller dazu sich eignen würde? Daher es nicht für mich privat ist möchte ich das Projektbudget nicht unnötig belasten und einfach wild drauf los basteln bzw. bestellen. Könnte mir da jemand vielleicht behilflich sein? Ich sage schon mal danke im Voraus und jetzt muss ich in meine andere Arbeit. LG Matthias
Für deine Anwendung könnte ein Arduino Board ideal sein, gerade wenn die Elektronik nur einen Randaspekt darstellt, und das Problem simpel ist ist dies meiner Ansicht nach eine Option. Preiswert ist es auch noch. Einfach ein SD Shield obendrauf und Gut
>> ...Arduino Board... Einverstanden, das ist ein guter start um mittels Arduino zu bauen. >> LED als Lichtquelle und eine OTP101 Photodiode möchte ich dazu verwenden Das ist mir nicht ganz deutlich, was moechtest du messen ? Transperanz der Fluessigkeit ? Fluorescentz ? Welches spectrum ? Ich weisz nicht was du meinst mit einen (Flow-)OD-Meter
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Matthias B. schrieb: > dann wäre es schön eine Wachstumskurve > für den kompletten Vorgang mit aufzunehmen. Meinst du sowas (Bild)? Wachstumskurven auf 3 von 16 Kanälen des Biophotometers, läuft unbedient und automatisch bis zu 5 Tagen. Anzeigeeinheit ist McFarland. Gruss Reinhard
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@Sepp Obermair: Danke für den Tip, kenne das System leider nicht muss mich mal umsehn was davon passen könnte. @Patrick C.: Ich will die Optische Dichte (OD600) einer Flüssigkeit (Bakteriensuspension) bei einer Wellenlänge von 600 nm messen, sozusagen die Trübung (Absorption der Flüssigkeit). Mit "Flow" meine ich, dass ich nicht jede Probe einzeln in die Küvette pipittiere, sondern dass das im idealfall dann eine bzw. zwei Pumpen für mich übernehmen, damit das System über die Nacht zb. Stündlich Messpunkte aufnimmt. Ich habe mal ein schnell das System aufgemalt, wie ich mir das in meiner einfachen heilen Welt so vorstelle. @Reinhard Kern: Ja genau so ein Ergebnis, wobei ich auf der auf der y-Achse anstatt des McFarland in meinem Fall logarithmisch die OD600 Messwerte auftragen würde und auf der x-Achse die Zeit. Danke für die schnellen Anregungen und Tips.... sag ich ja ist ein super forum. Vielleicht wird es mit der Zeichnung etwas klarer was ich vorhabe (...ich weiß 600nm sind eigentlich orange, habe aber keinen orangen Stift gefunden :) ). Nochmals danke an alle.
Matthias B. schrieb: > Vielleicht wird es mit der Zeichnung etwas klarer was ich vorhabe > (...ich weiß 600nm sind eigentlich orange, habe aber keinen orangen > Stift gefunden :) ). Nochmals danke an alle. Ich seh jetzt eigentlich nichts, was deinem Vorhaben groß im Weg stehen würde. Das einzige was ich im Vorfeld klären würde, ist der Photometer Teil. Den würde ich mir probehalber mal auf einem Steckbrett aufbauen und mal mit einem Multimeter nachmessen, was auf der Seite mit der Photodiode da so an Spannungen zustande kommen. Denn wenn das zu gering ist, dann muss da noch eine Verstärker-Schaltung mit rein, ehe es dann auf den ADC Eingang des µC geht (als Faustregel kannst du anpeilen, dass du den Bereich 0 bis 5V möglichst gut ausnutzen willst. Wenn sich die Ergebnisspannung also zb nur im Bereich von ein paar 100mV bewegt, dann wird wohl ein zusätzlicher Verstärker fällig werden). Aber abgesehen davon: das sieht alles nicht sehr atemberaubend schwierig aus. Arduino wurde ja schon genannt. Die Pumpen würde ich der Einfachheit halber mit Relais ansteuern, Relais vom µC aus anzusteuern ist auch kein Problem. Was bleibt noch? SD-Karte ist mit einem Shield kein Thema. Na und dann ist da noch ein LCD und ein paar Taster um damit die Menüsteuerung bzw. die Konfiguration durch den Benutzer zu machen: In welchen Zeitabständen sollen die Proben genommen werden, wie lange sollen die Pumpen laufen, etc. Apropos: wie lange sollen die Pumpen laufen? Hast du dir schon überlegt, ob das funktioniert, wenn du die Küvette per Zeitsteuerung befüllst, oder braucht es da eine anderweitige Überwachung, die ein Überlaufen der Küvette verhindert? Oder soll das sogar so sein, weil du damit dann die Küvette entleerst indem du genug Spülflüssigkeit durch die dichte Küvette durchpumpst?
