Spektrometer Inframerah-Dekat DIY — Menggantikan Perangkat $10.000 dengan $500

 (archive.md)
2 poin oleh GN⁺ 2023-09-14 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Membuat spektrometer berkopel serat optik yang mengukur rentang 800–1600 nm dengan satu fotodioda InGaAs tunggal, sekitar $500
  • Sensor silikon CMOS tidak dapat mendeteksi di atas ~1100 nm karena batas bandgap ~1,1 eV; untuk melampauinya diperlukan semikonduktor InGaAs dengan bandgap yang dapat disetel hingga ~0,4 eV
  • Menghindari biaya mahal array InGaAs dengan cara memindai satu fotodioda menggunakan motor stepper, alih-alih memakai susunan piksel
  • Memanfaatkan lampu fluoresen meja sebagai sumber cahaya kalibrasi garis emisi merkuri dan argon untuk melakukan kalibrasi posisi–panjang gelombang
  • Mencapai resolusi FWHM 3–4 nm @ 1000 nm, sebanding dengan spektrometer InGaAs komersial di kisaran $8.000–$12.000

Latar belakang dan motivasi

  • Spektrometer yang dibuat dari kamera ponsel dan kisi difraksi CD-ROM sudah umum, dan biaya pembuatannya hanya sekitar $5
  • Namun kamera berbasis silikon (sensor CMOS) hanya merespons hingga sekitar 1100 nm karena batas fisik
    • Bandgap silikon sekitar ~1,1 eV, sehingga panjang gelombang yang lebih panjang tidak dapat mengeksitasi pasangan elektron–hole
    • Untuk mengukur panjang gelombang yang lebih panjang diperlukan semikonduktor lain; dipilih InGaAs, yang bandgap-nya dapat disetel hingga ~0,4 eV melalui rasio indium/galium
  • Array piksel InGaAs satu dimensi saja harganya ribuan dolar, sedangkan sistem spektrometer IR penuh dengan pendinginan termoelektrik dan kisi presisi melampaui $10k
    • Alasannya mahal: pengguna utamanya bukan konsumen umum, melainkan peneliti ilmiah
  • Karena hobi optik laser dan kebutuhan menganalisis sumber cahaya inframerah-dekat di atas 1100 nm, ditemukan di DigiKey bahwa fotodioda InGaAs tunggal berharga sekitar $20
    • Memang 100 kali lebih mahal daripada fotodioda silikon, tetapi dengan satu komponen ini pembuatan spektrometer dinilai masih masuk ranah DIY
    • Hasilnya adalah spektrometer IR berkopel serat optik yang mengukur 800–1600 nm

Prinsip dan desain

  • Spektrometer terdiri dari 4 komponen: celah, elemen difraksi, detektor, dan sistem optik relai yang menghubungkan semuanya

  • Celah masukan dan serat optik

    • Serat optik masukan berfungsi sebagai celah masukan; digunakan serat optik multimode inti 50 um sebagai kompromi antara jumlah cahaya dan resolusi
    • Kabel patch SMA-905 sepanjang 2 m sekitar $40 di AliExpress, $70 di Thorlabs

  • Kisi difraksi

    • Untuk rentang panjang gelombang desain 800–1600 nm, dipilih kerapatan garis 600 line/mm, menghasilkan dispersi 40° dalam rentang panjang gelombang desain
    • Pada sudut datang 50°, difraksi orde ke-2 dan ke-3 bertumpang tindih dengan berkas datang sehingga tidak dapat digunakan

  • Metode pemindaian detektor

    • Untuk mendeteksi cahaya dari berbagai sudut dengan fotodioda satu ‘piksel’, detektor dipasang pada motor dan dipindai
    • Menggunakan linear stage berpenggerak stepper seharga $50 dari Amazon; resolusi 5 um per langkah sudah memadai
    • Area aktif fotodioda InGaAs berdiameter ϕ1mm; celah keluaran selebar sekitar 0,3 mm dibuat dengan masking tape aluminium

  • Sistem optik relai (desain ramah DIY)

