Expérience de Herschel
Cahier de Bord
Semaine 0 :
Présentation des différents sujets, des locaux, des enjeux. Choix de notre sujet. Première prise de contact avec le chercheur Ehouarn Millour du LMD IPSL. Travail personnel de recherche d'informations en lien avec le sujet (contexte, gamme de valeurs sur les températures et sur les longueurs d'onde), premiers schémas.
Semaine 1 :
Premier rendez-vous avec Monsieur Millour : présentation du cahier des charges :
Objectif : refaire l'Expérience de Herschel dans le but de la présenter à la Fête de la Science.
Présentation du matériel déjà à disposition (lampe + ampoule halogène 50W, 1 prisme normal, 1 prisme grand)
Premières ébauches de réflexion quant aux enjeux : la lampe? comment récupérer la température? la traiter? le prisme de diffraction est-il exploitable?
Recherche de capteurs de températures au Fablab.
Expérimentation de l'arduino et des thermocouples pour la récupération de données sur l'ordinateur, réalisation d'une courbe de donnée brute pour visualiser les variations de température. Afin de récupérer la température, on pense à une barre en plexiglass où les thermocouples vont être placés.
Réalisation des premières expériences avec le prisme et observation des spectres de diffraction : résultats peu concluants : spectres non exploitables : trop diffus, la lumière se recompose en lumière blanche : aucune précision dans le spectre.
On prévoit 8 thermocouples (violet, bleu, vert, jaune, orange, rouge, IR, témoin) ou capteurs de températures.
Prochainement :
- posséder un condensateur optique
- refaire l'expérience plus précisément
- essayer de former notre Arduino
- comparer avec un réseau pour voir si c'est mieux qu'un prisme
46 45 1er, salle des clés
Semaine 2 :
Premiers pas et apprentissage du logiciel Openscad :
Conception d'un support du prisme sur ce logiciel
Mise en place de l'expérience approfondie, test des différents prismes et des lampes : lampes fournies/projecteurs
Exemples de test de diffraction pour placer les thermo-couples
Recherche d'une lentille auprès du super JP Ferreira
Prochainement :
- imprimer en 3D le support du prisme
- avancer les recherches personnelles sur les lampes et prismes
Semaine 3 :
Obtention d'un spectre lumineux exploitable pour l'expérience, il était beau (photo à l'appui).
Réalisation d'une fente sur le logiciel OpenScad et test d'impression 3D dans la salle Image. Test infructueux --> Direction Fablab bâtiment Esclangon pour une nouvelle impression 3D. Durée : environ 1h15. Coût : 0,64€. Poids : 21,3g.
Recherche internet des thermocouples afin de faire des tests : voir si on détecte une variation de température significative.
Semaine 4 :
Première utilisation de notre super fente malheureusement elle semble trop petite : elle atténue trop la lumière et donc le spectre. On va donc garder notre "rond" qui est, on vient de l'apprendre, un embout de tuyau imprimé en 3D pour l'expérience de DARCY. On a ensuite fait des tests de prise de température avec les thermocouples et un code Arduino qui s'est avéré plus compliqué que prévu. En effet le code a fonctionné au départ puis mystérieusement plus du tout; problème que l'on essaye de régler en ce moment avec l'aide de Loïc et Pierre.
On a ensuite lancé l'impression de notre 2ème pièce d'orfèvrerie en impression 3D : un support pour notre prisme pour ne pas l'endommager plus que de raison. Durée : 1h17. Cout : 0,37€. Poids : 12g.
En somme une semaine mouvementée.
Prochainement :
- se renseigner sur les arduinos et les ThC, les commander. Trouver tuto pour faire un code correct qui marche.
recherche internet et lien :
https://www.mesurex.fr/non-classe/comment-choisir-son-thermocouple/
https://learn.adafruit.com/thermocouple/wiring-a-thermocouple
https://forum.arduino.cc/t/question-sonde-thermocouple-et-larduino/130848/9
https://www.tcsa.fr/thermocouples/thermocouple-patch.html
Semaine 5 :
Récapitulatif des choses à faire :
- acheter 8 thermocouples DEMANDER A PIERRE
- trouver un écran en plexiglass noir (Fablab) / y faire 8 trous
- s'occuper de la partie électronique
Semaine 6 :
thermocouple et voir si faut un amplifier
http://emery.claude.free.fr/arduino-capteur-temperature.html/
https://www.carnetdumaker.net/images/montage-de-lexemple-arduino-lm35/
https://www.raspberryme.com/guide-des-capteurs-de-temperature-lm35-lm335-et-lm34-avec-arduino/
Commande de capteurs de températures LM35
Le capteur de température LM35 est un capteur analogique de température fabriqué par Texas Instruments. Il est extrêmement populaire en électronique, car précis, peu couteux, très simple d'utilisation et d'une fiabilité à toute épreuve.
