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2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57
Ce projet faisait partie de mon programme d'études dans mon cours de principes d'ingénierie avec Mme Berbawy. Elle nous a alloué à chacun un budget de 50 $ pour présenter une proposition de projet raisonnable, quelque chose qui serait réalisable, mais qui mettrait nos capacités à l'épreuve.
Ce projet est basé sur ce modèle de MakeMagezine.com. Il mesure la conductivité électrique d'un liquide et émet un son basé sur la conductivité. Plus le son est fort, plus l'eau est pure. Ceci est basé sur le concept d'un diviseur de tension. Plus l'échantillon est conducteur, plus la tension est attirée vers la partie supérieure du circuit, loin du haut-parleur. Cela amène le haut-parleur à recevoir une tension moindre diminuant l'intensité du son qu'il produit.
L'Arduino sert de support entre le circuit et l'ordinateur où les lectures sont capturées. Ce projet a été inspiré par un projet récent que j'avais réalisé dans un cours d'introduction à Arduino et à la planche à pain. Comme un pas en avant pour me mettre au défi et appliquer les concepts que j'avais appris, je me suis efforcé de rendre ce projet plus compliqué.
Fournitures
1. Planche à pain double bus
2. Arduino UNO
3. Cavaliers
4. Jeu de puces LM741
5. puce de minuterie 555
6. Haut-parleur de 2-3 pouces
7. Potentiomètre 10K ohm
8. DEL
9. Cordons de brassage avec pinces crocodiles
10. Carton (pour la construction de boîtes)
11. Pennies (électrodes de cuivre)
Étape 1: Construire le circuit
La première étape est la construction du circuit. Le circuit utilisé pour cette construction était initialement assez intimidant pour moi en raison de sa complexité. Avant de toucher le circuit physique, il est préférable de faire une simulation ou une sorte de mappage de vos composants sur une maquette virtuelle, ce qui vous faciliterait la création du circuit physique. Pour cela, j'ai utilisé TinkerCAD. Le moyen le plus simple de décomposer le circuit est de le diviser en 2 sections principales: la section supérieure autour de la puce LM741 et la section inférieure autour de la minuterie 555 et du haut-parleur. Initialement, des cavaliers temporaires ont été utilisés dans le projet car ils étaient faciles à déplacer et à manipuler. Ceux-ci ont ensuite été remplacés par les câbles de raccordement droits dans le projet final. Cela facilite le dépannage et le suivi des éléments du circuit. Cette phase a pris le plus de temps et n'a été achevée que presque à la toute fin du projet.
Étape 2: Réglage du circuit (réglage fin)
Une fois le circuit rudimentaire terminé, des réglages plus fins restaient à faire. Le potentiomètre devait être calibré pour que le son produit par le haut-parleur ne soit ni trop faible ni trop fort. Comme mentionné précédemment, c'est l'étape où les fils temporaires ont été remplacés par les fils permanents qui étaient présents dans le circuit final. Cela a pris un certain temps en raison du grand nombre de fils utilisés. Les fils du haut-parleur ont également été coupés pour rendre l'engin reliant le haut-parleur à la planche à pain aussi petit que possible. De plus, pour améliorer l'esthétique du circuit et réduire les risques de casse, les résistances et la LED ont été écrêtées.
Il était prévu d'intégrer également un capteur de volume pour mesurer le volume du son produit par le haut-parleur. Le capteur serait à l'origine connecté au port analogique Arduino. Un programme Arduino serait alors créé pour que le capteur reprenne les lectures. Cette idée a ensuite été supprimée car le capteur ne fonctionnait pas comme prévu et a été remplacé par un ordinateur qui capterait les lectures via un microphone. Ce n'est pas l'idéal, car un ordinateur est grand et encombrant, mais c'était la meilleure option.
Étape 3: Phase de test
C'est l'une des étapes les plus vitales de la vie de tout projet et peut parfois être très ennuyeuse. Repérer des problèmes dans un circuit comme celui-ci peut prendre beaucoup de temps et être frustrant. Dans ce scénario, l'utilisation d'une LED peut être très utile. Mettre une led dans la pièce sur chaque élément de série individuel peut être utilisé pour tester si le courant circule dans cette partie du circuit.
Cette phase a été la période au cours de laquelle la plupart des modifications majeures du projet ont été apportées. Des changements tels que l'inclusion d'une entrée 5V au lieu d'une entrée 9V ont été l'un des changements apportés au cours de cette étape. L'entrée de 9V créait un son très fort à partir du haut-parleur. En changeant l'entrée d'alimentation en 5V de l'Arduino, cela a beaucoup mieux fonctionné.
Étape 4: La boîte
Cette partie du projet était pour l'esthétique et pour le rendre plus compact et facile à manipuler. Cette étape n'a eu aucun effet sur la fonctionnalité du projet. La boîte est construite en carton, avec le haut et l'un des côtés laissés ouverts pour glisser facilement les composants vers l'intérieur et l'extérieur. Cela a été fait en gardant à l'esprit que le câble Arduino doit pouvoir être facilement connecté au circuit. De plus, cette conception rend également le circuit plus attrayant visuellement. J'aurais dû fabriquer une boîte en bois découpée au laser, mais j'ai manqué de temps en classe à cause de Covid-19.
Étape 5: Crédits
Ce projet n'aurait pas été possible sans Mme Berbawy qui a fourni le financement et les matériaux nécessaires à la réalisation de ce projet. Je suis également reconnaissant à Sven et David qui m'ont aidé au cours de la réalisation du projet en me donnant des conseils utiles et en m'expliquant le fonctionnement de certaines pièces.