FOTOMETRO MULTI-LED

Bioinstrumentación I

Carricondo, LuisDíaz Giunta, Nahuel Jesús

Quiroga, Gonzalo A.Pujado, Mauro

FOTOMETRO MULTI-LED

IMPEMENTACIONDEL

DISPOSITIVO

FOTOMETRO MULTI-LED

Selector de led

Selectorporta cubeta y detector

Porta cubeta

Porta cubeta y detector

FOTOMETROMULTI-LED

Selector de led

Selector de led

FOTOMETRO MULTI-LED

FUENTE DE CORRIENTE

Circuito esquemático

Circuito impreso

FOTOMETRO MULTI-LED

SELECTOR

6 LEDSROJOAMBARVERDEAZULROSADOUV

selector

selector

selector selector

Rendija

Tope del selector

FOTOMETRO MULTI-LED

PORTA CUBETA

Que el haz de luz de la fuente atraviese la muestra perpendicularmente.

Camino óptico debe ser constante

FOTOMETRO MULTI-LED

DETECTOR1,3 cm

FOTODIODOBPW21

INTENSIDAD LUMINICA → CORRIENTE [µA]

FOTOMETRO MULTI-LED

CIRCUITO CONVERSOR I-VCORRIENTE (µA) → TENSION (V)

CIRCUITO IMPRESO

Fórmula Teórica I * 1 MΩ=V

Circuito esquemático

FOTOMETRO MULTI-LED

CIRCUITO IMPRESO

FOTOMETRO MULTI-LED

PRUEBAS

MEDICIONES

FOTOMETRO MULTI-LED

VERIFICACION DE LA CALIBRACIONDE LOS FOTOMETROS Y ESPECTROFOTOMETROS

INSTITUTO URUGUAYO DE NORMAS TECNICAS UNIT–NM 296:2005

CONTROL DE LA EXACTITUD DE LA LONGITUD DE ONDACONTROL DE EXACTITUD FOTOMETRICACONTROL DE PRECISION FOTOMETRICACONTROL DE LINEALIDADCONTROL DE ESTABILIDAD DE LA LECTURACONTROL DE LAS CUBETASCONTROL DE LA LUZ PARASITACONTROL DE LA TEMPERATURA

FOTOMETRO MULTI-LED

CONTROL DE PRECISION FUENTE DE CORRIENTE

LED NUMERO DE MUESTRA

1º [mA] 2º [mA] 3º [mA] 4º [mA] 5º [mA] 6º [mA] 7º [mA] 8º [mA] 9º [mA] 10º [mA]

ROJO 23,6 23,4 23,3 23,3 23,3 23,3 23,2 23,2 23,2 23,2

AMBAR 23,5 23,5 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3

VERDE 22,8 22,8 22,7 22,7 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6

AZUL 22,7 22,7 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,5 22,5 22,5

ROSA 22,9 22,7 22,7 22,7 22,7 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6

MEDIA DESV EST Coef var (desv/media)ROJO 23,3 0,12472191 0,54%

AMBAR 23,3 0,0843274 0,36%VERDE 22,6 0,0843274 0,37%AZUL 22,6 0,07378648 0,33%ROSA 22,7 0,09486833 0,42%

FOTOMETRO MULTI-LED

FUENTE DE CORRIENTE

0 2 4 6 8 10 1223

23.2

23.4

23.6

23.8

Control de Precisión LED ROJOFuente de Corriente

NUMERO DE MUESTRA

Fuen

te d

e co

rrie

nte

[mA]

0 2 4 6 8 10 1223.2

23.2523.3

23.3523.4

23.4523.5

23.55

Control de Precisión LED AMBARFuente de Corriente

NUMERO DE MUESTRA

Fuen

te d

e co

rrie

nte

[mA]

0 2 4 6 8 10 1222.5

22.5522.6

22.6522.7

22.7522.8

22.85

Control de Precisión LED VERDEFuente de Corriente

NUMERO DE MUESTRA

Fuen

te d

e co

rrie

nte

[mA]

