Mesurer le niveau d’eau en utilisant Arduino UNO

Arduino UNO 13-11-24

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Plan de tutoriel

1- Objectif de mesure d'eau

2- Comment la carte Arduino mesure le niveau d'eau ?

3- Matériel nécessaire

4- Montage du système

5- Programmation de la carte Arduino

Objectif de mesure d'eau

Un objectif de mesure d'eau consiste à surveiller et contrôler la quantité d'eau utilisée, consommée ou disponible dans un contexte spécifique (comme l'agriculture, l'industrie, ou les ménages) dans le but de mieux gérer cette ressource. Voici quelques objectifs principaux pour mesurer l'eau :

Suivi de la consommation : Connaître la quantité d'eau consommée pour mieux gérer les ressources et réduire les gaspillages.

Gestion de l'irrigation : En agriculture, mesurer l'eau permet d'ajuster l'irrigation en fonction des besoins réels des cultures, ce qui peut améliorer les rendements tout en économisant l'eau.

Prévention des pénuries : Surveiller les réserves d'eau, comme celles des barrages ou des nappes phréatiques, pour anticiper les périodes de sécheresse et mieux les gérer.

Surveillance de la qualité : Dans certaines applications, il est aussi utile de mesurer des paramètres de qualité (comme la présence de contaminants) pour s'assurer que l'eau est potable ou adaptée à son usage prévu.

Optimisation des coûts : En contrôlant l'utilisation de l'eau, il est possible de réduire les coûts associés à l'approvisionnement et au traitement de l'eau.

Ces objectifs de mesure sont souvent réalisés grâce à des compteurs, des capteurs, ou des systèmes connectés, qui transmettent les données en temps réel pour permettre une gestion réactive et efficiente.

Comment la carte Arduino mesure le niveau d'eau ?

Pour mesurer le niveau d'eau avec une carte Arduino, des fils de connexion, une bouteille et un afficheur LCD, vous pouvez créer un système simple basé sur la conductivité de l’eau.

En utilisant deux ou plusieurs fils plongés dans l'eau à différents niveaux, on peut détecter si l'eau atteint un certain niveau par la conductivité de l'eau. L’Arduino peut lire les changements de voltage à travers ces fils et en déduire le niveau d'eau.

Quand l'eau atteint un certain niveau dans la bouteille, elle complète le circuit entre deux fils placés à cette hauteur. Cela permet à l'Arduino de détecter le niveau et de l'afficher en temps réel sur l’écran LCD.

Matériel nécessaire

Carte Arduino UNO

Arduino Uno

La carte Arduino est le microcontrôleur qui gère l'ensemble du système. Elle recueille les informations des capteurs de niveau d'eau, traite les données et les affiche sur l’écran LCD.

Fils de connexion

Fils de connexion

Les fils de connexion servent de capteurs faits maison. En les plaçant à différentes hauteurs dans la bouteille, ils peuvent détecter la présence d'eau grâce à la conductivité de celle-ci.

Bouteille

Une bouteille ou un autre récipient transparent qui contiendra l'eau et servira de "réservoir" pour le projet. Idéalement, la bouteille doit être en plastique ou en verre et permettre de voir facilement les niveaux d’eau.

Écran LCD

Pinouts of 1602 LCD display with I2C

On va utiliser écran LCD 16x2 pour afficher le niveau d’eau

Résistances

quatre résistances

Des résistances sont nécessaires pour stabiliser les lectures des capteurs de niveau d'eau et éviter les faux contacts.

Plaque de prototypage (breadboard)

plaque d'essai

Une plaque de prototypage permet d’organiser les connexions et de tester le montage sans avoir besoin de soudures.

Batterie 9V:

Elle est une source d’alimentation pour l'afficheur LCD I2C 16x2.

Montage du système

Connexion des capteurs à l’Arduino :

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

Connexion de l’afficheur LCD :

Pour l’afficheur I2C LCD 1602 on connecte:

la broche SDA à la broche A4 de l’Arduino

la broche SCL à la broche A5 de l’Arduino

la broche GND à la broche GND de l’Arduino

la broche VCC à la broche 5V de l’Arduino

Programmation de la carte Arduino

Voici un exemple de code pour lire les niveaux et afficher les résultats sur l’écran LCD :

Il faut télécharger ces deux bibliothèques : LiquidCrystal_I2C et LcdBarGraph-2.0.1.zip

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <LcdBarGraphRobojax.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);  // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
LcdBarGraphRobojax lbg(&lcd, 16, 0, 0);
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=30;

int send_0;
int send_1;
int send_2;
int send_3;
int send_4;

void setup()
{
  lcd.init();                      // initialize the lcd 
  // Print a message to the LCD.
  lcd.backlight();

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

  Serial.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 
  lbg.clearLine(1);// clear line 1 to display fresh voltage value
  lbg.drawValue( 0, 1024); // Afficher niveau 0 sur l'afficheur LCD
  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
  lbg.clearLine(1);// clear line 1
  lbg.drawValue( 256, 1024);// Afficher niveau 1 sur l'afficheur LCD
  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
  lbg.clearLine(1);// clear line 1
  lbg.drawValue( 512, 1024);// Afficher niveau 2 sur l'afficheur LCD
  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
  lbg.clearLine(1);// clear line 1
  lbg.drawValue( 768, 1024);// Afficher niveau 3 sur l'afficheur LCD
  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 
  lbg.clearLine(1);// clear line 1
  lbg.drawValue( 1024, 1024);// Afficher niveau 4 sur l'afficheur LCD
  send_0=0;send_1=0;send_2=0;send_3=0;send_4=1;
}
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("Niveau d'eau");
delay(100);
}

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <LcdBarGraphRobojax.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display

LcdBarGraphRobojax lbg(&lcd, 16, 0, 0);

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=30;

int send_0;

int send_1;

int send_2;

int send_3;

int send_4;

void setup()

{

lcd.init(); // initialize the lcd

// Print a message to the LCD.

lcd.backlight();

send_0=0;

send_1=0;

send_2=0;

send_3=0;

send_4=0;

Serial.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

lbg.clearLine(1);// clear line 1 to display fresh voltage value

lbg.drawValue( 0, 1024); // Afficher niveau 0 sur l'afficheur LCD

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

lbg.clearLine(1);// clear line 1

lbg.drawValue( 256, 1024);// Afficher niveau 1 sur l'afficheur LCD

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

lbg.clearLine(1);// clear line 1

lbg.drawValue( 512, 1024);// Afficher niveau 2 sur l'afficheur LCD

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

lbg.clearLine(1);// clear line 1

lbg.drawValue( 768, 1024);// Afficher niveau 3 sur l'afficheur LCD

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

lbg.clearLine(1);// clear line 1

lbg.drawValue( 1024, 1024);// Afficher niveau 4 sur l'afficheur LCD

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

}

lcd.setCursor(2,1);

lcd.print("Niveau d'eau");

delay(100);

}

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