- Qu'est-ce que la turbidité dans un liquide?
- Comment mesurer la turbidité en utilisant Arduino?
- Composants nécessaires pour fabriquer le turbidimètre
- Vue d'ensemble du capteur de turbidité
- Principales caractéristiques du module de turbidité
- Interfaçage du capteur de turbidité avec Arduino - Schéma de circuit
- Programmation d'Arduino pour mesurer la turbidité dans l'eau
Lorsqu'il s'agit de liquides, la turbidité est un terme important. Parce qu'il joue un rôle important dans la dynamique des liquides et est également utilisé pour mesurer la qualité de l'eau. Donc, dans ce tutoriel, discutons de ce qu'est la turbidité, comment mesurer la turbidité d'un liquide à l'aide d'Arduino. Si vous souhaitez aller plus loin dans ce projet, vous pouvez également envisager d'interfacer un pH-mètre avec Arduino et également lire la valeur du pH de l'eau pour mieux évaluer la qualité de l'eau. Auparavant, nous avons également construit un dispositif de surveillance de la qualité de l'eau basé sur l'IoT utilisant ESP8266, vous pouvez également le vérifier si vous êtes intéressé. Cela étant dit, commençons
Qu'est-ce que la turbidité dans un liquide?
La turbidité est le degré ou le niveau de trouble ou de trouble d'un liquide. Cela se produit en raison de la présence d'un grand nombre de particules invisibles (à l'œil nu) similaires à de la fumée blanche dans l'air. Lorsque la lumière traverse les liquides, les ondes lumineuses sont diffusées en raison de la présence de ces minuscules particules. La turbidité d'un liquide est directement proportionnelle aux particules libres en suspension, c'est-à-dire que si le nombre de particules augmente, la turbidité augmentera également.
Comment mesurer la turbidité en utilisant Arduino?
Comme je l'ai mentionné précédemment, la turbidité se produit en raison de la diffusion des ondes lumineuses, afin de mesurer la turbidité, nous devons mesurer la diffusion de la lumière. La turbidité est généralement mesurée en unités de turbidité néphélométrique (NTU) ou en unités de turbidité Jackson (JTLJ), selon la méthode utilisée pour la mesure. Les deux unités sont à peu près égales.
Voyons maintenant comment fonctionne un capteur de turbidité, il comporte deux parties, un émetteur et un récepteur. L'émetteur se compose d'une source de lumière généralement une led et un circuit d'attaque. À l'extrémité du récepteur, il y a un détecteur de lumière comme une photodiode ou un LDR. Nous plaçons la solution entre l'émetteur et le récepteur.
L'émetteur transmet simplement la lumière, que les ondes lumineuses traversent la solution et le récepteur reçoit la lumière. Normalement (sans la présence d'une solution) la lumière transmise reçoit complètement du côté récepteur. Mais en présence d'une solution trouble, la quantité de lumière transmise est très faible. C'est-à-dire côté récepteur, on n'obtient qu'une lumière de faible intensité et cette intensité est inversement proportionnelle à la turbidité. On peut donc mesurer la turbidité en mesurant l'intensité lumineuse si l'intensité lumineuse est élevée, la solution est moins trouble et si l'intensité lumineuse est très faible cela signifie que la solution est plus trouble.
Composants nécessaires pour fabriquer le turbidimètre
- Module de turbidité
- Arduino
- Écran LCD 16 * 2 I2C
- LED RVB à cathode commune
- Planche à pain
- Fils de cavalier
Vue d'ensemble du capteur de turbidité
Le capteur de turbidité utilisé dans ce projet est illustré ci-dessous.
Comme vous pouvez le voir, ce module de capteur de turbidité est livré avec 3 pièces. Un fil étanche, un circuit de commande et un fil de connexion. La sonde de test comprend à la fois l'émetteur et le récepteur.
L'image ci-dessus montre que ce type de module utilise une diode IR comme source de lumière et un récepteur IR comme détecteur. Mais le principe de fonctionnement est le même qu'avant. La partie pilote (illustrée ci-dessous) se compose d'un ampli opérationnel et de certains composants qui amplifient le signal lumineux détecté.
Le capteur réel peut être connecté à ce module à l'aide d'un connecteur JST XH. Il a trois broches, VCC, masse et sortie. Vcc se connecte au 5v et de la terre à la terre. La sortie de ce module est une valeur analogique qui change en fonction de l'intensité lumineuse.
Principales caractéristiques du module de turbidité
- Tension de fonctionnement: 5VDC.
- Courant: 30mA (MAX).
- Température de fonctionnement: -30 ° C à 80 ° C
- Compatible avec Arduino, Raspberry Pi, AVR, PIC, etc.
Interfaçage du capteur de turbidité avec Arduino - Schéma de circuit
Le schéma complet pour connecter le capteur de turbidité à Arduino est illustré ci-dessous, le circuit a été conçu en utilisant EasyEDA.
