WaterLevelAlarm - SRO2001 : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Avant de vous expliquer les détails de ma réalisation je vais vous raconter une petite histoire;)

J'habite à la campagne et je n'ai malheureusement pas d'égout municipal, j'ai donc un assainissement sur place qui fonctionne avec une pompe de relevage. Tout fonctionne généralement bien jusqu'au jour où j'ai eu une panne de courant de plusieurs jours à cause d'un orage…

Vous voyez où je veux en venir ? Non?

Eh bien, sans électricité, la pompe utilisée pour évacuer l'eau de la fosse ne fonctionne plus !

Et malheureusement pour moi je n'y avais pas pensé à ce moment là… alors le niveau d'eau a monté, monté encore et encore jusqu'au puits où la pompe est presque pleine ! Cela peut endommager l'ensemble du système (ce qui est trop cher…)

J'ai donc eu l'idée de faire une alarme pour m'avertir lorsque l'eau dans le puits de la pompe atteint un niveau anormal. Donc s'il y a un problème avec la pompe ou s'il y a une panne de courant, l'alarme sonnera et je pourrai intervenir immédiatement avant tout dégât majeur.

C'est parti pour les explications !

Étape 1: Outils et composants électroniques

Composants électroniques:

- 1 Micropuce PIC 12F675

- 2 boutons de commutation momentanés

- 1 LED

- 1 buzzer

- 1 module boost DC-DC (car mon buzzer nécessite 12V pour être fort)

- 4 résistances (180 ohm; 2 x 10K ohm; 100K ohm)

- 1 détecteur (flotteur)

- 1 support de batterie

- 1 carte PCB

- 1 boîte/caisse en plastique

Outils:

- Un programmeur pour injecter le code dans une Microchip 12F675 (ex PICkit 2)

- Mini alimentation 4.5V

Je vous conseille d'utiliser Microchip MPLAB IDE (freeware) si vous souhaitez modifier le code mais vous aurez également besoin du compilateur CCS (shareware). Vous pouvez également utiliser un autre compilateur mais vous aurez besoin de nombreux changements dans le programme.

Mais je vais vous fournir le. HEX afin que vous puissiez l'injecter directement dans le microcontrôleur.

Étape 2: Obligations

- Le système doit être autonome en énergie pour fonctionner en cas de coupure de courant.

- Le système doit avoir une autonomie d'au moins 1 an (je fais la maintenance sanitaire une fois par an).

- L'alarme doit pouvoir être entendue à une distance moyenne. (environ 50 mètres)

- Le système doit tenir dans un boîtier relativement petit

Étape 3: Schéma

Voici le schéma créé avec CADENCE Capture CIS Lite. Explication du rôle des composants:

- 12F675: microcontrôleur qui gère les entrées et sorties

- SW1: bouton de commande

- SW2: bouton reset

- D1: voyant d'état

- R1: résistance pull-up pour MCLR

- R2: résistance pull-down pour la gestion des boutons de commande

- R3: résistance de limitation de courant pour LED D1

- R4: résistance de limitation de courant dans le capteur

- PZ1: buzzer (tonalité d'alarme)

- J3 et J4: connecteurs avec entre eux le module boost DC-DC

Le module boost DC-DC est optionnel vous pouvez connecter directement le buzzer au microcontrôleur, mais je l'utilise afin d'augmenter le niveau sonore de mon buzzer car sa tension de fonctionnement est de 12V alors que la tension de sortie du microcontrôleur n'est que de 4,5V.

Étape 4: Prototypage sur planche à pain

Assemblons les composants sur une maquette selon le schéma ci-dessus et programmons le microcontrôleur !

Rien de spécial à dire à part le fait que j'ai ajouté un multimètre en mode ampèremètre en série avec le montage pour mesurer sa consommation de courant.

La consommation électrique doit être la plus faible possible car le système doit fonctionner 24/24h et doit avoir une autonomie d'au moins 1 an.

Sur le multimètre on peut voir que la consommation électrique du système n'est que de 136uA lorsque le microcontrôleur est programmé avec la version finale du programme.

En alimentant le système avec 3 batteries de 1.5V 1200mAh il offre une autonomie de:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H d'autonomie, environ 3 ans !

Je peux obtenir une telle autonomie car j'ai mis le microcontrôleur en mode SLEEP dans le programme, alors voyons le programme !

Étape 5: Le programme

Le programme est écrit en langage C avec MPLAB IDE et le code est compilé avec le compilateur C CCS.

Le code est entièrement commenté et assez simple à comprendre je vous laisse télécharger les sources si vous voulez savoir comment cela fonctionne ou si vous souhaitez le modifier.

Bref, le microcontrôleur est en mode veille afin d'économiser le maximum d'énergie et il se réveille s'il y a un changement d'état sur sa broche 2:

Lorsque le capteur de niveau de liquide est activé, il agit comme un interrupteur ouvert et donc la tension sur la broche 2 passe de haut en bas). Par la suite le microcontrôleur déclenche alors l'alarme pour avertir.

A noter qu'il est possible de réinitialiser le microcontrôleur avec le bouton SW2.

Voir ci-dessous un fichier zip du projet MPLAB:

Étape 6: Soudage et assemblage

Je soude les composants sur le PCB selon le schéma ci-dessus. Ce n'est pas facile de placer tous les composants pour faire un circuit propre mais je suis plutôt content du résultat ! Une fois les soudures terminées j'ai mis de la colle chaude sur les fils pour m'assurer qu'ils ne bougent pas.

J'ai également regroupé les fils qui vont à l'avant de la boîte avec un "tube thermorétractable" pour le rendre plus propre et plus solide.

J'ai ensuite percé le panneau avant du boîtier pour installer les deux boutons et la LED. Puis enfin souder les fils aux composants du panneau avant après les avoir torsadés ensemble. Puis de la colle chaude pour l'empêcher de bouger.

Étape 7: Schéma de fonctionnement du système

Voici le schéma du fonctionnement du système, pas du programme. C'est une sorte de mini manuel d'utilisation. J'ai mis le fichier PDF du schéma en pièce jointe.

Étape 8: Vidéo

J'ai réalisé une courte vidéo pour illustrer le fonctionnement du système, avec un commentaire à chaque étape.

Sur la vidéo je manipule le capteur à la main pour montrer comment il fonctionne, mais lorsque le système sera à sa place définitive il y aura un long câble (environ 5 mètres) qui ira de l'alarme au capteur installé dans le puits où se trouve le le niveau d'eau doit être surveillé.

Étape 9: Conclusion

Me voilà au bout de ce projet, c'est un petit projet bien modeste mais je pense qu'il pourrait être utile pour un débutant en électronique comme base ou complément à un projet.

Je ne sais pas si mon style d'écriture sera correct car j'utilise en partie un traducteur automatique afin d'aller plus vite et comme je ne suis pas anglophone nativement je pense que certaines phrases seront probablement bizarres pour des personnes écrivant parfaitement l'anglais.

Si vous avez des questions ou des commentaires sur ce projet, faites-le moi savoir!