Un système de remplissage des bouteilles est un équipement utilisé pour remplir des bouteilles en verre, en plastique ou en métal avec un produit liquide ou en poudre. Les systèmes de remplissage des bouteilles peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs, tels que l’alimentaire, la boisson, la cosmétique, l’industrie pharmaceutique et l’industrie chimique.
Il existe plusieurs types de systèmes de remplissage des bouteilles, qui diffèrent principalement par leur méthode de remplissage et par leur capacité de production. Les systèmes de remplissage des bouteilles peuvent être manuels, semi-automatiques ou automatiques, selon le degré de contrôle et de précision requis.
But de ce projet:
Il est possible de concevoir un système de remplissage des bouteilles commandé par une carte ESP32, qui est une carte de développement électronique basée sur un microcontrôleur de la famille ESP32 de la société Espressif.
Pour concevoir un système de remplissage des bouteilles commandé par la carte ESP32, vous pouvez utiliser des capteurs de niveau pour détecter le niveau de remplissage de la bouteille et des vannes pour contrôler le débit de remplissage. Vous pouvez également utiliser des capteurs de pression pour mesurer la pression du produit dans la bouteille et des capteurs de débit pour mesurer le débit du produit.
Il est recommandé de disposer d’une connaissance pratique de l’électronique et de la programmation pour concevoir un système de remplissage des bouteilles commandé par la carte ESP32. Il est également important de respecter les normes de sécurité et de qualité en vigueur dans le secteur d’application du système.
Dans ce projet, on va construire un système de remplissage automatique des bouteilles commandé par la carte ESP32.
Fonctionnement du système de remplissage des bouteilles
Composants nécessaires
Carte ESP32
ESP32 est une carte de développement électronique basée sur le microcontrôleur ESP32 de la société Espressif. Il s’agit d’un microcontrôleur à double cœur avec un processeur principal Xtensa LX6 et un processeur secondaire dedié au traitement du signal. La carte ESP32 est conçue pour être utilisée dans les applications IoT (Internet des objets) et comprend une variété de fonctionnalités pour faciliter la communication avec d’autres dispositifs et l’accès à Internet.
Voici quelques-unes des principales caractéristiques de la carte ESP32 :
- Bluetooth et WiFi : La carte ESP32 inclut un module WiFi et Bluetooth pour faciliter la communication sans fil avec d’autres dispositifs.
- Connectivité : La carte ESP32 est équipée de plusieurs ports de communication, tels que USB, UART, I2C et SPI, ce qui la rend idéale pour la communication avec d’autres composants électroniques.
- Mémoire : La carte ESP32 dispose de 512 Ko de mémoire flash et de 8 Mo de RAM.
- Energie : La carte ESP32 est alimentée par une tension de 3,3 V et est dotée d’un circuit de gestion de l’alimentation pour gérer les périodes de veille et d’arrêt.
- Logiciels : La carte ESP32 est compatible avec un large éventail de logiciels de développement, tels que Arduino, ESP-IDF et MicroPython. Cela permet aux développeurs de choisir le logiciel de développement qui leur convient le mieux.
moteur pas à pas 28BYJ-48
Le moteur pas à pas 28BYJ-48 est un moteur électrique pas à pas de faible puissance utilisé dans de nombreux projets de robotique et de contrôle de mouvement. Il est capable de convertir des impulsions électriques en mouvements de rotation précis, ce qui en fait un choix populaire pour la construction de robots et d’autres dispositifs de contrôle de mouvement.
Le moteur pas à pas 28BYJ-48 est un moteur à pas unique, ce qui signifie qu’il nécessite quatre impulsions électriques pour effectuer un demi-tour complet. Cela le rend particulièrement adapté à la réalisation de mouvements de rotation précis, car il peut être facilement contrôlé en utilisant un microcontrôleur ou un autre dispositif de commande électronique.