    • Diperlukan tiga tahap: mendefokuskan celah masukan menjadi berkas paralel → mengarahkannya ke kisi → memfokuskan berkas terdifraksi ke sensor
    • Metode tradisional adalah desain Czerny-Turner, susunan cermin refleksi total yang meminimalkan aberasi kromatik, tetapi penyelarasan cermin parabola sangat sulit tanpa bangku optik, sehingga dipilih pendekatan lain
    • Kolimator serat mengubah keluaran serat optik menjadi berkas paralel dan dapat dihubungkan langsung dengan konektor SMA-905
      • Karena aberasi kromatik lensa kolimator, hanya panjang gelombang desain (980 nm) yang benar-benar paralel; panjang gelombang pendek sedikit konvergen dan panjang gelombang panjang sedikit divergen, tetapi masih dalam batas toleransi
      • Thorlabs $160; sepasang unit seharga $70 per buah didapat dari eBay
    • Cermin berlapis perak mengarahkan berkas ke kisi, $25 di eBay (baru di Thorlabs $35); cermin dielektrik untuk cahaya tampak tidak cocok karena berada di luar pita pada inframerah-dekat
    • Untuk memfokuskan kembali berkas terdifraksi ke detektor digunakan lensa silindris
      • Berkas terfokus menjadi garis dengan lebar ~0,5 mm dan tinggi ~2 mm, sehingga toleransi penyelarasan menjadi lebih longgar, sekitar ~1 mm
      • Karena bentuknya persegi panjang, pemasangan dengan selotip dua sisi saja pun mudah
    • Tata letak optik di-ray-trace dengan Optometrika; posisi lensa silindris dioptimalkan melalui coba-coba (dengan panjang fokus 150 mm, toleransinya besar)

  • Analisis resolusi

    • Perbesaran sistem optik adalah 150 mm (lensa silindris) / 11 mm (kolimator) = 13,6×
    • Tiga faktor utama pelebaran:
      • Celah masukan: inti 50 um menghasilkan spot 0,68 mm, melebar sekitar 6 nm dalam panjang gelombang
      • Kisi: resolusi difraksi orde pertama sama dengan jumlah garis yang disinari; berkas 2 mm memberi resolusi 1.200 dan berkontribusi sekitar 1 nm
      • Celah keluaran: menambahkan pelebaran sekitar 3 nm
    • Penyebab utama pelebaran adalah ukuran celah masukan (inti serat optik); dapat diperbaiki dengan lensa lebih besar dan kolimator berpanjang fokus lebih panjang untuk menurunkan perbesaran
    • Resolusi pengukuran akhir mencapai 3–4 nm @ 1000 nm, dan 5–6 nm @ 1500 nm
      • Spektrometer InGaAs Edmund Optics yang memakai masukan SMA-905 yang sama memiliki FWHM 4 nm, sedangkan spektrometer ringkas Ocean Insight 10 nm; masing-masing sekitar $12.000 dan $8.000

Pembuatan

  • Kisi difraksi

    • Alih-alih potongan CD-ROM, digunakan kisi reflektif blazed Thorlabs ($70), dengan spesifikasi 600 line/mm, 12,7×12,7×6 mm, blaze 1000 nm
    • “Dudukan optik” kecil untuk komponen optik persegi kecil dibuat sendiri agar dapat menahan tanpa merusaknya

  • Rangkaian elektronik

    • Elektronik detektor terdiri dari penguat transimpedansi dan ADC 24-bit
    • Intinya adalah op-amp AD8656 dengan arus bias masukan 1 pA dan derau sangat rendah, serta resistor gain 100 megaohm yang mengubah 1 pA menjadi 100 uV
    • Fotodioda beroperasi pada bias nol (mode ‘fotovoltaik’) untuk menghilangkan arus gelap
    • Sinyal masuk ke AD7793, ADC presisi berderau rendah dengan pemfilteran digital bawaan; pada kecepatan terendah (4,17 Hz), derau 40 nV

  • Catu daya dan perisai

    • Masalah fluktuasi dan ripple besar pada catu daya USB 5V diselesaikan dengan regulator linear LT3042 (PSRR di atas 100 dB), yang sangat baik untuk menangani catu daya kotor
    • Rangkaian sangat rentan terhadap kopling kapasitif dengan konduktor di sekitar (terutama tubuh manusia yang menghasilkan derau 60 Hz), karena node berimpedansi tinggi puluhan megaohm pada masukan op-amp
      • Yang wajib bukan perisai EMI biasa, melainkan perisai elektrostatik; papan rangkaian dan fotodioda dibungkus dengan pita aluminium, foil, dan pelat yang di-ground-kan
      • Cara yang lebih baik adalah menghubungkan soket fotodioda khusus ke PCB dengan bidang ground ganda melalui kabel koaksial

