Machine à Cocktail

UE 803 - Optimisation et Contrôle des Procédés - Master 2 - Ingénierie Chimique

Projet Expérimental Arduino

Dans le cadre de cette UE nous devons réaliser un projet de régulation par prototypage utilisant principalement un micro contrôleur Arduino et des capteurs / actionneurs.

Après quelques séances de brainstorming et échange d'idées, nous avons décidé d'opter pour la conception d'une machine à cocktail connecté via assistant vocal. Des pompes gèreraient le débit des boissons et un capteur pour la détection d'un gobelet serait ajouté.

Nous avons passés en revu plusieurs projet de système de pompage utilisant Arduino ou un connecteur Nano-IoT et avons donc pu dresser une liste du matériel complet pour mener à bien ce projet.

Projet distributeurs de boissons

Objectif : Réaliser un distributeurs de cocktails à partir de 7 boissons (et donc 7 pompes) qui nous permettrait de faire différents mélanges. Le distributeur serait connecté au cloud via un Nano-IoT et contrôlé vocalement par Alexa.

Matériel électronique :

• 7 pompes
• 7 relays (ou switch)
• fils de connexions 
• Un nano 33 IoT
• Une carte arduino
• Câble d'alimentation
• Câble usb relié à l'arduino
• Câble usb relié l'IoT
  
• Un capteur sonar (distance)

Matériel de construction :

• Tuyaux
• Planches de bois
• Vises
• 7 Bouteilles vides 1,5L

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Semaine 6 au 13 Décembre :

Une fois tout le matériel reçu, la première étape du projet a été de mettre en place une stratégie pour monter et faire fonctionner les pompes :

• Mettre en place le schéma de branchement des pompes
• Faire un état des lieux des fils nécessaires (bruts, embout femelle, embout male).
• Dénudé la quantité de fils nécessaire
• Trouver la borne + et la borne - des pompes en utilisant un multimètre

Après plusieurs recherche et la consultation de plusieurs site web et page github le branchement reliant la pompe, le relay et l'arduino a été déterminé que le branchement suivant serait utilisé :

L'utilisation d'un relay est essentiel si nous voulons etre capable de faire varier l'intensité de la pompe ou sa durée de fonctionnement. En effet la pompe est par défaut une entité booléenne : allumée ou éteinte.

Soudure des fils à nos 7 pompes :

Branchement des fils de connexions aux 7 relays : 

Branchement final des pompes aux relay puis sur la carte Arduino :

Semaine 2 Janvier :

Une fois les pompes câblés correctement et branchés, nous devons commencer à programmer nos commandes de boissons. Nous rechersons donc des exemples de codes qui montrent comment activé une pompe pour un délais précis et innitaliser nos pin digital en fonction du nombre de pompe utiliser.

Un de nos premiers exemple de code utiliser est celui-ci :

Nous arrivons donc a activer une pompe et contrôler sa durer d’activation. Le but est d’ensuite ajouter toutes nos pompes et crée des fonctions qui gère l’activation de 2 pompes en même temps (pour réaliser un cocktail).

Nous cherchons également en parallèle comment ce branche et fonctionne notre capteur sonar de distance. En effet après plusieurs recherches nous nous sommes rendu compte que notre capteur ne possède pas les branchements décrit habituellement dans la littérature et autres projet libre d’accès : notre…… phrase cyrielle.

Branchement capteur :

Semaine 9 Janvier :

Nous avons pu réaliser les branchements du capteur et les avons reliés correctement à l’Arduino. Nous devons désormais adapté notre code afin de spécifié les fonctions liées au fonctionnement du capteur mais aussi ajouter une nouvelle condition sur l’activation des pompes : les pompes ne peuvent s’activé que si le capteur détecte une présence proche à moins ou égale à 2cm de distance du récepteur du capteur.

Nous nous penchons également sur le Nano-IoT fait pour relier notre système au service cloud de Arduino afin de crée des boutons digitaux (web ou application mobile) contrôlable manuellement ou par assistanat vocaux grâce à la configuration de ces boutons digitaux en skills Alexa.

Pour ce faire nous commençons à souder les branches en or fournis avec note Nano-IoT 33 pour pouvoir faire des branchement. Une fois fait, il est connecté sur une platine et branché par un câble USB à l’ordinateur pour la création des boutons et du code associé.

Nano IoT :

Nous cherchons dans la documentation Arduino le noms des connexions disponible sur notre connecteur bluetooth :

Afin de commencer

Semaine 16 Janvier :

Nous arrivons plus ou moins à faire marcher le capteur et une pompe, mais pour l’instant nous n’arrivons pas à spécifier la condition && du fonctionnement des 2 pompes en meme temps que le capteur.

Semaine 23 Janvier :

Semaine 30 Janvier :

Prise de mesures reelles et découpes des 1er planches. Nous cherchons le materiel le plus adapté pour crée le cadre de notre machine. Nous avons choisis du bois car leger facile d’accès et facilement découpable et donc assemblable. Nous avons opté pour du bois de 7mm afin d’assuré l’intégrité de la machine.

Plusieurs options : rails, clous, colle, découpage pour entrelacement du bois, vises… 

Peux de visses avaient une taille adapté à notre taille de bois, en effet soit elles sont au bon diamètre mais trop longues, soit à la bonne longueur mais beaucoup trop large. 

Après avoir longuement réfléchi et après plusieurs tentatives avec l'IOT, nous nous rendons compte que le seul moyen de le faire fonctionner est d'utiliser une connexion internet privée chose dont nous ne disposons pas. Voulons faire une démo lors de notre présentation, nous décidons donc d'opter pour l'utilisation de bouton  poussoir.

Mercredi 8 Février :

Pour réaliser notre machine, nous avons finalement décidé de partir sur 4 boissons différentes; eau, jus de pomme, Coca et Whisky. Nous avons donc utilisé 4 pompes différentes et 4 boutons poussoir pour ainsi avoir un mélange et trois autres boissons différentes.

Concernant le code, comme nous avions besoin d'un capteur déclenchant une action nous avions donc fait en sorte de mettre en place deux conditions pour que notre machine fonctionne. Appuyer sur le bouton est obligatoire pour utiliser la machine mais aussi cette condition doit être accompagnée par une autre condition qui est d'être à une distance bien spécifique du capteur sonar pour que le goblet se remplisse. 

Nous avons principalement utilisé la découpeuse laser pour couper nos planches. La machine a une hauteur de 45,5 cm sur 22,5 cm, nous avon