FOTOMETRO MULTI-LED

FUENTE DE CORRIENTE

0 2 4 6 8 10 1222.35

22.422.45

22.522.55

22.622.65

22.722.75

Control de Precisión LED AZULFuente de Corriente

NUMERO DE MUESTRA

Fuen

te d

e co

rrie

nte

[mA]

0 2 4 6 8 10 1222.45

22.522.55

22.622.65

22.722.75

22.822.85

22.922.95

Control de Precisión LED ROSAFuente de Corriente

NUMERO DE MUESTRA

Fuen

te d

e co

rrie

nte

[mA]

FOTOMETRO MULTI-LED

CONTROL DE ESTABILIDAD DE LECTURA FUENTE DE CORRIENTE

LEDVALOR DE CORRIENTE POR EL LED / 30 SEGUNDOS

00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00ROJO 23,5 23,5 23,5 23,4 23,4 23,4 23,4 23,3 23,3 23,3

AMBAR 23,3 23,3 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2VERDE 22,7 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6AZUL 22,6 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5ROSA 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6

LEDVALOR DE CORRIENTE POR EL LED / 30 SEGUNDOS

05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00ROJO 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,3 23,2 23,2

AMBAR 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2VERDE 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6AZUL 22,5 22,5 22,5 22,5 22,6 22,5 22,6 22,6 22,5 22,5ROSA 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6

LEDVALOR DE CORRIENTE POR EL LED / 30 SEGUNDOS

10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00ROJO 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2

AMBAR 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2VERDE 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6AZUL 22,6 22,6 22,5 22,6 22,5 22,6 22,6 22,5 22,5 22,6ROSA 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6 22,6

FOTOMETRO MULTI-LED

CONTROL DE ESTABILIDAD DE LECTURA FUENTE DE CORRIENTE

0 5 10 15 20 25 30 3523

23.1

23.2

23.3

23.4

23.5

23.6

ROJO

MUESTRAS

VALO

R DE

CO

RRIE

NTE

PO

R EL

LED

/ 30

SEG

UNDO

S [m

A]

0 5 10 15 20 25 30 3523.1423.1623.18

23.223.2223.2423.2623.28

23.323.32

AMBAR

MUESTRAS

VALO

R DE

CO

RRIE

NTE

PO

R EL

LED

/ 30

SEG

UNDO

S [m

A]

(DERIVA) (DERIVA)

0 5 10 15 20 25 30 350

5

10

15

20

25

ROSA

MUESTRASVALO

R DE

CO

RRIE

NTE

PO

R EL

LED

/ 30

SEG

UNDO

S [m

A]

0 5 10 15 20 25 30 3522.5422.5622.58

22.622.6222.6422.6622.68

22.722.72

VERDE

MUESTRAS

VALO

R DE

CO

RRIE

NTE

PO

R EL

LED

/ 30

SEG

UNDO

S [m

A]

0 5 10 15 20 25 30 3522.4422.4622.48

22.522.5222.5422.5622.58

22.622.62

AZUL

MUESTRAS

VALO

R DE

CO

RRIE

NTE

PO

R EL

LED

/ 30

SEG

UNDO

S [m

A]

FOTOMETRO MULTI-LED

CONTROL DE ESTABILIDAD DE LECTURA FUENTE DE CORRIENTE

(DERIVA) (DERIVA Y RUIDO)

(DERIVA)

FOTOMETRO MULTI-LED

CIRCUITO CONVERSOR I-V

LED rojo LED ambar LED verde LED azul LED rosa

(µA) (V) (µA) (V) (µA) (V) (µA) (V) (µA) (V)

