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Projet Final : Hugo / Hasir / Youssra / Ramage

Compte Rendu du Projet Final : Vase autonome “Make flowers bloom again !” (filtrage et arrosage automatique)

Introduction 

Sujet : Le projet consiste à développer un vase qui renouvelle l’eau automatiquement grâce à un système de réservoir et des billes de filtrage, pour but de prolonger la vie des fleurs. En effet, il pourra changer son eau automatiquement à intervalles réguliers en vidant l’eau sale dans le réservoir à travers le filtre pour nettoyer l’eau, puis le vase se remplira à nouveau avec l’eau propre.

 
En conclusion, ce vase autonome constitue une innovation car nous avons ajouté une technologie à un objet banal afin de le rendre plus pratique et en facilitant l’entretien des fleurs.

 

Insérer une photo du tout vase+fleur+circuit

Objectifs : Les principaux objectifs de ce projet Ă©taientconsistaient Ă  :

    • IntĂ©grerConcevoir un objet innovant en utilisant l'Ă©lectronique combinĂ© Ă  l'impression 3D et/ou la dĂ©coupe laser
      • Concevoir un circuit Ă©lectronique de filtrage (avec l'Ă©lectrovanne) et d'arrosage (avec la pompe Ă  eau)
      • Concevoir un vase 3D autonome Ă  deux compartiments :
        • Le premier qui contient la fleur 3D dans lequel l'eau est remplie, en agençant l'Ă©lectrovanne qui fait passer l'eau dans le second compartiment Ă  intervalles de temps rĂ©guliers.
        • Le second, qui est le rĂ©servoir et qui contient des filtres Ă  billes, un bloc-filtre ouvert et une pompe etqui un Ă©lectrovanne afinpermet de pomperfaire etremonter filtrerl'eau filtrĂ©e dans le premier compartiment. 

    Schéma simplifié de l'eau.

  1. Imprimer unnotre vase carrĂ©autonome en"make 3Dflowers permettantbloom leagain filtrage!" et: l'arrosage automatique.

MatĂ©InsĂ©rer le schĂ©ma du vase 

 

I. Circuit Ă©lectronique 

1. Le matĂ©riel utilisĂ© :

  • Arduino Uno : cĹ“ur du contrĂ´leur, gĂ©rant la logique et les sorties vers les relais.
  • Base shield : facilite la connexion des diffĂ©rents modules et capteurs Ă  l'Arduino, rĂ©duisant les erreurs de câblage.
  • Pompe
  • Grove-2-Channel SPDT Relay : permet le contrĂ´le de deux charges Ă©lectriques, l'Ă©lectrovanne et la pompe, offrant un moyen fiable de les activer ou dĂ©sactiver.
  • Electrovanne
     et pompe
     : les actuateurs dans notre système, l'un contrĂ´lant le flux de liquides, l'autre augmentant la pression ou le volume de l'eau transportĂ©e.
  • Câbles de connexion
     : utilisĂ©s pour connecter les Ă©lĂ©ments Ă©lectroniques entre eux et assurer la transmission des signaux de commande.
  • Tuyaux : assurent le transport des liquides contrĂ´lĂ©s par l'Ă©lectrovanne et propulsĂ©s par la pompe.

2. Le circuit :

CircuitsInsĂ©rer :la photo du circuit d'Hasir dans le groupe 

Deux

Nous circuitsavons ontdĂ©veloppĂ© un circuit Ă©tĂ©lectronique testĂ©scontrĂ´lĂ© :par un microcontrĂ´leur Arduino pour gĂ©rer simultanĂ©ment une Ă©lectrovanne et une pompe. Pour cela, nous avons attribuĂ© Ă  l'Ă©lectrovanne la broche numĂ©rique 4 et Ă  la pompe la broche numĂ©rique 5 de l'Arduino. Ces broches sont configurĂ©es comme des sorties dans notre fonction setup().

    Au

  1. Ledémarrage premierdu 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 leun capteursignal LOW. Après un délai de distance5 Grovesecondes, 80nous cminversons Infraredles Proximityétats Sensor.: 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 dĂ©tails du code : 

    // Définition des broches connectées au relais sur la base shield
    const int electrovannePin = 4; // Le butcanal du relais pour l'électrovanne est connecté à D4
    const int pompePin = 5;        // Le canal du relais pour la pompe est connectĂ© Ă  D5

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

      // S'assurer que l'Ă©lectrovanne et la pompe sont Ă©taitteintes aussiau dĂ©marrage
      digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Supposons relais actif bas
      digitalWrite(pompePin, LOW);
    }

    void loop() {
     
      //DĂ©lai entre deux changements
      delay(10000); // Attendre 10 secondes

      // Activation de fairel'Ă©lectrovanne allumeret les LED en fonctiondĂ©sactivation de la distancepompe
    (cf
     difficultĂ©s)
  2. LedigitalWrite(electrovannePin, deuxième,HIGH); // Envoyer HIGH pour désactiver
  digitalWrite(pompePin, LOW);
  delay(5000); // Attendre 5 secondes avant de rĂ©pĂ©ter le cycle

