Conductivimètre
Le conductivimètre électromagnétique EM38-MK2 de Geonics est principalement utilisé en agriculture et en archéologie, mais peut être utilisé pour caractériser l'épaisseur de la glace de mer. Cet instrument mesure la conductivité (quad-phase) et la susceptibilité magnétique (in-phase) du milieu sous-jacent. Cette méthode a été développé par Christian Haas (polar hovercraft) depuis un navire, un aéroglisseur ou aéroporté, en Arctique.
Le EM38-MK2 est constitué de 2 bobines réceptrices espacées de 1 m et 0,5 m qui peuvent mesurer en position verticale et horizontale. La fourchette de détection optimale en position verticale est entre 0,75 et 1,5 m, et entre 0,35 et 0,75 m en position horizontale.
La mesure d'épaisseur avec le EM38-MK2 se base sur la différence de conductivité de l'eau de mer (bon conducteur) et la glace de mer (mauvais conducteur) qui induit une réduction de la conductivité mesurée lorsque l'épaisseur de glace augmente.
-» attention à la variation de salinité de l'eau de mer sous-jacente qui influence la conductivité du milieu. -» la texture/porosité/température de la glace doit avoir une influence sur les mesures... -» éviter d'avoir des objets métalliques mobiles dans l'environnement immédiat du EM38, qui pourrait fausser les lecteurs de conductivité
prise de données
Geonics fournit un logiciel windows pour l'acquisition de données du EM38-MK2. Ce logiciel a été installé sur une tablette de terrain (Mesa Juniper) acheté lors de l'achat du EM38. Après un an d'utilisation, la tablette ne fonctionne plus (recharge impossible, service de réparation très dispendieux).
Pour pallier au problème d'acquisition de données, un raspberry pi zero a été configuré comme datalogger. Actuellement, le raspberry pi collecte les données du EM38 (heure, conductivité, estimation d'épaisseur à 10 Hz (20 Hz possible) via le port série/USB) ainsi que la position GPS (1 Hz). Le raspberry pi est également synchronisé sur l'heure fournit par le signal GPS.
mise en marche du raspberry pi zero
nom d'usager : pi
mot de passe : em38
IP : 192.168.1.73
Le raspberry pi a été monté avec quelques modifications pour satisfaire nos besoins.
Principalement, quelques routines pythons sont lancés au démarrage qui permettent l'enregistrement des données instrumentales.
Elles sont inscrites dans le fichier /etc/rc.local et les scripts de collectes sont conservés ici sur un gitlab.
- connexion du module GPS
Configuration pour brancher un module GPS sur un raspebrry pi
- collecte des données GPS
La collecte des données GPS utilise le module gpsd (gpsdaemon). Après s'être assuré que le GPS est fonctionnel, copier les lignes suivantes dans /etc/rc.local pour exécuter le scritp au démarrage du raspberry pi
#### SAUVEGARDE GPS #### # pause avant le début de l'enregistrement (démarrage en cours) sleep 120 & # Arret du programme gpsd pour configurer le signal GPS à recevoir sudo killall gpsd & # Limite les paquets de données envoyés par le GPS sudo echo -e "\$PMTK314,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0*28\r\n" > /dev/serial0 # Collecte des données GPS dans un fichier daté sudo gpspipe -r -d -l -o /home/pi/gps_data/`date +"%Y%m%d-%H-%M-%S"`.nmea &
- synchronisation de l'horloge du raspberry sur l'heure GPS
Afin de corréler convenablement les données d'épaisseur avec leurs positions, il faut synchroniser le système raspberry sur l'heure du GPS.
Pour cela, suivez les instructions trouvées sur les sites suivants :
- collecte des données du EM38-MK2
La collecte des données du EM38-MK2 se fait par cable. Par simplicité, le système est branché via un cable RS232/USB au raspberry pi.
une fonction python a été créer pour récolter les données émises par l'instrument et sommairement analysés. Le script disponible ci-dessous lit les données binaires envoyés par l'instrument et les sauvegarde dans le repertoire /home/pi/em38_data/
Ajouter la ligne de commande suivante au /etc/rc.local pour lancer le script python au démarrage :
python3 /home/pi/bin/serial_EM38.py
ATTENTION !! Les données sont enregistrés localement sur le raspberry pi. Pour accéder plus rapidement au données, la fonction bouton d'arret a été modifiée pour synchroniser le répertoire des données (GPS et EM38) sur la clé USB branchée sur le logger.
S'ASSURER DE BIEN ÉTEINDRE LE SYSTÈME APRÈS UTILISATION (bouton appuyé plus de 5 secondes) !!
- bouton d'arrêt
Le raspberry pi n'a pas de système simple et sécuritaire pour s'arrêter. Pour préserver l'intégrité des données, il faut réaliser un shutdown de l'OS pour éviter la corruption des fichiers. Il est possible d'installer un bouton d'arrêt en suivant les informations suivantes :