Sonde d'eau avec Arduino Uno : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Dans ce tutoriel, vous apprendrez à assembler votre propre sonde à eau DIY pour mesurer la conductivité, d'où le degré de pollution de tout liquide.

La sonde à eau est un appareil relativement simple. Son fonctionnement repose sur le fait que l'eau pure ne transporte pas très bien une charge électrique. Donc, ce que nous faisons vraiment avec cet appareil, c'est évaluer la concentration de particules conductrices qui flottent dans l'eau (principalement non conductrice).

L'eau est très rarement la somme de sa formule chimique de base: deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène. En règle générale, l'eau est un mélange qui comprend également d'autres substances qui s'y sont dissoutes, notamment des minéraux, des métaux et des sels. En chimie, l'eau est le solvant, les autres substances les solutés, et combinées, elles forment une solution. Les solutés créent des ions: des atomes qui portent une charge électrique. Ces ions sont ce qui déplacent réellement l'électricité à travers l'eau. C'est pourquoi mesurer la conductivité est un bon moyen d'apprendre à quel point un échantillon d'eau peut être pur (vraiment, à quel point) un échantillon d'eau peut être pur: plus il y a de substances dissoutes dans la solution aqueuse, plus l'électricité le traversera rapidement.

Fournitures

• 1x carte Arduino Uno
• 1x 5x7cm PCB
• 1x Borne de fixation à montage sur châssis Fil à âme pleine
• 1x résistance 10kOhm
• bandes d'en-têtes mâles pour arduino

Étape 1: Assembler la sonde

Une vidéo du processus d'assemblage est disponible ici.

Soudez une bande de connecteurs mâles (environ 10 broches) sur le PCB.

Attention, une broche doit aller dans GND sur la carte arduino, une autre dans A5 et une troisième dans A0. Prenez la résistance de 10kOhm. Soudez une extrémité sur la broche d'en-tête qui va dans GND sur la carte arduino, l'autre extrémité de la résistance sur la broche d'en-tête qui se termine sur A0 dans la carte arduino. De cette façon, la résistance créera essentiellement un pont entre GND et A0 sur la carte arduino.

Prenez deux morceaux de fil à âme pleine (environ 30 cm de long chacun) et dénudez les deux extrémités de chaque morceau. Soudez une extrémité du premier fil sur la broche d'en-tête qui se termine par A5; soudez une extrémité du deuxième morceau de fil sur la broche d'en-tête qui se termine par A0 sur la carte arduino.

Connectez les autres extrémités des morceaux de fil à âme solide au poste de liaison. Une extrémité va dans la partie rouge du poteau, l'autre extrémité va dans la partie noire du poteau de reliure.

Maintenant, coupez deux morceaux de fil à âme pleine (environ 10 cm de long chacun) et dénudez les deux extrémités de chaque fil. Connectez une extrémité de chaque morceau de fil aux extrémités métalliques du poste de liaison. Utilisez les boulons pour fixer le fil à âme pleine en place. Recourbez les autres extrémités.

Enfin, essayez de placer le PCB sur la carte arduino et assurez-vous qu'une broche va dans GND, une autre dans A0 et une troisième broche dans A5.

Étape 2: programmer la carte Arduino

Pour avoir une sonde à eau fonctionnelle, vous devrez télécharger un programme spécifique sur la carte arduino uno.

Voici le croquis que vous devez télécharger:

/* Moniteur de conductivité de l'eau Esquisse d'un gadget Arduino qui mesure la conductivité électrique de l'eau. Cet exemple de code est basé sur un exemple de code qui est dans le domaine public. */ const float ArduinoVoltage = 5.00; // CHANGEZ CECI POUR 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistanceValue = 10000.0; seuil int = 3; int inputPin = A0; int sortiePin = A5; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(sortiePin, SORTIE); pinMode(inputPin, INPUT); } boucle vide() { int analogValue=0; int oldAnalogValue=1000; float returnVoltage=0.0; résistance flottante=0,0; double Siemens; flottant TDS=0,0; while(((oldAnalogValue-analogValue)>threshold) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println("Êtes-vous sûr que ce n'est pas du métal ?"); delay(5000); }

Le code complet est également disponible ici.

Étape 3: Utilisation de la sonde à eau

Après avoir téléchargé le code, plongez les deux extrémités bouclées de la sonde à eau dans un liquide et ouvrez le moniteur série.

Vous devriez obtenir des lectures de la sonde, qui vous donnent une idée approximative de la résistance du liquide, d'où sa conductivité.

Vous pouvez facilement tester si votre sonde fonctionne correctement, en connectant simplement les deux extrémités bouclées à un morceau de métal. Si le moniteur série renvoie le message suivant: « Êtes-vous sûr que ce n'est pas du métal ? », vous pouvez être sûr que la sonde vous donne des lectures précises.

Pour l'eau du robinet, vous devriez obtenir une conductivité d'environ 60 microSiemens.

Maintenant, essayez d'ajouter du liquide vaisselle à l'eau et voyez quelles lectures vous obtenez.

Cette fois, la conductivité du liquide monte jusqu'à environ 170 microSiemens.

Étape 4: Pollution de l'eau

Il existe un lien direct entre la conductivité de l'eau et la pollution de l'eau. La conductivité étant une indication de la quantité de substances étrangères dissoutes dans l'eau, il s'ensuit que plus un liquide est conducteur, plus il est également pollué.

Les conséquences de la pollution de l'eau sont négatives à bien des égards. Un exemple est lié au concept de tension superficielle.

En raison de leur polarité, les molécules d'eau sont fortement attirées les unes vers les autres, ce qui confère à l'eau une tension superficielle élevée. Les molécules à la surface de l'eau « collent ensemble » pour former une sorte de « peau » sur l'eau, suffisamment solide pour supporter des objets très légers. Les insectes qui marchent sur l'eau profitent de cette tension superficielle. La tension superficielle fait que l'eau s'agglomère en gouttes plutôt que de s'étaler en une fine couche. Il permet également à l'eau de se déplacer à travers les racines et les tiges des plantes et les plus petits vaisseaux sanguins de votre corps - lorsqu'une molécule remonte la racine de l'arbre ou à travers le capillaire, elle "entraîne" les autres avec elle.

Cependant, lorsque des substances étrangères (par exemple du liquide vaisselle) sont dissoutes dans l'eau, cela modifie complètement la tension superficielle de l'eau, provoquant un certain nombre de problèmes.

Une expérience que vous pouvez exécuter à la maison aidera à illustrer la tension superficielle et les conséquences de la pollution de l'eau.

Prenez un trombone et posez-le délicatement sur un bol rempli d'eau. Le trombone doit alors rester à la surface et flotter.

Si, toutefois, une seule goutte de liquide vaisselle ou d'un autre produit chimique est introduite dans le bol d'eau, le trombone coulera immédiatement.

L'analogie ici est entre le trombone et ces insectes qui profitent de la tension superficielle de l'eau pour marcher dessus. Au fur et à mesure que des substances étrangères sont introduites dans un réservoir d'eau (que ce soit un lac, un ruisseau, etc.), la tension de surface est altérée et ces insectes ne pourront plus flotter à la surface. En fin de compte, cela a un impact sur leur cycle de vie.

Vous pouvez regarder une vidéo de cette expérience ici.