Ce projet détaille une plate-forme open source de test de l'eau dérivée du colorimètre open source , qui est fabriqué à partir d'électronique open source et de composants imprimables en 3D. Cela fait partie d'un projet plus vaste visant à réduire le coût des équipements scientifiques utilisant du matériel open source . [1] [2] Bas Wijnen, GC Anzalone et Joshua M. Pearce, Plateforme mobile open source de test de la qualité de l'eau . Journal de l'eau, de l'assainissement et de l'hygiène pour le développement , 4 (3) pp. 532-537 (2014). est ce que je:10.2166/washdev.2014.137 accès libre
Contenu
Abstrait
Le monde en développement reste confronté au manque d’accès à l’eau potable. Bien que de nombreuses méthodes peu coûteuses aient été développées pour traiter l’eau contaminée, des méthodes peu coûteuses d’analyse de la qualité de l’eau sont nécessaires pour déterminer si ces technologies appropriées sont nécessaires, efficaces et fiables. Cet article fournit une méthodologie pour la conception, le développement et la validation technique d'une plate-forme d'analyse de l'eau à faible coût et open source (OS). Une étude de cas est présentée dans laquelle la plateforme est développée pour fournir à la fois la colorimétrie pour la demande biochimique en oxygène/demande chimique en oxygène et la néphélométrie pour mesurer la turbidité à l'aide de la méthode ISO 7027. Cette approche a abouti à un équipement aussi précis, mais coûte entre 7,5 et 15 fois moins que les outils actuellement disponibles dans le commerce. Il est conclu que le développement du matériel OS est une solution prometteuse pour l'équipement nécessaire pour effectuer des mesures de la qualité de l'eau dans les régions développées et en développement.
Mots clés
DBO ; LA MORUE; néphélométrie; matériel open source ; turbidité ; analyse de l'eau
Conception
- Fichiers de conception :
- Micrologiciel :
Le firmware de l'appareil : https://github.com/mtu-most/colorimeter
Nomenclature
Fichiers source
Pour obtenir les informations les plus récentes, consultez la page github : https://github.com/mtu-most/colorimeter
Pour l'impression 3D, utilisez :
Pour l'édition, utilisez :
- Fichier:Board clip.scad
- Fichier:Colorimètre v02.scad
- Fichier:Cuvetteholder.stl
- Fichier:IV tracer box.scad
Pour toutes les bibliothèques, rendez-vous à nouveau sur github pour la plupart des bibliothèques SCAD .
Composants requis
- Arduino Fio et une carte de programmation, si nécessaire
- Blindage LCD AdaFruit et unité LCD 3,3 V ( Important : si vous obtenez un écran LCD 5 V, vous devrez l'alimenter à partir d'une source externe lors de la connexion au contrôleur Fio, en connectant l'externe directement aux broches du blindage pour GND1/GND2 et VIN - comme indiqué sur ce lien .
- 1x LED infrarouge 860 nm
- 1x LED orange 620 nm (les deux tailles T1 ¾ standard)
- 3x encodeurs lumière-fréquence (TSL235R)
- Fils, fer à souder et soudure
- Filament pour les impressions 3D
Instructions de construction
Soudez les composants du bouclier et du LCD AdaFruit en suivant le tutoriel sur le site d'Adafruit . Testez si tout est correct avec l'écran LCD en exécutant le code AdaFruit sur la même page du didacticiel.
Connectez les deux LED, l'écran LCD et les capteurs à l'Arduino Fio comme indiqué sur le schéma. Téléchargez le code du firmware sur l'Arduino et testez si tout fonctionne correctement. Important : pour compiler le firmware, vous avez besoin des bibliothèques LcdMenu et DuplexFrequencyCounter d' un autre référentiel .
impression en 3D
En cas de déformation importante (couches se séparant les unes des autres), vous pouvez essayer d'imprimer le boîtier en deux parties, en utilisant des modèles distincts : le coffre de test avec les capteurs d'une part, et le boîtier pour l'écran LCD avec l'Arduino. Fio, par contre.
Mise en page
Lors de la mise en boîte, coupez 3 PCB de la taille de 200x350mm et soudez chaque LED sur un PCB avec le capteur de l'encodeur le regardant (chaque PCB aura donc une LED et un encodeur de référence). Le troisième capteur d'encodeur final est monté sur son propre PCB. Les images suivantes montrent la disposition à l'intérieur de la boîte :
Une fois terminé, vous pouvez fermer la boîte avec des vis et mettre en place les boutons imprimés.
Éléments de menu
Les deux tests sont la DCO et la néphalométrie. Le menu propose les options suivantes (répertoriées dans l'ordre dans lequel elles sont normalement utilisées) :
LA MORUE
- Zéro – nécessaire pour annuler les valeurs de la LED orange avant de mesurer.
- Calibrer – l’étalonnage renvoie simplement la valeur du capteur.
- Mesure – la mesure renvoie la turbidité et d’autres valeurs.
Néphalométrie
- Re-calibrer – efface le calibrage.
- Calibrer – calibrer les échantillons. Normalement, cela se fait avec un étalon de turbidité formazine (400 NTU) dilué avec de l'eau distillée. Exemple : Préparer des solutions de 2, 4, 40, 100 et 200 NTU. Mettez un échantillon dans l’appareil et choisissez Néphalométrie → Calibrer.
La fonction Calibrate renvoie « Lecture de calibrage | Plus de temps nécessaire » jusqu'à ce que cinq valeurs soient lues, et « Lecture de calibrage | Erreur : numéro après la fin du calibrage.
- Mesure – la mesure renvoie les résultats en NTU et en index. L’index est simplement un numéro de série permettant de suivre plus facilement les mesures – il augmente de un après chaque mesure.
Avertissement
Il existe de nombreux aspects de la qualité de l’eau. La DCO et la néphalométrie ne sont que deux mesures de propriétés spécifiques. Selon le contexte dans lequel vous travaillez et les questions auxquelles vous essayez de répondre, ces deux mesures peuvent être suffisantes ou non !
Applications
- MORUE W
- CORPS W
- néphélométrie W , turbidité W
- Diminuer la turbidité pour optimiser la désinfection solaire de l'eau [3]
Voir également
- Colorimètre open source
- Laboratoire open source
- Système photométrique open source pour la quantification enzymatique des nitrates
- Optique open source
- Construire des équipements de recherche avec du matériel gratuit et open source
- Science open source
- Impression 3D open source d'OSAT
- Matériel open source
Dans les nouvelles
- Testeur de qualité de l'eau open source - Hackaday
- La plateforme open source de test de l'eau est imprimée en 3D - Make Magazine
- L'appareil de test de la qualité de l'eau imprimé en 3D offre un prix abordable et une portabilité pour tester la potabilité - Impression 3D
- Testeur de qualité de l'eau imprimé en 3D open source - 3Ders
- Désinfection solaire de l'eau - Le Réseau de l'Eau
- 3D列印的開放原始碼水質測試平臺- Make Taiwan
- Hacker la Terre - Arquitecturas Colectivas (espagnol)
- Drukowany testeur wody Open Source Swiatdruku3D (polonais)
Les références
- ↑ Laboratoire open source
- ^ Pearce, Joshua M. 2012. " Construire des équipements de recherche avec du matériel gratuit et open source. " Science 337 (6100) : 1303-1304. [1]
- ^ Brittney Dawney et Joshua M. Pearce, "Optimisation de la méthode de désinfection solaire de l'eau (SODIS) en diminuant la turbidité avec NaCl", Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development 2(2) pp. 87-94 (2012). DOI Accès libre