Időnként kell nekem egy hobbiprojekt, amivel le tudom magam kötni azon kívül, hogy labormunkát robotolok, ülök itthon a gép előtt és játszok, műszaki rajzot készítek, bevásárolok, olvasok, nyuszival törődök, utazok, vacsorát főzök, takarítok (ehh), cikket bírálok, diplomamunkát felügyelek, biciklizek valamerre, meetingelek, mérem valakinek a valamilyen mintáját. Mert a napjaim nagyrészt ezekből állnak, és ez nekem kevés. A holdrover mellé mindig kell nekem valami advanced DIY-téma, amit fejben előre ki tudok találni, hogy aztán a valóságban be tudjam rakni a szerkénybe, miután összehebrákoltam. Az az igazság, hogy DIY-ban nem vagyok valami jó, nem tudok fapálcikákból tutajt csinálni, amikor mini szövőszéken kellett valami mini szövetet csinálni a suliban, még az se ment maradéktalanul. Elkészült végül, csak hát gagyin nézett ki és semmire nem volt jó. Mármint ha kell, akkor a legnagyobb örömmel kapom kezeim közé az 1500 wattos pneumatikus ütvefúrómat (amit imádok, a kedvenc szerszámom btw), és olyan masszívan és precízen felvarrok vele három polcot a falra, hogy azt maximum a legközelebbi atomtámadás szedi onnan le, az ilyen munkákat nyugodtan rám lehet bízni. De ha az a cél, hogy petpalackból meg drótokból csináljak fancy madáretetőt, na az nem megy. Az, hogy
plüsskutyából csináljak USB-elosztót, az még éppen,
a hibrid dobra való trigger-kit pedig igazából piskóta (bár azokat javítani kellett, a politejsav nem épp a legjobb rezgéselnyelő borítás volt rájuk, azt le kellett cserélnem később sziloplasztra). A raspberry-alapú biztonsági kamera már nem volt annyira piskóta a rapsberry szoftveres korlátai miatt, de élveztem annak is minden percét.
Most azt találtam ki, hogy spektrofotométert csinálok, ami nagy vonalakban arra való, hogy egy fénysugarat felbontsunk a spektrumára, ami azért jó, mert az így kapott szivárványos mintázatból (és hozzá egy megfelelő adatbázisból és szoftverből) olyan okosságok találhatók ki, mint pl. tényleg 532 nm hullámhosszúságú-e a zöld fény, ami kijön a kínai lézerből amit a piacon vettem, milyen atomokból áll a Nap felszíne, milyen típusú lámpa világít éppen (villanykörte, fénycső, energiatakarékos, LED, stb), meg úgy általában mindent meg lehet tudni egy fényforrásról, vagy éppen valami ernyőről, ami a fényforrást árnyékolja. Ha valaki ilyen cuccot akar otthoni szemétből taknyolni, akkor arra vannak már tutorial videók az interneten, de én ettől egy fokkal azért igényesebb vagyok, és a látható hullámhossz-tartományon kívül az UV-t és a NIR-t is megcélzom, mert az érdekes jelenségek ott kezdődnek. Ezzel az apró módosítással így a hőmérsékleti sugárzást is fogom látni valamennyire, és az is kideríthető, hogy pl. tényleg megvéd-e az UV-től a hamis kínai napszemüveg amit a piacon vettem (elnyeli-e az UV-t). Hogy ez a kis módosítás valójában mit jelent, azt mindjárt részletesen leírom. De az előbb felsorolt példák csak a jéghegy csúcsát jelentik, nem laikus hozzáállással a lehetőségek száma közel végtelen.
Rajzot nem csinálok, mert lusta vagyok hozzá. Úgy működik, hogy a fénysugár az apertúrán keresztül bejut a dobozba, a sugarat a grating fogja komponenseire bontani, a detektor pedig az így kapott jelet fogja érzékelni, és kábé ennyi, nem egy rakétatudomány.
A berendezés legfontosabb részei:
- doboz
Értelemszerűen kell egy doboz, amiben a berendezés helyet foglal. És értelemszerűen kikötés az, hogy minden alább felsorolt cucc elférjen egyszerre benne, ezen kívül legyen lehetőség optikai állítgatásokra (legyen elég fényút, fókusztávolság, stb.), további feltétel, hogy a doboz belseje lehetőleg matt fekete legyen. Fekete, hogy elnyelje a rá eső sugárzást, és matt, hogy amit mégse nyel el, azt ne egy irányba szórja szét. További feltétel még, hogy minél zártabb legyen, minél kevesebb rés/lyuk legyen rajta, amin keresztül a külvilágból fény juthat be.
Az széles interneteken okos emberek régi VHS-kazetták dobozát ajánlják, ami a gagyibb cuccokra még működhet is, azonban az is tény, hogy annak tükröző a belső felülete, és tele is van lyukakkal. Meg ugye az is kérdéses, hogy ilyen tokhoz manapság egyáltalán hol lehet hozzájutni.
Én igazából egy villamossági szerelődobozt vettem a barkácsboltban, olyat könnyebb volt találni. Egy viszonylag nagy méretűt, IP55-védelemmel. ami eleve garantálja, hogy nem jut be fény és zárt az egész. Viszont a doboz önmaga az szürke, így vettem mellé fekete kandallófesték sprét, amivel kint a kertben lefújtam a doboz belsejét több rétegben. Ez pár hete történt, azóta néhol felpattogzott róla a festék (nem műanyagra találták ki), ez egy olyan probléma, amit még meg kell oldanom. A dobozra kell majd két lyuk is utólag, ezekről később lesz szó.