Le capteur de température LM35 est capable de mesurer des températures allant de -55°C à +150°C dans sa version la plus précise et avec le montage adéquat, de quoi mesurer n'importe quelle température.
La sortie analogique du capteur est proportionnelle à la température. Il suffit de mesurer la tension en sortie du capteur pour en déduire la température. Chaque degré Celsius correspond à une tension de +10mV.
La version plus précise du LM35 (nommée "LM35A") a une précision garantie de +/-0.5°C à 25°C et +/-1°C à -55°C ou +150°C.
Le capteur LM35 fonctionne avec n'importe quelle tension d'alimentation comprise entre 4 volts et 30 volts, ce qui permet de l'utiliser dans virtuellement n'importe quel montage numérique ou analogique. Le capteur LM35 ne fonctionne pas en dessous de 4 volts, donc oubliez l'utilisation d'un LM35 avec des cartes Arduino 3.3 volts (Due, Zero, etc), sans alimentation 5 volts externe, ça ne marche pas.
Mise en évidence rapide des variations de température à l'aide d'un thermomètre classique :
On voit que la température est plus élevée sur la photo de gauche (quand la température est mesurée dans le rouge), et plus basse dans la photo de droite (dans le violet).
Préparation du montage avec tous les composants nécessaires sauf les capteurs de températures LM35DZ :
- condensateur 100 nF
- breadboard + fils
- carte Arduino Méga
Il reste à déterminer si l'on réalise un montage en série ou en dérivation. Si dérivation, besoin de 8 condensateurs.
Nous avons été cherché au Fablab : 8 condensateurs et un breadboard.
Référence capteurs à commander :
https://fr.rs-online.com/web/p/capteurs-de-temperature-et-d-humidite/8115595
Semaine 7 :
On a commandé les thermocouples et on les attend. en attendant on voit pour le circuit imprimé et on répond à Claude.
on associe chaque couleur du spectre à un câble de cette même couleur.
On a vu qu'il fallait mettre tout les capteurs en dérivations ce qui complexifie le câblage mais rend le traitement de donné plus simple
source :
https://forum.arduino.cc/t/multi-sensor-lm35/584761
La partie du LM35DZ qui détecte la température est appelée "élément sensible", il s'agit d'une petite puce située au centre du boitier en plastique noir.
Nous avons ensuite réfléchi sur l’esthétique du support : les composants seront exposés face visible pour rendre les explications plus facile et pédagogique. ils seront collés sur une plaque de plexiglas avec une gravure de nos prénoms pour les royalties, ainsi que le logo Fablab et celui de SU. De plus il faut que nous réalisions un support pour maintenir la plaque de plexi à la verticale pour plus de confort.
après avoir fait les tests sur breadboard nous allons réaliser notre propre circuit imprimé qu'on devra réaliser et souder nous même.
Semaine 8 :
On a toujours pas reçu les thermocouples. La première commande n'a pas abouti donc il a fallu en faire une deuxième.
Aujourd'hui, on va s'occuper de la plaque de plexiglass, la couper aux bonnes dimensions si besoin et aussi réaliser son support.
On a été chercher la plaque qu'on a ensuite découpé au laser aux dimensions 40x40 cm. On a modélisé les pieds de support et notre logo.
Prochainement : imprimer le support et la gravure de notre logo.
Semaine 9 :
Mercredi :
On a reçu les thermocouples. On a pu réaliser le montage du câblage (voir photo). Malheureusement, après de nombreuses tentatives d'écritures du codage Arduino, on ne parvient pas à en trouver un qui fonctionne.
On a également fini de designer notre logo (voir photo)
On va maintenant aller lancer la gravure de notre logo et imprimer les supports de notre plaque.
Jeudi :
On est parti graver notre logo mais on va le refaire car il nous convenait pas parfaitement. On a aussi lancé l'impression de nos supports pour tenir notre plaque de plexi mais elle a échoué nous allons donc devoir en relancer une autre.
Vendredi :
Avec Loic et Pierre, nous avons mis bcp de temps avant de réaliser un code qui fonctionne. En effet, on pensait que notre montage manquait d'une résistance (même deux), que la carte Arduino MEGA 2560 ne marchait pas, ou encore qu'il y avait un problème dans les branchements des fils alors qu'en réalité, le problème venait seulement du monitor.
Nous avons choisi un code écrit par Claude (cf Le Blog de Claude) mais il est valable que pour un capteur donc nous devons le modifier pour qu'il nous renseigne les températures de nos 6 capteurs.