Fabricación y pruebas de equipos de captura fotoforética automática en miniatura

Este protocolo permite que casi cualquier persona participe en el proceso de investigación. Este método democratiza la investigación de vanguardia de una manera que no se ha hecho antes. El banco de pruebas de captura fotoforética es económico y se puede fabricar fácilmente a diferencia de muchos otros equipos utilizados para el trampeo fotoforético.

Las instrucciones están escritas para que cualquiera pueda participar en esta tecnología. Nuestro protocolo se centra en la creación de nuestros bancos de pruebas. Algunos conocimientos previos de óptica o herramientas de fabricación pueden ayudar, pero no es necesario.

Comience la configuración de los equipos de madera colocando la pieza base hacia abajo con el emblema Y hacia arriba, luego sostenga las dos piezas laterales largas a cada lado de la base mientras el primer soporte láser se desliza en su lugar en un extremo y el primer soporte de tubo de ensayo en el otro extremo. Coloque dos soportes de electroimán en el soporte de la cámara asegurándose de que los soportes del imán estén separados por un centímetro a cada lado, luego inserte los soportes del imán y el soporte de la cámara como una unidad junto al primer soporte del tubo de ensayo espaciado a un centímetro. A continuación, coloque el segundo soporte de tubo de ensayo después de los soportes de electroimán, de modo que haya un centímetro de espacio entre el segundo soporte de tubo de ensayo y el segundo soporte de electroimán.

Si utiliza el protector de luz o el bloqueador opcional, deslice el protector de luz hacia el lado opuesto del soporte de la cámara. Deslice el segundo soporte láser en su lugar a la distancia deseada dependiendo de la longitud del láser. Se puede colocar un riel óptico debajo de todos los soportes para alinear otros elementos del sistema de trampeo.

La colocación ayudará a alinear la lente con el láser y el tubo de ensayo. Luego coloque el electroimán en los soportes del electroimán. Construya el circuito de control de electroimán utilizando un regulador de voltaje, una placa de pruebas y algunos cables.

Para hacerlo, coloque el regulador de voltaje en la placa de pruebas de modo que cada pin esté en una fila diferente y conecte el pin de entrada del regulador de voltaje a uno de los cinco pines de alimentación de voltios en la placa del microcontrolador. Conecte el pin ajustado del regulador de voltaje a la entrada y salida de uso general o GPIO23 en la placa del microcontrolador. A continuación, conecte el cable de entrada del electroimán al pin de salida del regulador de voltaje y el cable de salida del electroimán a un pin de tierra en el microcontrolador.

Para los preparativos de la prueba, coloque la lente dentro del soporte de la lente con la ayuda de pegamento caliente. Una vez hecho esto, coloque el soporte de la lente en el riel óptico y el láser en el soporte láser. A continuación, use la lente y el láser para encontrar el punto focal del láser y deslice el soporte de la lente a lo largo del riel óptico hasta que el punto focal esté centrado sobre el electroimán.

Marque el punto focal en la base de madera con un lápiz. Para preparar el sitio de captura, asegúrese de que el láser esté correctamente apagado, luego use una pistola de pegamento caliente para pegar un pequeño imán de botón de la misma polaridad que el electroimán en la superficie plana de la plataforma para que el electroimán repela la plataforma. Cubra una plataforma en voladizo impresa en 3D con papel de aluminio negro para proteger la plataforma de la fusión.

Después del recubrimiento, coloque el tipo de partícula seleccionado en el lado inclinado de la plataforma para la prueba, luego inserte los brazos en voladizo en el soporte circular con el lado del imán hacia afuera e inserte el tubo de ensayo en el mismo soporte circular. Cuando se hace correctamente, el imán casi tocará el vidrio. Coloque el tubo de ensayo en el soporte del tubo para centrar la plataforma sobre el electroimán.

El voladizo debe parecer estar en una posición ascendente repelida por el electroimán. Complete la configuración colocando la cámara en el soporte de la cámara para capturar y observar cualquier trampa por encima o alrededor de la plataforma. Después de verificar dos veces todos los posicionamientos, comience la prueba presionando Inicio en el entorno de desarrollo o inicie el archivo normalmente desde el terminal.

Si utiliza la opción de código alternativo, inicie la prueba con el comando terminal desde el directorio adecuado. Cuando se ejecuta desde el terminal, el comando debe incluir el número de pruebas y el parámetro en el que se centra la prueba. Se realizó una prueba de 10 partículas diferentes para encontrar la partícula con la mejor tasa de captura.

Se encontró que las nanopartículas de diamante y el tóner de impresora eran los dos mejores tipos de partículas. Se realizó una segunda prueba de tipo de partícula con un sistema de detección de cámara y se probaron las cuatro mejores de las 10 partículas originales. Las nanopartículas de diamante seguían siendo las mejores, pero tenían una tasa de captura ligeramente más baja que antes.

La velocidad de captura para diferentes niveles de potencia del láser se midió durante la prueba de potencia del láser. Se observó que una alta potencia óptica de salida se correspondía con una mayor tasa de captura. El láser a plena potencia tuvo la tasa de captura más alta registrada para esta prueba.

Lo más importante a recordar a lo largo del protocolo es la seguridad, particularmente la seguridad láser. Se deben seguir las pautas adecuadas de seguridad láser. Este procedimiento facilita el cambio de variables pequeñas.

Probamos la potencia del láser y el tipo de partículas, pero cualquier otra variable como el tipo de lente podría cambiarse fácilmente. Los investigadores pueden implementar su versión de la técnica con fines académicos y educativos. Permite a las personas hacer una investigación rápida y significativa.