SensOcean | Thermosalinographe
SensOcean
SensOcean est un programme de science participative d’Astrolabe-Expéditions, qui vise à équiper les voiliers de plaisanciers volontaires de capteurs de mesure physique. Ainsi toute personne naviguant en mer pourra réaliser des mesures de température et de salinité de surface. Ces mesures permettront de mieux comprendre l’évolution de l’océan et des courants marins et leur impact sur le changement climatique.Occupant environ 70,8% de la surface terrestre, l’océan mondial régule à plus de 80% le climat de la Terre en échangeant d’énormes quantités de chaleur avec l’atmosphère. Ces échanges sont principalement contrôlés par les courants océaniques qui vont participer à la redistribution de l’énergie thermique absorbée autour du globe. Cette circulation océanique est quant à elle contrôlée par les vents de surface, la rotation de la Terre ainsi que par certaines propriétés de l’océan telles que la température et la salinité. Ainsi l’étude des paramètres physiques de l’océan est une des clés nécessaires pour mieux comprendre l’évolution du climat et l’impact des changements sur celui-ci.
Equipes impliqués
Astrolabe Expeditions (Association)LOCEAN (Laboratoire d'océanographie - Paris)LOPS - Ifremer (Brest)IRD - Ifremer (Brest)CRI-MakerLAB (Fablab - Paris)UBO - OpenFactory (Fablab - Brest)
Etudier l'océan
La température et la salinité de l'eau de mer sont les paramètres fondamentaux pour comprendre la dynamique des courants marins. Et ces courants sont les principaux régulateurs climatiques de notre planéte. Des courants tel que le gulf stream permet de transférer la chaleur des eaux des caraïbes vers l'europe qui bénéficie ainsi d'un climat tempéré.Des bouées dérivantes et des navires océanogrpahiques sont chargés de collecter ces données, Mais ces mesures nécéssite des moyens onéreux soit par les navires océanographiques lourds, soit par les capteurs de salinité eux même. La plupart des mesures sont réaliser par les bouées dérivantes pour lesquelles il est impossible d'intervenir en temps réel.Créer des capteurs océanographique low-cost utiliser par des citoyens permettrais de palier a ses difficultés et ainsi d'obtenir des mesures de salinité de surface en grande quantité, la ou actuellement, ces données sont essentiellement modélisé.
Sciences participatives
14 000 plaisancier parcours la haute mer tout les ans. Les citoyens veulent s'impliquer dans l'acquisition des connaissances environnementales. Les citoyens par leurs envies et leur place en mer constitut une formidale opportunité de collecter des données à grande échelle.
Le kit
Liste du matériel
Boitier et partie mécanique:
Boitier étanche ip67 160x160x90mm, transparent - Fournisseur - Fournisseur2
Contreplaqué 160x160mm, ep10mm
4 vis bois, L20mm
Aggloméré 160x160mm, ep 3mm
Planche bois (si possible exotique, sinon bois dense), 56x18mm longueur 160mm
2 pattes d'assemblage 60mm - Fournisseur
2 vis bois inox L:60mm
4 vis/écrou inox
4 étrier fixation plastimo - Fournisseur
8 écrou nylstop inox
Électronique et alimentation :
1 PCB SensOcean - Gerber Files
Firebeetle ESP32 - Fournisseur / Datasheet
Lecteur de carte SD 3.3V - Fournisseur / Datasheet
Horloge RTC DS3231 - Fournisseur / Datasheet
1 ecran Epaper Waveshare 2,9" - Fournisseur / Datasheet
GPS-Neo6m - Fournisseur / Datasheet
Gestion batterie Lipo Babysitter sparkfun - Fournisseur / Datasheet
Batterie NCR18650B 3400mAh - Fournisseur
