Projet Final : Hugo / Hasir / Youssra / Ramage

Compte Rendu du Projet Final : Vase autonome “Make flowers bloom again !” 

I. Définition et Analyse du projet

Notre projet consiste à développer un vase innovant qui renouvelle automatiquement son eau. Il est équipé d'une électrovanne qui déclenche le transfert de l'eau sale vers un réservoir à intervalles réguliers. Dans ce réservoir, l'eau est filtrée grâce à des billes de filtrage, permettant ainsi de purifier l'eau avant qu'elle ne soit réintroduite dans le vase. Cette automatisation du renouvellement de l'eau vise à prolonger la vie des fleurs en maintenant un environnement propre et frais sans intervention manuelle. Ce vase autonome transforme un objet quotidien en un dispositif avancé, combinant praticité et technologie pour faciliter l'entretien des fleurs de manière efficace et esthétique.

A. Quelques définitions

B. Réflexions sur la problématique et veille sur l'existant

Notre projet, intitulé "Make flowers bloom again!", vise à révolutionner l'entretien des fleurs coupées avec un vase qui renouvelle automatiquement son eau. Cette innovation cherche à répondre à un problème quotidien : la corvée et souvent l'oubli de changer l'eau des vases, ce qui peut réduire considérablement la longévité et la fraîcheur des fleurs.

Dans la phase de réflexion sur la problématique et la veille technologique de notre projet de vase autonome "Make flowers bloom again!", nous avons examiné divers systèmes d'arrosage automatique existants pour identifier les fonctionnalités qui pourraient être intégrées ou améliorées dans notre conception. Voici une synthèse des systèmes analysés :

Nom du dispositif Description Illustration
Systèmes d'irrigation goutte-à-goutte Ces systèmes, qui délivrent l'eau directement au niveau des racines via de petits tuyaux, sont très efficaces pour économiser l'eau. Ils peuvent être adaptés pour des installations intérieures ou extérieures. Toutefois, leur mise en place peut être complexe et laborieuse, nécessitant souvent des installations invasives comme le perçage ou le creusage​ image.png
Systèmes de mèches Utilisant des mèches absorbantes qui transfèrent l'eau d'un réservoir au sol à mesure que celui-ci s'assèche, ces systèmes sont simples à installer et à utiliser. Ils sont particulièrement adaptés pour arroser plusieurs plantes situées à proximité les unes des autres et pourraient être idéals pour un arrosage constant sans maintenance fréquente​

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Pots auto-arrosants  Dotés d'un réservoir d'eau sous le sol, ces pots utilisent la capillarité pour monter l'eau vers les racines des plantes lorsque nécessaire. Ils sont faciles à utiliser et nécessitent peu d'entretien, bien qu'ils puissent être onéreux et demandent un remplissage régulier du réservoir, surtout pour les grandes plantes ou dans des conditions climatiques chaudes​

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Matériaux d'absorption par capillarité Certains systèmes emploient des matériaux ou tissus qui s'imprègnent d'eau d'un réservoir et l'acheminent vers le sol du pot de la plante. Faciles à installer, ils fournissent une hydratation uniforme et continue, ce qui aide à prévenir le sur ou le sous-arrosage. Cependant, ils ne conviennent pas à toutes les espèces de plantes, surtout celles qui préfèrent un sol moins humide​

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En intégrant ces observations dans notre projet, nous visons à développer un vase qui non seulement automatise le renouvellement de l'eau mais assure également que celle-ci reste propre et fraîche, prolongeant ainsi la vie des fleurs avec minimal entretien.

II. Planification et Stratégie

A. Lean Canvas

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B. Nos choix techniques

L'objectif de ce projet était de concevoir un objet innovant en utilisant l'électronique combiné à l'impression 3D et/ou la découpe laser. Nous avons opté pour l'électronique et l'impression 3D. L'enjeu était ainsi de : 

C. La gestion de projet

1. Définition du Minimal Product Viable (MVP) :

Le MVP est la version la plus simplifiée de notre produit qui inclut uniquement les fonctionnalités essentielles nécessaires pour qu'il soit opérationnel et capable de satisfaire les premiers utilisateurs.

