Différences entre les pages « Disque de Secchi » et « Item:Capteur de CO2 SENSEAIR S8 »

 
 
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{{Tuto Details
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{{Item
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|Main_Picture=Disque_de_Secchi_Disque_de_Secchi.png
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|Main_Picture=Item-Capteur_de_CO2_SENSEAIR_S8_imagegen.png
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|Licences=Attribution (CC-BY)
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|Description=Capteur Infrarouge de CO2 (NDIR) utilisé dans le projet CO2
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|Description=Le disque de Secchi est un dispositif utilisé par les scientifiques pour déterminer la turbidité de l’eau : c’est à dire que l’on estime si l’eau est plus ou moins trouble. Ce disque peut être utilisé en mer ou en rivière et permet d’évaluer l’état de l’eau et des milieux aquatiques.
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|Categories=Matériel, Outils
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|Disciplines scientifiques=Earth Sciences, Life Sciences
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|Cost=25
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|Difficulty=Easy
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|Currency=EUR (€)
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|Duration=1
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|ItemLongDescription===Principe: ==
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|Duration-type=hour(s)
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Le capteur CO2 Sensair S8, est un capteur NDIR (InfraRouge non Dispersif), le principe de mesure est un principe optique :
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|Tags=Turbidité, Lumière, Eau
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}}
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Une chambre de mesure est parcourue par un faisceau infrarouge et de l'autre coté de la chambre un capteur ultra sensible mesure les variations d’absorption de la lumière. En fonction des  ondes absorbées par la présence de CO2 il en déduit la quantité. Cette mesure utilise le principe de la spectrométrie. (expérience en lien [[Lumière : dispersion de la lumière]] ){{#annotatedImageLight:Fichier:Schema de principe du capteur.png|0=697px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/8/86/Schema_de_principe_du_capteur.png|href=./Fichier:Schema de principe du capteur.png|resource=./Fichier:Schema de principe du capteur.png|caption=Schema de principe|size=697px}}
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{{Introduction
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|Introduction=Fabriquez vous-même un appareil de mesure de la turbidité de l’eau et partez explorer les cours d’eau des environs.
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Selon le Fablab Central Supélec La Fabrique, les capteurs NDIR sont plus fiables et robustes que les capteurs de CO2 utilisant d'autres technologies (chimiques, MOX ...). Plus d'infos http://projetco2.fr/documents/presentation_PM_webinaireco2_v5_bpd.pdf
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==Caractéristiques : ==
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Document PDF : http://co2meters.com/Documentation/Manuals/DS_SE_0119_CM_0177_Revised8.pdf
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*Mesure du CO2 : infrarouge non dispersif (NDIR)
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*Méthode de mesure : diffusion
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*Plage de mesure : (0-10 000 ppm)
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*Temps de réponse : 90% à 2 minutes
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*Intervalle de mesure:  0,5 Hz (toutes les 2 secondes)
 +
*Précision CO2: ± 70ppm ± 3% de la valeur mesurée
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*Options de communication: UART Modbus
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*Sortie disponible : analogique
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*Espérance de vie du capteur : > 15 ans
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*Intervalle de maintenance : aucun entretien requis
 +
*Autodiagnostic : contrôle de fonctionnement complet au démarrage
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<br />
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==Bibliothèque : ==
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Pour utiliser facilement ce capteur, nous vous conseillons d'utiliser la bibliothèque ''AirGradient Air Quality Sensor''  que vous trouverez dans le catalogue de bibliothèques d'Arduino plus d'infos pour la procédure [[Importer des bibliothèques dans l'interface Arduino|<u>Importer des bibliothèques dans l'interface Arduino</u>]]
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<br />{{#annotatedImageLight:Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Image2.png|0=827px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/7/7b/Item-Capteur_de_CO2_SENSEAIR_S8_Image2.png|href=./Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Image2.png|resource=./Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Image2.png|caption=|size=827px}}<br />Plus d'infos et sources : <u>https://github.com/airgradienthq/arduino</u>
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==Câblage==
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{{#annotatedImageLight:Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Capture decran du 2021-04-02 10-56-35.png|0=872px|hash=|jsondata=|mediaClass=Image|type=frameless|alt=Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Imageschema.png|align=center|src=https://www.wikidebrouillard.org/images/7/75/Item-Capteur_de_CO2_SENSEAIR_S8_Capture_decran_du_2021-04-02_10-56-35.png|href=./Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Capture decran du 2021-04-02 10-56-35.png|resource=./Fichier:Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Capture decran du 2021-04-02 10-56-35.png|caption=|size=872px}}<br />
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==Code Minimal==
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{| class="wikitable" cellspacing="0" border="0"
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|-
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| rowspan="2" valign="middle" height="60" bgcolor="#999999" align="center" |Avant le Setup
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| valign="middle" bgcolor="#999999" align="center" |Importation de la bibliothèque
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| valign="middle" align="left" |#include <AirGradient.h>
 +
|-
 +
| valign="middle" bgcolor="#999999" align="center" |Création de l’objet
 +
| valign="middle" align="left" |AirGradient monCapteur = AirGradient();
 +
|-
 +
| valign="middle" height="17" bgcolor="#999999" align="center" |Dans le Setup
 +
| valign="middle" bgcolor="#999999" align="center" |Démarrage de l’objet
 +
| valign="middle" align="left" |monCapteur.CO2_Init(D4,D3); // coté wemos  broche RX (D4), broche TX (D3)
 +
|-
 +
| valign="middle" height="17" bgcolor="#999999" align="center" |Dans le Loop
 +
| valign="middle" bgcolor="#999999" align="center" |Utilisation
 +
| valign="middle" align="left" |int CO2 = monCapteur.getCO2_Raw();
 +
|}Astuce:  il est possible RX et TX soient inversé, dans ce cas il vous suffit d'inverser D3 et D4 dans votre code. ATTENTION Valable uniquement pour un wemos ESP8266
 +
==Exemple==
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<br /><syntaxhighlight lang="arduino" line="1" start="0">
 +
#include <AirGradient.h>                // import de la bibliothèque Air Gradient
 +
AirGradient monCapteur = AirGradient();  // Création de l'objet "monCapteur"
 +
 
