Un nuovo progetto open-source mostra come sia possibile realizzare uno spettrometro funzionante utilizzando la scheda di sviluppo Arduino Mega e alcuni componenti a basso costo, anche senza l'impiego di lenti o prismi. Grazie a LED selezionati e ad un sensore ad alta precisione, l'analisi della luce riflessa o assorbita dai materiali diventa accessibile anche agli hobbisti. Il risultato è un dispositivo compatto e versatile, capace di distinguere le diverse lunghezze d'onda della luce per identificare la composizione fisica o chimica delle sostanze analizzate.
L’analisi delle proprietà spettrali dei materiali non è più riservata ai soli laboratori professionali. Con un progetto basato sulla nota scheda elettronica Arduino Mega, l’hobbista e maker conosciuto come Marb’s Lab ha dimostrato che la costruzione di uno spettrometro efficiente può essere realizzata anche con strumenti facilmente reperibili e alla portata di tutti. L’idea è molto semplice e si fonda su un principio ben noto: ogni sostanza, quando esposta alla luce, riflette o assorbe specifiche porzioni dello spettro elettromagnetico, rivelando così caratteristiche uniche della sua composizione.
Nelle configurazioni classiche, la luce bianca viene emessa da una singola sorgente luminosa e poi suddivisa nei suoi componenti cromatici attraverso prismi o lenti, anche se l’approccio di Marb si discosta da queste soluzioni più complesse. L’utilizzo di LED a spettro discreto ha permesso di sostituire il sistema ottico tradizionale con un metodo più semplice e compatto. Sei LED posizionati su un anello rotante offrono emissioni luminose in bande specifiche, consentendo al sistema di illuminare il campione in modo selettivo.
Figura 1
Il cuore del sistema è rappresentato dal sensore AS7431, una scheda molto compatta a 10 canali realizzata da Adafruit. La precisione del sensore consente di catturare i dati relativi alla luce trasmessa o riflessa dal materiale posto nella camera di campionamento. Ogni LED viene attivato singolarmente attraverso una rete di MOSFET a canale N, mentre un contatore di decadi gestisce la sequenza di accensione. L’intero circuito è integrato su una scheda personalizzata che si collega direttamente ad Arduino Mega 2560 per dare origine ad una piattaforma stabile e facilmente programmabile. Dal punto di vista funzionale, il sistema supporta due modalità operative distinte: la prima si comporta come un fotometro, analizzando una sola lunghezza d’onda alla volta; la seconda modalità, più avanzata, effettua la lettura di più bande contemporaneamente, trasformando il dispositivo in uno spettrometro vero e proprio. I dati raccolti possono essere elaborati attraverso diverse modalità di interpolazione che generano curve più fluide e leggibili. Durante le prove, ad esempio, l’analisi della clorofilla ha evidenziato l’efficacia del sistema nel rilevare variazioni sottili all'interno dello spettro visibile.
Il progetto realizzato da Marb’s Lab è un esempio concreto di come l’elettronica accessibile e la creatività possano convergere in uno strumento utile per l’analisi scientifica. Il dispositivo, oltre a risultare compatto e preciso, è anche una valida alternativa ai sistemi ottici più costosi per creare nuove opportunità di sperimentazioni educative e applicazioni pratiche in ambito domestico e didattico.
Guarda anche il video dimostrativo del progetto:
Riferimenti progetto
Spettrometro fatto in casa (beta)
Arduino Mega 2560 Rev3 - Arduino Official Store
