AQUARIUM AUTOMATISÉ

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INNOVATION TECHNOLOGIQUE

Démarche de projet P5 IT

AQUARIUM AUTOMATISÉ

1. Présentation

La société AGUALIGHT souhaite commercialiser un dispositif simple d’utilisation afin de rendre autonome la gestion d'un aquarium. Ainsi l’utilisateur sera assuré de la bonne santé de ses poissons même en son absence.

Afin de répondre aux exigences, il faut gérer principalement 4 fonctions : Chauffer l'eau, nourrir les poissons, éclairer l'aquarium et filtrer l'eau.

2. Cahier des charges

Le Pseudotropheus est un poisson tropical mesurant entre 6 et 8 cm. C’est un poisson originaire de le Tanzanie qui vie dans des eaux chaudes (température comprise entre 20 et 25 °C). Il a besoin de beaucoup de lumière pour survivre en Europe et une alimentation toutes les 4 heures. Pour une bonne qualité de l’eau, une filtration doit être assurer 20 heures par jour suivant un certain niveau d’eau.

2.1. Diagramme de cas d'utilisation

Aquarium automa+sé

U+lisateur

Éclairage ar+ﬁciel Luminosité

"include"

Aquarium

Poissons

Distributeur de nourriture Nourriture

Eau Résistance chauﬀante

"include"

Pompe

"include"

Chauﬀer l'eau

de l'aquarium Nourrir

les poissons

Éclairer l'aquarium Filtrer l'eau de

l'aquarium

Accueillir des poissons

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2.2. Diagramme d'exigence

2.3. Diagramme de bloc interne

req [Exigence] Aquarium automa3sé [Aquarium automa3sé]

Automa*ser un aquarium Id = "1"

Text = "Automa3sa3on d'un aquarium pour accueillir des poissons"

« requirement »

« deriveReqt »

Réaliser l'alimenta*on des poissons Id = "1.2"

Text = "Distribuer 5 g de nourriture toutes les 4 heures"

« requirement »

Supporter les diﬀérents équipements Id = "1.6"

Text = "Réalisa3on de supports en PMMA, épaisseur 3 ou 5 mm.

Les composants électroniques doivent être montés sur une carte d'essai bakélite (200 x 100 x 1,5 mm)"

« requirement »

Traiter les informa*ons Id = "1.6"

Text = "Traitement des informa3ons par un module logique programmable Zelio Logic"

« requirement »

« deriveReqt »

Chauﬀer l'eau

« requirement »

Id = "1.4.2"

Text = "Résistance chauﬀante Ur = 12 VDC"

Mesurer la température de l'eau

« requirement »

Id = "1.4.1"

Text = "Mesure de la température de l'eau à l'aide d'une sonde de température"

Filtrer l'eau

« requirement »

Id = "1.5.2"

Text = "Pompe Up = 12 VDC"

Capter le niveau de l'eau

« requirement »

Id = "1.5.1"

Text = "Détec3on du niveau de l'eau à l'aide d'un ﬂo]eur niveau bas"

Éclairer l'aquarium

« requirement »

Id = "1.3.2"

Text = "Bandeau de Leds

Ul = 12 VDC"

Mesurer la luminosité extérieure

« requirement »

Id = "1.3.1"

Text = "Mesure de la luminosité extérieure à l'aide d'une photorésistance"

Distribuer la nourriture

« requirement »

Id = "1.2.1"

Text = "Distributeur de nourriture Ud = 12 VDC"

Alimenter l'aquarium en énergie électrique Id = "1.1"

Text = "Adaptateur 240 VAC / 24 VDC pour le module logique programmable Zelio Logic + alimenta3on de laboratoire 12 VDC pour les ac3onneurs électriques"

« requirement »

Réaliser l'éclairage de l'aquarium Id = "1.3"

Text = "Éclairer l'aquarium pour maintenir une luminosité > 20 lux"

« requirement »

Réaliser le chauﬀage de l'eau Id = "1.4"

Text = "Chauﬀer l'aquarium pour que la température de l'eau soit comprise entre 20 °C et 25 °C"

« requirement »

Réaliser la ﬁltra*on de l'eau Id = "1.5"

Text = "Assurer la ﬁltra3on de l'eau 20 heures par jour"

« requirement »

« deriveReqt »

ibd [Block] Aquarium automa1sé [Aquarium automa1sé]

: Carte de commande Commande

éclairage

: Capteur température Température aquarium Luminosité

aquarium

: Capteur de luminosité Informa1on

luminosité

Informa1on Température

Éclairage ar1ﬁciel

Luminosité aquarium

: Éclairage Leds Énergie

électrique Énergie lumineuse

Informa1on luminosité

: Relais éclairage

Énergie électrique

Température

aquarium Informa1on

Température

Ordres de commande

Commande ﬁltra1on

: Capteur de niveau d'eau Niveau

d'eau Informa1on niveau d'eau Niveau

d'eau

Informa1on niveau d'eau : Adaptateur

240 VAC / 24 VDC Énergie

électrique Alimenta1on

carte

Chauﬀage : Résistance chauﬀante

Énergie

électrique Énergie thermique : Relais chauﬀage

Énergie électrique Ordres de

commande

Filtra1on de l'eau : Pompe

Énergie hydraulique : Relais ﬁltraEon

commande

Eau Commande

chauﬀage

Eau de l'aquarium Énergie

électrique Réseau

électrique

Nourriture : Distributeur nourriture

Énergie

électrique Énergie mécanique : Relais nourriture

commande Commande

nourriture

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3. Contraintes de réalisation

- Alimentation électrique : Alimentation de laboratoire.

