Una herramienta portátil para el análisis espectral de hojas de plantas que incorpora un detector multicanal para permitir una captura de datos más rápida
Autores: Botero-Valencia, Juan; Reyes-Vera, Erick; Ospina-Rojas, Elizabeth; Prieto-Ortiz, Flavio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Una herramienta portátil para el análisis espectral de hojas de plantas que incorpora un detector multicanal para permitir una captura de datos más rápida
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Sistema novedoso
Análisis espectral
Detectores
LED
Propiedades de transmisión
Adquisición de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se diseñó un sistema novedoso para mejorar la eficiencia de la adquisición de datos en un instrumento portátil y compacto dedicado al análisis espectral de diversas superficies, incluidas las hojas de plantas y materiales que requieren caracterización en el rango de 410 a 915 nm. El sistema propuesto incorpora dos detectores de nueve bandas posicionados en la parte superior e inferior de la superficie objetivo, cada uno equipado con un LED controlable digitalmente. Los detectores son capaces de medir tanto las propiedades de reflexión como de transmisión, dependiendo de la configuración del LED. Específicamente, cuando se activa el LED superior, el detector inferior opera sin su LED, lo que permite la medición precisa de la luz transmitida a través de la muestra. El proceso se invierte en iteraciones posteriores, facilitando una evaluación precisa de la reflexión y transmisión para cada lado de la superficie objetivo. Para garantizar la fiabilidad, la estimación de errores utiliza un verificador de color, seguido de una implementación de perceptrón multicapa (MLP) integrada en la unidad de microcontrolador (MCU) utilizando tecnología TinyML para la adquisición de datos refinada en tiempo real. El sistema está construido con componentes impresos en 3D y electrónica económica. También admite comunicación USB o Bluetooth para la transmisión de datos. Este detector innovador marca un avance significativo en el análisis espectral, particularmente para la investigación de plantas, ofreciendo el potencial para la detección de enfermedades y la evaluación de deficiencias nutricionales.
Descripción
En este estudio, se diseñó un sistema novedoso para mejorar la eficiencia de la adquisición de datos en un instrumento portátil y compacto dedicado al análisis espectral de diversas superficies, incluidas las hojas de plantas y materiales que requieren caracterización en el rango de 410 a 915 nm. El sistema propuesto incorpora dos detectores de nueve bandas posicionados en la parte superior e inferior de la superficie objetivo, cada uno equipado con un LED controlable digitalmente. Los detectores son capaces de medir tanto las propiedades de reflexión como de transmisión, dependiendo de la configuración del LED. Específicamente, cuando se activa el LED superior, el detector inferior opera sin su LED, lo que permite la medición precisa de la luz transmitida a través de la muestra. El proceso se invierte en iteraciones posteriores, facilitando una evaluación precisa de la reflexión y transmisión para cada lado de la superficie objetivo. Para garantizar la fiabilidad, la estimación de errores utiliza un verificador de color, seguido de una implementación de perceptrón multicapa (MLP) integrada en la unidad de microcontrolador (MCU) utilizando tecnología TinyML para la adquisición de datos refinada en tiempo real. El sistema está construido con componentes impresos en 3D y electrónica económica. También admite comunicación USB o Bluetooth para la transmisión de datos. Este detector innovador marca un avance significativo en el análisis espectral, particularmente para la investigación de plantas, ofreciendo el potencial para la detección de enfermedades y la evaluación de deficiencias nutricionales.