Ceci est un schéma de circuit très simple. La sortie du capteur de turbidité est analogique, de sorte que connectée à la broche A0 d'Arduino, LCD I2C connecté aux broches I2C d'Arduino qui est SCL à A5 et SDA à A4. Ensuite, la LED RVB est connectée aux broches numériques D2, D3 et D4. Une fois les connexions effectuées, ma configuration matérielle ressemble à ceci ci-dessous.
Connectez le VCC du capteur à Arduino 5v, puis connectez la terre à la terre. La broche de sortie du capteur à l'analogique 0 d'Arduino. Ensuite, connectez VCC et la masse du module LCD à 5v et à la masse d'Arduino. Puis SDA vers A4 et SCL vers A5, ces deux broches sont les broches I2C d'Arduino. connecte enfin la terre de la LED RVB à la terre d'Arduino et connecte le vert à D3, le bleu à D4 et le rouge à D5.
Programmation d'Arduino pour mesurer la turbidité dans l'eau
Le plan est d'afficher les valeurs de turbidité de 0 à 100. C'est-à-dire que le compteur doit afficher 0 pour les liquides purs et 100 pour les liquides très troubles. Ce code Arduino est également très simple et le code complet se trouve au bas de cette page.
Tout d'abord, j'ai inclus la bibliothèque de cristaux liquides I2C car nous utilisons un écran LCD I2C pour minimiser les connexions.
# inclure
Ensuite, j'ai défini un entier pour l'entrée du capteur.
int sensorPin = A0;
Dans la section de configuration, j'ai défini les broches.
pinMode (3, SORTIE); pinMode (4, SORTIE); pinMode (5, SORTIE);
Dans la section boucle, comme je l'ai mentionné précédemment, la sortie du capteur est une valeur analogique. Nous devons donc lire ces valeurs. Avec l'aide de la fonction Arduino AnalogRead , nous pouvons lire les valeurs de sortie dans la section boucle.
int sensorValue = analogRead (sensorPin);
Tout d'abord, nous devons comprendre le comportement de notre capteur, ce qui signifie que nous devons lire la valeur minimale et la valeur maximale du capteur de turbidité. nous pouvons lire cette valeur sur le moniteur série en utilisant la fonction serial.println .
Pour obtenir ces valeurs, lisez d'abord le capteur librement, c'est-à-dire sans aucune solution. J'ai eu une valeur autour de 640 et après cela, placez une substance noire entre l'émetteur et le récepteur, nous obtenons une valeur qui est la valeur minimale, généralement, cette valeur est zéro. Nous avons donc obtenu 640 comme maximum et zéro comme minimum. Nous devons maintenant convertir ces valeurs en 0-100
Pour cela, j'ai utilisé la fonction de carte d'Arduino.
int turbidity = map (sensorValue, 0,640, 100, 0);
Ensuite, j'ai affiché ces valeurs sur l'écran LCD.
lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("turbidité:"); lcd.print (""); lcd.setCursor (10, 0); lcd.print (turbidité);
Après cela, avec l'aide de conditions if , j'ai donné des conditions différentes.
if (turbidité <20) { digitalWrite (2, HIGH); digitalWrite (3, FAIBLE); digitalWrite (4, FAIBLE); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("c'est CLEAR"); }
Cela activera la LED verte et affichera «son clair» sur l'écran LCD si la valeur de turbidité est inférieure à 20.
if ((turbidité> 20) && (turbidité <50)) { digitalWrite (2, LOW); digitalWrite (3, HIGH); digitalWrite (4, FAIBLE); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("son CLOUDY"); }
Cela activera la LED bleue et affichera "son trouble" sur l'écran LCD si la valeur de turbidité est comprise entre 20 et 50.
if ((turbidity> 50) { digitalWrite (2, LOW); digitalWrite (3, HIGH); digitalWrite (4, LOW); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("its DIRTY"); }
Cela activera la LED rouge et affichera "c'est sale" sur l'écran LCD si la valeur de turbidité est supérieure à 50 comme indiqué ci-dessous.
Suivez simplement le schéma du circuit et téléchargez le code, si tout se passe correctement, vous devriez être en mesure de mesurer la turbidité de l'eau et l'écran LCD devrait afficher la qualité de l'eau comme indiqué ci-dessus.
Notez que ce turbidimètre affiche le pourcentage de turbidité et qu'il peut ne pas être une valeur industrielle précise, mais il peut quand même être utilisé pour comparer la qualité de l'eau de deux eaux. Le fonctionnement complet de ce projet peut être trouvé dans la vidéo ci-dessous. J'espère que vous avez apprécié le didacticiel et que vous avez appris quelque chose d'utile si vous avez des questions, vous pouvez les laisser dans la section des commentaires ci-dessous ou utiliser les forums de CircuitDigest pour publier vos questions techniques ou démarrer une discussion pertinente.