Support batterie 18650 - Fournisseur
3 résistance 4,7kOhms - Fournisseur
1 résistance 1kOhm
1 transistor 2N3904
1 stepup 3.3v vers 5v
1 DS18B20 (température) - Fournisseur / Datasheet
1BMP280 (pression) - Fournisseur / Datasheet
1 Kit capteur Atlas Scientifique Conductivité (carte +sonde) - Fournisseur / Datasheet
1 Kit capteur Atlas Scientifique température (carte +sonde) - Fournisseur / Datasheet
1 panneau solaire 5v, 1A - Fournisseur
Connectique :
2 Connecteur 2 broches étanche (male et femelle) - Fournisseur
1 Connecteur 4 broches étanche (male et femelle) - Fournisseur
1 Interrupteur étanche - Fournisseur
Câble rouge et noir pour panneau solaire (awg20 siliconé) environ 20cm - Fournisseur
Rallonge BNC pour capteur T et S, L= 3m - Fournisseur
Gaine tressé thermo de protection câble solaire, D=3mm, L=20cm - Fournisseur
Gaine tressé thermo de protection capteurs T/S, D=4mm, L= 4m - Fournisseur
Un cable USB standart d'alimentation de smarphone - Fournisseur
Outils et accessoire d'atelier :
Fer à souder
Outils de basse (tournenis, pince plate, pince coupante, clef anglaise, clef plates...)
Frein filet - Fournisseur
Petit cable électrique type awg20 ou arduino et Gaine thermo
Scie sauteuse et lame bois fine
Perceuse et forêt
Régle/mètre/crayon/Cutter/Ciseaux
Pistocolle - Fournisseur
Colle/joint sikaflex 291i - Fournisseur
Imprimante
Vernis de tropicalisation (optionnel) - Fournisseur
Construction du kit
La construction du kit comprend 4 modules qui peuvent être réalisées séparéments voire simultanément si vous êtes à plusieurs !
Module 1 : Panneau Solaire
Module 2 : Sondes
Module 3 : Boitier
Module 4 : Carte électronique
Les 4 modules sont prévu pour s'assembler trés facilement pour constituer le kit final.
1 => Préparation du panneau solaire
Matériel :
1 panneau solaire, de 5w,
1 planche de bois, de XXXXXX
2 cable électrique souple de 30cm, AWG XXX
1 connecteurs pont de bateau male 2 pins
1 gaine protectrice, diamétre XXX mm
Résumé des Étapes de construction :
(si besoin) dé-souder le connecteur en place
souder au panneaux 2 fils d'environ 30cm
ajouter la gaine protectrice
souder la prise de connexion (et étanchéïfié avec du sikaflex)
couper la planche de bois au dimension du panneau solaire et creuser un passage pour les cables
coller la planche au sikaflex
Etape 1 & 2 - Preparation des cables
On désoude le connecteur en place et on prépare deux fils de 30 cm (noir & rouge). On les dénudes et on les étame (dépôt d'étain)
Les fils de 30 cm sont soudés sur l'arrière du panneau solaire, en remplacement du connecteur en place, le rouge sur le + et le noir sur le moins
Etape 3 - Gaine protectrice
On ajoute la gaine protectrice. Astuce : il faut s'aider d'une petite tige de métal (type tige de cintre) pour l'ouvrir, et scotcher les fils à la tige pour tout faire passer à l'intérieur de la gaine.
Etape 4 : Prise de connexion
On sépare la prise de connexion en trois parties, et on fait passer l'embout métallique sur les fils, pour souder ensuite les fils sur l'embout noir. Attention : rouge sur 1 et noir sur 2 (écrit en tout petit sur l'embout!)On passe deux petits bouts de gaine thermorétractable (pour l'étanchéité et faux contact) avant de souder sur l'embout noir.
Une petite soudure...
Et on vient faire "fondre"la gaine thermorétractable (avec un pistolet à air chaud, un seche cheveux, un briquet, etc...) pour qu'elle recouvre à la fois le plastique et le métal jusqu'à l'embout noir.
