Régulation de la Température d'une Cuve (Groupe F)
Régulation de la Température d'une Cuve dans FABLAB
Dans le cadre de notre formation en Ingénierie Chimique à l'Université Sorbonne pour l'année universitaire 2024-2025, nous avons été amenés à réaliser un projet académique dans le cadre de l’unité d’enseignement 803, intitulée 'Optimisation des Procédés Industriels'. Ce projet est mené sous la supervision du professeur Jérôme Pulpytel et porte sur la 'Régulation de la température d'une cuve à l’aide d’un module Peltier'.
L'objectif principal de cette étude est de concevoir et d’optimiser un système permettant de contrôler avec précision la température au sein d’une cuve, en exploitant les propriétés thermoélectriques du module Peltier.
Réalisateurs
Notre Groupe est composé de 4 personnes :
AISSANI Nourhane ; Nourhane.Aissani@etu.sorbonne-universite.fr
BOURDANE Chayma ; Chayma.Bourdane@etu.sorbonne-universite.fr
CHAIBI Kenza ; Krnza.Chaibi@etu.sorbonne-universite.fr
DOUALI Lynda ; Lynda.Douali@etu.sorbonne-universite.fr
Ensemble, nous combinons nos connaissances et nos savoir-faire pour mener à bien notre projet et atteindre nos objectifs avec efficacité et rigueur.
Contexte 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) A fixer sur le coté 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 Hélices : 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
- Lampes
Journal du bord - Régulation de la Température d'une cuve avec module Peltier
Séance [04-06-11-2024]
Lors de cette première séance, nous avons récupéré le matériel nécessaire et commencé à comprendre le rôle ainsi que le fonctionnement de chaque composant utilisé dans notre projet. Ensuite nous avons rassemblé notre support sur lequel nous avons fixer le montage de notre projet.
Figure (Matériel + Support du montage)
Objectifs fixés pour la prochaine séance programmée le 15-11-2024 : chercher et proposer pour chaque membre du groupe un montage sur Tinkercad.
Séance [04-15-11-2024]
Après que chacun de nous a effectué des recherches pour proposer un montage sur SéTinkercad, nous avons programmé cette séance 22/11/2024pour discuter d'avantage des montages proposés.
Tinkercad : Joue un rôle crucial dans votre projet de régulation de la température d'une cuve. Cette plateforme en ligne permet de concevoir et de simuler des circuits électroniques de manière intuitive et interactive. En utilisant Tinkercad, chaque membre du groupe peut créer et tester des montages électroniques spécifiques à la régulation de la température. Cela facilite la visualisation et la compréhension des différentes configurations possibles avant de les implémenter physiquement. Ainsi, Tinkercad aide à optimiser le processus de conception et à garantir que les solutions proposées sont viables et efficaces pour maintenir la température de la cuve à un niveau optimal.
Les montages proposés pour l'équipe sont les suivants :
Figure (Montage sur Tinkcard)
Après avoir discuté en profondeur pour bien comprendre les objectifs et les exigences du projet, nous avons comparé les différents montages proposés par chaque membre de l'équipe. Cette comparaison nous a permis d'évaluer les avantages et les inconvénients de chaque montage en termes de faisabilité, d'efficacité et de compatibilité avec notre matériel disponible, tel que les écrans LCD, les cartes Arduino et les breadboards. Finalement, nous avons choisi le montage qui nous semblait le plus adapté pour réaliser le montage réel, en tenant compte de tous ces critères. Cette approche nous a permis de nous rapprocher de notre objectif final et de garantir que le montage choisi répondra aux besoins spécifiques de notre projet de régulation de la température d'une cuve.
Figure : Montage proposée sur Tinkcard
équipe Avec le code Arduino suivant :
Lors de cette séance, nous avons commencé à réaliser le prototype de notre projet. Nous avons d'abord fixé le support sur lequel sera installé notre prototype, puis nous avons procédé aux connexions entre les différents composants du projet, notamment l'Arduino, la breadboard, le MOSFET, les indicateurs LED, les LEDs, et les résistances.
Connexions principales
MOSFET
- Gate (G) : Connectée à la broche D6 (sortie PWM) de l’Arduino.
- Drain (D) : Connecté à la borne négative du module Peltier.
- Source (S) : Connectée à la rangée GND de la breadboard (reliée au GND de l’Arduino et de l’alimentation externe).
Module Peltier
- Borne positive (+) : Connectée au +12V de l’alimentation externe.
- Borne négative (-) : Connectée au Drain (D) du MOSFET.
LED
- Anode (longue) : Connectée à la broche D3 de l’Arduino via une résistance de 220 Ω.
- Cathode (courte) : Connectée à la rangée GND de la breadboard.
Alimentation externe (pour le module Peltier)
- +12V : Connecté à la borne positive du module Peltier.
- GND : Connecté à la rangée GND de la breadboard (partagée avec l’Arduino et le MOSFET).
Arduino
- GND : Connecté à la rangée GND de la breadboard.
- D6 : Connectée à la Gate du MOSFET.
- D3 : Connectée à l’Anode de la LED via une résistance.
Séance 18/12/2024
Séance [04-11-2024]
Dans ce tte séance on'a déterminer les dimensions de l'agitateur avec laquelle on va travailler et aussi on'a fait l'impression en 3D de l'agitateur avec les dimensions de ( A et B)
Séance [04-11-2024]
Séance [04-11-2024]
Séance [04-11-2024]
Séance [04-11-2024]
Séance [04-11-2024]
Séance 20/12/2024
Code de programmation sur Tinkcard :