Projet SI - Régulation du taux d'humidité

Bonjour à tous,

J’ai besoin d’aide pour mon projet SI de terminale.

Je dois m’occuper de la régulation du taux d’humidité de quatres cuves de 1.2L chacunes entre 50% et 60%

Je suis débutant en arduino c’est donc pour cela que je viens demander de l’aide ici.
Pour mon système je compte donc utiliser un arduino avec un capteur DHT 22 pour mesurer la température et l’humidité. Je n’ai pas eu de mal à trouver un code simple pour afficher les résultats dans la barre de commande arduino.
D’après mes recherches, pour maintenir le taux d’humidité qu’il me faut il me faut un système de ventilation ainsi qu’un système de chauffage.
J’ai donc pensé à utiliser une résistance chauffante et un ventirad PC pour effectuer ces tâches.

Cependant, pour choisir entre quel modèle je ralentit un peu.
Pour une résistance chauffante : il faut la capacité thermique massique pour calculer la puissance nécessaire à celle-ci pour chauffer ma cuve, de pas plus de 2°C pendant 2 min.
Le matériau de la cuve n’étant pas fixé je ne peux encore déterminé cette puissance, quel serait selon vous le meilleur matériau pour notre système, sachant que ces cuves doivent contenir des féculents.

Ensuite pour le système de ventilation,je pense pouvoir être capable de faire le câblage avec mes recherches et une partie du code. Cependant , aucune idée de comment dois-je choisir le modèle de mon ventirad ?
(source: Faire un tachymètre avec une carte Arduino / Genuino pour lire la vitesse de rotation d'un ventilateur de PC | Carnet du maker - L'esprit Do It Yourself)

Pour résumer, je dois trouver le meilleur matériau pour ma cuve pour ensuite déterminer la puissance et le modèle qu’il me faut pour ma resistance chauffante. Pour lé câblage : faut-il que j’utilise un relais ?
Je vous demanderais de l’aide au fur et à mesure du projet certainement pour le câblage ou le code :confused:.

Dernière question: Peut-on envisager que l’arduino ne fournisse pas assez de puissance pour le ventirad ET la résistance chauffante?

PS : Je dois utiliser une application pour envoyer les informations à l’utilisateur, appinventor est-il une bonne initiative ?

Bonsoir,

Je ne comprends pas tout...

Le volume de chaque cuve est de combien (1,2l) ? Qui a-t-il à l'intérieur ?

Le taux d'humidité est mesuré dans la cuve ? Dans l'air ambiant ?

La ventilation ne peut modifier le taux d'humidité que s'il y a extraction. (En gros, si tu as un volume fermé, l'agitation moléculaire de la masse d'air humide ne va rien changer.)

La résistance, quel est son rôle ? Assécher l'air ?Où est-t-elle ? Dans la cuve, dans l'air ambiant ?
Bref, je ne comprends pas grand chose...

Pour la suite, tu peux réguler avec ton ventilo en tout ou rien ou mieux en PWM (vitesse variable du ventilo). Pourquoi prendre un ventirad ? Pas un simple ventilo ?

Vraiment mes questions sans doute bêtes montrent que je n'ai vraiment rien compris...

Pour la puissance, c'est non, les intensités admissibles sont de 20 mA par broche pour un uno, le double je crois pour un mega, je crois. Donc, il faudra un étage de puissance si tu ne veux pas griller tes entrées/sorties.

Concernant Appinventor, d'après ce que j'ai lu c'est très intuitif et graphique, comme scratch. Je ne suis pas sûr que ça apprenne à manipuler les lignes de programme (souvent nécessaire). Mais ce n'est sans doute pas le but.

Pourquoi pas simplement utiliser la toile avec des hébergeurs comme thingspeak ? C'est assez simple, consultable depuis sa tablette ou son smartphone. Bref, là aussi il faut t'informer de manière plus approfondie.

En tout cas commence par consulter les tutos sur les MCU arduino pour en mesurer toutes les potentialités.

Cordialement

les intensités admissibles sont de 20 mA par broche pour un uno, le double je crois pour un mega, je crois.

Non c'est toujours la même confusion entre les valeurs en service permanent et la valeur max au delà de la quelle il y a risque de destruction.
40 mA est la valeur à ne pas dépasser sous peine de destruction,
Mais le micro n'est pas garanti fonctionnel au delà de 20 mA dans une sortie (et c'est même plus complexe : pas plus de 200 mA dans le Vcc et dans le Gnd)

@iTweeXy
Considères que les sorties du micro sont faites pour des signaux de commande et pas pour de la puissance.
Si vraiment le ventilo ne consomme pas de courant on peut voir mais pour la résistance chauffante il faudra passer par un organe intermédiaire (transistor ou relai)

Je suis débutant en arduino c'est donc pour cela que je viens demander de l'aide ici.

Tu as quand même eu au minimum "des initiations" en première et au 1er trimestre de cette année donc tu es un "débutant éclairé".

