App Inventor Arduino Industrie Projet

Système de mesure du niveau de l’eau basé sur Arduino et Smartphone

28-04-22 4097

La mesure du niveau de liquide dans les réservoirs de traitement pour la surveillance et/ou le contrôle est essentielle dans les industries de traitement.

Dans les usines de traitement, les réservoirs contiennent divers liquides généralement coûteux. Certains liquides sont également inflammables et corrosifs.

Par conséquent, il est très important de surveiller le niveau de liquide dans un réservoir afin qu’il ne déborde pas du réservoir.

Il existe plusieurs méthodes pour mesurer le niveau de liquides, notamment :

Flotteur : cette méthode utilise un flotteur qui flotte sur la surface du liquide. Le flotteur est relié à un indicateur de niveau, qui peut être une jauge ou un cadran. Lorsque le niveau de liquide augmente ou diminue, le flotteur se déplace et indique le niveau sur l’indicateur.
Sonar : cette méthode utilise un émetteur de sonar qui envoie des ondes sonores vers la surface du liquide. Lorsque les ondes sonores rencontrent la surface du liquide, elles sont renvoyées vers un récepteur. Le temps qu’il faut aux ondes sonores pour aller et revenir permet de calculer la distance de la surface du liquide, ce qui indique le niveau.
Niveau optique : cette méthode utilise un capteur optique pour mesurer le niveau de liquide. Le capteur envoie un faisceau de lumière vers la surface du liquide et mesure le temps qu’il faut à la lumière pour être renvoyée. Le temps de retour indique la distance de la surface du liquide, ce qui permet de déterminer le niveau.
Capacité : cette méthode utilise un capteur de capacité pour mesurer le niveau de liquide. Le capteur est placé dans le récipient et mesure la capacité électrique entre deux électrodes. Lorsque le niveau de liquide change, la capacité électrique change également, ce qui permet de déterminer le niveau.

Il est important de choisir la bonne méthode de mesure en fonction des caractéristiques du liquide, du récipient et des conditions de mesure. Par exemple, certaines méthodes ne sont pas adaptées à certains liquides qui sont conducteurs électriques (comme l’eau) ou qui sont opaques (comme l’huile).

But de ce projet :

Dans ce projet, on va construire un système de mesure du niveau de l’eau d’une bouteille basé sur Smartphone utilisant la carte Arduino.

Notre travail proposé sera facile pour la mesure du niveau du liquide en temps réel utilisant la technologie sans fil Bluetooth.

C’est pour cela, on va créer deux programmes: une application mobile avec App Inventor pour le smartphone et un programme pour la carte Arduino.

Description du fonctionnement du système:

On sait que l’eau comme toute autre liquide est conductrice du courant électrique.

La détection du niveau de l’eau remplie dans la bouteille est basée sur cette idée.

Lorsque le niveau d’eau monte, ce liquide arrive en contact avec l’extrémité du fil de connexion fixé dans la bouteille, le circuit électrique est alors fermé et un courant électrique sous très basse tension est détecté par la carte Arduino.

Lorsque le niveau d’eau diminue, le circuit électrique est ouvert. Par conséquence il n’y a plus de courant électrique.

Ensuite la carte Arduino envoie cette information au Smartphone via Bluetooth.

Composants nécessaire:

Carte Arduino UNO

Une carte Arduino est une carte de développement électronique basée sur un microcontrôleur. Elle est conçue pour être facilement utilisable par les développeurs et les hobbyistes pour créer des projets électroniques.

Les cartes Arduino sont principalement utilisées pour contrôler des appareils électroniques en utilisant du code informatique, mais elles peuvent également être utilisées pour traiter et afficher des données. Elles sont souvent utilisées dans des projets de robotique, de domotique, de domaine de l’Internet des objets (IoT) et dans de nombreux autres domaines de l’électronique de loisir et professionnelle.

Module bluetooth HC-06

Le module Bluetooth HC-06 est un module de communication sans fil qui permet à un appareil électronique de se connecter à un autre appareil via Bluetooth. Il est souvent utilisé pour la communication entre deux appareils électroniques, comme un ordinateur et un microcontrôleur, ou un smartphone et un appareil électronique.

Le module HC-06 est basé sur la norme Bluetooth 2.0 et prend en charge la communication série (UART). Il possède une fréquence de travail de 2,4 GHz et une portée de communication allant jusqu’à 10 mètres. Il est alimenté par une tension de 3,3 à 6 V et peut être utilisé dans une large gamme de températures (-40 à +85 degrés Celsius).