Notre MVP inclut les fonctionnalités essentielles suivantes : l'automatisation du renouvellement de l'eau en utilisant une électrovanne et une pompe, et des billes de filtrage pour maintenir l'eau propre, tout en veillant à minimiser les coûts de production. 

2. Planification détaillée :
Date Tâches
02/04 Réunion d'équipe
02/04 Vérification des matériaux pour le MVP
02/04 Conception du prototype initial du produit sous la forme de schéma
03/04 Développement du circuit électronique
03/04 Impression 3D du prototype de vase
29/05 Assemblage final des composants du vase
29/05 Test du système d'arrosage et de filtration
30/05 Finalisation et révision du MVP
30/05

Collecte des retours et des commentaires

3. Répartition des tâches :

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III. Conception et Développement

L'élaboration de notre vase autonome "Make flowers bloom again!" commence par une étape cruciale : la création de croquis détaillés et la définition des dimensions du prototype : 

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A. Circuit électronique

1. Le matériel utilisé :
2. Le circuit :

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Nous avons développé un circuit électronique contrôlé par un microcontrôleur Arduino pour gérer simultanément une électrovanne et une pompe. Pour cela, nous avons attribué à l'électrovanne la broche numérique 4 et à la pompe la broche numérique 5 de l'Arduino. Ces broches sont configurées comme des sorties dans notre fonction setup().

Au démarrage du système, nous nous assurons que l'électrovanne et la pompe sont toutes deux éteintes. Cela est crucial car nos relais sont de type actif bas, ce qui signifie que l'application d'un signal bas (LOW) active les dispositifs connectés. En conséquence, nous envoyons un signal LOW à chaque broche pour garantir que l'électrovanne et la pompe restent désactivées au démarrage.

Notre programme principal, contenu dans la boucle loop(), commence par un délai de 10 secondes avant de procéder à toute action. Nous activons ensuite l'électrovanne en envoyant un signal HIGH (qui la désactive en supposant un relais normalement fermé) et maintenons la pompe désactivée avec un signal LOW. Après un délai de 5 secondes, nous inversons les états : l'électrovanne est désactivée (signal LOW) et la pompe est activée (signal HIGH). Un autre délai de 5 secondes est observé avant de répéter le cycle.

Cette séquence est conçue pour se répéter indéfiniment, permettant une automatisation efficace de tâches telles que l'irrigation ou la gestion des flux de liquides dans un système.

3. Les détails du code : 
// Définition des broches connectées au relais sur la base shield
const int electrovannePin = 4; // Le canal du relais pour l'électrovanne est connecté à D4
const int pompePin = 5;        // Le canal du relais pour la pompe est connecté à D5

void setup() {
  // Initialisation des broches comme sorties
  pinMode(electrovannePin, OUTPUT);
  pinMode(pompePin, OUTPUT);

  // S'assurer que l'électrovanne et la pompe sont éteintes au démarrage
  digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Supposons relais actif bas
  digitalWrite(pompePin, LOW);
}

void loop() {
 
  //Délai entre deux changements
  delay(10000); // Temps de durée d'attente entre les cycles

  // Activation de l'électrovanne et désactivation de la pompe
  digitalWrite(electrovannePin, HIGH); // Envoyer HIGH pour activer
  digitalWrite(pompePin, LOW); / Envoyer LOW pour désactiver
  delay(5000); // Durée d'activation de la vanne (à modifier selon le temps qu'on veut)

  // Activation de la pompe et désactivation de l'electrovanne
  digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Envoyer LOW pour désactiver si le relais est de type actif bas
  digitalWrite(pompePin, HIGH); // Envoyer HIGH pour activer
  delay(5000); // Durée d'activation de la pompe (à modifier selon le temps qu'on veut)

