MU5CI803 - Optimisation et contrôle des procédés

Régulation de température d'une cuve

Réalisation d'une burette automatique (Groupe A)

Un modèle de documentation minimal pour tous les types de projets. Toutes les catégories ci-dessous doivent être renseignées, même de façon succincte.
IMPORTANT : Merci de sélectionner le / les tags adéquats dans le menu de droite, et de ne pas créer de nouveau tag.
Les fichiers sources doivent idéalement être joints à cette page grâce à l'icône trombone du menu de droite.
Des hésitations sur comment bien documenter et utiliser l'interface ? Consultez le tutoriel "Comment documenter"

Informations

Contexte

Dans le cadre de l'UE Optimisation et contrôle de procédés, nous devons effectuer la régulation d'un système à l'aide d'une carte Arduino. Pour ce faire, nous devons déterminer le matériel nécessaire ainsi que les branchements et le code qui permettront l'automatisation de notre procédé. 

Objectifs

Notre sujet porte sur la réalisation d'une burette automatique. Pour effectuer la régulation, nous utiliserons un capteur de mesure d'intensité optique et notre actionneur sera un servomoteur; Le but est d'atteindre une couleur définie dans le récipient rempli d'eau.

Matériel

Construction

(Fichiers, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1

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Étape 2

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Étape 3

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14/10/2024 

Lors de notre rencontre, nous avons déterminé nos besoins en termes de matériel et nous avons commencé à tester les différents composants à tour de rôle en commençant par la photorésistance.

21/10/2024 

Nous nous sommes réunis afin de mieux définir notre projet. Voici le procédé que nous souhaitons obtenir:

Dans une boîte opaque, nous aurons un récipient contenant de l’eau, la photorésistance et une lampe. La boîte opaque nous permet de contrôler la lumière qui sera détectée dans le milieu. Lorsqu'on appuie sur le bouton, un capteur à ultrason mesure le niveau du colorant/sirop à t=0, la LED rouge s’allume, l’agitateur se met en route et l’électrovanne s’ouvre. Tant que la photorésistance détecte plus de lumière qu’une valeur seuil, l'électrovanne reste ouverte donc on fait couler le sirop/colorant. Au fur et à mesure, la photorésistance détectera de moins en moins de lumière jusqu’à atteindre la couleur souhaitée. Une fois cette couleur atteinte, l’électrovanne se ferme, l’agitateur s’arrête, la LED rouge s’éteint et la verte s’allume. On mesure le niveau du colorant à tf afin de connaître la quantité qui a été versée pour atteindre la couleur définie; cette valeur sera ensuite affichée sur un écran LCD. 



Figure 1: Schéma 3D de la burette automatique 

07/11/2024 

Nous nous sommes retrouvés dans une salle afin d'avancer sur le projet. L’objectif est de définir ce qu’il reste  faire et de se répartir les tâches afin que nous poussions véritablement commencer les tests en utilisant directement le matériel. 

Nous avons réussi à faire fonctionner l’électrovanne en faisant couler de l’eau d’une bouteille à l’autre. De plus, la sonde pour la mesure de la distance est à présent fonctionnelle.

image.png

Figure 2: Fonctionnement de l'électrovanne

Pour l’agitateur, nous utiliserons ce modèle que nous allons imprimer en 3D: https://www.thingiverse.com/thing:4676097/files . Par la suite, on utilisera de la colle pour attacher l’agitateur au moteur. Nous avons utilisé le logiciel IdeaMaker pour dimensionner l'agitateur et nous avons lancé l'impression de notre agitateur de 10 cm. 

image.png

Figure 3: Agitateur imprimé en 3D

Régulation du niveau d'eau dans une cuve (GROUPE E)

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Informations

Contexte

Dans le cadre du projet en 5CI803, nous allons réaliser un projet de régulation du niveau d'eau dans une cuve avec Arduino sur un support en bois. Ce projet a pour but de nous familiariser avec des notions et des équipements tournés vers l'automatisation et la régulation.

Objectifs

Le but de ce projet est de contrôler le niveau de liquide dans un réservoir qui se vide de manière continue dans un circuit fermé, avec un capteur ultrason et une pompe 12V, codé à l'aide d'Arduino.

Ajouter au moins une image de votre projet

Matériel

Machines utilisées

Construction

5CI803.jpgSchéma de notre montage de regulation du niveau d'eau dans une cuve

On a réalisé un premier schéma du montage afin d'étudier les équipements dont nous aurions besoin pour réaliser notre projet.