Le moteur pas à pas 28BYJ-48 est également assez peu coûteux et facile à trouver, ce qui en fait un choix populaire pour les projets de bricolage et de robotique. Toutefois, il a une faible puissance et n’est pas adapté à des applications qui nécessitent des mouvements de haute précision ou une grande puissance de sortie.
module UNL2003
Le module UNL2003 est un module de commande de moteur pas à pas utilisé pour piloter des moteurs pas à pas à quatre fils. Il comprend un circuit intégré UNL2003 qui peut être utilisé pour convertir des signaux de commande en impulsions de sortie pour le moteur pas à pas. Le module UNL2003 est généralement utilisé avec des microcontrôleurs ou d’autres dispositifs de commande électronique pour fournir une interface de commande facile pour le moteur pas à pas.
Le module UNL2003 peut être utilisé pour commander des moteurs pas à pas à pas unique ou à pas double, en fonction de la façon dont il est configuré. Il est généralement assez facile à utiliser et peut être connecté au moteur pas à pas et au dispositif de commande en utilisant des fils et des connecteurs appropriés.
Le module UNL2003 est un choix populaire pour de nombreux projets de robotique et de contrôle de mouvement en raison de sa simplicité et de sa facilité d’utilisation. Cependant, il est important de suivre attentivement les instructions de montage et d’utilisation fournies avec le module pour éviter tout dommage ou mauvais fonctionnement.
capteur HC-SR04
Le capteur HC-SR04 est un capteur de distance à ultrasons qui peut être utilisé pour mesurer la distance entre l’objet et le capteur en envoyant une impulsion ultrasonore et en mesurant le temps qu’il faut pour qu’elle soit renvoyée. Le capteur HC-SR04 comprend deux éléments transducteurs ultrasonores, un émetteur et un récepteur. L’émetteur envoie une impulsion ultrasonore qui est renvoyée par l’objet lorsqu’elle heurte sa surface. Le récepteur reçoit l’impulsion renvoyée et le temps qui s’écoule entre l’envoi de l’impulsion et sa réception est mesuré. La distance de l’objet peut alors être déterminée en utilisant la vitesse de l’onde ultrasonore et le temps mesuré.
Le capteur HC-SR04 est largement utilisé dans les projets de robotique et de domotique car il est peu coûteux, facile à utiliser et fiable. Il peut être facilement connecté à un microcontrôleur ou à un ordinateur pour permettre la mesure de la distance et la prise de décision en conséquence.
relais
Un relais est un interrupteur électrique qui est utilisé pour mettre un circuit sous ou hors tension. Il est souvent utilisé pour contrôler un circuit à haute puissance avec un signal à faible puissance, comme un interrupteur ou un signal de commande informatique. Les relais sont utilisés dans une grande variété d’applications, notamment les systèmes de commande industrielle. Ils peuvent être utilisés pour contrôler des moteurs, des lumières et d’autres charges électriques. Certains relais sont conçus pour commuter rapidement un circuit sous et hors tension, tandis que d’autres sont conçus pour un contrôle plus précis et peuvent être utilisés pour moduler le courant qui traverse un circuit.
tige support
le tige de support est un élément mécanique utilisé pour maintenir une bouteille en place pendant le processus de remplissage des bouteilles. Elle peut être utilisée dans notre système de remplissage automatique de bouteilles pour permettre au produit de remplir la bouteille de manière précise et uniforme.
La tige de support est généralement fixée à une base solide et peut être ajustée pour s’adapter à différentes tailles et formes de bouteilles. Elle peut être fabriquée en acier, en aluminium ou en plastique et doit être conçue de manière à résister à la pression et aux forces exercées pendant le remplissage.
disque
Notre systèmesde remplissage de bouteilles utilise un disque rotatif pour remplir les bouteilles de manière efficace et précise. Le disque peut être monté sur un axe et utilisé pour distribuer le produit de manière uniforme dans les bouteilles qui passent sous le disque.
