Arduino-kolorimetri metyleenisinisen määritykseen

suunnittelu, testaus ja opetuskäyttö

Abstrakti

Tässä työssä suunniteltiin ja rakennettiin edullinen, Arduinoon perustuva LED-kolorimetri, joka mahdollistaa metyleenisinisen pitoisuuden seuraamisen koululaboratorio-olosuhteissa. Laite hyödyntää Beer–Lambertin lakia ja LDR-anturia valon intensiteetin mittaamiseen, jolloin absorbanssi voidaan laskea ilman kallista spektrofotometria. Suunnitteluprosessi eteni ongelman määrittelystä morfologisen matriisin kautta prototyyppiin, ja laitetta testattiin standardiliuoksilla, jolloin saavutettiin R²-arvo 0,998. Tulokset osoittavat, että yksinkertainen LED-LDR-yhdistelmä riittää kvantitatiiviseen analyysiin koulukäytössä ja soveltuu projektipohjaisen oppimisen (PBL) kontekstiin. Projekti yhdistää kemian teorian, elektroniikan ja ohjelmoinnin yhdeksi kokonaisuudeksi ja tukee oppijoiden mittaustaitoja sekä laiterakennuksen ymmärrystä. Artikkeli esittelee laitteen suunnittelun, prototyyppien, testauksen sekä esimerkin opetuskäytöstä LUMAlab Gadolinissa. Lopuksi arvioidaan laitteen pedagogista potentiaalia ja kehityskohteita jatkotutkimuksia varten.