 +
void setup(){
 +
  Serial.begin(9600);        // Démarrage de la liaison série
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  monCapteur.CO2_Init(D4,D3); // Démarrage et initialisation de l'objet, définition des broches RX (D4) et TX (D3) du Wemos
 +
}
 +
 
 +
void loop(){
 +
int CO2 = monCapteur.getCO2_Raw(); // mesure brute du CO2 placée dans la variable "CO2"
 +
Serial.print("Taux de CO2 : ");
 +
Serial.println(CO2);              // Affichage du CO2 en ppm
 +
delay(5000);                      // attente de 5 secondes (le temps de mesure du capteur est de 2s)
 +
}
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</syntaxhighlight>
 +
 
 +
== Le capteurs en ASCII pour de beaux codes ! ==
 +
<syntaxhighlight lang="arduino">
 +
/*
 +
Senseair S8
 +
              ________________________
 +
|*/
 +
 
 +
</syntaxhighlight>Exemple pour décrire la connexion à un D1 mini :<syntaxhighlight lang="arduino">
 +
/*                                  D1 mini
 +
                                    BROCHAGE                           
 +
                                _________________                       
 +
                              /    D1 mini    \                     
 +
                              |[ ]RST        TX[ ]|                 
 +
                              |[ ]A0  -GPIO  RX[ ]|                   
 +
                              |[ ]D0-16    5-D1[ ]|                   
 +
                              |[ ]D5-14    4-D2[ ]|                   
 +
                              |[ ]D6-12    0-D3[X]| -> UART_RxD           
 +
                              |[ ]D7-13    2-D4[X]| -> UART_TxD     
 +
                              |[ ]D8-15    GND[X]| -> G0             
 +
                              |[ ]3V3 .      5V[X]| -> G+     
 +
                              |      +---+      |                   
 +
                              |_______|USB|_______|   
 +
 
 +
                            ________________________
 +
                            |  |° ° ° ° ° °|    |  |
 +
                  +5V <- G+ |[X]| ° ° ° ° °/    |[ ]| DVCC_out
 +
                  GND <- G0 |[X]|° ° ° ° °/      |[X]| UART_RxD -> D3
 +
                  Alarm_OC |[ ]|_°_°_°_°|      |[X]| UART_TxD -> D4
 +
                  PWM 1Khz |[ ]|                |[ ]| UART_R/T
 +
                            |  |  SenseAir® S8  |[ ]| bCAL_in/CAL
 +
                            |___|________________|___|
 +
*/
 +
</syntaxhighlight><br />
 +
==<span>Note pour la calibration du Capteur</span>==
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Il est possible que votre capteur de dérègle ou que vous le receviez non étalonné. Pour calibrer votre capteur '''il suffit de le placer à l'extérieur,''' à l’abri de toute pollution (évitez les abords d'une autoroute. ) et '''d'appuyer sur le bouton calibration pendant 6 secondes''' (entre 4 et 8 secondes, pas plus sinon au bout de 13 secondesil passe dans un autre mode de calibration ).
 +
 
