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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34485| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0002-1280-4845 |
| Document type: | Tese |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Sensor de cores RGB para determinações colorimétricas: avaliação e análise quantitativa de soluções coloridas |
| Alternate title (s): | RGB color sensor for colorimetric determinations: evaliation and quantitative analysis of color solutions |
| Author: | Oliveira, Geandre de Carvalho |
| First Advisor: | Silva, Sidnei Gonçalves da |
| First member of the Committee: | Santos, André Luiz dos |
| Second member of the Committee: | Takeuchi, Regina Massako |
| Third member of the Committee: | Paula, Lucas Ferreira de |
| Fourth member of the Committee: | Rocha, Diogo Librandi da |
| Summary: | Neste trabalho, um sensor RGB foi avaliado para análise quantitativa de soluções coloridas. Este sensor é constituído de um sistema de detecção e um LED que ilumina o ambiente. A capacidade do sensor em responder a variações de sinal analítico para diferentes soluções coloridas foi avaliada monitorando cada canal do sensor, quando submetidos à incidência de radiação eletromagnética para cada comprimento de onda da região do visível. A capacidade efetiva do sensor RGB, definida como a capacidade do sensor em iluminar e detectar radiações eletromagnéticas refletidas pelas amostras, foi observada na faixa de 415-564; 440-600 e 510-750 nm para canais azul, verde e vermelho, respectivamente, após comparação entre o espectro de emissão do LED e a capacidade de detecção do sensor. Esses resultados podem contribuir para o entendimento da interação entre a luz emitida pelo LED do sensor e os sinais obtidos pelos canais RGB para diferentes determinações quantitativas. Com o objetivo de investigar a interação entre o sensor RGB e as substâncias coloridas para aplicações quantitativas, corantes de diferentes cores foram escolhidos, abrangendo toda a região visível do espectro eletromagnético. Na avaliação do desempenho analítico do sensor obteve-se faixa linear no intervalo de 5,0 – 50,0 μmol L-1 para as soluções do corante azul índigo e de 5,0 – 25,0 μmol L-1 para as demais soluções. Aplicações quantitativas em amostras líquidas empregando o sensor RGB foram demonstrada pelo método colorimétrico para a determinação de ferro explorando a reação com tiocianato. O procedimento foi aplicado em amostras de solo e suplemento infantil. A utilização do sensor RGB para determinação colorimétrica apresentou desempenho analítico semelhante aos obtidos com espectrofotômetro comercial, não sendo necessário o uso de computadores para o processamento de imagens para obtenção dos valores de RGB. O dispositivo proposto apresenta baixo custo, cerca de US$ 35,00, considerando o uso da placa controladora, o valor do sensor e a impressão do compartimento de amostra, esse valor é inferior ao de smartphones de entrada, disponíveis no mercado atualmente. Além disso, este sensor também contribui para atender aos requisitos de geração de uma Internet de Coisas Analíticas (IoAT) para análise quantitativa de soluções coloridas. |
| Abstract: | In this work a RGB sensor has been evaluated for quantitative analysis of colored solutions. The response ability of the sensor to different colored solutions was carefully evaluated for a better understanding of which spectral bands are filtered and processed by each sensor channel. The effective RGB sensor capacity, which is the sensor´s capability to illuminate and detect electromagnetic radiation reflected by samples, was observed in the range of 415-564; 440-600 and 510-750 nm for blue, green and red channels, respectively. These results can contribute to the understanding of the interaction between the light emitted by the built-in LED and the signals obtained by the RGB channels for different quantitative determinations. Aiming to investigate the interaction between the RGB sensor and colored substances and thereafter achieve quantitative optical analysis, different colored dyes were chosen for the RGB sensor capability evaluating, covering a range of colors. The analytical performance of RGB sensor yielded a linear range of 5.0 − 50.0 µmol L-1 for indigo blue dyes solutions and 5.0 – 25.0 µmol L-1 for the other dyes. The work ability of this sensor was demonstrated by colorimetric method for determinations of iron in soil and childish supplement samples by thiocyanate reaction. The use of RGB sensor for colorimetric determination presented an analytical performance similar to those obtained with a commercial spectrophotometer, and it is not necessary to use computers for image processing to acquire RGB values. The proposed device has a low cost, around US$35,00, considering the use of Arduino controller board, the value of RGB sensor and the cuvette holder 3D printing, this value is lower than that of entry-level smartphones currently available on the market. In addition, this sensor also contributes to meeting the requirements of generating an Internet of Analytical Things (IoAT) for quantitative analysis of color solutions. |
| Keywords: | sensor RGB imagem digital dye solution optical sensor colorimetria colorimetric determination |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICA |
| Subject: | Química Calorimetria Cores - Análise Ondas eletromagnéticas |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Química |
| Quote: | OLIVEIRA, Geandre de Carvalho. Sensor de cores RGB para determinações colorimétricas: avaliação e análise quantitativa de soluções coloriadas. 2022. 71 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.136. |
| Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.136 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34485 |
| Date of defense: | 21-Feb-2022 |
| Appears in Collections: | TESE - Química |
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