234 2,38 21 0,22 122 1,25 200 2,04 61 0,63

146 1,48 12 0,13 69 0,7 100 1,2 37 0,39

79 0,8 5 0,06 32 0,33 42 0,43 17 0,18

46 0,47 3 0,03 16 0,17 21 0,21 10 0,11

19 0,19 1 0,01 6 0,06 7 0,07 4 0,04

10 0,1 0,5 0,005 3 0,03 3 0,03 2 0,02

Fórmula NO SATURACION I * 12,5 KΩ=V

Fórmula Teórica I * 1 MΩ=V

Fórmula experimental I * 9,67 KΩ=V

FOTOMETRO MULTI-LED

MEDICIONESCORRIENTE DEL FOTODIODO (µA)

concentracion (ml/100ml) LED rojo LED ambar LED verde LED azul LED rosa

0 234 21 122 200 61

0,01 146 12 69 100 37

0,02 79 5 32 42 17

0,03 46 3 16 21 10

0,04 19 1 6 7 4

0,05 10 0,5 3 3 2

0 50 100 150 200 2500

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA)

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rojoCORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambarCORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verdeCORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azulCORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa

Corriente del fotodiodo [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

FOTOMETRO MULTI-LED

MEDICIONESTENSION DEL FOTODIODO (V)

concentracion (ml/100ml) LED rojo LED ambar LED verde LED azul LED rosa

0 2,38 0,22 1,25 2,04 0,63

0,01 1,48 0,13 0,7 1,2 0,39

0,02 0,8 0,06 0,33 0,43 0,18

0,03 0,47 0,03 0,17 0,21 0,11

0,04 0,19 0,01 0,06 0,07 0,04

0,05 0,1 0,005 0,03 0,03 0,02

0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

TENSION DEL FOTODIODO (V)

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojoTENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambarTENSION DEL FOTODIODO (V) LED verdeTENSION DEL FOTODIODO (V) LED azulTENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosa

Tensión del fotodiodo [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

FOTOMETRO MULTI-LED

MEDICIONES LED ROJO (tendencia)

0 50 100 150 200 2500

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = − 0.0154752184674102 ln(x) + 0.0866017922099953R² = 0.991386245473231

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rojo

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED rojoLogarithmic (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rojo)

Corriente [µA]

conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = − 0.0153838863523685 ln(x) + 0.0155585503472925R² = 0.990661924398685

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojo

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojoLogarithmic (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojo)

Corriente [µA]Ccon

cent

ració

n [m

l/10

0ml]

50 100 150 200 2500

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.000128247559159358 x + 0.0296218765513818R² = 0.993918583485024

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rojo

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED rojoLinear (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rojo)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.0125769475695182 x + 0.0295361918913182R² = 0.993578857991934

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojo

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojoLinear (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rojo)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

FOTOMETRO MULTI-LED

0 5 10 15 20 250

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = 21 exp( − 0.867591661498782 x )R² = 0.598219982666587f(x) = − 0.0130204296752892 ln(x) + 0.0413717409433232

R² = 0.991557565805336

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambar

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED ambarExponential (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambar)Logarithmic (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambar)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.250

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = 0.22 exp( − 29.2653957664202 x )R² = 0.756306261580783f(x) = − 0.0126989068823807 ln(x) − 0.0168594167626485

R² = 0.990839227368529

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambar

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambarExponential (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambar)Logarithmic (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambar)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

4 6 8 10 12 14 16 18 20 220

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.00124352331606218 x + 0.0257512953367876R² = 0.994818652849741

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambar

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED ambarLinear (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED ambar)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0.05 0.1 0.15 0.2 0.250

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.124352331606218 x + 0.0269948186528497R² = 0.994818652849741

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambar

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED ambarLinear (TENSION DEL FO-TODIODO (V) LED ambar)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

MEDICIONES LED AMBAR (tendencia)

FOTOMETRO MULTI-LED

0 20 40 60 80 100 120 1400

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06f(x) = 122 exp( − 0.1861080362751 x )R² = 0.587549968719615f(x) = − 0.0131206053015356 ln(x) + 0.0647266210662925

