TurboCocco

26/01/2024 :

Modèle :

Caractéristiques du capteur :

• Operating Voltage: 5V DC

• Operating Current: 40mA (MAX)

• Response Time: <500ms

• Insulation Resistance: 100M (Min)

• Output Method: Analog

• Analog output: 0-4.5V

• Digital Output: High/Low level signal (you can adjust the threshold value by adjusting the potentiometer)

• Operating Temperature: 5℃~90 ℃

• Storage Temperature: -10℃~90℃

• Weight: 30g

• Adapter Dimensions: 38mm*28mm*10mm/1.5inches *1.1inches*0.4inches

Attention : Capteur non waterproof : maintenir la partie noire hors de l’eau

Principe : Le capteur mesure la turbidité, ce qui nous permet d'obtenir une valeur de voltage. Quand la turbidité augmente, le voltage diminue.

Mesure de la turbidité = mesure des particules en suspension avec rayon lumineux + détecteur de lumière réglé à 90° par rapport au faisceau -> modification de la quantité de lumière réfléchie en fonction de la quantité de particules en suspension

Utilité du projet : résoudre des problèmes de filtration des coccolithes. Les particules se déposent au fond et saturent la membrane. Il faut donc détecter quand est-ce que cela arrive (i.e quand est-ce que la turbidité est trop faible) pour que le moteur soit allumé 

Ce qu'on va devoir faire :

• créer un programme permettant de mesurer la turbidité en solution
• effectuer des mesures avec différents liquides (différentes granulométries, différentes natures des particules)
• vérifier qu'on obtient les mêmes résultats avec différents capteurs (si ce n'est pas le cas on a un problème)

02/02/2024 : 

But à ce stade :

Déterminer les valeurs seuils pour lesquelles il y a plus assez de particules en suspension i.e. la membrane est saturée donc il faut allumer le moteur 

et/ou ?

Déterminer la quantité seuil de sédiments à mettre dans le tube pour ne pas saturer la membrane

>Le tout avec différents échantillons de sédiments 

Démarche : (ordre de priorité 1 et 2)

1.

• Déterminer comment le turbidimètre marche :

Schéma explicatif du fonctionnement du capteur

   

Schéma du fonctionnement du capteur (https://how2electronics.com/)

> 2 broches se font face, l’une émettrice d’une source lumineuse, l’autre receveuse. La lumière émise se voit en partie réfléchie, ce qui est fonction de la turbidité du milieu extérieur entre les 2 broches. Le détecteur convertit la quantité de lumière transmise en une tension électrique comprise entre 0 et 5V. Plus le milieu est turbide, plus le voltage est bas

• Déterminer l’étanchéité du montage : 

Photo du tube monté avec le capteur de turbidité

Notre premier montage, ayant pour but de calibrer et déterminer la sensibilité du capteur dans différente conditions est composée d’un tube en plastique de 28mm de circonférence (la même que le pourtour du capteur) et du capteur, inséré par l’ouverture. 

En remplissant le tube d’eau jusqu’au détecteur, nous voulions tester l'étanchéité du système. Le système n’est pas complètement étanche mais apparemment suffisamment pour que ça marche à la verticale sans trop le retourner, les pertes d’eau sont minimes.

• Premières mesures dans différents milieux.

> En tout premier lieu, nous voulions déterminer l’ordre de grandeur des mesures effectuées dans différentes conditions. 

Conditions de mesure	Voltage (en V)	Commentaires
Air libre, salle éclairée	3.87 +/- 0.02	Si une source de lumière directe (flash de téléphone par exemple) est proche, les mesures peuvent augmenter d'environ 0,2 V. Sans lumière directe, mesures constantes. Attention : les mesures du 09/02/2024 nous donnent des valeurs de 4,55 +/- 0,03 V. Il y a probablement des variabilités dans la composition de l’eau de Paris d’une semaine à l’autre.
Eau de Paris	4.50 +/- 0.02	Tube à la verticale, capteur immergé jusqu'au haut des broches
Eau de Paris avec tube retourné	4.70	On ne sait pas à quoi l'augmentation est dûe.  Hypothèse : à hauteur maximale, l'eau à la base des broches du capteur réfléchie aussi une partie de la lumière vers le capteur.  A vérifier

Tableau récapitulatif des mesures de turbidité du jour

Indice de réfraction de l’air = 1,0002 

Indice de réfraction de l’eau = 1,333 (à 20°C et 589,3 nm)

Reste à tester/ mettre en place : 

• déterminer les valeurs de mesure de la turbidité dans l’eau déminéralisé et eau minérale ?

