LED-Gartenlampe als Photometer

Manchmal kommen einem gute Ideen, wenn man mit damit rechnet. Mit einer defekten Gartenlampe und einer LED ist es möglich, ein einfaches Photoeter zu bauen.

Eine kaputte LED-Gartenlampe vom Balkon war kaputt. Sie war mir zu schade, um entsorgt zu werden. Nun ja, die Plastikteile habe ich entsorgt, aber die Elektronik und das Solarpanel habe ich behalten. In Abbildung 1 ist der demontierte Lampenkopf zu sehen.

Abbildung 1: Demontierter Lampenkopf: Solarpanel: Microcontroller und Schalter

Die Platine enthielt unter anderem den IC YX8018. Aber sie war durch die Feuchtigkeitet zu stark korrodiert, um irgendwas damit anzustellen. Ich habe das das Solarpanel mit einem Multimeter veremssen, danach mit meinem USB-Interface/USB-Messlabor LabJack U12 verbunden und andere Verbraucher angeschlossen (Abbildung 2).

Abbildung 2: Solarpannel, LabJack und Verbraucher

Als nächstes habe ich etwas mit meiner dimmbaren LED-Lampe und dem Tageslicht rumgespielt. Und zu meinem Erstaunen habe ich festgestellt, dass die Solarzelle doch recht sensitiv reagiert. Mit LabVIEW habe ich die Signale aufgenommen (Abbildung 3). Ich habe das Programm versucht klein zu halten, um eine hohe Datenverarbeitungsrate zu ermöglichen. Dabei habe ich festgestellt, dass es Unterschiede in der „Lichtzusammensetzung“ gibt. Reines rotes, blaues Licht oder Umgebungslicht erzeugen eher glatte Pleateaus, während Mischfarben aus dem LED-Strahler scheinbar Störsignale einbringen.

Abbildung 3: Intensitäts-Zeit-Diagramm des Solarpannels

Aber nur scheinbar! Denn in Wirklichkeit handelt es sich um verschiedene Periodenzeiten der PWM der Lampe und der Samplingrate des Labjacks. Diese Spielerei brachte mich zu der Idee, dass ich eine LED und das Solarpannel doch einfach als Photometer nutzen kann.

eine LED-Gartenlampe am Fermenter

Ich habe eine eine kleine Messzelle gebaut, die aus einer LED als Signalgeber, einem Röhrchen für den Analyten und dem Solarpannel als Signalaufnehmer besteht (Abbildung 4.1). Alles zusammen habe ich in eine Styroporbox eingehaust. Ich habe sie so gut es geht verdunkelt, mit kräftigem Licht aus allen Richtungen beleuchtet, um mögliche Störeinflüsse zu ermitteln. Außenlicht hatte keinen Effekt auf die Vorgänge im Inneren. Danach habe ich das USB-Interface mit LabVIEW verbunden und konfiguriert (Abbildung 4.2). Im nächsten Schritt habe ich Testdurchläufe mit verschiedenfarbiger Tinte durchgeführt (Abbildung 4.3). Außerdem habe ich Überreste von vorherigen Fermentationsbrühen genommen, eine Verdünnungsreihe erstellt und das Gerät kalibriert. In Abbildung 4.4 ist der Fermenter mit der kleinen Styroporbox zu sehen. Die originale Peripherie sieht im Gegensatz dazu ziemlich sperrig aus. Man könnte auch sagen robust.

Mein Photometer kam nicht am Fermenter im Realbetrieb zum Einsatz, da ich doch etwas mehr als skeptisch war, ob denn meine Konstruktion dem Druck standhält. Nach einer ausgiebigen Betrachtung der Digitalmanometer und unter Berücksichtigung des hydrostatischen Drucks bin ich zur Einsicht gekommen, dass meine Messzelle den Kräften wohl nicht gewachsen ist. Bevor ich das Labor mit Bakterienkultur flute, habe ich doch den Weg „zu Fuß“ unternommen, und ein offline-Photometer genutzt.

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