 +
Votre capteur devrait alors indiquer 400 ppm valeur nominale de quantité de CO2 à l'extérieur.
 +
 
 +
==Liens Utiles : ==
 +
Projet CO2 :
 +
 
 +
http://projetco2.fr/
 +
 
 +
http://lafabrique.centralesupelec.fr/projetco2/document/la_fabrique_projetCO2_v7.pdf
  
  
−
Vous pouvez trouver la fiche mise en page ici : [https://www.wikidebrouillard.org/images/e/ef/Disque_de_Secchi_Fiche-disque-secchi.pdf Fiche mise en forme]
+
Expériences en lien avec le fonctionnement du capteur (absorption de la lumière, spectrométrie) :
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}}
 
−
{{Materials
 
−
|ItemList={{ItemList
 
−
|Item=Corde
 
−
}}{{ItemList
 
−
|Item=Cutter
 
−
}}{{ItemList
 
−
|Item=Règle
 
−
}}{{ItemList
 
−
|Item=Marqueur permanent
 
−
}}{{ItemList
 
−
|Item=Vis
 
−
}}{{ItemList
 
−
|Item=Couvercle
 
−
}}
 
−
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
 
−
|Attachment=Disque_de_Secchi_Fiche-disque-secchi.pdf
 
−
}}
 
−
}}
 
−
{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Fabrication du disque
 
−
|Step_Content=Après avoir découpé un cercle d’environ 30 cm de diamètre, perce un trou au centre pour y glisser la ficelle à l’aide des ciseaux ou de la vis.
 
−
}}
 
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{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Mise en place du poids
 
−
|Step_Content=Le poids sert à lester le disque afin qu’il coule une fois plongé dans l’eau : avec la ficelle, fixer fermement le poids en dessous du disque, bien au centre du cercle.
 
−
}}
 
−
{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Graduation de la ficelle
 
−
|Step_Content=Afin de réaliser des mesures, il faut graduer la ficelle : trace des traits à intervalles réguliers sur la ficelle à l’aide d’un marqueur
 
  
−
* Avec la règle, mesure 10 cm et trace  un trait sur la ficelle
+
[[Pourquoi le ciel est-il bleu]]
−
* Recommence cette étape tout le long de la ficelle
 
  
−
Ton disque de Secchi est prêt à être utilisé !
+
[[Arc-en-ciel de chambre]]
−
}}
 
−
{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Mesure de la turbidité de l'eau
 
−
|Step_Content=Le disque est prêt à être utilisé ! Idéalement les mesures sont effectuées sur un plan d’eau calme, sans reflet, vers le milieu de la journée et la personne qui effectue les mesures ne doit pas porter de lunettes de soleil.
 
  
−
Plonge le disque lentement dans l’eau et fais-le descendre petit à petit en comptant le nombre de traits. Dès que le disque n’est plus visible, note la mesure, c’est à dire le nombre de traits ou la profondeur (1 trait = 10 centimètres, 10 traits  = 1 mètre de profondeur). Puis remonte lentement le disque, quand il réapparaît note également la mesure. La profondeur Secchi est la moyenne de ces deux mesures. Tu peux répéter l’opération plusieurs fois pour confirmer le résultat.
+
[[Lumière : dispersion de la lumière]]
  
 +
[[Disque de Newton]]
  
−
La précision est faible et non déterminée car la mesure est influencée par divers facteurs (observateur, état de la mer, éclairement…). Mais cette mesure est utile pour compléter d’autres observations qui donneront des informations sur la qualité de l’eau, comme le nombre et la nature des êtres vivants que l’on trouve dans le cours d’eau.
+
==Idées pour frankencoder : ==
−
}}
+
Un capteur connecté :
−
{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Réitérer l’expérience à différents endroits et moments
 
−
|Step_Content=Recommence l’étape 4 à différents endroits : cours d’eau différent ou autres points du même cours d’eau. Tu peux aussi prendre des mesures au même endroit mais à différentes saisons afin de comparer l’état de turbidité/transparence du cours d’eau au cours de l’année et des saisons.
 
−
}}
 
−
{{Notes
 
−
|Observations=En fonction du cours d’eau ou de la saison, la profondeur Secchi peut varier.
 