• Comprendre comment marche le montage écran LCD/ breadboard/ arduino et le mettre en place.

Photo des premier tests

• Déterminer la sensibilité du capteur en fonction de la masse de sédiment en solution avec une solution « test ».

• + Déterminer la réplicabilité des expériences/mesures

2.

• Faire des mesures/avoir des données avec les sédiments de LIMAGNE. + BLANC de mesure

• Déterminer un protocole précis de mesure (quantité de solution = volume d’eau/volume sed)

09/02/2024 :

Problème avec l'écran LCD. L'éclairage s'allume mais seuls des rectangles blancs apparaissent, pas d'affichage autre, malgré différents codes testés. Problème à résoudre (tests avec un autre écran)

Mesures de turbidité : 

Eau déminéralisée (prélevée dans la demi-journée des tests : 4,51 +/- 0,1 V

Tests avec eau déminéralisée + quantités variables de sédiments : 

• 1ère mesure avec le bout d’une paille de sédiment dans un tube d’eau déminéralisée agité manuellement après ajout du sédiment : 4,46 +/- 0,02 V

• 2e essai avec une plus grande qté de sédiment : 

• 3e essai avec le même tube (après nouvelle agitation) : 

Codes utilisés : 

Mesure de la turbidité : 

void setup() {
  Serial.begin(9600); //Baud rate: 9600
}
void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A0);// read the input on analog pin 0:
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1024.0); // Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 5V):
  Serial.println(voltage); // print out the value you read:
  delay(500);
}

Code à tester sur un nouvel écran LCD :

#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"


LiquidCrystal_I2C LCD(0x27,16,2); // définit le type d'ecran lcd 16 x 2


void setup() {
   LCD.init(); // initialisation de l'afficheur
   LCD.backlight();
   
   LCD.setCursor(1, 0);
   LCD.print("HELLO");
  
   LCD.setCursor(8, 1);
   LCD.print("WORLD");
}


void loop() {
   LCD.noDisplay();
   delay(1000);
   LCD.display();
   delay(1000);
}

Biblio : 

1. comment mesurer la turbidité en labo ? :  https://kalstein.eu/comment-mesure-t-on-la-turbidite-en-laboratoire/ 

2. page du capteur : https://wiki.dfrobot.com/Turbidity_sensor_SKU__SEN0189

3. Lien avec référence du capteur + vidéo explicative du fonctionnement :  https://www.dfrobot.com/product-1394.html

4. DIY Turbidity Meter using Turbidity Sensor & Arduino : https://how2electronics.com/diy-turbidity-meter-using-turbidity-sensor-arduino/ 

5. LCD avec Arduino : https://docs.arduino.cc/learn/electronics/lcd-displays/?_gl=1*1w37mui*_ga*NDQ0ODIxMjg0LjE3MDY4Nzc5NDM.*_ga_NEXN8H46L5*MTcwNjk1Nzk3Mi4zLjEuMTcwNjk1Nzk5OC4wLjAuMA..*_fplc*Zk51eHJHaXZxM2tLSzQlMkYzczMzS1B6Wm5uZnZpSFh6Nk4xUzdsZUI3STZIUmdmOWF2JTJCb25IMSUyQkZiY0x0aGdpUUpXUmk5T0dwcTZ3a2dSOUxDWmJqR3pMcms4UXFFQ1F5VjhvUmxYUjkyTkRydXdLblZtOVVnTXFkTXpYTnpnJTNEJTNE 

Cours Arduino : https://arduino.developpez.com/tutoriels/cours-complet-arduino/ 

Programmation : https://arduino.developpez.com/tutoriels/cours-complet-arduino/?page=programmer-arduino

Liste de tous les éléments de syntaxe : https://www.arduino.cc/reference/fr/ 

Bibliothèque arduino : https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/