  • Analisis derau

    • Setelah sumber eksternal diblokir, derau intrinsik tersisa berasal dari tiga titik: fotodioda, penguat, dan resistor umpan balik R
    • Pada pita 1–100 Hz, derau penguat didominasi derau 1/f yang sulit dirata-ratakan; pada 0,1–10 Hz sekitar 0,3 uVrms (setara masukan 3 fA)
    • Resistor R dan fotodioda menyumbang derau termal masing-masing 13 fA/√Hz dan 9 fA/√Hz (dengan asumsi resistor shunt 200 MΩ)
    • Pada pengukuran kecepatan terendah 4,17 Hz, derau RMS total sekitar 30 fA, dan simpangan baku sinyal saat tanpa cahaya sekitar 18 fA, sehingga pada praktiknya mencapai batas derau termal
      • Perbaikan lebih lanjut memerlukan memasukkan sensor dan penguat ke nitrogen cair

  • Susunan komponen

    • Catu daya (5V 2A) berada di dinding kiri, papan kontrol di bagian atas, dan papan detektor dipasang pada motor stepper linear
    • Mikrokontroler menggunakan papan STM32 Nucleo-32, dengan driver motor stepper terpisah
    • Regulator berderau rendah, ADC, dan penguat transimpedansi ditempatkan pada papan detektor; pita perisai di sekitar penguat penting untuk derau rendah
    • Celah awalnya dibuat dengan pisau cukur, tetapi jika terlalu jauh dari fotodioda, jumlah cahaya sangat berkurang pada sudut datang besar; akhirnya diganti dengan menempelkan dua potong selotip hitam langsung pada jendela depan

Verifikasi performa

  • Sumber cahaya kalibrasi

    • Dibutuhkan sumber cahaya dengan panjang gelombang dan lebar garis yang diketahui; untuk penyelarasan kasar digunakan pena laser hijau 505 nm (difraksi orde ke-2 memiliki sudut yang sama dengan orde pertama 1010 nm)
    • Lampu kalibrasi merkuri dan argon-neon mahal, sekitar $300 menurut Newport; tabung spektrum gas memerlukan catu daya tegangan tinggi
    • Lampu fluoresen meja ternyata merupakan sumber kalibrasi yang sempurna, tetapi harus berupa bohlam fluoresen; LED dan lampu pijar tidak bisa
      • Lampu fluoresen menggunakan uap merkuri dan gas inert untuk memancarkan ultraviolet, lalu fosfor mengubahnya menjadi cahaya tampak
      • Merkuri netral memiliki garis emisi 436, 543, 546, 1014, 1357, 1367, dan 1530 nm; empat yang terakhir berguna untuk kalibrasi inframerah-dekat
      • Lampu meja juga diisi gas argon, yang menyediakan banyak garis emisi pada rentang 800–1000 nm
    • Garis-garis pada spektrum diidentifikasi untuk menetapkan korespondensi posisi–panjang gelombang lalu dihubungkan dengan interpolasi; lensa silindris diselaraskan agar puncak 1014 nm paling tajam (FWHM ~3 nm)

  • Koreksi respons spektral

    • Mengoreksi amplitudo sinyal per satuan jumlah cahaya pada tiap panjang gelombang (fungsi respons spektral); galat absolut sinyal 10% tidak menjadi masalah dalam pengukuran reflektansi dan transmitansi
    • Lampu kuarsa-halogen seharga $10 dari toko perkakas lokal diasumsikan sebagai sumber benda hitam 3200 K untuk mengoreksi respons spektral

  • Pengukuran transmitansi

    • Iluminator serat seharga $70 dibeli terpisah dari eBay, lalu dibuat mini test bench untuk mengukur spektrum transmitansi filter dan kristal
      • Menghasilkan berkas putih dengan sudut divergensi ~2° dan diameter berkas yang dapat diatur dari ~0,5 mm hingga ~1 cm, lalu dikumpulkan oleh kolimator serat di sisi berlawanan
      • Filter longpass 790 nm di depan kolimator memblokir interferensi difraksi orde ke-2 dari cahaya tampak
      • Hanya sampel datar tanpa daya optik yang dapat diukur; elemen yang mengubah bentuk berkas seperti lensa tidak akurat
    • Kurva transmitansi kristal Nd:YAG (2×2×10 mm, doping 1%) diukur; terlihat latar pantulan antarmuka dan puncak absorpsi Nd:YAG
      • Cahaya 808 nm, yang paling umum dipakai untuk pemompaan dioda, hampir sepenuhnya diserap