Etape 5 - Preparation de la planche de support
On découpe un planche de bois de dimension :A l'aide d'une dremel (avec meches à fraiser) ou d'une fraiseuce, on creuse des sillons pour le passage de cables.Dimension ??? PHOTO
Etape 6 : assemblage
On colle la planche de bois sur le panneau, et c'est prêt !Aprés sechage le panneau est prêt à être utilisé.
=> Préparation des sondes
Matériel
Sondes de température Atlas Scientific
Sonde de conductivité Atlas Scientific
2 x 3 mètre de rallonge BNC : TYPE ET DIAMETER CABLE
1 prise 4 pin
1 gaine protectrice : INDIQUER QT ET DIAMETRE
1 cintre en métal
Résumé des Etapes d'assemblage
couper la prise actuel sur les cables des sondes, dénuder et etamer les fils
dénuder let etamer les rallonges
assembler les cables des sondes au rallonges avec des gaine termo, prévoir plusieur couche de gaine thermo pour bien étanchéïfié la connection
Passer la gaine de protection en s'aidant d'une longue tige métallique (cintre en métal)
coller les 2 sondes ensemble, avec la gaine protectrice (au sikaflex)
ajouter la prise de connection 4 pin de l'autre coté et incluant la gaine de protection et en étanchéïfiant avec du sikaflex
Etape 1 &2 : préparation des câbles
Etape 3 : souder les rallonges aux sondes
Etape 4 : Gaine de protection
Etape 5 : coller les deux sondes
Etape 6 : Ajout du connecteur
=> Préparation du boitier
Matériel
Boitier PVC Ip65 de 16x16x9cm
planche en CP de 10mm de 15cmx15cm
planche en CP de 3mm de 15x15cm
entretoise support de PCB
4 vis +rondelle,M3x16???,
impression de la page de déco
Etape de construction
Préparer les supports bois : le support de PCB et le support écran. Couper les 2 planches de bois et les vernirs, et les percer.
Préparer le boitier : Percer le boitier plastique avec les gabarits + percer le trou pour le capteur de pression
Préparer l'interrupteur, et les prises (pour sonde et panneau solaire).
Fixer les étrier de fixation du boitier (accroche pour balcon de bateau)
Placer et viser le support bois PVC
Assembler les pates de fixations du panneau solaire.
Assembler la fiche du panneau solaire, la fiche des sonde, et l'interrupteur.
Installer le capteur de pression
Etape 1 : Préparation des supports bois
Les supports en bois, peuvent être réaliser à la main ou bien réaliser à la découpeuse laser.Pour la découpeuse laser les fichiers sont ici :Pour la réalisation manuel on utilisera les plans ici :On doit obtenir ceci :
=> Préparation du boitier 2 (percage et mise en place des fixations)
Matériel
boitier
4 fixation de balcon
2 fixation de panneau solaire
vis adaptés ???
sikaflex
Etape de construction
Percer tout les trous selon le plan ci dessous
Coller les fixations de balcon
mettre en place et viser le support en bois pour PCB
fixer les fixation de panneau solaire
Mettre en place les prises des capteurs, prise du panneau solaire, et interrupteur on-off
=> Préparation de la carte électronique
Matériel
1 PCBtous les composants electroniques...
Etape de construction
Souder tous les composants au emplacement prévu sur le PCB
Programmer la sonde
Matériel
Le code à jour se trouve sur github - https://github.com/astrolabe-expeditions/SensOcean Liste des librairies du projet :
Tiny++
ds18b20
...
...
Préparation de l'ordinateur
Installer Arduino
Installer la carte ESP32 firebeetle
Installer les librairies projet
Chargement du code
Brancher la carte ESP32 et charger le code
Récuperer les données
Application smarphone à créer
Visualiser et uploader les données sur la base en ligne
Plateforme de collecte de données à créer
Mis à jour