Fabrication d’un système anti-algues type twinstar DIY

Le twinstar, c’est LE truc à la mode ces temps ci. Dans mon club aquariophile (Kazanac), certains en ont, et tout le monde à envie de tester. En tous cas, on en parle, notamment sur l’excellent blog Hackquarium.

Pour une explication détaillée, suivez le lien juste au dessus. Mais en gros, c’est un bidule que vous mettez dans votre aquarium, branchez à un boitier, et qui fait de minuscules bulles. Et par ce biais, on est censés réduire drastiquement la prolifération de certaines algues. Dans ma cuve contrôlée par un système automatisé programmable Rlieh, je n’en ai pas besoin car je n’ai pas d’algues. Par contre je suis curieux, et j’ai bien un petit bac en train de démarrer qui commence à avoir des algues… Seul hic, le twinstar coûte assez cher (150-200€).

Du coup, de nombreuses initiatives apparaissent ici et là pour faire des Twinstar DIY, ou au moins des systèmes comparables.  Je vous propose dans cet article de nous pencher sur la question.

Le Twinstar DIY, ça doit faire quoi?

électrolyse de l’eau, GNU FDL IIVQ (https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Hofmann_voltameter_fr.svg)

La question est importante, car le “vrai” twinstar n’est pas très bien documenté. De ce que l’on peut trouver à droite et à gauche, l’idée est de faire circuler du courant électrique entre deux grilles métalliques séparées de quelques millimètres et plongées dans l’eau. Le résultat est normalement un courant électrique qui traverse notre solution aqueuse, et qui réalise l’électrolyse de l’eau. Je ne peux pas dire ce que fait exactement le twinstar, mais c’est sur cette base que nous partirons pour notre système.

produits de la réaction

Une autre indication à garder en mémoire est que le Twinstar n’est pas censé produire d’ozone, selon le fabricant, et que si c’est le cas, cela est détectable à l’odeur. Nous partirons donc du principe qu’on aura production d’oxygène et d’hydrogène.

Nous devons donc réaliser l’électrolyse de l’eau, et le produit qui nous intéresse ici est surtout l’O2. Pour cela, on prendra donc deux grilles métalliques, de préférence en métal inerte (le top, c’est du platine, mais c’est plus cher que l’or; le titane semble utilisé dans certains cas, mais nous commencerons par de l’acier inoxydable.

Il faudra ainsi séparer les deux grilles d’une distance à déterminer, et souder un fil sur chaque grille pour pouvoir y faire circuler un courant électrique (intensité et tension à déterminer également).

Comment fabriquer son Twinstar DIY ?

L’idée générale, c’est de découper de la grille en inox, et de les séparer avec quelque chose de la bonne épaisseur. Beaucoup utilisent du tuyau à air, de diamètre 4-6mm. Puisque nous cherchons à expérimenter, il nous faut une méthode fiable pour fabriquer facilement le système en faisant varier les paramètres.  Par exemple, la surface des grille ou l’espacement espacement de celles ci. Quand au reste (tension, durée, fréquence d’allumage, etc),  on peut les faire varier facilement en software avec les sorties MOSFET/PWM du contrôleur d’aquarium Rlieh (ou tout autre système qui permette de commuter un courant électrique de tension variable, en PWM idéalement, et à des intensités de quelques ampères; le tout devrait également être facilement programmable).

Pour le moment, on se focalisera donc sur les paramètres qui dépendent de la fabrication initiale du système. Nous cherchons également une bonne répétabilité du processus, pour obtenir des résultats comparables.

Fabriquons notre dispositif à l’imprimante 3D!

base du pulsar version 60x60x7mm

Une solution idéale ici est l’impression 3D. On pourra ainsi fabriquer des séparateurs d’épaisseur variable, avec une grille ajustable, une jupe autour du système, des dimensions configurables…

Il faut donc créer le modèle 3D adapté à l’impression du système. Le point positif, c’est que je l’ai déjà fait, avec openscad, un logiciel libre qui m’a permis de créer un script paramétrique de génération de tels systèmes. Nous avons appelé ce système le Double Pulsar, qu’on abrègera simplement en pulsar (un pulsar est une étoile a neutron tournant très vite sur elle même et générant un signal électromagnétique pulsé).

En pratique, le script permet de définir tout plein de paramètres, pour générer votre pulsar adapté à vos besoins. Nous reviendrons sur le script dans un autre billet.