  • Pengukuran fluoresensi dan rentang dinamis

    • Spektrum fluoresensi diukur dengan dioda pompa 808 nm (sekitar 100 mW), ditampilkan dalam skala log
    • Puncak terkuat adalah 1064 nm, dan garis emisi lain pada 946, 1116, 1319, 1338, 1357, 1414, 1431, dan 1444 nm juga tampak jelas
    • Pada pengaturan ini (gain 16, konstanta waktu 1/8,33 Hz), sinyal maksimum terukur 800 pA dan noise floor sekitar 0,2 pA, menghasilkan rentang dinamis 4.000:1 (72 dB)
      • Dengan konstanta waktu lebih besar dan gain lebih kecil, dapat ditingkatkan hingga 100.000:1

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2023-09-14
Opini Hacker News

  • Tulisan dan proyek ini cukup mengesankan karena merupakan karya orang yang menemukan superkonduktivitas pada grafena berpilin dua lapis

    • Saya tidak tahu seberapa langkanya hal itu, tetapi jika di usia 25 tahun sudah dikutip lebih dari 14 ribu kali dan sebagian besar sebagai penulis pertama, itu terlihat benar-benar luar biasa
    • Di luar rasa ingin tahu murni atau tujuan riset, saya penasaran apakah hal seperti ini punya kegunaan sehari-hari yang praktis
      Fakta bahwa perangkat yang biasanya seharga 10 ribu dolar bisa dibuat dengan 500 dolar saja sudah menarik

  • Proyek yang benar-benar keren. Saya pernah mencoba membuat spektrometer Raman DIY, dan itu bisa dilakukan bahkan dengan biaya di bawah 100 dolar [1], tetapi spektroskopi inframerah-dekat jelas membuka lebih banyak kemungkinan
    Saya bukan ilmuwan, tetapi saya suka gagasan bahwa alat seperti ini bisa diakses. Sejauh pemahaman saya, spektroskopi Raman terbatas pada molekul kristalin asimetris, sehingga misalnya pada garam sulit mendapatkan pantulan yang layak untuk dibaca
    Koreksi: inframerah-dekat bersifat komplementer. “Pada molekul dengan getaran regangan simetris, getaran yang aktif Raman tidak terlihat di inframerah, dan pada molekul dengan getaran regangan asimetris, getaran yang aktif inframerah tidak terlihat di spektrum Raman. Ini disebut prinsip eksklusi timbal balik, dan menjadikan spektroskopi NIR dan Raman sebagai teknik yang saling melengkapi” [2]
    Yang benar-benar ingin saya ketahui adalah apakah ini bisa mendeteksi ftalat dalam plastik atau logam berat seperti kadmium pada produk logam. Setelah berbicara dengan orang-orang berpengalaman, untuk hal seperti ini pada akhirnya memang lebih tepat mengirimkannya ke laboratorium untuk GC/MS, tetapi saya tetap ingin melihat apakah kita bisa membuat banyak spektrometer Raman atau inframerah-dekat untuk apotek di negara berkembang. Obat palsu adalah masalah nyata di sana, dan tidak harus tetap begitu
    [1] https://www.hackteria.org/wiki/images/a/a0/MobPhone_RamanSpe...
    [2] https://www.labmate-online.com/news/mass-spectrometry-and-sp...

    • Saya sedang mencari cara membeli atau membuat spektrometer Raman dengan murah. Saat ini saya berada di negara berkembang, dan masih kesulitan menemukan lensa yang diperlukan. Sebagian besar karena kurangnya pengetahuan
      Laser($40): https://a.co/d/0wjNGBz
      Kisi difraksi($12): https://a.co/d/6bpO8xm
      Lensa pemfokus laser: belum ditemukan
      Lensa pengumpul fluoresensi: belum ditemukan
      Lensa pemfokus: belum ditemukan
      Lensa kolimator: belum ditemukan

  • Biaya banyak berasal dari penggunaan yang dituju. Jaminan kinerja adalah tanggung jawab atas kegagalan desain, dan peralatan ilmiah harus sangat konsisten sesuai tujuannya