  
−
La profondeur Secchi se mesure en mètres ou en centimètres.
+
[[Créer un compte chez AdafruitIO pour envoyer des données dans le web]]
  
−
Si plusieurs mesures sont réalisées le même jour, vous pouvez également récolter un échantillon d’eau à chaque lieu de mesure et comparer visuellement l’eau échantillonnée (on estime alors si l’eau est claire, ou plus ou moins trouble).
+
[[Envoyer des données sur le WEB grâce à MQTT]]
−
|Avertissement=*Les conditions météorologiques (lumière, pluie, vent) peuvent faire varier fortement les résultats
 
−
*L’agitation de l’eau
 
  
−
Attention, cette mesure est peu précise ! Elle peut servir de repère pour un suivi dans le temps ou une comparaison en fonction des saisons de l’état d’un cours d’eau. Elle peut également servir de mesure pour comparer l’état d’un cours d’eau en amont et en aval d’une perturbation (station d’épuration, canal, etc).
 
−
|Explanations=La turbidité correspond à l’opacité (l’inverse de la transparence) d’un liquide, ici l’eau d’une rivière ou d’un lac par exemple, à cause de matières en suspension (comme de la terre), ou d’algues microscopiques.
 
  
−
Le disque de Secchi permet de déterminer la profondeur de pénétration de la lumière, et donc la quantité de matière qui absorbe la lumière présente entre le disque et la surface de l’eau.
+
Une interface WEB :
−
|Deepen=En fonction de la turbidité de l’eau, des organismes différents vont se développer. En effet, certains préfèrent les eaux sombres, d’autres plus claires, plus ou moins riches en matières organiques.
 
  
 +
[[Créer une Interface Web pour ESP32]]
  
−
La présence de matières organiques en suspension influe sur la présence de certains organismes photosynthétiques qui utilisent la lumière comme source d’énergie, en particulier les algues et les autres plantes aquatiques.
 
−
|Applications=En automne et en hiver, les pluies sont fréquentes et entrainent beaucoup de terre et de sable dans les cours d’eau, qui peuvent alors devenir très troubles. Ceci peut parfois s’observer aussi en bord de mer, à l’embouchure des rivières et des ruisseaux, surtout dans les zones côtières où les terrains sont en pente et dans les régions tropicales, où il existe une saison des pluies très intense.
 
−
|Related=La fiche sur le bon état écologique : [[Bon état écologique]]
 
−
|Objectives=* Réaliser un instrument de mesure
 
−
* Faire des  mesures selon un protocole utilisé par les scientifiques
 
−
* Analyser des résultats
 
−
* Comprendre la relation entre turbidité, qualité de l’eau et vie aquatique
 
−
|Notes=http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossiers/prelevementhydro/chapitre45.html
 
  
−
http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossiers/prelevementhydro/chapitre34.html
+
Un capteur avec un écran :
  
−
https://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_Secchi
+
[[Item:Ecran OLED 1.3 pouces I2C]]
  
−
https://www.youtube.com/watch?v=-_fin1MSRSM
+
<br />
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Status
 
{{Tuto Status
−
|Complete=Draft
+
|Complete=Published
 
}}
 
}}

Version du 12 août 2021 à 16:14

Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 imagegen.png

Capteur de CO2 SENSEAIR S8

Capteur Infrarouge de CO2 (NDIR) utilisé dans le projet CO2

25EUR (€)


Description longue

Principe:

Le capteur CO2 Sensair S8, est un capteur NDIR (InfraRouge non Dispersif), le principe de mesure est un principe optique :

Une chambre de mesure est parcourue par un faisceau infrarouge et de l'autre coté de la chambre un capteur ultra sensible mesure les variations d’absorption de la lumière. En fonction des ondes absorbées par la présence de CO2 il en déduit la quantité. Cette mesure utilise le principe de la spectrométrie. (expérience en lien Lumière : dispersion de la lumière )
Schema de principe


Selon le Fablab Central Supélec La Fabrique, les capteurs NDIR sont plus fiables et robustes que les capteurs de CO2 utilisant d'autres technologies (chimiques, MOX ...). Plus d'infos http://projetco2.fr/documents/presentation_PM_webinaireco2_v5_bpd.pdf

Caractéristiques :

Document PDF : http://co2meters.com/Documentation/Manuals/DS_SE_0119_CM_0177_Revised8.pdf

  • Mesure du CO2 : infrarouge non dispersif (NDIR)
  • Méthode de mesure : diffusion
  • Plage de mesure : (0-10 000 ppm)
  • Temps de réponse : 90% à 2 minutes
  • Intervalle de mesure: 0,5 Hz (toutes les 2 secondes)
  • Précision CO2: ± 70ppm ± 3% de la valeur mesurée
  • Options de communication: UART Modbus
  • Sortie disponible : analogique
  • Espérance de vie du capteur : > 15 ans
  • Intervalle de maintenance : aucun entretien requis
  • Autodiagnostic : contrôle de fonctionnement complet au démarrage


