Système de remplissage d’eau piloté par Arduino

Arduino UNO 15-11-24
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Plan de tutoriel

1- Présentation du système de remplissage d’eau

2- Comment la carte Arduino commande le système de remplissage d'eau ?

3- Matériel nécessaire

4- Montage du système

5- Programmation de la carte Arduino

 

 

Présentation du système de remplissage d’eau

Un système de remplissage d’eau est un dispositif automatisé utilisé pour gérer le remplissage de réservoirs, cuves, ou autres contenants avec de l’eau, en contrôlant le niveau et en prévenant les débordements.

Principe de Fonctionnement

Étape 1 : Détection du niveau bas

Si le niveau d’eau est détecté comme bas par le capteur, le contrôleur électronique active la pompe ou ouvre la vanne.

Étape 2 : Remplissage

L’eau est pompée ou acheminée vers le réservoir.

Étape 3 : Détection du niveau haut

Lorsque le capteur de niveau haut détecte que le réservoir est plein, le contrôleur arrête la pompe ou ferme la vanne.

Cycle continu :

Ce processus se répète automatiquement à chaque baisse du niveau d'eau.

Applications

Usage domestique : Remplissage automatique de réservoirs d’eau pour la maison.

Agriculture : Irrigation automatisée en fonction des besoins.

Industriel : Systèmes de refroidissement ou stockage d'eau.

Stations de lavage : Contrôle des niveaux d'eau dans des bassins.

Avantages

Économie d'eau : Pas de débordement.

Pratique : Fonctionnement automatique sans intervention humaine.

Personnalisable : Peut être adapté pour diverses applications.

 

Comment la carte Arduino commande le système de remplissage d'eau ?

Le commandement de la carte Arduino dans un système de remplissage d'eau utilisant un clavier 4x4, un afficheur LCD I2C 16x2, un capteur de débit YF-S401 et une pompe à eau 12V est un système interactif et automatisé permettant un contrôle précis du remplissage d’eau. Voici une description détaillée du fonctionnement de ce système :

1- Principe Général

La carte Arduino joue le rôle de contrôleur central en intégrant les éléments suivants :

Saisie des paramètres utilisateur via le clavier 4x4 (comme la quantité d'eau à remplir).

Affichage en temps réel des informations sur le remplissage grâce à l'écran LCD I2C.

Mesure précise du débit d'eau grâce au capteur de débit YF-S401.

Commande de la pompe pour réguler l'écoulement d'eau en fonction des paramètres définis par l'utilisateur.

 

Fonctionnement du Système

Étape 1 : Entrée des Paramètres

1- L'utilisateur entre la quantité d'eau souhaitée (en litres ou millilitres) via le clavier 4x4.

2- L’Arduino enregistre cette valeur et l'affiche sur l’écran LCD.

Étape 2 : Activation de la Pompe

1- Une fois la quantité saisie, l'utilisateur appuie sur une touche pour démarrer le processus.

2- L'Arduino active le relais pour démarrer la pompe 12V.

Étape 3 : Mesure et Contrôle

1- Le capteur YF-S401 mesure le débit en temps réel et transmet les impulsions à l'Arduino.

2- L'Arduino calcule la quantité totale d’eau écoulée en fonction des impulsions :   Volume d’eau = (Nombre d’impulsions) × (Facteur de conversion du capteur).

3- L’écran LCD affiche la quantité d’eau restante à remplir.

Étape 4 : Arrêt Automatique

1- Lorsque la quantité définie est atteinte, l’Arduino désactive le relais pour arrêter la pompe.

2- L’écran LCD affiche un message indiquant que le remplissage est terminé.

Étape 5 : Réinitialisation

L'utilisateur peut réinitialiser le système pour une nouvelle opération via le clavier.

 

Matériel nécessaire

Carte Arduino UNO

Arduino Uno

La carte Arduino est le microcontrôleur qui gère l'ensemble du système.

Clavier 4x4

Utilisé pour entrer des paramètres tels que la quantité d’eau à remplir (en litres ou en millilitres).

Chaque touche correspond à un chiffre ou une commande spécifique (par exemple, démarrer, arrêter, effacer).

Afficheur LCD I2C 16x2

Pinouts of 1602 LCD display with I2C

Affiche les informations essentielles : la quantité d'eau restante à remplir et le débit d’eau en temps réel.

Capteur de débit YF-S401

Mesure le débit d'eau (litres par minute) en comptant les impulsions générées par l'eau passant dans le capteur.

Chaque impulsion correspond à un volume d'eau précis (selon les spécifications du capteur).

Permet à l'Arduino de calculer la quantité d'eau délivrée et de comparer avec la valeur cible.

Pompe à eau 12V

Commandée via un relais.

Active ou désactive l’écoulement de l’eau selon les données du capteur et les paramètres définis.

Module relais

Permet de commuter la pompe en toute sécurité (gérer les tensions et courants plus élevés).

Fils de connexion :

Fils de connexion

Pour relier les différents composants du système.

Plaque d'essai (Breadboard) :

plaque d'essai

On utilise la plaque d'essai pour faciliter le câblage des différents composants.

Batterie 9V:

Elle est une source d’alimentation pour le système.

 

Montage du système

1- Schéma de câblage de la carte Arduino avec la pompe à eau et du capteur de débit d’eau:

Capteur de débit YF-S401

Le capteur comporte trois fils :

Rouge (VCC) : Connecté au 5V de l'Arduino.

Noir (GND) : Connecté au GND de l'Arduino.

Jaune (Signal) : Connecté à une broche numérique (par ex., D2).

d. Module Relais

Le relais contrôle la pompe. Il a plusieurs bornes :

Signal (IN) : Connecté à une broche numérique (par ex., D3) de l'Arduino.

VCC : Connecté au 5V de l'Arduino.

GND : Connecté au GND de l'Arduino.

La partie puissance du relais est connectée à la pompe :

NO (Normally Open) : Connecté à la borne positive de la pompe.

NO(Common) : Connecté à la borne positive de l'alimentation 9V.

GND de la pompe : Directement relié à la borne négative de l'alimentation 9V.

e. Pompe à eau 12V

+ : Connecté au COM du relais.

- : Connecté au GND de l'alimentation 9V.

2- Schéma de câblage de la carte Arduino avec le clavier matriciel 4x4:

Le clavier est connecté à l'Arduino via 8 broches numériques :

Colonnes (4) : Connectées à 4 broches numériques (par ex., D4 à D7).

Lignes (4) : Connectées à 4 autres broches numériques (par ex., D8 à D11).

3- Schéma de câblage de la carte Arduino avec l'afficheur LCD I2C 16x2

Afficheur LCD I2C 16x2

L'adaptateur I2C réduit les connexions nécessaires au LCD. Seules 4 broches sont utilisées :

SDA : Connecté à A4 (ou SDA selon votre Arduino).

SCL : Connecté à A5 (ou SCL selon votre Arduino).

VCC : Connecté au 5V de l'Arduino.

GND : Connecté au GND de l'Arduino.

 

Programmation de la carte Arduino

Voici le programme qui permet de commander le remplissage de la bouteille par la carte Arduino et le clavier matriciel 4x4.

Il faut télécharger ces deux bibliothèques : LiquidCrystal_I2C et keypad

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