Le module HC-06 peut être utilisé dans de nombreuses applications, notamment la télécommande, la commande à distance, la communication sans fil entre appareils et la synchronisation de données. Il est souvent utilisé dans les projets de robotique et de domotique, car il permet de faciliter la communication entre les différents éléments d’un système.

Plaque d’essai

Une plaque d’essai est un type de carte de développement électronique qui permet aux développeurs de tester et de prototyper facilement des circuits électroniques. Elles sont souvent utilisées par les développeurs pour tester rapidement des idées et des conceptions avant de les intégrer à un projet plus important ou de les intégrer dans une carte de développement plus permanente.

Les plaques d’essai sont généralement basées sur un microcontrôleur, qui est un processeur facile à utiliser et à programmer qui peut être utilisé pour contrôler une variété de circuits électroniques. Les plaques d’essai incluent généralement des broches d’extension qui permettent de connecter facilement des composants électroniques tels que des capteurs, des afficheurs, des moteurs et d’autres composants.

des fils de connexion

Les fils de connexion sont des fils électriques utilisés pour connecter des composants électroniques à une carte de développement ESP32. Ils sont généralement utilisés pour connecter des capteurs, des actionneurs, des afficheurs et d’autres composants à la carte ESP32 afin de créer des circuits électroniques.

Il existe deux types de fils de connexion: les fils de connexion mâle-mâle et les fils de connexion mâle-femelle. Les fils de connexion mâle-mâle sont utilisés pour connecter des composants qui ont tous deux des broches mâles, tandis que les fils de connexion mâle-femelle sont utilisés pour connecter des composants avec une broche mâle et une broche femelle.

Les fils de connexion sont généralement fabriqués en cuivre ou en alliage de cuivre et sont revêtus d’un isolant en plastique pour protéger les fils électriques et empêcher les courts-circuits. Ils sont disponibles dans une variété de couleurs pour aider à identifier et organiser les différents fils dans un circuit.

4 résistances de 10Kohm

La résistance ohmique est une mesure de la résistance d’un matériau à la circulation de l’électricité. Elle est symbolisée par la lettre grecque omega (Ω).

La résistance ohmique est utilisée pour mesurer la résistance d’un conducteur et pour calculer la puissance dissipée dans un circuit électrique. Elle est également utilisée pour dimensionner les conducteurs et les dispositifs de protection dans les circuits électriques afin de garantir la sécurité et le bon fonctionnement des systèmes électriques.

batterie de 9V

Une batterie de 9 volts est une pile qui fournit une tension de sortie de 9 volts. Elles sont souvent utilisées dans les appareils électroniques portables tels que les radiodiffuseurs, les jouets et les outils électroniques. Elles sont également couramment utilisées dans les applications de bricolage et de loisir, telles que les circuits électroniques et les projets de robotique.

Montage

Tout d’abord On perce 5 trous dans la bouteille. Puis on fixe un fil de connexion dans chaque trous.

Ensuite on connecte:

le plus bas fil de connexion à la broche 5V de l’Arduino
le 2ème fil de connexion à la broche A0 de l’Arduino
le 3ème fil de connexion à la broche A1 de l’Arduino
le 4ème fil de connexion à la broche A2 de l’Arduino
le 5ème fil de connexion à la broche A3 de l’Arduino

Pour le module bluetooth on connecte :

la broche VCC à la borne (+) de la batterie
la broche GND à la broche GND de l’Arduino
la broche TXD à la broche 2 de l’Arduino
la broche RXD à la broche 3 de l’Arduino

Programme Arduino

Voici le programme Arduino qui permet de détecter le niveau d’eau remplie dans la bouteille et envoyer cette information au Smartphone via Bluetooth.

#include <SoftwareSerial.h>
int analogA0 = A0; 
int analogA1 = A1; 
int analogA2 = A2; 
int analogA3 = A3; 
int level_1,level_2,level_3,level_4; //analog readings
int niveau=60;
SoftwareSerial hc06(2,3);
int send_0;
int send_1;
int send_2;
int send_3;
int send_4;

void setup()
{  send_0=0;
 send_1=0;
 send_2=0;
 send_3=0;
 send_4=0;

  Serial.begin(9600);
  hc06.begin(9600);
  pinMode(analogA0,INPUT);
  pinMode(analogA1,INPUT);
  pinMode(analogA2,INPUT);
  pinMode(analogA3,INPUT);