Karl Heinz Buchegger schrieb: > Ich seh jetzt eigentlich nichts, was deinem Vorhaben groß im Weg stehen > würde. Das wollte ich hören, die Spektrophotometer Schaltung müsste eigentlich so funktionieren, habe ich bei einem Teaching modell der University of Utah gefunden (ohne Monochromator). Die verwenden den schon genannten OPT101 von ti weil der schon einen Verstärker onboard hat. Die Pumpen sind noch ein weiteres Problem welches ich anfänglich mal hinten anstelle, die Küvetten füllung ist kein Problem es gibt eigene Durchflussküvetten mit Zu- und Ablauf, wobei anfänglich ich eine selbstgebastelte Küvette mit einfach 2 Anschlüssen verwenden möchte, da die Durchflussküvetten meistens aus Saphirglas sind und um die € 300 das Stück kosten. Die 2 Pumpen brauche ich um eine genaue Verdünnungsstufen der Bakeriensuspension zu erzeugen, falls der OD600-Wert höher 0,95 wird, wo ich schon weiß das er diesen nach ca. 2-3 Stunden Prozesszeit übersteigt. Ich hätte dann noch eine blöde Frage zu dem Arduino System wo liegt da der Vorteil, weil in einem früheren Post wurde geschrieben das es auch billiger sei? Aber brauch ja vom Prinzip kein board sondern ein paar einzelne Bauteile und eine Lochrasterpaltine? Oder habe ich da etwas missverstanden mit dem system?
Matthias B. schrieb: > sozusagen > die Trübung (Absorption der Flüssigkeit). Nicht verwechseln, Trübung ist was grundsätzlich anderes als optische Dichte (daher ja McFarland) und wird anders gemessen (Streuung). Gruss Reinhard
Matthias B. schrieb: > Ich hätte dann noch eine blöde Frage zu dem Arduino System wo liegt da > der Vorteil, weil in einem früheren Post wurde geschrieben das es auch > billiger sei? Aber brauch ja vom Prinzip kein board sondern ein paar > einzelne Bauteile und eine Lochrasterpaltine? Im Prinzip ja. Hast du entsprechendes Werkzeug (Lötkolben, Zinn) Hast du Platz das ganze aufzubauen? Ganz wichtig: Hast du einen Programmer - denn irgendwie muss ja das Programm auch in den µC kommen. Der Vorteil eines Arduino ist, dass das ein fertig aufgebauter µC ist, den du ohne sonstige Hardware (theoretisch :-) per USB Kabel an einen PC anschlieest und du bist fertig um mit der Programmierung loslegen zu können. Je nachdem, was man zu den Bauteilen und Lochrasterplatinen dann alles zusätzlich noch dazu kaufen muss, bis man dann endlich soweit ist, das auch programmieren zu können, vergeht a) Zeit b) Geld und ob c) die selbst aufgebaute Platine dann auch sofort funktioniert, ist auch nicht so gewiss. Es sind zwar nur eine halbe Handvoll Bauteile für eine Minimalkonfiguration notwendig, aber wie das Forum hier zeigt, kann man auch da noch Fehler einbauen. Du musst dich halt entscheiden, mit welchen Geldeinheiten du die eingesparte Arbeitszeit für den Schaltungsaufbau bewertest.
Reinhard Kern schrieb: > Matthias B. schrieb: >> sozusagen >> die Trübung (Absorption der Flüssigkeit). > > Nicht verwechseln, Trübung ist was grundsätzlich anderes als optische > Dichte (daher ja McFarland) und wird anders gemessen (Streuung). > > Gruss Reinhard Das stimmt allerdings. Ich habe mit McFarland, außer einmal bei einem API-Test, nichts zu tun gehabt, deswegen auch nicht so bewandert mit dem. MCFarland ist die Trübung und OD die Schwächung einer Strahlung durch ein Medium, oder? Ich will aufjeden Fall eine OD600-Messung automatisch ausführen lassen ;)
Matthias B. schrieb: > Ich will aufjeden Fall eine OD600-Messung automatisch ausführen lassen Da hast du ein Problem: die Extinktionsmessung geht sozusagen "von oben herunter", Referenzwert ist eine Küvette mit klarer Lösung, die ergibt den höchsten photoelektrischen Messwert. Der Dichte-Messwert ergibt sich aus Iref - Imess. Damit geht die Stabilität der Lichtquelle extrem stark ins Messwergebnis ein. Wenn du eine Abschwächung durch die Bakterien von 5% hast und deine Lichtquelle schwankt um 5%, brauchst du garnichts mehr auswerten, das gibt nur Nonsense. Die beiden Werte sind glaube ich nicht aus der Luft gegriffen. Aus dem gleichen Grund müssen die Küvetten optisch hochwertig sein, sonst ergibt jede ein anderes Ergebnis. Eine Wachstumskurve ist eine Wachstumskurve, aber für die Skalierung in echten physikalischen Werten bräuchtest du zum Kalibrieren ein entsprechend genaues Vergleichsinstrument oder Referenzlösungen. Gruss Reinhard
Karl Heinz Buchegger schrieb: > Hast du entsprechendes Werkzeug (Lötkolben, Zinn) > Hast du Platz das ganze aufzubauen? > Ganz wichtig: Hast du einen Programmer - denn irgendwie muss ja das Also Werkzeug ist vorhanden, Platz mehr als genug, Zeit eigentlich auch, Motivation auf jeden Fall,... Board habe ich leider keines mehr, habe ein STK500 gehabt aber dann wieder verkauft weil ich es so gut wie nie benutzt habe. Hätte mir mal gedacht mir einen myAVR MK2 PLUS Bausatz zu bestellen, also für mich privat, zum herum spielen und auf dem müsste ich fast alles umsetzten können was ich bei meiner Fragestellung dabei habe, zwecks Versuchsaufbau. Das Arduino Uno würde eh auch nett aussehen, für das bräuchte ich dann keinen extriken ISP Programmer, oder? Muss die Hardware für beide Fälle mal durchrechen, wie gesagt Zeit ist ja nicht das Problem. Reinhard Kern schrieb: > a hast du ein Problem: die Extinktionsmessung geht sozusagen "von oben > herunter", Referenzwert ist eine Küvette mit klarer Lösung, die ergibt > den höchsten photoelektrischen Messwert. Der Dichte-Messwert ergibt sich > aus Iref - Imess. Das ist mir schon bewusst, ich würde gleich vorgehn wie wenn ich mit der Hand messe, also als Referenz "leeres" Medium als blanc zuerst und dann von dem die gemessenen Werte abziehen. Ja die Wellenlänge und Schwankungen der LED sind daweil noch ein weiteres Problem, wobei ich da noch bei einem Prof. von mir vorbei schauen möchte ob er etwas passendes für mich weiß oder vielleicht sogar hat. Zum vergleichen der von mir gemessenen Werte haben wir noch andere OD-Meter im Labor und Referenzlösungen herstellen, vermessen und vergleichen ist auch kein Problem Danke für die vielen Anmerkungen, freu mich schon aufs basteln. Matthias
Rede doch mal mit deinem Laborassistenten. Ich glaube du verrennst dich mit dem Thema Geld etwas. Klar Geld ist an Hochschulen immer weniger da wie Zeit. Aber so knapp ist es dann zur Mitte des Semesters doch nicht, zumindest nicht in den Bereichen die ich so kenne... ob das ganze nun 45 oder 73 Euro kostet ist hier im Ende doch egal - wenn es zuverlässig funktioniert
Sepp Obermair schrieb: > ob das ganze nun 45 oder 73 Euro kostet ist hier im Ende doch egal - > wenn es zuverlässig funktioniert Da hast du recht und ich habe gerade ein bisschen Preise verglichen, gibt es ja eigentlich eh auch recht günstig! Dann hätt ich nur noch eine andere bitte, kann mir wer ein Board empfehlen welches meine Anforderungen erfüllt? Das wär suuuupa nett ;) Danke schon mal.
Wie schon einer der Poster bemerkt hat, wirst du mit dem gezeigten Blockschaltbild Probleme bezüglich Genauigkeit haben. Ich würde dir dringend empfehlen das ganze zu einem Zweistrahlgerät auszubauen. Dabei setzt du noch eine 2. Photodiode, die die Intensität der Lichtquelle direkt oder über einen Strahlteiler aufnimmt. Per SW kannst du dan den Quotienten bilden und eleminierst dadurch die Schwankungen der Lichtquelle. Zum Monochromator: ich nehme an, dass wenn dich nur eine Wellenlänge interessiert ein Interferenzfilter genügt. Du könntest dir auch überlegen, ob es vielleicht eine LED mit der gewünschten Wellenlänge gibt, dann ersparts du dir den Monochromator/Filter. Als Eingangskreis schau dir einmal den IVC102 von TI an, der hat zwar keine Fotodiode eingebaut, aber dafür kannst du durch verschieden lange Integrationszeiten die Empfindlichkeit per SW, ähnlich wie bei einer Kamera steuern, ohne Bauteile zu ändern.
Matthias B. schrieb: > Dann hätt ich nur noch eine andere bitte, kann mir wer ein Board > empfehlen welches meine Anforderungen erfüllt? Das wär suuuupa nett ;) Deine Anforderungen in Bezug auf Rechenleistung erfüllt jeder µC der in den letzten 40 Jahren gebaut wurde. Was du brauchst, ist genug Speicher um auf eine SD Karte mit stink normalem FAT-Dateisystem zugreifen zu können. Das ist aber auch schon alles. Der Rest ist ziemlich trivial. Das einzige worauf du m.M. nach achten solltest ist, keine 'exotische' Platform zu nehmen, sondern eine für die es eine aktive Community gibt, bei der man auch mal nachfragen kann. Das ist für den Einstieg wichtiger als alles andere.
Wenn ich in meiner Postdoczeit eins gelernt habe: kaufen ist besser als bauen: http://www.wpiinc.com/index.php/UPVIS.html http://www.wpiinc.com/index.php/TIDAS-I-TIP.html Sowas lahmes wie ein Spektrometer für Absorption lohnt sich nicht zu bauen. Viel zu aufwendig. Es gibt tausend Probleme. Messbereichsskalierung, Offsets, Verschmutzungen etc. pp. Vergiss es und kauft Euch was!
Brain schrieb: > Wenn ich in meiner Postdoczeit eins gelernt habe: kaufen ist besser als > bauen: Danke für die links, leider stehen keine Preise dabei, aber ich denke mit die ca. € 100 wird es nicht mithalten können ;). Es ist eigentlich mehr eine Spielerei und nichts essentielles, würde nur gerne den Erfolg oder Misserfolg im vorhinein so gut wie möglich abschätzen können um nicht unnötig Geld und Zeit zu verschwenden. Karl Heinz Buchegger schrieb: > Deine Anforderungen in Bezug auf Rechenleistung erfüllt jeder µC der in > den letzten 40 Jahren gebaut wurde. Danke für die Antwort, ich denke ich werde mir mal für mich selbst ein Arduino Uno kaufen und ein bisschen rumspielen (habe gerade in der Bucht eines gesehn für € 2 sicher Original :), werde mir aber eines vom original Shop bestelln. Fritz schrieb: > Ich würde dir dringend empfehlen das ganze zu einem Zweistrahlgerät > auszubauen. Danke für den Tip, ich hatte sowie so mal vor eines von unseren Praktikumsgeräten aufzuschrauben und mir einen Einblick holen wie die das Problem gelöst haben. Ich benötige die Wellenlänge von 600 nm und vergleichbar mit unseren andern OD-Metern bzw. anderen Versuchen zu sein. Habe aber leider keine Ahnung wie weit die LED's streuen wenn sie laut Angabe 600 nm haben, deswegen würde ich gerne auf sicher gehen und das über einen Monochromator oder ähnliches läsen um sicher zu sein das ich die richtige Wellenlänge durch schicke.
Dir ist aber schon klar, dass "Monochromator == teuer" gilt! Außerdem brauchst du dann auch wahrscheinlich noch Spiegel bzw. Optik dazu. Das ganze auf Bastelbasis hinzubekommen ist nicht einfach. Wenn du wirklich so genau mit Wellenlänge und Bandbreite sein willst, ist es wahrscheinlich einfacher ein vorhandenes (altes) Fotospektrometer umzubauen. Interferrenzfilter gibt es sehr genau und auch sehr schmalbandig, wäre bei einer Wellenlänge aber die einfachere Lösung. LED's sind in der Wellenläne auch recht stabil.
