Qui suis-je
Voici mon premier sujet sur le forum dédié aux projets, je crois bien. Donc il est d'usage de se présenter dans de telles conditions.
Je suis Blackline, étudiant en Chimie et contributeur depuis peu sur Zeste De Savoir. Où je participe régulièrement au Forum Scientifique, ainsi qu'à la création de nombreux cours.
L'un de mes plus gros cours en rédaction est celui sur la Chiralité, qui est disponible en $\beta$-lecture. Dans ce tutoriel j'aimerais intégrer ce projet proche du DIY, dans une configuration plutôt Libre.
Le Projet, sa naissance
A quoi va-t-il servir ?
Comme le point de fusion/ébullition ou la densité, la déviation du plan de polarisation est une caractéristique intrinsèque à une molécule. Si vous vous trouvez par exemple face à un liquide incolore, qui bout à 100°C, qui possède une déviation du plan de polarisation nul, une densité de 1 gramme par millilitres. Nous pouvons presque être sûr que vous êtes face à de l'eau.
Dans le but de caractériser une molécule, on peut avoir besoin de mesurer son plan de polarisation. Chose très utile en Chimie Organique (une branche de la chimie s'occupant principalement à la conception de médicament ou de molécule biologiquement active).
Vous l'aurez compris je cherche à créer un appareil mesurant la déviation d'un plan de polarisation.
Cela n'a rien d'innovant, on appel ça un polarimètre. On en trouve sur internet pour environ 500 €. N'ayant pas envie de débourser autant d'argent pour un appareil domestique, j'ai eu une idée que je qualifierais d’intéressante.
Pourquoi pas chez nous ?
D'où me vient cette idée :
En fait, dans mon lycée, j'ai eu l'occasion d'avoir quelques cours de Physique Optique. Dans ce cours nous utilisions un banc optique (banc stable et droit permettant de fixer des outils spécifique) et quelques autres appareil pour former un polarimètre de Laurent, un polarimètre basique.
Nous utilisions ce genre de chose :
Le tout projeté une lumière sur un écran derrière l'analyseur.
A noter que l'analyseur est exactement identique au Polariseur.
Trouvant ce système simple, j'me suis vraiment posé la question si c'était possible de faire ça chez sois ?
L'aventure Continu
Je suis donc allé sur le forum science, et Akio m'a beaucoup aidé sur le concept de l'appareil. Aussi au fil de discussion sur un autre forum (scienceamusante.net), j'ai réussi à obtenir une idée très précise de ce que je pouvais faire.
Mais voici un problème de taille… Je n'aime pas faire les choses simplement. J'aime ajouter du potentiel aux objets. Et me voici parti vers une route bien dangereuse qu'est l’électronique au service de l'analyse chimique !
L'appareil, plan
- En Orange : Les LED ayant une longueur d'onde bien précise
- En Vert : Les polariseurs
- En Gris foncé : la structure + cage à cuve, peint en noir
- En Bleu ciel : La cuve en verre
- En Noir : Un photodetecteur
- En Gris clair : Le fond de l'objet, peint en noir
L'appareil devrait ressembler à ça, une fois fini. Mais rien n'est fixé bien sur 
Remarque : la Cage de la Cuve est bel et bien "trouée" pour laisser passer la lumière et le polariseur.
Lien/Liste d'achat
Je n'y connais rien en photodétecteur et j’espérais justement que vous m'aidiez à comprendre quelles sont les caractéristiques importantes à prendre en compte dans un photodétecteur ?
Principe de l'appareil
La lumière s'allume, le faisceau traverse le polariseur 1 et devient alors polarisé. La position de la polarisation à ce moment là sera appelé Angle zéro.
Si la cuve est vide :
Le polariseur situé après la cuve est censé être en position opposé au premier polariseur (90°). Permettant au faisceau de ne PAS traverser ce dernier. La position "Angle Zéro" est vérifiée par le fait qu'il n'y ait pas de lumière au photodetecteur.
Si la cuve est pleine d'un produit polarisant :
La polariseur situé après la cuve n'est plus en position d'extinction du faisceau. Le photodétecteur reçoit une lumière. Il doit alors ordonner à un servomoteur de faire entrer l'analyseur en rotation. La rotation doit être le plus précis possible et s’arrêter dans la position la plus sombre qu'il soit !
Algorithme et Idée de travail :
- Allumage de l'appareil
- L'appareil prélève la luminosité à vide noté U0
- On place une cuve
- L'appareil détecte que la lumière U1 (à peine prélevée là) est différente à U0 alors le servomoteur doit rentrer en action
- Le servomoteur tourne en sens horaire, si l’écart entre U1 et U0 augmente, le servomoteur doit changer de sens.
- Une fois une valeur proche de U0 prélevée (noté U'0) le servomoteur devra bouger le plus petit à petit possible afin de trouver la valeur la plus sombre possible. Car je pars du principe que U'0 a était trouvée avec rapidité et manque de précision.
Pourquoi prélever la luminosité à vide ?
Je pense que cela permet d'éviter les nuances jour après jour, et qu'on puisse facilement trouver une valeur de référence auprès de laquelle se référer. Si nous cherchions un vrai "0" on pourra attendre longtemps que l'appareil se stabilise.
Pourquoi faire changer le sens du servo ?
Si le servomoteur par dans le mauvais sens (cela dépend de la molécule, on ne peut pas trop prévoir) il va perdre une temps considérable pour faire 360° inutilement. Surtout que certain servomoteur ne peuvent faire que du 180° (ici c'est amplement suffisant).
J'espère avoir été claire dans ma démarche. J'aimerais beaucoup recueillir vos impressions et conseils. Surtout sur l'algorithme et les composants électronique.
Je ne sais pas programmer, j'ai un Arduino à la maison, pour l'instant je ne dispose que du servomoteur et d'un Écran LCD, j'vais essayer d'afficher son angle de rotation sur l'écran histoire de commencer.
Aussi il faudra que je trouve l'équation mathématique (surement très simple) qui permet de relier le nombre de tour que doit faire le servomoteur (ou angle de rotation A), pour un angle du polariseur (angle de rotation B). Cela se voit surement à l'aide du périmètre.
Merci du temps accordé à la lecture de ce projet !
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