    • Meski begitu, untuk beberapa hal kita perlu jawaban cepat. Kadang itu adalah pengukuran dasar yang diperlukan untuk melakukan sains lain, dan tanpa peralatan 10 ribu dolar kita bahkan tidak bisa memulai eksperimen lain
      Hampir tidak ada tempat yang membuat sensor optik untuk hobi. Saat mencari proyek yang membutuhkan laser, pilihannya hanya menyerah, atau membeli sensor akhir 1980-an di eBay seharga 4000 dolar lalu melakukan rekayasa balik pada barang tanpa software dan tanpa kabel proprietari. Versi USB awal 2000-an pun 10 ribu dolar tanpa software, belum lagi model USB3 baru seharga 50 ribu dolar
      Peralatan optik harganya tidak masuk akal, dan kadang untuk pekerjaan tingkat lanjut pun yang dibutuhkan hanya alat dasar
    • Seiring waktu harga akan turun, dan saat harga turun, akan muncul penggunaan di luar tujuan ilmiah
      Peralatan Flir dulu untuk militer, tetapi sekarang kita bisa membeli produk murah buatan Tiongkok tanpa pembatasan ekspor AS dalam bentuk dongle ponsel seharga beberapa ratus dolar, dan menggunakannya untuk melihat komponen yang terlalu panas di PCB atau bagian rumah dengan insulasi buruk
      Menjaga cairan pada suhu presisi dulu pekerjaan laboratorium, tetapi sekarang kita bisa membeli mesin sous-vide seharga 50 dolar. Perangkat medis seperti oksimeter darah pun sekarang sudah turun hingga kisaran 1 dolar·1 euro
      Ketika harga turun, lebih banyak orang menemukan lebih banyak kegunaan, lebih banyak perusahaan membuatnya, dan tercipta siklus yang membuat harga turun lebih jauh
    • Harga alat ilmiah juga mencakup penyelarasan dengan satuan fisik yang diketahui, serta lebar dan kerataan rentang pengukuran. Jika tujuannya adalah pengendalian sistem dinamis dalam rentang sempit, biaya bisa dipangkas sesuai kebutuhan tertentu

  • Implementasi kunci yang menurunkan biaya adalah menggunakan satu fotodioda yang dipasang pada motor untuk memindai ruang secara fisik, alih-alih memakai array sensor InGaAs yang mahal
    Dalam pekerjaan sebelumnya, saya memakai spektrometer inframerah industri/ilmiah yang harganya lebih dari 100 ribu dolar. Sensitivitas perangkat fisik memang penting, terutama dalam riset dasar, tetapi yang sering menentukan apakah benar-benar bisa digunakan adalah software. Software spektrometer modern mencakup pemrosesan sinyal tingkat lanjut dan machine learning

  • Akan bagus jika ada lebih banyak komunitas sains dasar tempat amatir bisa berkontribusi, selain akademia dan lembaga pendanaan negara
    Seperti klub astronomi amatir; astronom amatir masih banyak berkontribusi pada bidangnya. Saya berharap mereka bisa berkontribusi dalam skala lebih besar dan dengan cara yang lebih penting. Saya ingin melihat lebih banyak tulisan ilmuwan amatir di HN

    • Astronomi adalah bidang tempat kontribusi amatir dan ilmuwan warga sangat berharga. Salah satu organisasi perwakilannya adalah American Association of Variable Star Astronomers, yang mengumpulkan data fotometri dan spektroskopi benda langit terkait seperti bintang variabel dan eksoplanet, dan saya adalah Executive Director di sana
      Selain itu ada Society for Astronomical Sciences yang mencakup bidang lebih luas dengan fokus tertentu pada peralatan, Center for Backyard Astrophysics yang berspesialisasi pada bintang variabel tertentu, serta International Occultation and Timing Association yang mengamati okultasi asteroid saat menutupi bintang untuk memperkirakan bentuknya. Di sebagian besar negara juga ada organisasi serupa
      Di dalam SAS ada grup yang membuat FlexSpec 1, spektrometer optik otomatis untuk astronomi (https://flexspec1.readthedocs.io/en/latest/). Harga komponennya sekitar 500 dolar, sementara perangkat serupa dijual sekitar 3000 dolar
    • Penulisnya jelas bukan amatir. Ia adalah peneliti pascadoktoral fisika materi terkondensasi
    • Di mana pun ada survei lapangan di alam, para amatir menemukan spesies, fosil, dan mineral baru