Reinhard Kern schrieb: > Der Dichte-Messwert ergibt sich aus Iref - Imess. Nicht die Differenz der Lichtintensitäten, sondern der Quotient ist das Maß der Dinge. Daher ist es auch gut, einen hohen Dynamikbereich des Detektors vorzuhalten. Dafür braucht man einen stabilen Dunkelwert, d.h. eine Referenzmessung des Dunkelsignals hilft ungemein. Als Messlicht empfiehlt sich moduliertes Licht, da es auf der Empfängerseite wesentlich leichter zu verarbeiten ist. Je nach dem, ob nun Streuung oder Absorption gemessen werden soll, braucht man einen völlig unterschiedlichen optischen Aufbau. Das sollte im Vorfeld geklärt sein. Für Streuung bietet sich z.B. eine 90°-Anordnung an, für Absorption braucht man einem Detektor mit kleinem Raumwinkel und muss dafür sorgen, dass optische Streuer, i.e. Teilchen, die kleiner als etwa 300µm aus der Probe herausgefiltert werden. Matthias B. schrieb: > Ich benötige die Wellenlänge von 600 nm und vergleichbar mit unseren > andern OD-Metern bzw. anderen Versuchen zu sein. Bevor du zu viele Klimmzüge um Genauigkeit und Schmalbandigkeit des Detektors machst, solltest du dir mit einem (echten) Spektralphotometer das Absorptionsspektum deiner "Suppe" angucken. Solange du nicht an einer Absorptionskante arbeitest - dann würde man normalerweise auch mindestens bei zwei Wellenlängen messen - ist das oft eher unkritisch. Eine LED (amber für 600nm) mit typisch 20nm FWHM sollte bei flachem Spektrum völlig ok sein.
Fritz schrieb: > Ich würde dir dringend empfehlen das ganze zu einem Zweistrahlgerät > auszubauen. Das hilft nur, wenn des Messsignal instabil ist. Bei Problemen mit Verschmutzung der Küvettenfenster, was ich hier viel kritischer sehe, ist eine Messung gegen eine Referenzprobe oft mindestens genauso wichtig, z.B. indem über ein Dreiwegehahn abwechseln die Proben und reines Medium in die Küvette gefüllt und vermessen wird.
Michael A. schrieb: > Das hilft nur, wenn des Messsignal instabil ist. Bei Problemen mit > Verschmutzung der Küvettenfenster, was ich hier viel kritischer sehe, > ist eine Messung gegen eine Referenzprobe oft mindestens genauso > wichtig, z.B. indem über ein Dreiwegehahn abwechseln die Proben und > reines Medium in die Küvette gefüllt und vermessen wird. Da hast du natürlich recht. Da steht und fällt dann alles mit der Lichtquelle. Sollte die dauernd eingeschaltet sein wird die höchstwahrscheinlich stabil genug sein. Sollte er aber die Idee haben die Lichtquelle bei jeder Messung ein- und auszuschalten, wäre eine echte Zweistrahlmessung schon sinnvoll.
Fritz schrieb: > Sollte er aber die Idee haben die Lichtquelle bei jeder Messung ein- und > auszuschalten, wäre eine echte Zweistrahlmessung schon sinnvoll. Bei einer LED im gepulsten Betrieb scheint mir das Abschalten zwischen zwei Messungen eher unkritisch, solange eine Referenzmessung mit reinem Medium im Abstand von wenigen Minuten bei sonst gleichen Messbedingungen stattfindet. Gepulster Betrieb ist alleine wegen der Umgebungslichtunterdrückung im Empfänger zu empfehlen.
Wie gesagt ich werde mir mal ein Adruino one besorgen und mal rumbasteln. Mal schauen wie gut die Messerte sind die ich damit erhalte, ohne der ganzen Steuerung, Speicherung... War ja sowieso mein Plan vorab zu testen, mir ist es jetzt grundsätzlich um die Fragestellung gegangen ob die Mikrokontrollerseitige Verarbeitung einfach zu realisieren ist. Danke auf jeden Fall für die ganzen Anregungen ich melde mich sobald ich News habe. Danke und schönen Feiertag LG
Die optische Dichte ist auch eine Größe, mit der im Druckerei-Bereich gearbeitet wird. Hier ist sie definiert als "negativer dekadischer Logarithmus des Verhältnisses von durchgelassendem zu eingestrahltem Licht". Also wenn z.B. 1/10tel durchkommt so ist das 10 hoch minus 1, also Dichte 1,00 - analog dazu 1/100=Dichte 2,00, 1/1000=Dichte 3,0 usw. Langer Rede Kurzer Sinn: Evtl. kann man ja mit einem gebrauchten Durchlicht-Densitomer mit Datenanschluss (USB oder RS232) eine fertige und solide Messeinrichtung adaptieren ... ?
Frank schrieb: > Langer Rede Kurzer Sinn: Evtl. kann man ja mit einem gebrauchten > Durchlicht-Densitomer mit Datenanschluss Danke für den Tip werd mcih mal schlau machen: LG
Hallo Alle zusammen: Ich wäre sehr interessiert an einer möglichen Technik zur Ermittlung von Werten für Karbonathärte KH und Gesamthärte GH. Habt ihr da vielleicht einen praktikablen und vor Allem erschwinglichen Ansatz. Für eure Antworten bedanke ich mich bereits im Voraus. Wolfgang
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