Générateur de gouttes
Motivation
Après avoir construit un système de flash pour de la photographie (presque) haute vitesse, j'ai commencé à prendre des photos de gouttes d'eau. Malheureusement j'ai vite été confronté aux limites imposées par la méthode de fabrication des gouttes (une seringue activée à la main) qui ne permet aucune reproductibilité des gouttes. La reproductibilité et le contrôle précis de la génération de gouttes est particulièrement nécessaire dans les photos de collisions où l'on photographie la collision entre une seconde goutte et le rebond d'une première. Ce type de photo nécessité un contrôle précis de l'intervalle de temps entre les deux gouttes.
J'ai donc construit une valve à solénoïde pilotée par un système à microcontrôleur qui permet de contrôler précisément le nombre de gouttes ainsi que le temps qui les sépare.
La valve
Je n'avais pas de valve qui puisse être utilisée dans cette application, j'en ai donc fabriqué une faite-maison. Le principe très simple est présenté sur l'animation ci-dessous (survolez avec la souris pour l'activer). Une membrane en caoutchouc (un morceau de ballon de baudruche) est pressée contre le tube d'arrivée d'eau par le ressort du solénoïde bloquant ainsi le passage de l'eau. Quand le solénoïde est activé, il se rétracte et permet à la membrane de se décoller du tube et laisse alors passer l'eau vers le tube de sortie. Avec une durée adéquate de l'impulsion envoyée au solénoïde il est possible de de relâcher une goutte unique
Le contrôleur
Pour contrôler précisément la génération de gouttes, le solénoïde est activé par un contrôleur construit autour d'un MSP430G2452. Une seule broche du microcontrôleur suffit à contrôler le MOSFET qui active le solénoïde, le reste du circuit est dédié à l'interface utilisateur (boutons et écran LCD). Par le biais de cette interface, l'utilisateur peut choisir le nombre de gouttes, le délai entre chacune d'elles et, dans une certaine mesure, la taille de chaque goutte (qui est déterminée par la durée d'ouverture de la valve).
L'afficheur LCD est un afficheur MC1602X-SYL (datasheet) récupéré sur un serveur en fin de vie dans une benne de recyclage d'appareils électroniques. Il possède deux lignes de 16 caractères. C'est le même écran que celui utilisé pour la fabrication de mon stroboscope.
Photos
Avec ce système j'obtiens un taux de collision proche de 100%.
Pour plus de photos de gouttes faites avec ce système, allez à la page correspondante.