L'objectif du mois de mars est en premier lieu de préparer le test pour les lycéens tout en effectuant quelque test sur le Shinyei notamment

Pour le test du 7 Avril utilisant la version des capteurs OpenAir, quelques modifications ont été apportées au layout, dont voici le Gerber: gerbers.zip

La principal changement viens de l'utilisation des batteries LiPo au format AAA

Le Shinyei PPD42NS possède une technologie intéressante qu'il est inintéressant d'étudier pour la réalisation de la version 2 du capteur. Le document suivant initialement porté sur l'étude du niveau de bruit du capteur permet de dégager une procédure de test.evaluation_du_niveau_de_bruit_shinyei.pdf En résumé le capteur Shinyei va détecter, dans premier lieu, les particules assez grosses pour créer une intensité diffractée supérieur a un niveau de bruit établi par l'électronique. Ensuite les particules seront séparé à nouveau entre PM2.5 et PM10 là encore selon la tension mesurée. La procédure de test à appliquer est la suivante:

1. Régler la sensibilité de manière à détecter les plus petites particules possibles
2. Régler ensuite le gain pour éviter les saturations dans le but d’avoir une limite haute la plus haute possible
3. Evaluer le niveau de bruit
4. Régler le niveau de bruit via le diviseur de tension
5. Déterminer la limite PM2.5 PM10
6. Régler cette limite avec le threshold

Plaque bien imprimée hormis pour le connecteur du petit ventilateur. L'épaisseur des lignes étant trop faible la plaque n'a pu être imprimée. Des petit fils devront donc être ajoutés.

sharp.zip

L'objectif de ce test était d'obtenir le niveau de tension délimitant la détection d'une PM10 d'une PM2.5. En soumettant les capteur Shinyei à différentes contraintes (poudre de craie, fumée, aérosol) et en comptant le nombre de particules obtenues pour une tension donnée, il est possible de déterminer ce niveau. Toutefois il faut prendre gare à plusieurs chose. Tout d'abord l'appareil de référence (OSIRIS) doit faire des mesure en nombre de particule et non en µg/m3. En effet une particule de PM10 étant plus lourde il est difficile de déterminer si les contraintes de tests contiennent plus de petite que de grosses particules. Secondement, il est essentiel de mesurer la tension obtenu à chaque passage de particule et non la moyenne. Lors de ce test le code de l'arduino servant à récupérer les mesures réalisé des moyenne toutes les secondes. Pour les prochains test il faudra donc retravailler le code et programmer l'osiris afin d'avoir un comptage de particules.

Les résultats obtenus sur ce test ne permettent donc pas d'obtenir des informations suffisamment fiable pour établir une valeure limite PM2.5/PM10. Cependant d'autre conclusion peuvent être tirée

Sur l'image ci dessus on observe les résultats du obtenue par l'OSIRIS les 2 premiers piques correspondent à un lâché de fumées, le 3ème une pollution à la poudre de craies et le dernier à une pulvérisation d’aérosol. Le premier constat qu'il est possible d'établir est que la boite n'est pas étanche puisque la plupart des particules ne restent pas confinée. De même on peut remarquer que nos contrainte ne sont pa véritablement caractéristiques de PM2.5 ou de PM10 puisque chaque pic à engendrer l'apparition des 2 types de polluants.

Les résultats obtenu par les Shinyei sont obtenu ci dessus. La présence de nombreux pics au même instants que pour l'OSIRIS indique une bonne réponses des appareils. L'écart entre chacun des capteurs confirme bien le constat déjà établi dans les expériences effectuées plus tôt: il existe une différence notable dans les tension relevées selon le capteur, une calibration est donc indispensable.

Afin de mesurer les sortie PM10 et PM2.5 du shinyei le code à été retravaillé (ajout de la prise de mesure de sortie P2). reste à ajouter une entrée de tension pour le threshold.