  // Activation de la pompe et final,dĂ©sactivation avecde l'electrovanne
  digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Envoyer LOW pour activer si le capteurrelais est de forcetype Groveactif -bas
Round
 Force SensordigitalWrite(pompePin, (FSR402),HIGH);
connecté
 Ă  troisdelay(5000); LED// (rouge,Attendre jaune,5 orange)secondes
et
un
 Ă©metteur //Arret de son.tous
 

digitalWrite(electrovannePin,

LOW); // Envoyer LOW pour activer si le relais est de type actif bas

  digitalWrite(pompePin, LOW);
}

Code4. Les difficultĂ©s rencontrĂ©s : 
  • CapacitĂ© de charge des relais : LeNous codeavons finaldĂ» nous assurer que les relais choisis Ă©taittaient capables de supporter la charge Ă©lectrique de l'Ă©lectrovanne et de la pompe sans surchauffer ou Ă©chouer.
  • Gestion des dĂ©lais : La programmation des dĂ©lais exacts entre l'activation et la dĂ©sactivation des dispositifs a Ă©tĂ© un dĂ©fi, surtout pour synchroniser le fonctionnement de l'Ă©lectrovanne et de la pompe afin d'optimiser l'efficacitĂ© du système.
  • La puissance : Ă  complĂ©ter 
  • ...

 

II. Impression 3D 

1. Les logiciels utilisĂ©s : 

  • Tinkercad : logiciel de modĂ©lisation 3D basĂ© 
  • IdeaMaker : slicer qui prĂ©pare les modèles 3D en instructions d'impression

2. La modĂ©lisation du vase autonome 

InsĂ©rer les captures d'Ă©cran des 2 modĂ©lisations sur Tinkercard 

Pour la modélisation du vase, nous avons conçu laisserun système à deux compartiments qui facilite le renouvellement automatique de l'eau entrer pour filtrationprolonger (gracela àvie l'électrovanne)des puisfleurs. pourVoici pomperune l'eaudescription détaillée de notre démarche et arroserdes lachoix plantetechniques à nouveau avec de l'eau propre.:

Impression 3D :

 
    • Conception des objetscompartiments : en utilisant Tinkercad

      • Conception du vase en 2 parties:
      • Conception de la partieCompartiment supĂ©rieur avec: Ce compartiment carrĂ© est spĂ©cifiquement conçu pour accueillir la fleur et est muni d'un fond inclinĂ© etavec un trou permettantqui permet Ă  l'eau de s'Ă©couler vers le compartiment infĂ©rieur. Le trou est au dimension de l'Ă©lectrovanne contrĂ´lĂ©e par le microcontrĂ´leur, qui ouvre ce passage Ă  intervalles rĂ©guliers pour permettre le transfert de l'eau vers le filtre.
      • Compartiment infĂ©rieur : Ce rĂ©servoir carrĂ© et inclinĂ© Ă©galement, contient les billes de filtrage, disposĂ©es de manière Ă  maximiser l'efficacitĂ© du filtre Ă  cĂ´tĂ© d'un bloc-filtre ouvert, qui est modelĂ© pour faciliter le passage de l'eau
      • Conceptiontout deen retenant les impuretĂ©s. La conception inclut ici aussi un trou spĂ©cifique pour la pompe, qui remonte l'eau filtrĂ©e vers le secondecompartiment partie avec un fond plat et un triangle au dessus permettant l'inclinaisons des matĂ©riaux de filtres Ă  billes.supĂ©rieur.
    • AssemblageParamètres desd'impression objets3D : Nous avons utilisĂ© une imprimante 3D Pro 2 avec du filament PLA noir pour l'impression. Les paramètres Ă©taient configurĂ©s comme suit :

      • RegroupementQualitĂ© des: objets Standard,
      • ExportationRemplissage : 20%, ce qui offre une structure suffisamment solide pour accueillir l'eau sans fuite, tout en conservant une lĂ©gèretĂ© optimale.
      • Hauteur de couche : 0.3 mm, pour une impression plus rapide tout en maintenant une bonne rĂ©solution.
      • Nombre de coques : 3, pour renforcer les parois du fichiervase finalet versgarantir IdeaMakerune pourĂ©tanchĂ©itĂ© impression.adĂ©quate.

     

  1. Impression 3D 

DifficultĂ©s :3. Les principales difficultĂ©s rencontrĂ©es Ă©taient: :

- Lors de notre codage

  • ProblèmeIntĂ©gration des composants Ă©lectroniques : Nous avons imbriquĂ© les composants Ă©lectroniques, y compris les relais pour l'Ă©lectrovanne et la pompe, directement dans la structure du vase. Ces espaces devaient ĂŞtre conçus pour encapsuler parfaitement les composants, pour protĂ©ger les connexions Ă©lectriques de puissance
    l'humidité.
  • Trou de l'Ă©lectrovanne : La crĂ©ation d'un trou aux dimensions exactes pour l'Ă©lectrovanne a Ă©tĂ© difficile en raison de sa forme non circulaire et complexe.
  • Inclinaison dans les compartiments : Assurer une inclinaison adĂ©quate dans les compartiments pour un bon Ă©coulement de l'eau sans stagnation a posĂ© des dĂ©fis. En effet, il fallait calculer et reproduire les mĂŞmes angles d'inclinaison dans les deux compartiments pour favoriser un Ă©coulement efficace tout en maintenant la stabilitĂ© du vase pour qu'il puisse tenir debout. 
  • Interruption dans l'impression 3D : Nous avons rencontrĂ© une interruption inattendue pendant l'impression, qui est peut-ĂŞtre dues Ă  l'Ă©puisement des filaments.
  • ... Ă  complĂ©ter 

- Lors de l'impression :

 

Conclusion

RĂ©1. Les rĂ©sultats : 

Le

 circuit

final

2. aLes fonctionnĂ©pistes commed'amĂ©liorations prĂ©vu: ?