}

void loop()
{
// Read the analog interface
level_1 = analogRead(analogA0);
level_2 = analogRead(analogA1);
level_3 = analogRead(analogA2);
level_4 = analogRead(analogA3);
Serial.print("niveau 1 ");
Serial.println(level_1);
Serial.print("niveau 2 ");
Serial.println(level_2);
Serial.print("niveau 3 ");
Serial.println(level_3);
Serial.print("niveau 4 ");
Serial.println(level_4);
if ((level_1<niveau)&&(level_2<niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_0==0))// Niveau 0 de l'eau {
  hc06.print('0'); // envoyer le Niveau 0 au Smartphone
  send_0=1;send_1=0;send_2=0;send_3=0;send_4=0;
}
if ((level_1>niveau)&&(level_2<niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_1==0)) // Niveau 1 de l'eau{
  hc06.print("25");// envoyer le Niveau 1 au Smartphone
  send_0=0;send_1=1;send_2=0;send_3=0;send_4=0;
}
if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_2==0)) // Niveau 2 de l'eau{
  hc06.print("50");// envoyer le Niveau 2 au Smartphone
  send_0=0;send_1=0;send_2=1;send_3=0;send_4=0;
}

if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3>niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_3==0)) // Niveau 3 de l'eau{
  hc06.print("75");// envoyer le Niveau 3 au Smartphone
  send_0=0;send_1=0;send_2=0;send_3=1;send_4=0;
}

if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3>niveau)&&(level_4>niveau)&&(send_4==0)) // Niveau 4 de l'eau {
  hc06.print("100");// envoyer le Niveau 4 au Smartphone
  send_0=0;send_1=0;send_2=0;send_3=0;send_4=1;
}
delay(100);
}

#include <SoftwareSerial.h>

int analogA0 = A0;

int analogA1 = A1;

int analogA2 = A2;

int analogA3 = A3;

int level_1,level_2,level_3,level_4; //analog readings

int niveau=60;

SoftwareSerial hc06(2,3);

int send_0;

int send_1;

int send_2;

int send_3;

int send_4;

void setup()

{ send_0=0;

send_1=0;

send_2=0;

send_3=0;

send_4=0;

Serial.begin(9600);

hc06.begin(9600);

pinMode(analogA0,INPUT);

pinMode(analogA1,INPUT);

pinMode(analogA2,INPUT);

pinMode(analogA3,INPUT);

}

void loop()

{

// Read the analog interface

level_1 = analogRead(analogA0);

level_2 = analogRead(analogA1);

level_3 = analogRead(analogA2);

level_4 = analogRead(analogA3);

Serial.print("niveau 1 ");

Serial.println(level_1);

Serial.print("niveau 2 ");

Serial.println(level_2);

Serial.print("niveau 3 ");

Serial.println(level_3);

Serial.print("niveau 4 ");

Serial.println(level_4);

if ((level_1<niveau)&&(level_2<niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_0==0))// Niveau 0 de l'eau {

hc06.print('0'); // envoyer le Niveau 0 au Smartphone

send_0=1;send_1=0;send_2=0;send_3=0;send_4=0;

}

if ((level_1>niveau)&&(level_2<niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_1==0)) // Niveau 1 de l'eau{

hc06.print("25");// envoyer le Niveau 1 au Smartphone

send_0=0;send_1=1;send_2=0;send_3=0;send_4=0;

}

if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3<niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_2==0)) // Niveau 2 de l'eau{

hc06.print("50");// envoyer le Niveau 2 au Smartphone

send_0=0;send_1=0;send_2=1;send_3=0;send_4=0;

}

if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3>niveau)&&(level_4<niveau)&&(send_3==0)) // Niveau 3 de l'eau{

hc06.print("75");// envoyer le Niveau 3 au Smartphone

send_0=0;send_1=0;send_2=0;send_3=1;send_4=0;

}

if ((level_1>niveau)&&(level_2>niveau)&&(level_3>niveau)&&(level_4>niveau)&&(send_4==0)) // Niveau 4 de l'eau {

hc06.print("100");// envoyer le Niveau 4 au Smartphone

send_0=0;send_1=0;send_2=0;send_3=0;send_4=1;

}

delay(100);

}

Création de l’application avec App Inventor:

On va créer une application mobile nommée ‘arduino_water_level’ avec App Inventor qui permet de recevoir le niveau d’eau dans la bouteille mesuré par la carte Arduino.

On vous propose donc de réaliser le design de l’application, avec le visuel suivant:

Programmation avec App Inventor

Pour programmer l’application, App Inventor nous propose d’utiliser L’espace Blocs qui permet de créer un programme sous forme de schéma bloc. Très simple d’utilisation mais nécessitant un peu de logique de programmation.

Voici le programme de l’application réalisée dans l’espace Blocs de l’App Inventor: