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La sonde

Description de fabrication de la sonde de capteurs

dimanche 31 mai 2009, par Eric P.

L’objectif de cette sonde est de permettre d’envoyer des capteurs par 10 mètres de fond environ. Le modèle fourni avec le radeau comporte les capteurs suivants :
- température
- luminosité
- conductivité

Une description rapide de cette sonde avait été donnée dans un précédent article, dans lequel on vous montrait qu’elle allait prendre place dans une lampe de plongée reconvertie. Nous allons regarder de plus près comment elle a été réalisée.

 Capteur de température

Par souci d’économie et également de simplicité de traitement, nous avons choisi d’utiliser une simple CTN ici, mais d’un modèle cependant assez sensible pour réagir rapidement aux changements de température. Cette CTN est montée dans un tube en inox fixé à l’extérieur de la sonde.

Ci-après sa construction en images.

Voici tout d’abord les différents constituants :
- la CTN
- le tube inox
- le passe-coque, qui va servir à fixer l’ensemble au corps de la sonde et à laisser le passage aux fils vers la carte électronique

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Les éléments du capteur de température

Ce passe-coque est un simple coude pour capillaire d’arrosage, disponible dans n’importe quelle jardinerie.

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Les passe-coque pour les câbles des capteurs

La partie la plus délicate est d’arriver à faire passer les fils dans le coude

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Montage du capteur de température (étape 1)

On soude ensuite la CTN, correctement isolée avec de la gaine thermo-rétractable

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Montage du capteur de température (étape 2)

Le tube inox est ensuite garni de graisse thermo-conductrice, puis enfilé en force sur le coude (coup de chance : les diamètres respectifs correspondent parfaitement)

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Montage du capteur de température (étape 3)

Le tout est ensuite fixé à l’extérieur de notre sonde à la colle époxy

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Le capteur de température installé à l’extérieur de la sonde

Sur la photo on constate que la lampe a déjà été gainée par un morceau de tuyau PVC afin de la consolider, son plastique ayant été trouvé un peu trop rigide, et donc cassant.

Voici pour ce premier capteur.

 Capteur de conductivité

Il s’agit d’une paire d’électrodes en inox, qui vont nous servir à mesurer la résistance électrique de l’eau.

Elles sont réalisées à partir de vis inox, dont on aura retiré le filetage sur une certaine longueur.

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Les électrodes du capteur de conductivité

Pourquoi ? Parce que la mesure étant faite en courant continu, il se crée un phénomène d’électrolyse qui provoque un dégagement gazeux au niveau des électrodes. Or le filetage a tendance à emprisonner les bulles de gaz, et de ce fait à créer une couche isolante qui entraine une augmentation progressive de la résistance mesurée. En rendant la surface des électrodes aussi lisse que possible on réduit fortement la fixation des bulles, et donc l’impact de l’artéfact constaté.

L’élimination du filetage a été faite par abrasion avec l’aide du tour et d’une lime électrique, et finition à la toile émeri très fine :

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Adaptation des électrodes
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Adaptation des électrodes

Les deux électrodes seront fixées à l’extérieur de la sonde, en servant d’un collier lyre 50mm modifié.

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Support des électrodes

Voici le capteur terminé maintenant :

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Capteur de conductivité terminé

et fixé sur la sonde.

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Les deux capteurs installés à l’extérieur de la sonde

On notera que la même solution que précédemment a été utilisée pour le passage du câble à l’intérieur.

Tout comme pour la température, une autre version de ce capteur a été réalisée pour des mesures en surface, directement connecté sur le boitier de pont.

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Capteur de conductivité en version pour utilisation en surface

 Electronique embarquée

La carte comporte le convertisseur analogique/numérique en I2C, son buffer ainsi qu’une alimentation locale.

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Carte électronique

Son schéma est donné ci-après :

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Schéma électronique de la carte

On la voit ici glissée dans le boitier, équipée du capteur de luminosité installé sur un des ports d’entrée. Les deux capteurs décrits précédemment ont été reliés à deux autres ports. Le quatrième reste disponible au cas où.

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Carte électronique en place

 Aménagements complémentaires

Le bouchon d’origine est légèrement modifié en noyant la lentille intégrée dans de la résine transparente pour inclusion, afin d’en supprimer le pouvoir concentrateur. En effet pas question de griller le contenu parce qu’on aura malencontreusement laissé l’objet face au soleil.

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Neutralisation de la lentille frontale de la lampe

De même, le presse-étoupe du câble situé à l’autre extrémité est également noyé dans la même résine pour accroitre la solidité de l’assemblage.

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Renfort à la résine du presse-étoupe

Enfin, deux lests (des plombs de ligne pour pêche au gros) sont ajoutés afin de compenser la flottabilité positive de l’ensemble.

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Les lests

Et voilà, notre sonde des grands fonds est achevée.

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