  //Arret de tous
  digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Envoyer LOW pour désactiver si le relais est de type actif bas
  digitalWrite(pompePin, LOW);
}

4. Les difficultés rencontrés : 
  • Capacité de charge des relais : Nous avons dû nous assurer que les relais choisis étaient capables de supporter la charge électrique de l'électrovanne et de la pompe sans surchauffer ou échouer.
  • Gestion des délais : La programmation des délais exacts entre l'activation et la désactivation des dispositifs a été un défi, surtout pour synchroniser le fonctionnement de l'électrovanne et de la pompe afin d'optimiser l'efficacité du système.
  • La puissance : Le board Arduino est utilisé en 5V, donc le courant qu'il peut émettre aux autres composants est un courant de 5V. Or, pour avoir la puissance nécessaire afin de pomper l'eau jusqu'en haut de notre vase, on a besoin d'un courant minimum de 12V. Donc, on utilise un adaptabilités
  • la pompe : Malheureusement, nous avons rencontré des problèmes avec la pompe qui ne fonctionnait pas comme prévu. L'eau ne remontait pas vers le premier compartiment du vase, même lorsque nous avons placé le tube lié à la pompe au même niveau horizontalement. Ce qui nécessite une réévaluation de la capacité de la pompe et peut-être de son emplacement ou de son mécanisme pour garantir qu'elle puisse efficacement transporter l'eau vers le haut, contre la gravité. 

B. Impression 3D 

1. Les logiciels utilisés : 
2. La modélisation du vase autonome 

Pour la modélisation du vase, nous avons conçu un système à deux compartiments qui facilite le renouvellement automatique de l'eau pour prolonger la vie des fleurs. Voici une description détaillée de notre démarche et des choix techniques :

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3. Les difficultés rencontrées : 

IV. Évaluation

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A. Les résultats

Circuit électronique :

Le circuit conçu pour notre vase fonctionne correctement selon les paramètres établis. L'électrovanne réagit bien aux commandes du système, s'ouvrant et se fermant à des intervalles prédéfinis pour permettre le transfert d'eau. Cette partie du système répond donc aux attentes en termes de programmation et de synchronisation.

Cependant, nous avons rencontré un problème significatif avec la pompe. Malgré le bon fonctionnement du circuit, la pompe ne parvient pas à remonter l'eau au premier compartiment du vase. Cette défaillance suggère un problème potentiel de capacité ou de positionnement de la pompe qui nécessite un ajustement technique pour assurer la montée de l'eau contre la gravité.

Impression 3D et assemblage :

En ce qui concerne l'impression 3D, les deux compartiments du vase s'emboîtent correctement et tous les composants électriques sont bien intégrés, à l'exception de l'électrovanne. Pour cette dernière, il a été nécessaire d'élargir le trou prévu dans le design initial et d'ajouter du remplissage pour éviter les fuites d'eau. Ces ajustements ont été effectués pour assurer l'étanchéité et le bon fonctionnement de l'électrovanne dans le système.

B. Les pistes d'amélioration

Pour améliorer notre produit, nous pourrions : 

C. Les pistes d'évolution

Sur le plan technique, il serait intéressant d'intégrer les éléments suivants :

Sur le plan de l'évaluation du marché et des tests utilisateurs, il serait pertinent de :

Sur le plan de la durabilité et de l'impact environnemental :

Sur le plan de l'accessibilité et de l'inclusivité :

Bibliographie

Sources des tutoriels, inspirations, et ressources utilisées tout au long du projet : 

  1. Top 4 Convenient Automatic Watering Systems for Potted Plants (notsomodern.com)
  2. Pouring Sucess: The Ultimate Guide to The Best Automatic Watering System for Indoor Plants - The Plant Bible


Revision #18
Created 3 April 2024 13:15:36 by Biron Hugo
Updated 30 April 2024 12:49:52 by Biron Hugo