Openspeleo datalogger di Alessandro Vernassa (pagina in costruzione)

 
Openspeleo Datalogger consente di registrare valori provenienti da sensori, per esempio per rilevare il passaggio di Fluoresceina o Tinopal così come per tenere traccia della temperatura.
Il suo scopo principale è quello di avere uno strumento comodo e a basso costo per poter tracciare i percorsi d'acqua.
E' composto da una schedina elettronica contenente una scheda SD (per intenderci quelle da macchine fotografica)
Il suo funzionamento è molto semplice:
Si accende, si mette il sensore in acqua e si lascia che registri. Al termine del monitoraggio si estrae la scheda SD che conterrà al suo interno dei file CSV (per intenderci delle tabelle) che conterranno orario, temperatura, ed un valore per la fluorescenza.
 
Attualmente è stato sperimentato con un sensore di temperatura con precisione 0.5° e un sensore di fluorescenza costruito artigianalmente.
Riguardo al sensore dalle prove sembra avere una risoluzione di circa 10ppb, tuttavia è facilmente migliorabile cambiando i componenti, per esempio utilizzando un fotodiodo o aggiungendo dei filtri ottici.
La risoluzione attuale è a 10 bit (1024 valori), tuttavia tramiti circuiti esterni sarebbe possibile aumentarne la risoluzione.
Potrebbe poi essere possibile sia adattarlo a sensori già pronti sia collegarci più sensori contemporaneamente.
 
La scheda è basata sul progetto opensource Arduino.(Arduino è un framework open source che permette la prototipazione rapida e l'apprendimento veloce dei principi fondamentali dell'elettronica e della programmazione)
 
Attualmente esistono un paio di  prototipi. I componenti possono essere acquistati online su ebay e altri siti di componenti elettronici.

Ho messo a fianco il costo indicativo. Non è escluso che cercando in rete si trovino a prezzi inferiori.
Il costo per la sua realizzazione dovrebbe essere intorno ai 70-100 euro.

Una volta costruito occorre caricare il firmware sulla scheda tramite usb utilizzando l'IDE di Arduino.

 

principio di funzionamento:

 

Scarica in fondo a questa pagina il firmware da mettere sulla scheda
 
 
 
Componenti fluometro:
-1 LED UV 365 nm     (costo per 5 led 13.99 euro)
-1 Resistenza  da 287Ω 1/4W  x alimentazione del led a 12V  oppure da  56Ω se il led viene alimentato dall'uscita digitale  (costo  0.6 euro) 
-1 Fotoresistore 530mm NORP12    (circa 2 euro)
-20 cm di tubo Inox con diametro interno min. 15mm      (?)
 
Componenti sensore di temperatura:
LM35DZ - IC, PRECISION TEMP SENSOR, TO-92-3   (costo 1,51 euro) 
 
Altro:
Cavo di rete (costo 2 euro)
 
Datalogger:
Arduino Uno Atmel Atmega 328 MCU board (circa 22 euro)
Adafruit Data logging shield for Arduino (circa 22 euro)
crew Shield For Arduino  (facoltativo, circa 8 euro)
 
Software:
Openspeleo datalogger per Arduino scaricabile da www.openspeleo.org
 
Ambiente di sviluppo per caricare il software sulla scheda:
http://www.arduino.cc/
 
 
 
Fluorimetro artigianale:
Scarica DWG
 
 
i componenti sono stati resi impermeabili immergendoli in colla a caldo e ricoperti da guaina termo restringente. Dalle prove questo sistema sembra essere efficace e duraturo.
 
 
Links utili:
Tutorial di montaggio Arduino + shield parte 1:
http://students.uniparthenope.it/?q=node/65
 
Tutorial di montaggio Arduino + shield  parte 2:
http://students.uniparthenope.it/?q=node/76
 
Arduino
http://www.arduino.cc/playground/Italiano/HomePage
 

Dati utili riguardo il sensore:

 

Fluoresceina:
Eccitazione 254 nm oppure 465-490 nm
Emissione 520-530 nm
 
Tinopal CBS-X (351):
Eccitazione 348-350 nm
Emissione 435 nm
 
Per aumentare la precisione il diodo led dovrebbe avvicinarsi il più possibile alla frequenza di eccitazione, il  fotoresistore il più possibile a quella di emissione.
Potrebbe essere possibile migliorare ulteriormente la precisione utilizzando un fotodiodo o un fototransistor al posto del fotoresistore.

 

La scheda e il software sono liberamente utilizzabili e modificabili.
Vi chiedo comunque di darmi un feedback degli eventuali miglioramenti eseguiti sullo strumento.

 

per informazioni, suggerimenti e segnalazioni: openspeleo@openspeleo.org

 

Limiti:

 

la soluzione proposta contiene alcuni limiti dal punto di vista meccanico e hardware. Uno dei limiti è il convertitore digitale/analogico a soli 10 bit. Stiamo lavorando ad una versione evoluta che, tramite una scheda aggiuntiva consentirà di ottenere misurazioni a 24bit.

 


 firmware
firmware

    download opsDataLogger-0.20.zip opsDataLogger-0.20.zip  (180.53 Kb | 1786 Download)

    download opsDataLogger-0.21.zip opsDataLogger-0.21.zip  (180.52 Kb | 1774 Download)

    download opsDataLoggerLCD-0.8.zip opsDataLoggerLCD-0.8.zip  (35.02 Kb | 1670 Download)


 viewer
Visualizzatore dei files di log

    download DataloggerGui-1.0.zip DataloggerGui-1.0.zip  (3.78 Mb | 3769 Download)