====== Préparation de l'atelier "Prof en Fac" ====== Atelier monté par C. Simon et T. Briant dans le cadre des journées organisées par L. Tortech. Début : 23/02/2017 Echéance : 10/03/2017 ===== Objectif ===== Faire une séance initiation arduino + montage spectromètre visible. On s'inspire du spectro réalisé en [[wiki:projets:spectrophotometre2|A.R.E. en 2015]], et on utilisera peut-être des méthodes tirées de [[https://publiclab.org/|Public Labs]]. ===== Tâches ===== Faire un proto avec un bout de CD avec un moteur pas-à-pas. Le moteur pas-à-pas est moins "boîte noire" que le servo. Notre choix se porte sur un [[https://hackspark.fr/fr/28byj-48-high-quality-stepper-motor-5v.html|moteur pas-à-pas unipolaire avec réducteur chez Hackspark 28BYJ-48-5]]. Driver fourni, ensemble à 8€. TB fait le couplage moteur/support réseau diffractant. CS suit les recettes pour faire un réseau à partir de CD/DVD. Question : vaut-il mieux du bois mat (mais pas noir), ou du plexi noir brillant ? Est-ce que chaque participant doit repartir avec son appareil ? -> CS voit avec LT le budget. Choix des fixations : impression 3D plutôt que découpeuse laser (faire un sondage pendant l'atelier pour savoir quels lycées sont équipés de quelles machines). TB va faire le design des pièces supports à imprimer en 3D. - LED - photodiode - plateau - porte cuve -> CS demande à Emilie si elle a des cuves. Trouver des substances à tester en solution, dans la gamme 500-800 nm... Choisir comment exploiter les spectres sur ordinateurs après récupération depuis l'Arduino : carte SD ? à travers Serial Monitor ? Script python ? Processing ? ==== Prototype ==== On réalise un essai sur banc : {{ :wiki:divers:thumb_img_0705_1024.jpg?direct&100|}} D'après cet essai, on définit les cotes dans {{ :wiki:divers:breadboard-spectro.zip |un doc SVG}}. {{ :wiki:divers:breadboard-spectro.png?direct&100|}} On annote les emplacements pour faciliter l'assemblage et alléger la rédaction du livret. Ensuite, on réalise le capot avec le plug-in Tabbed Box Maker d'Inkscape. Pour du plywood 3 mm, avec les réglages Trotec standards, un kerf de 300 μm s'avère un peu juste, et la boîte doit être assemblée au maillet. L'ensemble planche+cloison+capot tient sur une planche. Voici une photo du spectromètre en cours d'assemblage. {{ :wiki:divers:img_0707.jpg?direct&100|}} On constate quelques défauts/oublis : fente mal alignée ; pas de passe-fil entre le compartiment de la LED, et le compartiment détecteur. **Reste à faire : fente à la découpeuse vinyle. ** ===== Mise au point ===== Première modification de code pour tenter d'améliorer l'acquisition : on introduit des demi-pas du moteur. Le signal obtenu avec la photo-diode est vraiment trop faible : à la lumière du jour, la valeur lue au pied de la photo-diode est de 0, pour pratiquement 1000 dans l'obscurité totale. Lors du balayage du spectre, bruit autour de 980. (pour 1024== 5V, et 0== 0V). Décision prise de passer à un photo-transistor, qui ne changera rien à la construction, sera indolore sur le prix, mais offrira un facteur de 100. En attendant, tentative avec un LM358AN. (on ne souhaite pas pour la version finale conserver d'ampli : la séance est trop courte, et on ne veut pas disperser l'attention sur des problèmes divers - et puis au final, il faudra bien l’utiliser avec les élèves...). Essais faits avec du BBT (virage jaune/bleu à pH=6,0-7,6), et du rouge de phénol (pH=6,4-8,0 jaune/rouge) dans des solutions eau/NaOH/HCl préparées au jugé. {{:wiki:divers:spectre-bleu.png?direct&100|}}{{:wiki:divers:spectre-rouge.png?direct&100|}} A gauche, le spectre de la solution bleue, à droit le spectre de la solution rouge. (la ligne bleue, c'est le pas du moteur) ===== Mise au point (2e épisode) ===== * les phototransistors n'ont pas été commandés... Essai avec un transistor P2N2222. * fabrication du support de cuve. * redécoupe de CD, plus propre : il faut absolument que le bord de coupe soit radial, car sinon, le spectre est diffracté "en biais" : "l'arc-en-ciel" est projeté en diagonale, ce qui complique gravement le réglage sur le récepteur. * l'ensemble LED-récepteur est aligné à 40 mm du support de base (il faut ajuster la hauteur de fente là-dessus). La bonne largeur de fente est 3 mm. ===== Rush final ===== {{ :wiki:divers:breadboard-spectro.svg.zip |Le nouveau fichier pour la découpe est ici}}. {{ :wiki:divers:breadboard-spectro-final.png?direct&500 |}} Le temps de découpe est de 3 min 37 s, le temps de gravure de 2 min environ. Le temps d'assemblage, en délicatesse au maillet est d'environ 15 min. {{:wiki:divers:spectro-breadboard-fond.jpg?direct&200 |}} {{ :wiki:divers:spectro-breadboard-capot.jpg?direct&200|}} {{:wiki:divers:spectro-arduino-plaques.jpg?direct&200|}} ===== Programme Arduino ===== const int M1=2; const int M2=3; const int M3=4; const int M4=5; const int LED=13; int resolution = 2; int NPAS=80; int timeDelay=10; float angle; int pos=0; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(M1,OUTPUT); pinMode(M2,OUTPUT); pinMode(M3,OUTPUT); pinMode(M4,OUTPUT); pinMode(LED,OUTPUT); angle=0; tourne(1000); tourne(-650); } void loop() { for(int i=0;i0){pos++; if (pos>7) pos=0;} if (n<0) {pos--; if (pos<0) pos=7;} if(pos==0) {digitalWrite(M1,HIGH);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,LOW);} if(pos==1) {digitalWrite(M1,HIGH);digitalWrite(M2,HIGH);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,LOW);} if(pos==2) {digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,HIGH);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,LOW);} if(pos==3) {digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,HIGH);digitalWrite(M3,HIGH);digitalWrite(M4,LOW);} if(pos==4) {digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,HIGH);digitalWrite(M4,LOW);} if(pos==5) {digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,HIGH);digitalWrite(M4,HIGH);} if(pos==6) {digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,HIGH);} if(pos==7) {digitalWrite(M1,HIGH);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,HIGH);} delay(timeDelay); } //digitalWrite(M1,LOW);digitalWrite(M2,LOW);digitalWrite(M3,LOW);digitalWrite(M4,LOW); }