Bibliothèque :

Pour utiliser facilement ce capteur, nous vous conseillons d'utiliser la bibliothèque AirGradient Air Quality Sensor que vous trouverez dans le catalogue de bibliothèques d'Arduino plus d'infos pour la procédure Importer des bibliothèques dans l'interface Arduino


Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Image2.png

Plus d'infos et sources : https://github.com/airgradienthq/arduino

Câblage

Item-Capteur de CO2 SENSEAIR S8 Imageschema.png

Code Minimal

Avant le Setup Importation de la bibliothèque #include <AirGradient.h>
Création de l’objet AirGradient monCapteur = AirGradient();
Dans le Setup Démarrage de l’objet monCapteur.CO2_Init(D4,D3); // coté wemos broche RX (D4), broche TX (D3)
Dans le Loop Utilisation int CO2 = monCapteur.getCO2_Raw();
Astuce: il est possible RX et TX soient inversé, dans ce cas il vous suffit d'inverser D3 et D4 dans votre code. ATTENTION Valable uniquement pour un wemos ESP8266

Exemple


 0 #include <AirGradient.h>                 // import de la bibliothèque Air Gradient
 1 AirGradient monCapteur = AirGradient();  // Création de l'objet "monCapteur"
 2 
 3 void setup(){
 4   Serial.begin(9600);         // Démarrage de la liaison série
 5   monCapteur.CO2_Init(D4,D3); // Démarrage et initialisation de l'objet, définition des broches RX (D4) et TX (D3) du Wemos
 6 }
 7 
 8 void loop(){
 9 int CO2 = monCapteur.getCO2_Raw(); // mesure brute du CO2 placée dans la variable "CO2"
10 Serial.print("Taux de CO2 : ");
11 Serial.println(CO2);               // Affichage du CO2 en ppm 
12 delay(5000);                       // attente de 5 secondes (le temps de mesure du capteur est de 2s)
13 }

Le capteurs en ASCII pour de beaux codes !

/*
Senseair S8
              ________________________
|*/
Exemple pour décrire la connexion à un D1 mini :
/*                                   D1 mini
                                     BROCHAGE                            
                                _________________                        
                               /     D1 mini     \                       
                              |[ ]RST        TX[ ]|                   
                              |[ ]A0  -GPIO  RX[ ]|                    
                              |[ ]D0-16    5-D1[ ]|                     
                              |[ ]D5-14    4-D2[ ]|                     
                              |[ ]D6-12    0-D3[X]| -> UART_RxD             
                              |[ ]D7-13    2-D4[X]| -> UART_TxD       
                              |[ ]D8-15     GND[X]| -> G0              
                              |[ ]3V3 .      5V[X]| -> G+       
                              |       +---+       |                     
                              |_______|USB|_______|     

                             ________________________
                            |   |° ° ° ° ° °|    |   |
                  +5V <- G+ |[X]| ° ° ° ° °/     |[ ]| DVCC_out
                  GND <- G0 |[X]|° ° ° ° °/      |[X]| UART_RxD -> D3
                   Alarm_OC |[ ]|_°_°_°_°|       |[X]| UART_TxD -> D4
                   PWM 1Khz |[ ]|                |[ ]| UART_R/T
                            |   |  SenseAir® S8  |[ ]| bCAL_in/CAL
                            |___|________________|___|
*/

Note pour la calibration du Capteur

Il est possible que votre capteur de dérègle ou que vous le receviez non étalonné. Pour calibrer votre capteur il suffit de le placer à l'extérieur, à l’abri de toute pollution (évitez les abords d'une autoroute. ) et d'appuyer sur le bouton calibration pendant 6 secondes (entre 4 et 8 secondes, pas plus sinon au bout de 13 secondesil passe dans un autre mode de calibration ).

Votre capteur devrait alors indiquer 400 ppm valeur nominale de quantité de CO2 à l'extérieur.

Liens Utiles :

Projet CO2 :

http://projetco2.fr/

http://lafabrique.centralesupelec.fr/projetco2/document/la_fabrique_projetCO2_v7.pdf


Expériences en lien avec le fonctionnement du capteur (absorption de la lumière, spectrométrie) :

Pourquoi le ciel est-il bleu

Arc-en-ciel de chambre

Lumière : dispersion de la lumière

Disque de Newton

Idées pour frankencoder :

Un capteur connecté :

Créer un compte chez AdafruitIO pour envoyer des données dans le web

Envoyer des données sur le WEB grâce à MQTT


Une interface WEB :

Créer une Interface Web pour ESP32


Un capteur avec un écran :

Item:Ecran OLED 1.3 pouces I2C


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