Projet PEEP-River

Informations :

Détail de l'expérience 4

 

• • Contacts des étudiantes : 

    Sibylle PAULSEN : sibylle.paulsen@etu.sorbonne-universite.fr 

    Alice VACUS : alice.vacus@etu.sorbonne-universite.fr

  • Cursus : L3 Sciences de la Terre/sciences de la vie ; UE_FabLab ; LU3ST062 
  • Encadrants :

    Responsable du Projet : Pauline DELORME

    Responsable de l’UE : Fabrice MINOLETTI et Pierre THERY

Contexte : 

Problématique : 

Comment concevoir et prototyper un dispositif électronique autonome capable de mesurer et de transmettre en temps réel le recul d'une berge (érosion) ou l'accumulation de sédiments, afin d'étudier la dynamique d'un cours d'eau au cours du temps ?

Objectifs : 

L’objectif de ce projet est de fabriquer un capteur PEEP capable de quantifier l’érosion des berges des rivières au cours du temps 

Idées des différents montages à réaliser :  

PR = photo résistance 

Montage 1 : Gérer le moniteur - Lecture d’intensité 

Matériel : Une PR  + une résistance reliée à Arduino (utilisation du serial monitor) 

But : Mesure d’intensité de la lumière : 

Intensité d'entrée 1 = forte - Intensité d'entrée 2 = moins forte  

Résultat : Selon l'intensité lumineuse 1 ou 2 il y a une mesure du voltage (V out) par Arduino différente et avec le Serial Monitor on obtient une valeur d’intensité de sortie différente.

Montage 2 : Compteur intelligent 

Matériel : 2 PR (+résistances) en parallèles reliées à Arduino + une diode 

But : Création d'un montage plus complexe avec plusieurs photo résistances pour mimer l'effet de l'érosion. On souhaite montrer que si la PR 2 reçoit de la lumière et pas la PR 1 la donnée n'est pas fiable 

Si diode s’allume = donnée reçue

Attentes : 

- Si lumière sur PR 2 = diode ne s'allume pas 

- Si lumière sur PR 1 = diode s’allume 

- Si lumière sur PR 2 et Photo résistance 1 = diode s’allume 

Montage 3 : Mesure de référence de l’intensité ambiante

Matériel : 2 PR (+résistances) en parallèles reliées à Arduino + une diode + une PR de ref

-> Ajout de la PR de ref qui est la mesure de luminosité ambiante de référence sous l’eau. 

But : Elle permet de fixer une valeur seuil qui définit la luminosité sous l’eau pour pouvoir analyser les données par la suite : 

- permet de savoir si c’est la nuit ou le jour

- permet de savoir que faible luminosité est due à une mauvaise météo

Semainier :

SEMAINES :	PLAN DE TRAVAIL :	REALISATION :
26 au 30 janvier	Discussion sur le projet - Prise de contact avec Arduino - Premier montage électronique
2 au 6 février	Organisation du temps de travail - Nouveau montage Arduino plus complexe
9 au 13 février
16 au 20 février
23 au 27 février
2 au 6 mars	réfléchir à la construction de la barrette et l'organisation du montage
9 au 13 mars
16 au 20 mars	Commander/ trouver un tube
23 au 27 mars	Faire un montage de l'enveloppe protectrice pour tester étanchéité sans rien dedans (sous eau pendant une semaine)
30 au 3 avril
6 au 10 avril	sortie de terrain -> Calibrer la photodiode
13 au 17 avril
20 au 24 avril
27 au 1 mai
15 mai	PRESENTATION FINALE

Séance 1 (30 Janv) : 

• Compréhension approfondie du projet avec notre responsable de projet
• Découverte de ARDUINO et premier montage.

La photorésistance (LDR) fonctionne en diminuant sa résistance électrique proportionnellement à l'intensité lumineuse qu'elle reçoit : + de lumière - de résistance = plus le courant circule // - de lumière = = de résistance = courant limité.

1er montage avec une PR LDR

Montage électronique basé sur une carte ARDUINO, intégrant une photorésistance (LDR) et une photodiode. L’objectif est que la photodiode s’allume lorsque la main est placée sur la LDR.

Lors de notre premier essai, nous avions défini un seuil de détection trop bas dans le code Arduino, ce qui faisait que la photodiode restait constamment allumée, même sans occultation.

Nous avons corrigé cela en augmentant ce seuil. Cet ajustement pose désormais une question clé pour l'optimisation de notre capteur PEEP : Quel seuil optimal définir pour les photorésistances de notre capteur afin d'assurer une bonne détection de la lumière dans l'eau ?

 

 

Quel seuil optimal définir pour les photorésistances de notre capteur afin d'assurer une bonne détection de la lumière dans l'eau ?

Séance 2 (6 Fev) : 

• Séance lecteur intelligent : nous nous sommes lors de cette séance familiarisé avec le Serial Monitor. 
• Expérience :  lire les données de notre LDR.

