Skip to main content

Projet Final : Hugo / Hasir / Youssra / Ramage

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

Les éléments suivants doivent apparaître dans la documentation de votre projet :

  • dĂ©finition du projet (besoin, utilisateurs, fonctionnalitĂ© principale, fonctionnalitĂ©s secondaires)
  • rĂ©flexions sur la problĂ©matique et veille sur l'existant
  • lean canvas
  • choix techniques
  • gestion de projet: "minimum viable product", planification et rĂ©partition des taches
  • croquis, dimensions
  • liste du matĂ©riel
  • fichiers de conception et Ă©tapes de crĂ©ation des fichiers (captures d'Ă©cran) / code
  • photos et analyse des tests, essais, erreurs
  • photos des Ă©tapes de rĂ©alisation du prototype, paramètres des machines
  • photos de l'objet final
  • rĂ©flexions de pistes d'amĂ©lioration ou d'Ă©volution du projet
  • sources des tutoriels, inspirations, ressources utilisĂ©es (Ă  insĂ©rer au fil de la documentation)

 

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 consistaient Ă  :

  • Concevoir 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 qui permet de faire remonter l'eau filtrĂ©e dans le premier compartiment. 

Schéma simplifié de notre vase autonome "make flowers bloom again !" : 

Insérer le schéma du vase 

I. Circuit électronique 

1. Le matériel utilisé :

  • 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.
  • 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 :

Insérer la photo du circuit d'Hasir dans le groupe 

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); // Attendre 10 secondes

  // Activation de l'électrovanne et désactivation de la pompe
  digitalWrite(electrovannePin, HIGH); // Envoyer HIGH pour désactiver
  digitalWrite(pompePin, LOW);
  delay(5000); // Attendre 5 secondes avant de répéter le cycle

  // Activation de la pompe et désactivation de l'electrovanne
  digitalWrite(electrovannePin, LOW); // Envoyer LOW pour activer si le relais est de type actif bas
  digitalWrite(pompePin, HIGH);
  delay(5000); // Attendre 5 secondes

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

4. Les difficultés rencontrés : 
  • CapacitĂ© de charge des relais : Nous avons dĂ» nous assurer que les relais choisis Ă©taient 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 : à complĂ©ter 
  • ...

II. Impression 3D 

1. Les logiciels utilisés : 

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

2. La modélisation du vase autonome 

Insérer les captures d'écran des 2 modélisations sur Tinkercard 

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 :

  • Conception des compartiments :

    • Compartiment supĂ©rieur : Ce compartiment carrĂ© est spĂ©cifiquement conçu pour accueillir la fleur et est muni d'un fond inclinĂ© avec un trou qui 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 tout en retenant les impuretĂ©s. La conception inclut ici aussi un trou spĂ©cifique pour la pompe, qui remonte l'eau filtrĂ©e vers le compartiment supĂ©rieur.
  • Paramètres d'impression 3D : Nous avons utilisĂ© une imprimante 3D Pro 2 avec du filament PLA noir pour l'impression. Les paramètres Ă©taient configurĂ©s comme suit :

    • QualitĂ© : Standard,
    • Remplissage : 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 vase et garantir une Ă©tanchĂ©itĂ© adĂ©quate.

3. Les difficultés rencontrées : 

  • IntĂ©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 l'humiditĂ©.
  • 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 

Conclusion

1. Les résultats : 

2. Les pistes d'amĂ©lioration :Â