Arduino misst 1 milliardstel Gramm

24. März 2015, 17:08 Uhr
Arduino misst 1 milliardstel Gramm
Arduino misst 1 milliardstel Gramm

Marco Mauro von der Firma Novaetech, einem Spin-off des italienischen INAF (nationales Institut für Astrophysik), hat eine Nanowaage gebaut, die mit Hilfe eines Arduino Micro in der Lage ist, minimalste Gewichte bis hinab zu 10-9 g zu messen.

Bei OpenQCM handelt es sich um ein Open-Source-Projekt, bei dem alle relevanten Informationen frei zur Verfügung stehen. Die eigentliche Wägezelle besteht aus einem pizeoelektrischen Quarz-Oszillator. Selbst Belastungen durch kleinste Massen sorgen für eine Veränderung der Frequenz. Das Konzept erlaubt dabei nicht nur das Messen kleinster Gewichte, sondern bietet auch eine hohe Auflösung. Diese Spezialwaage ist relativ preiswert und eignet sich für die Anwendung in Laboren der Bereiche Chemie, Biologie und Materialwissenschaften.

Der mit einem 16-MHz-Quarz getaktete ATmega32U4-Mikrocontroller des verwendeten Arduino-Micro-Boards erlaubt die präzise Messung der Frequenzveränderung des Wägesensors. Das OpenQCM-Team hat für diese Waage einen Arduino-Micro-Shield entwickelt, der einen Quarz-Oszillator-Treiber samt einem Temperatursensor enthält. Der Ausgang des Oszillators wird dabei dem Counter-Eingang des Arduino zugeführt und ein analoger Eingang erfasst die Spannung des Temperatursensors. Mit dieser Konfiguration wird die Messung der Sensor-Frequenz mit einer Auflösung von 1 Hz möglich, was einem Masseunterschied von lediglich 700 pg entspricht.

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