Détails de l'expérience

Arduino uno : 0V => 0 CAN ; 5V => 1023 CAN Montage :Utilisation du Serial Monitor pour lire les données de la LDR. 

Pour avoir les valeurs lu par analogRead() il faut ouvrir le Serial Monitor

Séance 3 (13 Fev) : 

Les LDRs sont branchés en analog in (A0,A1,...) : LDR donne une tension variable entre 0 et 5V. Les broches analogiques lisent ces tensions avec analogRead() et renvoient une valeur de 0 à 1023.

Les broches digitales ne lient que HIGH (1) ou LOW (0) : on branche les diodes dessus

Matériel utilisé

-          Une carte Arduino.

-          Deux LED (diodes lumineuses) : LED 1 et LED 2.

-          Deux photorésistances (LDR) : LDR 1 et LDR 2.

-          Des résistances pour les LDR et les LED (100 Ω ).

• Première expérience : Nous avons essayé de programmer le montage pour que la LED 1 s’allume quand on cache la LDR 1, et que la LED 2 s’allume uniquement quand on cache en même temps la LDR 1 et la LDR 2.

Détails de l'expérience 1

Objectif du programme au départ

Au début, nous voulions créer un comportement « combiné » avec les deux LDR :

• Quand on cache seulement la LDR 1, la LED 1 doit s’allumer.
• Quand on cache la LDR 1 ET la LDR 2 en même temps (main sur les deux), c’est la LED 2 qui doit s’allumer.
• Quand on cache seulement la LDR 2 sans cacher la LDR1, les diodes ne s'allument pas.

Autrement dit, la LED 2 devait dépendre d’une condition plus complexe, utilisant les deux capteurs ensemble (une sorte de « si LDR1 est cachée ET LDR2 est cachée alors allumer LED2 »).

 

Problèmes rencontrés

Nous n’avons pas réussi à faire fonctionner cette logique comme prévu.
Les difficultés venaient probablement de :

• La condition combinée avec les deux LDR en même temps.
• La structure des conditions dans le code (ordre des if, else if, etc.).

Nous n'avons pas réussis la 1ère expérience, on l'a donc simplifié 

• Deuxième expérience : Nous avons simplifié le programme pour que, quand on cache la LDR 1, la LED 1 s’allume, et quand on cache la LDR 2, la LED 2 s’allume. 

Détails de l'expérience 2

Modification du programme :

Vous avez choisi une logique beaucoup plus simple et directe :

• Quand on cache la LDR 1, la LED 1 s’allume.
• Quand on cache la LDR 2, la LED 2 s’allume.

Chaque photorésistance contrôle donc maintenant « sa » LED, indépendamment de l’autre capteur.

Code :

Montage :

 

Nous n'avons pas réussis à faire marcher notre 2ème expérience.

Séance 4 (20 Fev) : 

Résistances en fonction de la couleur des diodes : Vert = 10 kΩ ; Rouge = 1kΩ ; Bleu = 220 Ω 

Objectif du montage 1 : Ajouter un transistor NPN au circuit avec une seule LDR et une seule LED 

Détail de l'expérience 1

Pour résoudre le problème de la séance précédente : la deuxième LED ne s'allume pas, nous avons ajouté au circuit un transistor NPN

 

Base (3): Borne de commande du transistor

Collectionneur (2): Terminal où le courant entre

Émetteur (1): Terminal où sort le courant 

 

Circuit réalisé :

Lorsque la lumière éclaire la LDR, sa résistance chute, ce qui fait monter la tension au point VX selon le principe du diviseur de tension. Dès que cette tension atteint un seuil d'environ 0,6 V, il y a détection de lumière à la LDR 1 et un courant rentre dans la base du transistor NPN pour le rendre "passant". Le transistor agit alors comme un interrupteur fermé qui laisse circuler le courant du collecteur vers l'émetteur, ce qui allume la diode. 

Code :

Montage :

 

Objectif du montage 2 : Réaliser le montage de comportement « combiné » avec deux LDR, deux LED et deux transistors.

Détail de l'expérience 2

 

Séance 5 (27 Fev) : 

Objectif du début de séance : Refaire pas à pas le montage 2 de la séance dernière pour le réussir.

Etape 1 : on a refait l'expérience 1 de la semaine dernière 

Etape 2 : On duplique le circuit en ajoutant une deuxième LED et sa résistance, une deuxième LDR et sa résistance, un second transistor. Pour vérifier que tout marche bien on fait blink les deux LED. 

Il faut deux transistors dans le circuit.

Détails de l'expérience 2

Code :

Montage :

 

Etape 3 : On code sur Arduino de façon à faire le montage de comportement « combiné » des deux LDR avec deux transistors.

Détail de l'expérience 3

 

Nouvel objectif :  (EXP 3) Se rapprocher du but final = enlever les LED et transistors et prendre les informations de la LDR directement.