R² = 0.995187867997964

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verde

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED verdeExponential (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verde)Logarithmic (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verde)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = 1.25 exp( − 8.98554683444787 x )R² = 0.667070459903859f(x) = − 0.0130331131438886 ln(x) + 0.00472456080129295

R² = 0.993570398067212

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verde

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verdeExponential (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verde)Logarithmic (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verde)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

20 40 60 80 100 120 1400

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.000219905522071999 x + 0.0263463104740186R² = 0.989574849323994

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verde

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED verdeLinear (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED verde)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.0214652356509566 x + 0.026313579094727R² = 0.987400839944004

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verde

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED verdeLinear (TENSION DEL FO-TODIODO (V) LED verde)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

MEDICIONES LED VERDE (tendencia)

FOTOMETRO MULTI-LED

0 50 100 150 200 2500

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = 200 exp( − 0.134272847808698 x )R² = 0.55029629989122f(x) = − 0.0117433762421895 ln(x) + 0.0636165309939538

R² = 0.995484416371367

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azul

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED azulExponential (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azul)Logarithmic (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azul)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06f(x) = 2.04 exp( − 5.75774252277603 x )R² = 0.574226460543415

f(x) = − 0.0114581484514016 ln(x) + 0.0103428045085884R² = 0.993223768079325

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azul

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azulExponential (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azul)Logarithmic (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azul)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

20 40 60 80100

120140

160180

200220

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.000123669380087664 x + 0.0240983093299937R² = 0.976988102692548

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azul

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED azulLinear (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED azul)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.0124145376034545 x + 0.025187117668226R² = 0.999370277078086

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azul

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azulLinear (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED azul)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

MEDICIONES LED AZUL (tendencia)

FOTOMETRO MULTI-LED

0 10 20 30 40 50 60 700

0.010.020.030.040.050.06

f(x) = 61 exp( − 0.325415863490298 x )R² = 0.62223394348883f(x) = − 0.014317949797016 ln(x) + 0.0606446117987275

R² = 0.99379385435152

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED rosaExponential (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa)Logarithmic (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06f(x) = 0.630000000000001 exp( − 13.7596441116917 x )R² = 0.718157746433683f(x) = − 0.0140962637322471 ln(x) − 0.00426529112637578

R² = 0.989727516359615

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosa

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosaExponential (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosa)Logarithmic (TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosa)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

10 20 30 40 50 60 700

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.000453296703296703 x + 0.0273763736263736R² = 0.997252747252747

CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa

CORRIENTE DEL FOTO-DIODO (µA) LED rosaLinear (CORRIENTE DEL FOTODIODO (µA) LED rosa)

Corriente [µA]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

f(x) = − 0.0443786982248521 x + 0.0277514792899408R² = 0.998520710059172

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosa

TENSION DEL FOTODIODO (V) LED rosaLinear (TENSION DEL FO-TODIODO (V) LED rosa)

Tensión [V]

Conc

entr

ació

n [m

l/10

0ml]

MEDICIONES LED ROSA (tendencia)

FOTOMETRO MULTI-LED

CONCLUSIONES DE MEDICIONESPARA ZONA DE LINEALIDAD [0.0;0.02][ml/100ml]

LEDs

CONCENTRACION (ml/100ml)Coef. De Correlación

LinealR2

x[V] , y[ml/100ml]

LED rojo Y = - 0,0126X + 0,0295 0,9936

LED ambar Y = - 0,1244 X + 0,027 0,9948

LED verde Y = - 0,0215 X + 0,0263 0,9874

LED azul Y = - 0,0124 X + 0,0252 0,9994

LED rosa Y = - 0,0444 X + 0,0278 0,9985

Correlación negativa perfecta………………………….. -1Correlación negativa fuerte moderada débil…… -0,5Ninguna correlación……………………………………….. 0Correlación positiva moderada Fuerte…………… +0,5Correlación positiva perfecta…………………………. + 1

PREGUNTAS

FIN