Digitization of Color of Solution Using Arduino

Abstract

아두이노 우노 (Arduino UNO) 보드와 발광다이 오드(LED)를 이용하여 실험실에서 흔히 볼 수 있는 화학용액의 색깔을 디지털화할 수 있는 장치를 고안하였다. 24 비트 RGB 형태로 디지털화한 색깔은 컴퓨터 화면에 나타내거나 블루투스를 통하여 스마트 폰으로 확인하였다. 컴퓨터 화면이나 스마트폰 화면에 재현된 색깔은 실제 용액의 색깔과 동일하였다. 아울러 넓은 pH 범위를 가지는 산-염기 용액에 대한 RGB 값으로 다중회귀분석한 결과 좋은 직선관계를 나타내주었다. 제안된 장치를 이용하여 검정곡선을 그려둔다면 정량적인 농도측정이나 색깔변화를 수반하는 화학반응 속도 측정 등에 이용할 것으로 기대한다. 나아가서 이 모든 과정은 최근에 관심을 많이 가지고 있는 메이커 운동 또는 메이커 문화 확산이나 중고등학교 소프트웨어 교육에도 도움이 될 것으로 기대한다.A simple device is designed using an Arduino Uno board and light emitting diodes (LED) to determine the digitized color of the chemical solution commonly found in the chemistry laboratories. The digitized color is represented using the 24 bits RGB format, and the three R,G,B values are concatenated to one value to transmitted to smartphone through a Bluetooth protocol as well as a PC monitor. Generated color displayed in computer monitor or smartphone using the RGB code is apparently identical with the color of the real solution. The color of acid-base solution with a wide range of pH values is well correlated with respect to the RGB values based on the multiple regression analysis. Using the device, variety of chemical experiments can be performed such as determination of the concentration of a solution using calibration curve, measurements of the specific chemical reaction rate where the color is changed. Furthermore, the procedures adapted in this work can be applied in spreading the maker movement (culture) and the software education in the secondary school.