Le matériau de la cuve n'étant pas fixé je ne peux encore déterminé cette puissance, quel serait selon vous le meilleur matériau pour notre système, sachant que ces cuves doivent contenir des féculents.

Là je n'ai strictement aucune idée. Ne te chercherais tu pas des complications en voulant trop bien faire, attention le mieux est l'ennemi du bien.

Nous savons qu'avec ton sujet tu as reçu des documents normalisés avec des consignes et des points d'étapes, relis bien ce document.
Il doit contenir des réponses à ta question.

Vu ce que tu écrit il y a un travail préparatoire de calculs qui doivent s'appuyer sur les cours de Physique (thermique et calorimétrie) que tu as eu, pour moi c'était en première mais c'était il y a plus de 50 ans.
Il ne faut pas perdre de temps sur cette phase.

D'après mes recherches, pour maintenir le taux d'humidité qu'il me faut il me faut un système de ventilation ainsi qu'un système de chauffage.

Précises :

  • la ventilation c'est pour chasser l'air trop humide ?
  • le chauffage c'est pour chauffer de l'eau pour faire de la vapeur ?

Pour mon système je compte donc utiliser un arduino avec un capteur DHT 22 pour mesurer la température et l'humidité.

Par cuve ou pour les 4 cuves ?

Écrit un cahier des charges à partir du document reçu et des entretiens que tu as pu avoir avec ton professeur. Cela permettra que tu ne te disperse pas le sujet faisant appel à des domaines différents.

Pour ton premier commentaire sur les limites en intensité sur les broches, entièrement d’accord, il n’y a pas confusion mais erreur dans ma rédaction. C’est un sujet souvent abordé dans ce forum.

Cordizlement

Notre ami a deux sortes de problème à gérer :

1- un système physique à concevoir/calculer. Quelle puissance de chauffage à prévoir ? quel débit d'air ? quand chauffer ? quand arrêter ? quand ventiler ? quand arrêter ? Quel matériaux utiliser ?
Aucun rapport avec l'Arduino.

2-la réalisation de ce système (carte Arduino, capteurs, actionneurs, logiciel...)

Il est fondamental de maitriser l'étape 1 avant d'attaquer l'étape 2 !

Par ailleurs ça me parait bizarre ces cuves de 1,2 litre. Remplies de féculents, il reste vraiment très peu d'air, il faut des puissances de chauffe ou des débits d'air très faibles ?

Autre problème :

  • quand je chauffe l'humidité (relative) baisse (l'humidité absolue ne change pas)
  • quand je ventile, l'humidité baisse (à supposer que l'air injecté est moins humide que dans la cuve ?)
    comment faire si l'humidité est trop basse ?
    D'ailleurs ce n'est pas dit dans ton énoncé : cherche-t-on à seulement déhumidifier/ seulement réhydrater/ les deux ?

Pour gérer l'humidité, c'est le principe du sèche linges =>
cherche comme cela fonctionne et tu peux t'en inspirer.

Bonjour,

Les réponses de chacun d'entre nous sont en fait majoritairement des questions...

Donc, avant de nous poser tes propres questions, dégrossis ton problème, sépare ce qui est électronique (seconde étape) de ce qui est simplement technologique. Dès lors que tu auras fait tes choix (type de cuve, type de ventilo, de source chaude, agencement, etc.) tu pourras aborder le problème du pilotage de tout ça.

Bonjour,

Merci beaucoup pour toutes vos réponses je vais essayer d'éclaircir un peu.

Tout d'abord, notre projet est de créer un système permettant de distribuer une quantité de féculents exacte à des diabétiques.

Pour cela, nous auront donc besoin de distribuer ces féculents qui seront prédisposés dans 4 cuves cylindriques de 1.2L chacune soit un cylindre de 5L au total ( avec les séparation entre chaque cuve)
J'ai à disposition un schéma de celui-ci mais je ne vois pas où le déposer sur téléphone.

Bref, de base je ne voyais aucun intérêt de mesurer le taux d'humidité dans cette cuve puisque je trouve cela étonnant qu'il ne respecte pas le taux d'humidité normal ( entre 40 et 60% environ)

Mon professeur m'a indiqué qu'il était obligatoire de vérifier que ce taux ne s'éloigne pas de cette valeur pour pas avoir de problème de moisisure ou autre avec les aliments, d'où l'utilisation d'un capteur DHT22 dans les cuves.
Il faut donc être capable de réguler ce taux pour qu'il reste dans les normes.

D'après vos réponses, seulement un système de ventilation serait utile pour réguler ce taux puisqu'elle permettrait de passer ce taux dans la norme.

Lacuzon:
Pour la suite, tu peux réguler avec ton ventilo en tout ou rien ou mieux en PWM (vitesse variable du ventilo). Pourquoi prendre un ventirad ? Pas un simple ventilo ?

Le système doit être autonome ainsi je dois chercher à ce que je puisse relier un système de ventilation pour envoyer de l'air sachant que le volume est très petit un ventirad ne serait-il pas plus simple à manipuler.