  • Proyek yang bagus. Jika perlu, kapasitor Cf dengan absorpsi dielektrik rendah bisa dipasang paralel dengan resistor pengaturan gain Rf untuk lebih merata-ratakan derau
    Jika derau frekuensi listrik PLN terus menjadi masalah, itu juga bisa ditangani. Peningkatan lain adalah menambahkan roda chopper optik untuk menangani derau 1/f pada seluruh sistem. Kekurangannya adalah diperlukan laju sampling yang lebih tinggi, lalu demodulasi dan filtering harus dilakukan secara eksternal setelahnya. Selain itu, Cf dibatasi ke frekuensi yang lebih tinggi

  • Ada proyek serupa yang memasukkan satu fotodioda ke semacam kamera pinhole: https://hackaday.com/2016/05/18/using-missile-tech-to-see-li...

  • Melihat ini, teleskop radio DIY, sampai radar Wi-Fi, mungkin suatu hari nanti akan muncul tricorder sungguhan

    • Saya suka tautan-tautan “Amateur Scientist” belakangan ini. Semoga lebih banyak tulisan seperti ini

  • Kalau tidak mau menunggu animasi konten selesai, lakukan ini:
    javascript:document.querySelectorAll(".animate-box").forEach(e => { e.classList.remove('animate-box') })

  • Sangat bagus, tetapi kemungkinan besar sebagian besar dari 10 ribu dolar itu adalah biaya sertifikasi yang tidak bisa didapat lewat DIY. Untuk hobi ini luar biasa, tetapi tidak akan bisa dijual dengan mengambil untung 9.500 dolar

    • Bisa jadi, tetapi penulis juga menjelaskan metode kalibrasi yang cukup murah dan mudah. Sebagian besar biaya produk komersial mungkin berasal dari fakta bahwa perangkat itu dijual dalam volume sangat kecil, serta besarnya overhead bisnis dengan volume penjualan rendah
      Bisa jadi kita sedang membayar banyak hal operasional bisnis yang tidak dibutuhkan oleh pembuat DIY perorangan. Selain itu, banyak peneliti membeli peralatan dengan dana riset, sehingga dalam beberapa kasus mereka mungkin tidak terlalu sensitif terhadap harga
      Saya tidak meragukan bahwa produk komersial sudah dikalibrasi sebelumnya dan tersertifikasi, tetapi saya akan cukup terkejut jika sertifikasi dan kalibrasi itu sendiri benar-benar menelan biaya sekitar 9.000 dolar
    • DIY bukan hanya soal hobi
      Perusahaan setiap hari menilai apakah akan membuat sendiri atau membeli. Tulisan ini menunjukkan bahwa peralatan bisa dibuat dan diverifikasi dengan pengetahuan dan keterampilan yang diharapkan dari sebagian besar peneliti utama
      Kalau saya kepala laboratorium, saya ingin ada orang-orang yang dapat mempertimbangkan opsi membuat sendiri ketika masuk akal. Dengan begitu, kami bisa mengintegrasikan sistem dan menyesuaikan verifikasi dengan kebutuhan kami. Itu menjadi bahan bagi kekayaan intelektual sendiri dan pengembangan karier
    • Intinya bukan “Anda bisa menjual ini dan menjadi kaya”, melainkan bahwa jika membuatnya sendiri sebagai hobi, Anda bisa menghemat banyak uang
    • Soal sertifikasi saya tidak tahu pasti, tetapi merancang, memproduksi, menjual, dan melayani produk membutuhkan overhead yang besar. Ini pada dasarnya adalah prototipe
      Mungkin akan bekerja untuk sementara, tetapi jika muncul masalah, pemeliharaannya sulit, dan perangkat lunaknya juga kemungkinan belum terlalu dipoles. Menjual spektrometer komersial melibatkan banyak biaya yang tidak tercantum dalam bill of materials
      Kalau ingin membuatnya sendiri, itu bagus, tetapi bahkan spektrometer cahaya tampak berbasis sensor tunggal dengan komponen murah pun tidak bisa dibeli dengan harga yang mendekati total harga komponennya
    • Jika dipakai di laboratorium, sebagian besar peralatan seperti ini bisa dikalibrasi dan diverifikasi sendiri. Panjang gelombang sangat mudah dikalibrasi, sedangkan amplitudo absolut tidak, tetapi biasanya orang tidak terlalu peduli pada amplitudo absolut. Kerataan respons di seluruh spektrum bisa menjadi masalah atau tidak, tergantung kebutuhan