Lors du dernier test plusieurs point bloquant ont été identifiés le premier d'entre eux a été la modification de l'OSIRIS de manière à ne mesurer que le nombre de particules et non la concentration en µg/m3. Ainsi les cases mesures en µg/m3 ont été décochée. De même le code servant à mesurer le niveau de tension pour chaque particule à été modifié comme dans la version qui suit:

#include <SPI.h>

#include <SD.h>


//déclaration PIN
int capteur;//sortie capteur
int sd_cs=4; // carte sd commande
int sd_mosi=11;
int sd_miso=12;
int sck_sd=13;



//conversions
float in_max=1023.0;
float in_min=0;
float out_max=5.0;
float out_min=0;
float taux=0;//données brutes
unsigned long temps;
float tauxconv=0;//données converties
float data=0;


int capteurmax=1000; //nombre de capteurs connectés


File fichier;

void setup()
{

// init port série

  Serial.begin(9600);

 //initialisation de la carte sd
 Serial.print("Initialisation de la carte SD...");
  if (!SD.begin(sd_cs)) {
    Serial.println("Carte non reconnue");
    return;
  }
  Serial.println("OK!");
delay(1000);
if (SD.exists("data.txt")==true){
  Serial.println("Supression des anciennes données...");
SD.remove("data.txt");
Serial.println("Fichier supprimé");
delay(1000);
}

Serial.println("Saisir le nombre de capteur:");
while (capteurmax>6){
  if (Serial.available() > 0) {
capteurmax=Serial.read();
capteurmax=capteurmax-'0';
Serial.println(capteurmax);
  }
}

fichier=SD.open("data.txt", FILE_WRITE);
if (fichier) {
  fichier.print("Jour;Heure;");
}
 fichier.close();
 delay(100);
for (capteur=0;capteur<=capteurmax; capteur++){
delay(100);
fichier=SD.open("data.txt", FILE_WRITE);
    if (fichier) {
       if (capteur<capteurmax){
         fichier.print("Capteur");
      fichier.print(capteur);
      fichier.print(";");
      }
      else{
        fichier.print("Capteur");
      fichier.println(capteur);
      }
      fichier.close();
    }
 else {
      Serial.println ("erreur à l'ouverture");
}
}

Serial.print("Debut mesure: ");
}

void loop()
{

 for (capteur=0; capteur<=capteurmax-1; capteur++){
  //Lecture des données brut
  
 taux=analogRead(capteur);
Serial.print (taux);
// conversion des données
  data= conversion(taux,in_min,in_max,out_min,out_max);
  
  fichier=SD.open("data.txt", FILE_WRITE);

if (fichier) {
      Serial.print("Enregistrement sur carte SD...");
//enregistrer
if(capteur==0){
  fichier.println();
}
 fichier.print(data,4);
  fichier.print(";"); 
  


//fermeture

fichier.close();
 Serial.println("Enregistrement terminé");
    }
    else {
      Serial.println ("erreur à l'ouverture");
    }

   }
}



 
   //fonction conversion des données brutes
float conversion (float in, float x_min, float x_max, float y_min, float y_max)
{
  float out=0;
  out = (in-x_max)*((y_max-y_min)/(x_max-x_min))+y_max;
  return out; 
}

Il conviendra toutefois dans la version à venir de noter le temps même si il peut y avoir 5 données la même seconde.

Les résultats obtenus sont peu satisfaisant puisqu'après récupération des résultat de l'OSIRIS le fait de décocher la case µg/m3 ne permets pas d'obtenir, comme nous le pension, le résultat en ppm mais en mg/m3… La solution consiste à convertir les données conformément à la formule de passage de µg/m3 vers ppm. Même si cette conversion ne donne pas des résultat précis une première indication des particules majoritairement présente pourra être obtenu. On pourra ainsi ré-exploiter les résultat du 21/03

En l'absence de livraison des nappes, le montage des SHARP sur la plaque à été retardé. Les tests semblables à ceux du Shinyei ont été effectué par Ines, l’analyses des mesures sera effectuer la semaine suivante. On peut toutefois déjà observer une bonne réponse du capteur testé.

La préparation de l'atelier visant à faire fabriqué des capteurs openair à des lycéens à nécessité la modification du PCB existant afin d'y insérer les batteries de lithium au format AAA. Cette modification à engendrer un nouveau design de la boite contenant le module Openair.

caseplans_5_.zip

La boite obtenu sera plus large et plus épaisse mais la longueur sera quant à elle réduite. Avant de passer à la découpe il faudra toutefois vérifier que le chargeur de batterie et bien placé. La datacheet https://www.kitronik.co.uk/2218-basic-lipo-micro-usb-charger.html n'est pas assez précise pour être sûr des placements. Une vérification est donc nécessaire.