Most viszont jöjjön egy fokkal izgalmasabb téma.
- grating / optikai rács
Ez fogja felbontani a beérkező fénysugarat a szivárvány színeire. Ez ténylegesen egy rács egyébként, aminek a lyukai/rései nagyságrendileg olyan távolságra vannak egymástól, mint amekkora a fény hullámhossza, tehát valahol 400-800 nm környéke az ideális. Az interneten a DVD-t szokták ilyen célra ajánlani, ha az ember leszedi róla a tükröző fóliát. Tény, hogy egy DVD-n a jelsorok közötti távolság tényleg 400-700 nm (attól függően, hogy HD-DVD-ről vagy simáról van szó), egy CD az kevés hozzá (1.6 mikron sortáv), viszont nekem a DVD-vel több problémám is akad.
A kisebbik az, hogy a jel nem szabályos és a jeltávolság nem állandó. A DVD-n a jel az görbül, mert egy belülről kifelé haladó folyamatos spirál része, így torzulni fog a spektrumunk.
A nagyobbik az, hogy a lemez anyaga polikarbonát, ami eleve garantálja, hogy csak 400 nm felett fogok érzékelni bármit is a berendezéssel, mert a PC az UV-tartományt teljes egészében elnyeli.
Nekem tehát találnom kellett egy másik optikai rácsot, ami nem DVD és nem is polikarbonátból van.
Valamiért kevesen tudják, de egy LCD-képernyőben a folyadékkristályos panelt körülvevő polarizátor fólia is optikai rács, méghozzá sokkal szabályosabb, mint a DVD. Enyhe hátrány, hogy itt a rács nem a fólia belsejébe van égetve, mint a DVD-nél, hanem egy külön rétegben foglal helyet a műanyag szubsztráton, ami egy kicsit árnyékolja a beérkező fénysugarunkat. Az viszont mindenképp előny, hogy nem polikarbonátból gyártják (saját kezűleg győződtem meg róla egy UV-VIS spektroszkóppal, hogy átengedi az UV-t). Ha valakinek éppen nincs otthon szétszedhető régi rossz képernyője, akkor ilyen fóliát az ebayről is lehet rendelni aprópénzért egyébként, szóval nem kell pánikba esni.
Hogy a jeltávolsága a fóliának milyen, azt egy elektronmikroszkóppal könnyen és gyorsan meg tudnám állapítani, ez még egyelőre hátra van. Ha mikron alatti lesz, akkor annak már örülök. Mindenesetre
egy prototípust már csináltam belőle a múltkor, mert nem telt sokból. Az, hogy mennyire működőképes ez az egész a gyakorlatban, majd később eldől.
- detektor
Mivel itt nekünk tulajdonképpen szivárványt kell kamerázni, ezért ide a legideálisabb választás egy egyszerű webkamera, egyszerű USB-csatlakozóval a hátán, hogy számítógépbe lehessen dugni. Az interneten azt mondják,hogy a webkamera lehet akármilyen, de igazából nem.
Mégpedig azért nem, mert nekem célom az, hogy az optikai tartományon kívül az UV-t és a NIR-t is lássuk. Egy átlagos webkamerában pedig számos módon gondoskodnak arról, hogy ezek ne jussanak el a CCD vagy CMOS detektorig.
Tehát az első szempont az, hogy a kamera optikája üvegből legyen, és ne polikarbonátból. Kevesen tudják, de a legtöbb webkamerának tényleg PC-ból van az optikája, ami ugye eleve árnyékolja nekünk az UV-t, ahogy fentebb volt róla szó.
A másik szempont, hogy az optika infraszűrője eltávolítható legyen. Ilyen szűrő minden kamerában van, és itt nincs mese, disassembly-videókat meg tutorialokat kell nézegetni a kiszemelt kamerák optikájáról, hogy még a rendelés előtt kiderüljön, lehet-e valamit kezdeni azzal a szűrővel, ki lehet-e szedni anélkül hogy tönkretennénk, vagy nem.
További szempont még, hogy manuális legyen a fókusz állíthatósága, illetve ha autofókuszos, akkor az ahhoz tartozó elektronikát ki lehessen szerelni a kamerából. Ez eléggé meg tudja bonyolítani az életet.
Én kettő, viszonylag olcsó webkamerát találtam garantáltan üveg optikával, és leírással arról, hogyan lehet úgy eltávolítani a szűrőt, hogy a detektor ne sérüljön. Évek óta nem gyártják se a Logitech C600-t, se a Quickcam pro 9000-t (utóbbit éppen tíz éve), de ebayen azért még sikerült tegnap lecsapnom egy példányra C600-ból. Manuális fókusszal, ennyivel megkönnyítem a saját munkám.
- apertúra
Na, erről majd a II. epizódban lesz szó, ha megérkezett a kamera, és elvégeztem a gratingre vonatkozó vizsgálatokat.
- szoftverről és egyéb kiegészítő optikáról pedig majd a III. epizódban, ha eljutok odáig.
Egyelőre legyen ennyi elég, folytatása következik majd. Most megyek, és csinálok valami értelmeset.