(Fichiers, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1
Réalisation du montage électronique (Arduino)
Étape 2

Recherche d'un code Arduino et test sur tinkercad 

Étape 3

Construction du montage de la regulation du niveau d'eau dans une cuve

Étape 4

Installation finale:  Remplissage des réservoirs par de l'eau dans un circuit fermé et tests

Étape 5

Démonstration  

Journal de bord

Avancée du projet à chaque étape, difficultés rencontrées, modifications et adaptations (facultatif pour les petits projets)

07/10/2024

Choix du projet, listing du matériel nécessaire et schématisation du projet

15/10/2024

Listing plus complet du matériel nécessaire pour envoyé à la tutrice 

21/10/2024

Récuperation du matériel auprès de la tutrice et brainstorming

Essai d'un montage sur tinkercad

Compréhension et recherche sur les differents composés utilisés pour mieux comprendre leurs utilités

 


Régulation de température par mélangeage de liquide chaud froid. (Groupe C)

Consultez le tutoriel "Comment documenter"

Informations

Cursus : Master 2 de Chimie- Parcours Ingénierie Chimique

Date : 14 octobre 2024 - 

Contexte

Dans les procédés industriels, le contrôle de la température est essentiel pour assurer la qualité, l’efficacité et la sécurité des opérations. La régulation de température par mélange de fluides à différentes températures est une méthode couramment utilisée, particulièrement dans les applications où une température de sortie précise est requise pour des étapes en aval. Dans ce contexte, le projet s’intéresse à la conception et la mise en œuvre d’un système permettant de contrôler et de réguler la température par le mélange de deux flux de liquides, l’un chaud et l’autre froid, en utilisant des pompes et un capteur de température. Cette régulation se fait en ajustant le débit des deux fluides afin d’atteindre une température cible définie par l’utilisateur.

Objectifs (mettre image du projet)

L’objectif principal de ce travail est de concevoir un système permettant de contrôler et de réguler la température d’un flux résultant du mélange de deux liquides, l’un à température ambiante et l’autre préchauffé à environ 50 °C. Cette étude sera réaliser en utilisant un programme Arduino. Les objectifs spécifiques de cette étude sont donc : 

1. Définition et Contrôle de la Température : Permettre à l’utilisateur de définir une température cible pour le mélange final. Le système devra alors ajuster les débits des deux fluides pour atteindre cette température de manière fiable et stable.
2. Contrôle des Débits : Les deux liquides seront pompés séparément et mélangés en fonction des besoins de température. L’une des pompes opérera à débit constant pour l’eau à température ambiante, tandis que l’autre fournira un débit variable pour l’eau chaude. Cela permet de moduler la température finale du mélange.
3. Mesure de Température : Une sonde de température étanche sera installée pour mesurer en temps réel la température du mélange et permettre les ajustements nécessaires des débits.

Matériel

Machines utilisées


Construction

(Fichiers, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1


Étape 2


Étape 3


Journal de bord

 

Lundi 07 octobre 2024 :

Attribution des sujets de projets.

Intitulé : Régulation de température par mélangeage de liquide chaud froid.

Objectifs fixés pour la semaine :

Lundi 14 octobre 2024 :

Réunion de groupe pour discuter de nos idées et nous mettre d’accord sur un plan faisable à présenter au tuteur.

Points aborder lors de la réunion :


Les réservoirs ne sont pas nécessaires et les vannes ne créeront que des pertes de charges supplémentaires.


Mieux vaut avoir un T pour mélanger les deux flux avant d’arriver dans la cuve pour réduire le temps d’homogénéisation de la température dans la cuve (+un meilleur aspect esthétique)

 


Ce schéma est le plus cohérant avec les composants disponible et le but de notre régulation.

Bilan du rendez-vous avec le tuteur :

Liste des composants supposés:

Objectifs fixés pour la semaine :

Lundi 21 octobre 2024 :

Réunion du groupe au FabLab pour valider la simulation du système de régulation faite sur TinkerCad, en s'assurant qu'il fonctionne correctement avec les composants disponibles.

Les différents circuits proposés par les membres :

image.png

Le circuit proposé au tuteur :

image.png

Commentaires du tuteur  sur le montage : 

Le montage semble correct, tous les composants nécessaires sont bien connectés pour faire fonctionner la simulation.

Code appliqué :

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(9, OUTPUT); pinMode(8, OUTPUT);  pinMode(7, OUTPUT);  pinMode(6, OUTPUT);
}

void loop() {
  int reading = analogRead(A0);
  float voltage = reading * (5000 / 1024.0);
  float temperature = (voltage - 500) / 10;
  Serial.println(temperature);
  delay(100); 

  if (temperature > 30) {
    digitalWrite(9, HIGH); 
    digitalWrite(8, LOW); 
  }

  if (temperature < 30) {
    digitalWrite(9, LOW); 
    digitalWrite(8, HIGH); 
  }

  if (temperature == 30) {
    digitalWrite(9, LOW);  
    digitalWrite(8, LOW); 
  }
   if (temperature > 30) {
    digitalWrite(7, HIGH); 
  } else {
    digitalWrite(7, LOW);  
  }
   if (temperature < 30)
   {
    digitalWrite(6, HIGH); 
  } else {
    digitalWrite(6, LOW);  
  }
}

Commentaires du tuteur sur le code : 

Bien que le code fonctionne correctement, il ne répond pas exactement aux exigences de la régulation attendue. En effet, initialement, nous avions configuré les deux pompes pour fonctionner en mode tout ou rien (TOR) :

Cependant, le tuteur a proposé d'ajuster ce fonctionnement pour obtenir une régulation plus précise. Désormais, le débit de la pompe d'eau froide doit rester constant, tandis que le débit de la pompe d'eau chaude doit varier en fonction des besoins pour maintenir la température cible.

le tuteur demande l'implémentation de la fonction analoguewrite au lieu de digitalwrite pour nos deux moteurs.