Télécharger et imprimer les pièces du double pulsar

Le système est très simple, puisqu’il se compose de trois éléments :

• Une base, comportant une grille fine sur le bas, une jupe et sur le côté un emplacement pour une ventouse, ainsi que deux fentes pour laisser passer les fils;
• une grille épaisse (épaisseur au choix), ou séparateur, qui vient se placer dans la base, au centre, et sépare les deux grilles métalliques ;
• une grille fine, qui vient se placer au dessus, pour “fermer” le système, et bloque la seconde grille métallique.

Vous pouvez télécharger les fichiers STL du Double Pulsar en suivant ce lien.

L’impression peut se faire sur à peu près n’importe quelle imprimante 3D, sans supports, en PLA ou autre, sans réglages particuliers.

Il vous faudra imprimer une base, un séparateur, et une grille externe.

La base

La base de cette version permet d’intégrer une grille métallique de 40x40mm. L’épaisseur conditionne l’espace maximal entre les deux grilles métalliques. Si vous ne savez pas quoi prendre, prenez la version de 7mm, elle accepte toutes les épaisseurs de séparateurs.

Les autres pièces viennent s’encastrer dans cette base.

base du Double Pulsar en version 40x40x7

Le séparateur

Le séparateur se place entre les deux grilles métalliques, et son épaisseur aura donc un impact sur les performances du système. Vous trouverez des séparateurs de 2,3,5 et 7 mm; cela servira à expérimenter. Nous ferons des essais et conseillerons la version qui fonctionne le mieux selon nous.

Il n’en faut qu’un seul pour chaque pulsar.

séparateur de 7mm pour double pulsar 40×40

La grille externe

Enfin, la grille externe ressemble au séparateur, mais fait 1.5mm d’épaisseur, et sert à refermer le tout. Ici, il n’y a qu’un seul modèle, donc pas de choix à faire.

Grille externe pour double pulsar 40×40

Assembler le Double Pulsar

Nous n’utilisons pas de vis ou colle ici, les pièces s’emboitent et restent en place par friction. L’assemblage est simple, et se fait en 10 étapes :

1. Imprimez une base (la plus épaisse convient pour toutes les tailles de séparateurs, sinon choisissez une base au moins aussi épaisse que le séparateur choisi);
2. imprimez UN séparateur, parmi les options disponibles (le nombre en mm est l’épaisseur du séparateur, il doit correspondre à la base ou être plus petit);
3. imprimez la grille externe;
4. découpez deux grilles en acier inoxydable de 40x40mm;
5. soudez un fil électrique sur chaque grille métallique, dans une position qui correspond aux fentes sur le côté de la base;
6. placez la première grille en inox dans la base en faisant sortir le câble par l’une des fentes sur le côté de la base;
7. placez le séparateur par dessus la grille, dans la base, en poussant jusqu’à coincer la grille entre la base et le séparateur;
8. placez la seconde grille métallique par dessus le séparateur, avec le fil sortant par la seconde fente;
9. placez la grille en plastique externe (qui ressemble au séparateur, mais en plus fin) par dessus, en poussant jusqu’à coincer la seconde grille métallique;
10. placez une ventouse dans la fente sur le côté, à côté du chiffre 40.

Voilà, vous avez fabriqué votre système!

Utilisation du Pulsar

Maintenant, il ne reste plus qu’à faire circuler du courant électrique (quelque chose comme 12V en 2-3A devrait faire l’affaire), et les bulles apparaitront immédiatement.

Cependant, attention, le système ne doit pas tourner en continu, mais plutôt de 10 à 30 secondes toutes les 20 à 40 minutes! Un autre réglage fait par certains est une minute toutes les heures. Dans tous les cas, le fonctionnement doit être intermittent, sous peine d’user très rapidement les grilles métalliques…

Pour ma part j’utiliserai mon système Rlieh pour gérer cela, et automatiser le processus, l’adapter à la croissance d’algues (en gros je compte faire tourner le système aussi peu souvent que possible, jusqu’au point ou les algues commencent très légèrement à réapparaitre, et dans ce cas, j’augmenterai légèrement pour avoir le bon réglage).

Vous pouvez toutefois utiliser n’importe quel système permettant de programmer une sortie périodique, comme un arduino, ESP8266, ESP32…

Avec mon Rlieh, je compte également essayer de moduler le courant en PWM, afin de voir l’effet sur le système…

Bon bricolage à toutes et à tous, et à bientôt pour la suite des expérimentations sur le Double Pulsar!