Dans le but d'organiser au mieux l'élaboration du capteur le diagramme de Gantt suivant à été établi. planning_mouvie.pdf Ce document présente les activités effectuées, et à effectuer, de Mars à Octobre 2016. La première étape du projet à consister à définir les protocoles de tests, la technologie des capteurs et les différents composants à tester. De ces différentes études à été établi un cahier des charges. En parallèle, la préparation d'un test pour lycéen à été mis en place avec les anciennes version d'OpenAir. L'objectif est, d'une part, de déterminer une procédure à mettre en place pour les campagnes de mesures avec les nouveau capteur et, d'autre part, obtenir un retour de la part des étudiants sur l'allure du capteur. Ces retours seront utilisés pour concevoir une allure du produit final. En effet, avant de passer à la conception du circuit électronique, il est intéressant d'avoir un aperçut global afin de déterminer comment assembler les différents composants. Cette étape sera effectué via le logiciel de conception FreeCAD. Le circuit électronique pourra ensuite être mis en place. Certains points toujours non définit devront toutefois être discutés au préalable (microcontrôleur, transmission des données, etc).

L'idée et d'obtenir un capteur contenant les empreintes des différents composants à tester. Ceci permettra de tester les différents composants à l’extérieur et à l'intérieur du boitier. La conception du circuit devra nécessité de nombreuses vérifications par différents ingénieur intérieur et extérieur au projet afin d'éviter au maximum les erreurs de conceptions. S'en suivra ensuite l'assemblage. La version 2 du capteur pourra ainsi être testée en parallèle des composants non assemblés dans la boite.

Afin d'avoir un premier aperçut de l'allure des capteurs on se propose d'utiliser le logiciel de conception 3D FreeCAD. Afin de se familiariser avec ce logiciel on se propose de suivre le tutoriel disponible sur ce lien http://www.freecadweb.org/wiki/index.php?title=Basic_modeling_tutorial/fr L’objectif ici est de modéliser un fer angle.

Il existe 2 méthode pour construire un objet sous freeCAD: la Géométrie de Construction Solide (GCS) et l'extrusion d'une esquisse.

On s'intéresse dans un premier temps à la GCS. Cette méthode permets de construire un objet 3D à partir de géométrie simple (cube, pavé, spère, etc) qui seront ensuite tronquée ou ajoutée. Pour atteindre ce mode dans freeCad on sélectionne “Part” dans le menu déroulant de la bar d'outil. Il est ensuite possible de sélectionner la forme souhaitée dans la bar des taches. Les dimensions sont réglables dans l'onglet donnée. L'ajout d'une deuxième forme permet ensuite d’effectuer des opérations pour obtenir une figure plus complexe.

Concernant l'extrusion d'une esquisse la méthode consiste cette fois à établir le schéma 2D d'une structure que l'on va ensuite venir “sortir”, extraire, de son plan. Pour ce faire, le mode “draft” du menu déroulant doit être sélectionné. L'étape consiste ensuite à la sélection d'un plan où dessiner la forme. Une fois cette action effectuée des lignes et des formes peuvent être tracée en utilisant la barre d'outil. Ce dessin s'effectue en définissant chacun chacun des points de la figure, pour entrée une coordonné, il suffit de donner une valeur à chacun des points avant d'appuyer sur entrée pour confirmer les coordonnées puis saisir les nouvelles valeurs de x, y et z relatives à la position du dernier point. En revenant dans le mode “Part” du menu déroulant il est ensuite possible d'obtenir, via le bouton “extract” de la barre d'outil, la forme souhaitée.

Dans chacun des deux cas on obtient la forme de fer angle souhaité. La méthode GCS sera néanmoins privilégiée car plus simple d'utilisation et plus souple au niveau des modifications. Pour les formes vraiment complexe la méthode 2D pourra toutefois être envisagée.

Toujours dans l’optique d'obtenir une vision du futur capteur, le dessins 3D de chacun des composants à été effectué sur le document suivant.

mouviev4.zip

Seuls les capteurs ont été dessiné, le microcontrôleur, le ventilateur, etc; doivent être ajouter. Il est toutefois possible de déjà établir une première idée de l'allure du capteur.

Le mois de Mars, de part la forte concentration que nécessité la commande de composant pour le test des lycéens, a été un peu bouleversé du point de vu de l'avancement de l'étude des capteurs. Toutefois certaine conclusion ont put être tiré au niveau des capteur de particules notamment et les objectifs ont clairement pu être défini pour les mois à venir.