25美元可以做什么？你可以擁有一個自己的光譜儀！

《硬件改變世界》系列

AMS制造了幾個有趣的傳感器，包括我在STM32 Sensor Tile項目中使用的CCS811空氣質(zhì)量傳感器和AS72626通道光傳感器，它現(xiàn)在出現(xiàn)在Adafruit剛剛宣布的分線板上。 AS7262提供6個可見光（430-670nm）通道，分辨率為40nm FWHM。 AS7263還有另一種類似的AMS傳感器，它在近紅外（600-870nm）提供六個通道，分辨率為20 nm FWHM。

我想通過將它們組合到一個pcb上來設(shè)計這兩個中的簡單光譜儀。 這個想法的問題是它們都具有相同的I2C地址，因此我不得不使用I2C多路復(fù)用器。 然后存在同步數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和讀取時間以構(gòu)建適當?shù)?2通道頻譜的問題。 這些都是可控制的問題，當我發(fā)現(xiàn)AMS已經(jīng)擊敗了我這個想法時，我很期待將它們解決。

AMS想到將傳感器與不同濾波器相結(jié)合（這就是它們?nèi)绾螌崿F(xiàn)相對較窄的20 nm光譜分辨率）并不奇怪，就像我一樣。 但是他們做得對，為其中一個傳感器配備了一個主I2C總線，以便管理并與其他兩個正確同步。 是的，這是正確的，在3芯片AS7265X套裝AMS已經(jīng)提出（AS72651作為主設(shè)備，AS72652和AS72653作為從設(shè)備）現(xiàn)在有18個獨立通道，跨越410到940 nm范圍，具有20 nm FWHM分辨率。 在兩個轉(zhuǎn)換周期（最小轉(zhuǎn)換時間為5.6毫秒）后，可以讀出完整的18個通道。 傳感器還可以控制指示燈LED以及用于照明的光源LED，以匹配傳感器的光譜響應(yīng)。

這里的想法是所得到的裝置是反射光譜儀，當被分析的物體沐浴在與（濾光的）光電探測器的靈敏度相匹配的光線下時，它將工作得最好。 測試對象的化學組成將決定反射或吸收多少光，并且可以建立已知材料的特定光譜響應(yīng)的目錄以允許識別許多未知的光。

在最初的設(shè)計中，我選擇了一個廣譜5700K 90CRI LED和兩個紅外LED（一個峰值在850nm處，一個峰值在940nm處）。我們的想法是使用寬帶照明收集18通道光譜，然后再使用一個或兩個紅外光源。后者將提供區(qū)分和識別有機化合物以及分析植物和動物物質(zhì)所需的特征，無論是在野外，在花園中還是在餐桌上。

PCB本身設(shè)計得盡可能緊湊，同時保持易于組裝，美觀和功能

我還有幾個問題需要解決。 AS72651要求將固件加載到連接的SPI閃存中。 我仍然不確定在哪里獲得固件，如何加載它，甚至是否需要通過SPI端口（我沒有暴露到電路板邊緣）或通過I2C完成。 另外，我不知道主總線是否需要上拉電阻（這在EM7180主總線上是必需的，但在MPU9250總線上是不需要的，所以我添加它們以確保）。 我也找不到隨處可售的三款芯片組。 最后，我認為AS72651數(shù)據(jù)手冊中的參考設(shè)計有幾個明顯的錯誤，但很難確定。 我已經(jīng)發(fā)送了AMS電子郵件，提出了我對參考電路的疑問和想法，但還沒有聽到過窺視。 我訂購了AS7265X評估套件（ 130美元 ），所以我至少會有一個工作版本來檢查和啟動Arduino草圖開發(fā)。

這有望成為一個有趣且非常有用的項目，它應(yīng)該會產(chǎn)生一個小型18通道光譜儀，能夠為我（或任何其他人的）提供基礎(chǔ)。

該項目都是開源的（至少我的部分是這樣）所以任何人都應(yīng)該能夠在我開始工作后復(fù)制它。 最好的部分是總成本（一旦我確實得到了錯誤并弄清楚如何使它全部工作）應(yīng)該以低于25美元的價格出售。 如果我最終在Tindie上銷售這些產(chǎn)品，我當然需要收取更多費用，但無論我最終收取的費用肯定會在AMS要求他們的評估套件之下！