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======Projet FABLAB CMI 2021 - Groupe A2 - TITRE PROJET====== colorimètre

_Début du projet : 02/02/2021 _ Membres du projet : Maud Virolle, Thomas Roy, Emilie Ben-Natan, Alexandre Ubersfeld
Adresses e-mail: virolle.maud@gmail.com, thomasroy1710@gmail.com, emilie.bennatan@gmail.com, alex.ubersfel@gmail.com


02/02/21 - Première séance Objet choisi : le colorimètre L'objectif de la colorimétrie et de quantifier la perception des couleurs. Elle repose sur le principe de trivalence visuelle, qui veut que toute couleur peut être obtenue par superposition de trois couleurs rouge, bleu et vert en quantités adéquates. Ainsi, chaque couleur correspond à un rayonnement mesuré en longueur d'onde, qui peut être reproduit à l'identique par le mélange en proportions définies de manière unique de flux lumineux des rayonnements correspondants à ces trois couleurs. Par exemple, le magenta se compose par superposition de lumières bleue et rouge. cercle des couleurs complémentaires et leurs longueurs d'ondes correspondantes Principe du colorimètre : Le colorimètre est un appareil permettant de mesurer l'absorbance, ou le pourcentage de transmittance, d'une solution pour un petit nombre de longueurs d'onde prédéterminées. Nous allons donc devoir nous appuyer sur la loi de Beer-Lambert, qui nous donne la formule suivante : A = εlc Avec A l'absorbance, ε le coefficient d'absorption molaire en L.mol-1.cm-1, l la largeur de cuve en cm, c la concentration de la solution en mol/L. On sait grâce cette loi que l'absorbance d'une substance chimique dépend de la nature et de la concentration de cette substance ainsi que de la longueur d'onde à laquelle on l'étudie. Nous avons donc déterminé que nous aurions pour l'instant besoin d'Arduino, d'une photodiode, potentiellement d'une LED RGB et donc aussi d'un potentiomètre. Puis nous nous sommes renseignés sur la manière dont nous pouvions faire notre montage. Le montage est relativement simple et très facile a expérimenter. Montage d'un phototransistor Le choix de la résistance de charge dépend à la fois de la tension d'alimentation ET du niveau de luminosité MAX à détecter (une illumination en plein soleil n'a rien à voir avec l'éclairage d'une pièce). Rien ne vaut l'expérience dans le cas présent, n'hésitez pas à utiliser un voltmètre pour mesurer la tension produite dans les différents cas de figure. Connectez la broche la plus longue du photo-transistor sur une alimentation de 3-15V continu. Puis connectez la partie la plus courte en série avec une résistance de ~1K-à-10K, l'autre côté de la résistance est branché à la masse. Le niveau de lumière peut être mesuré en relevant la tension aux bornes de la résistance. → insérer vidéo du montage Lorsqu'il fait noir: le photo-transistor ne laisse presque pas passer de courant. Par conséquent, il n'y a presque pas courant non plus dans la résistance. La tension analogique aux bornes de la résistance est presque nulle. Lorsqu'il fait clair: le photo-transistor laisse passer plus de courant, courant qui circule également dans la résistance et augmente la différence de potentiel aux bornes de cette dernière. La tension relevée au borne de la résistance est donc plus grande lorsqu'il y a plus de lumière. Nous avons ensuite mesuré la tension aux bornes d'une photodiode pour faire un test. —- 16/02/21 - Deuxième séance Fonctionnement de notre source lumineuse Nous avons déterminé que nous avions besoin d'une LED-RGB comme source lumineuse, nous avons donc décidé de faire des tests avec. schéma d'une LED-RGB Nous avons branché chaque branche de la LED à une plaque Arduino, que nous avons ensuite branché à 3 potentiomètres. Chaque potentiomètre correspond à une couleur (rouge, vert et bleu) et les tourner permet de régler l'intensité de chaque couleur dans la LED. Notre montage fonctionnait à peu près, cependant nous n'avons pas réussi à obtenir de couleur verte. Mais grâce aux couleurs bleues et rouges, nous avons pu faire une couleur violette. Nous avons également commencé à réfléchir au design de notre appareil, et à le modéliser sur un logiciel de modélisation 3D. —- 09/03 : troisième séance En dehors des séances Fablab, nous avons fini le programme de l'Arduino afin de concentrer nos efforts sur le montage pendant cette séance. Nous avons terminé le modèle 3D du colorimètre et nous lancerons son impression la prochaine fois. En ce qui concerne le montage nous recevrons le phototransistor demain pour le compléter. A la fin, notre montage ressemble à ça: —- 23/03 : quatrième séance Nous avons eu un problème avec l'imprimante 3D, et notre boite n'a pas été imprimée entièrement. Comme l'impression est longue, nous n'avons pas pris le risque de relancer une impression de risque que ça ne remarche pas. Nous avons donc décidé de faire une boite en bois, avec la découpeuse laser. Nous avons cependant gardé la petite boite noire pour mettre la cuve, car nous avons besoin qu'elle soit entièrement dans le noir. Il nous restait quelques soudures à faire, et nous avons dû faire face à pas mal de problèmes de court-circuit. Nous avons réalisé le découpage de la boite pour y insérer le capuchon de la cuve ainsi que les boutons du circuit électrique. Il ne nous restait plus qu'à insérer le circuit dans la boîte à l'aide du pistolet à colle en espérant ne pas trop avoir de problèmes de court-circuit, ce qui a été le challenge principal. Phase de tests: Nous avons pris deux types de sirops: sirop à la menthe, de couleur verte, et sirop à la grenadine, de couleur rouge. Il n'existe malheureusement pas de sirop ayant une couleur bleue. Nous allons, pour chaque sirop, effectuer trois tests: - seulement du sirop, pas d'eau - deux fois plus d'eau que de sirop (à gauche sur les photos) - cinq fois plus d'eau que de sirop (à droite sur les photos) En plus d'un test témoin avec une cuve remplie seulement d'eau. Concentration molaire du sirop de menthe: 7,7.10^-3 mol/L Détermination des incertitudes:__

1. Incertitudes liées à la préparation des échantillons Nous avons utilisé des béchers gradués, de 20 en 20 et de 50 en 50. Incertitude: plus ou moins 0.5 mL par mesure, sauf pour celles contenant 5 fois plus d'eau que de sirop où on peut considérer une incertitude de plus ou moins 1 mL d'incertitude.

2. Incertitudes liées à l'imprécision du capteur