Le disque peut être conçu pour remplir des bouteilles de différentes tailles et formes et peut être ajusté pour remplir des quantités précises de produit. Il est alimenté par le moteur pas à pas 17HS4401 et peut être facilement intégré dans notre système de remplissage automatique de bouteilles.
courroie de distribution
Notre machines de remplissage de bouteilles utilisent une courroie de distribution pour transmettre la puissance mécanique d’un axe à un autre. Le moteur pas à pas 17HS4401 est monté sur une poulie fixe et une courroie de distribution peut être utilisée pour transmettre la puissance mécanique à une autre poulie montée sur un axe en mouvement.
pompe à eau de 12V
Une pompe à eau de 12 V est une pompe électrique qui utilise un moteur électrique alimenté par une tension de 12 V pour pomper des liquides à travers un tuyau. Elle est souvent utilisée dans les applications de refroidissement, de transfert de liquides et de systèmes de distribution d’eau.
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.
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.
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.
Montage de la carte ESP32 et le capteur HC-SR04
On utilise la capteur HC-SR04 pour détecter s’il existe une bouteille dans la bonne position pour la remplir.
- On connecte la broche VCC du capteur à la broche 3.3V de la carte ESP32
- On connecte la broche GND du capteur à la broche GND de la carte ESP32
- On connecte la broche Trig du capteur à la broche N°5 de la carte ESP32
- On connecte la broche Echo du capteur à la broche N°18 de la carte ESP32
Montage de la carte ESP32 avec le moteur pas à pas
Le rôle du moteur pas à pas est de tourner le disque contenant les bouteilles
- On connecte le module UNL2003 au moteur pas pas
- On connecte la broche IN1 du module UNL2003 à broche N°32 de la carte ESP32
- On connecte la broche IN2 du module UNL2003 à broche N°33 de la carte ESP32
- On connecte la broche IN3 du module UNL2003 à broche N°25 de la carte ESP32
- On connecte la broche IN4 du module UNL2003 à broche N°26 de la carte ESP32
Montage de la carte ESP32 avec la pompe à eau
Le relais est le composant intermédiaire entre la carte ESP32 et la pompe à eau. Elle permet à la carte ESP32 de commander la pompe à eau
Le rôle du relais est de faire démarrer ou arrêter la pompe responsable du remplissage des bouteilles.
- On connecte la borne (-) du relais à la broche GND de la carte ESP32
- On connecte la borne (+) du relais à la broche 3.3V de la carte ESP32
- On connecte la borne (S) du relais à la broche N°19 de la carte ESP32
Programme micropython
Voici le programme micropython qui permet de commander le système de remplissage automatique des bouteilles par la carte ESP32.
Il faut utiliser ces deux bibliothèques: Stepper.py et hcsr04.py
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import Stepper from machine import Pin, ADC import time from hcsr04 import HCSR04 # for the ESP8266 # In1 = Pin(2,Pin.OUT) # IN1-> GPIO2 # In2 = Pin(0,Pin.OUT) # IN1-> GPIO0 # In3 = Pin(4,Pin.OUT) # IN1-> GPIO4 # In4 = Pin(5,Pin.OUT) # IN1-> GPIO5 # for ESP32 In1 = Pin(32,Pin.OUT) In2 = Pin(33,Pin.OUT) In3 = Pin(25,Pin.OUT) In4 = Pin(26,Pin.OUT) pompe=Pin(19,Pin.OUT) sensor = HCSR04(trigger_pin=5,echo_pin=18,echo_timeout_us=1000000) nbr_bouteilles=1 s1 = Stepper.create(In1,In2,In3,In4, delay=1) time.sleep(5) while (nbr_bouteilles<=3): distance = sensor.distance_cm() print(distance) if (distance<1000): # Si le capteur détecte la bouteille se trouvant dans la bonne position nbr_bouteilles=nbr_bouteilles+1 s1.step(0) # arreter le moteur pas à pas pompe.value(1) # demarrer la pompe à eau time.sleep(10) # remplir la bouteille pendant 10s pompe.value(0) # arreter la pompe à eau s1.step(200) # faire tourner le disque contenant les bouteilles else: s1.step(50) # faire tourner le disque contenant les bouteilles s1.step(150) |
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