Objectifs fixés pour la semaine :

ü

 

Réalisation d'une burette automatique (Groupe D)

Réalisation d'une burette automatique par mesure d'intensité optique

Projet MUCI803 : Optimisation et contrôle des procédés (groupe D)

Membre du groupe : 

Selin CENGIZ (selin.cengiz@etu.sorbonne-universite.fr)

Anis BEKHOUKHE (Anis_Rabah.Bekhoukhe@etu.sorbonne-universite.fr)

Thomas SU (Thomas.Su@etu.sorbonne-universite.fr)

Steeve VONGSOUPHY (steeve.vongsouphy@etu.sorbonne-universite.fr)

Formation : M2 Chimie parcours ingénierie chimique

Date : 21/10/2024 à Janvier 2025

Contexte

Journal de bord

21/10/24 : 

Nous avons tout d'abord commencé par récupérer le matériel qui nous sera utile lors de ce projet. Ensuite, nous nous sommes installés au FabLab afin de réfléchir au contexte, au but ainsi qu'à l'utilité de la burette automatique. Ensemble, nous avons imaginé quelles fonctions doit remplir la burette automatique, ce qui nous a permis de faire une liste des étapes que doit suivre notre dispositif. Nous avons également commencé à faire les branchements électroniques ainsi qu'à réfléchir aux codes à pour notre Arduino.

Régulation de température d'une cuve (Groupe G)

Informations

Membres du groupe :

Période : Octobre 2024 - Janvier 2025

Contexte

Le présent projet s'inscrit dans le cadre de l'UE803 Optimisation et Contrôle des Procédés, il consiste à la régulation et l'automatisation d'un système de contrôle de la température d'une cuve de liquide en utilisant une carte Arduino avec le matériel et le code nécessaire au fonctionnement du système.

Mode opératoire

Le projet consiste à contrôler la température d'une cuve de liquide.

Matériels utilisés

Étapes de conception

Journal du bord

Conclusion

Régulation de température d'une cuve (Groupe F)

Réalisateurs

Context du projet

Le projet vise à contrôler la température d'un liquide contenu dans une cuve à l'aide d'un système combinant un module Peltier et une sonde de température étanche. L'utilisateur peut définir une température cible, et le système ajustera automatiquement la température du liquide pour l'atteindre, en chauffant ou refroidissant selon les besoins.

Matériels

·         Module Peltier : TEC1-12706, Cet élément thermoélectrique peut chauffer ou refroidir selon le sens du courant

·         Alimentation 12V : pour fournir de l'énergie au module du Peltier : batterie 12V

·         Sonde de température étanche PT100 : Pour mesurer précisément la température du liquide dans la cuve.

·         Microcontrôleur Arduino UNO R3 : Pour gérer les lectures de température et contrôler le module Peltier.

·         Module MOS : Pour permettre au microcontrôleur de contrôler la puissance délivrée au module Peltier.

·         Dissipateur thermique : en aluminium avec ventilateur intégré ou bien + syst de ventilation (éviter surchauffage max transf thermique) À fixer sur le côté chaud du module Peltier pour dissiper la chaleur (ou le froid) produit par le module.

·         Cuve : Pour contenir l’eau à chauffer/refroidir. (0,5 à 1litre)

·         Pompes/ agitateur à helices : Pour homogénéiser la température dans la cuve.

·         Supports et fixations : Pour maintenir le module Peltier, le dissipateur, et la sonde de température en place.

·         Pâte thermique à base de silicone ou d'argent de jaute conductivité thermique (>1.5 W/mK) : pour +++ conductivité thermique entre Peltier et Dissipateur

·         Câblage, Fils de connexion (jumper wires), connecteurs à souder adaptés aux tensions et courants utilisés, tuyequx d'eau.

·         Resistance

·         Lampe

 

Régulation du niveau d'eau dans une cuve (GROUPE I)

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Contexte

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Objectifs

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Matériel

Machines utilisées

Trotec Speedy 100

Construction

(Fichiers, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1

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Étape 2

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Étape 3

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Journal de bord

Avancée du projet à chaque étape, difficultés rencontrées, modifications et adaptations (facultatif pour les petits projets)

03/04/2022

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Contexte

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Matériel

Machines utilisées

Trotec Speedy 100

Construction

(Fichiers, photos, code, explications, paramètres d'usinage, photos, captures d'écran...)

Étape 1

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Étape 2

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Étape 3

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Journal de bord

Avancée du projet à chaque étape, difficultés rencontrées, modifications et adaptations (facultatif pour les petits projets)

03/04/2022

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