- Carte de commande : Module logique programmable Zelio Logic + logiciel Zelio Soft.

- Matériaux pour les différents supports : En PMMA, épaisseur 3 ou 5 mm.

- Pièces planes obtenues par découpe laser.

- Réalisation des pièces avec le logiciel SolidWorks.

4. Remarques

- Seul le couvercle de l’aquarium (en PMMA d’épaisseur 3 ou 5 mm), peut-être modifiée.

- La caisse mise à votre disposition ne doit pas être modifiée et doit pouvoir retrouver son état d'origine en fin de projet.

- La facilité de montage et de démontage doit être prise en compte lors de sa réalisation.

- Les pièces et supports nécessaires seront découpés par un professeur entre deux séances, les fichiers au format Dxf doivent donc être remis impérativement au professeur en fin de séance.

- Enregistrer régulièrement votre travail dans votre espace personnel lors de l'utilisation des logiciels.

- Penser à prendre des notes régulièrement pour préparer votre restitution orale.

5. Consignes de sécurité

TOUS LES MONTAGES DOIVENT ÊTRE RÉALISÉS HORS TENSION ET VÉRIFIÉS PAR LE PROFESSEUR AVANT LA MISE SOUS TENSION

VOUS N'ÊTES PAS AUTORISÉ À UTILISER LA DÉCOUPE LASER UTILISER LES ÉQUIPEMENTS DE PROTECTION INDIVIDUELS CHAQUE FOIS

QUE CELA EST NÉCESSAIRE

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6. Répartition des tâches

Élève n°1 :

- Réalisation de l'éclairage de l’aquarium et des supports associés avec croquis et mise en plan des pièces avant découpe.

- Réalisation du circuit d'alimentation de l'éclairage de l’aquarium avec schéma électrique.

- Réalisation d'un programme de test de l'éclairage en fonction de la luminosité (mesure prise à l’aide d’un luxmètre).

- Intégration de l'éclairage (capteur + bandeau de Leds) sur le couvercle de l’aquarium avec réalisation et/ou modification du programme principal.

Élève n°2 :

- Réalisation du chauffage de l’aquarium et des supports associés avec croquis et mise en plan des pièces avant découpe.

- Réalisation du circuit d'alimentation du chauffage de l’aquarium avec schéma électrique.

- Réalisation d'un programme de test du chauffage de l'aquarium en fonction de la température de l’eau.

- Intégration du chauffage de l'aquarium (capteur + résistance de chauffe) sur son couvercle avec réalisation et/ou modification du programme principal.

Élève n°3 :

- Réalisation de l'ensemble de filtration de l’eau de l'aquarium et des supports associés avec croquis et mise en plan des pièces avant découpe.

- Réalisation du circuit d'alimentation de la pompe de filtration de l'eau avec schéma électrique.

- Réalisation d'un programme de test de la pompe de filtration de l'eau en fonction de l’heure et du niveau d'eau.

- Intégration de l'ensemble de filtration de l’eau de l'aquarium sur son couvercle avec réalisation et/ou modification du programme principal.

Élève n°4 :

- Réalisation de la distribution de nourriture dans l’aquarium et des supports associés avec croquis et mise en plan des pièces avant découpe.

- Réalisation du circuit pour la distribution de nourriture dans l’aquarium avec schéma électrique.

- Réalisation d'un programme de test de la distribution de nourriture en fonction de l’heure.

- Intégration le distributeur sur le couvercle de l’aquarium avec réalisation et/ou modification du programme principal.

Mise en commun :

- Intégration des capteurs et des actionneurs sur le couvercle de l’aquarium

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7. Présentation orale

Réalisation d'un support informatique de présentation orale du projet.

Contenu :

Présentation succincte du projet et des tâches réalisées par chaque élève.

Solutions retenues (croquis, plans, calculs, schémas, programmes, …) Difficultés rencontrées.

Modifications éventuellement apportées.

Bilan du projet.

8. Matériel

8.1. Fournitures

Matériel Illustration Fonction

Automate Zelio

Exécuter le programme afin réaliser les interactions entre les différents équipements

Alimentation ou Pile électrique

Alimenter en énergie électrique, 5, 9, 12 ou 24 VDC

Plaque de montage rapide

Réaliser montages électrique/électronique simples

Relais 24 VDC, 2 contacts Commuter l’énergie

électrique

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Capteur Niveau d’eau Mesurer le niveau d’eau de l’aquarium

Pompe Pomper et faire circuler

l’eau

Capteur de température Mesurer la température en

K ou en °C

Résistance de chauffe Faire augmenter la

température

Capteur de luminosité /

Photorésistance Mesurer la luminosité

Bandeau de Leds Eclairer l’aquarium

Distributeur nourriture Alimenter les poissons

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Durite diam. 6 mm Interconnecter l’hydraulique

Caisse transparente 2 ou

3 litres Faire office d’aquarium

8.2. Production

- Imprimante 3D.

- Découpe laser.

- Outillage d’ajustement et d’assemblage.

8.3. Ressources et Logiciels

- Vos cours et TD

- Internet

- Automate Zélio - Fritzing

- SolidWorks - Qelectrotech

9. Bonus

Recherche d'une solution pour la mise en commun du matériel pour faire fonctionner deux aquariums ensemble …