Lacuzon:
La ventilation ne peut modifier le taux d'humidité que s'il y a extraction.

Cela veut-il dire qu'il faut que je fasse sortir l'ait présent dans la cuve et injecter de l'air nouveau ?

Enfin, si le système de ventilation seul est nécessaire cela simplifiera bien tout ça, j'ai essayé d'éclaircir au mieux mais je comprends que je n'avais pas posé les bases.

Bonjour,

roro_manche:
Pour gérer l'humidité, c'est le principe du sèche linges =>
cherche comme cela fonctionne et tu peux t'en inspirer.

Après quelques recherches sur le fonctionnement du sèche-linge , voici ce que j'ai compris:

Il aspire l'air de la pièce et la réchauffe par des résistances pour l'envoyer dans la partie où se trouve le linge pour y absorber l'humidité.

Le problème c'est que mon système doit être capable de réguler le taux d'humidité entre 50% et 60%, ainsi cette technique peut marcher si c'est trop humide.

Ainis, je réitère ma question : un système de ventilation avec un ventirad suffira-t-il pour maintenir ce taux? Et est-ce qu'un système d'extraction de l'air est nécessaire?

En espérant de nouvelles réponses

Merci.

Le principe du déshumidificateur est le suivant :

L'air tempéré et chargé en humidité est extrait du volume à réguler, il est dirigé contre une surface froide (point de rosée) et dépose l'eau qui se condense sur cette surface.
Ensuite cet air est redirigé vers le volume initial.

Pour compléter le message précédent de JFS tu peux peut être utiliser un petit module à “effet Peltier” pour assécher l’air.

doit être capable de réguler le taux d'humidité entre 50% et 60%

Je ne suis pas très doué mais si je lis qu'il y a une limite haute et une limite basse à respecter il me vient à m'esprit que si l'humidité dépasse 60 % (avec une marge disons 55%) il faut "sécher", si l'humidité descend sous 40 % (disons 45%) il va falloir en ajouter. --> faire bouillir la théière ?

Tu as reçu de ton lycée un document détaillé qui te prend par la main. Relie le bien, le détail de ce que tu dois faire doit y figurer.
Tu parles de SI donc tu es en S-SI et c'est parfaitement normal que l'on te demande un travail plus complexe que celui des STI-2D, vous n'avez pas eu les mêmes cours.

Ventirad ou machin-truc c'est du secondaire tant que tu ne sais pas ce que tu dois faire même si je comprends qu'il faut passer les commandes rapidement.

As tu répondu a ceci :

Pour résumer, je dois trouver le meilleur matériau pour ma cuve pour ensuite déterminer la puissance et le modèle qu'il me faut pour ma resistance chauffante

C'est AMHA URGENT, nous sommes déjà presque en février.

JFF76:
Pour compléter le message précédent de JFS tu peux peut être utiliser un petit module à “effet Peltier” pour assécher l’air.

Je sens qu’on part sur une usine à gaz assez incompatible avec un sujet pour le bac même S-SI.
Pour dés-humifier ou humidifier les fayots il faut injecter de l’air sec ou humide et agiter en permanence.
Je n’arrive pas à croire à une telle usine à gaz, il y a un truc.

@ iTweeXy
Je pense que tu devrais avoir une discussion de clarification avec ton professeur.

Je suis complètement en phase avec la réponse #4 de biggil

iTweeXy:
Cela veut-il dire qu'il faut que je fasse sortir l'ait présent dans la cuve et injecter de l'air nouveau ?

Mais évidement ! Tu comptais déshumidifier en brassant l'air à l'intérieur des cuves ?

jfs:
L'air tempéré et chargé en humidité est extrait du volume à réguler, il est dirigé contre une surface froide (point de rosée) et dépose l'eau qui se condense sur cette surface.
Ensuite cet air est redirigé vers le volume initial.

Totalement inutile ici, l'air qui sort des cuves, chargé en humidité, est tout simplement remis dans l'atmosphère. Pas besoin d'un circuit fermé.

68tjs:
si l'humidité dépasse 60 % (avec une marge disons 55%) il faut "sécher", si l'humidité descend sous 40 % il va falloir en ajouter.

C'est bien ça, donc il est HYPER important que tu relises ta spécification : doit-on vraiment gérér l'humidité trop basse ?
Si oui, à ce jour tu n'as RIEN prévu pour le faire.

D'accord avec tout ce qui est dit : la solution ne peut être une usine à gaz... donc que faire si l'humidité augmente ? Que faire si elle diminue ?
Si elle augmente, l'envoi d'air ventilé chauffé va faire baisser l'humidité ambiante. Un petit ventilo et un petit élément chauffant devraient faire l'affaire. Un simple flux d'air même lent est suffisant.

MAIS il faut savoir quel est l'environnement des cuves, quelle est l'humidité ambiante, est-elle à peu près constante ? Est-elle supérieure à ce que tu attends pour les cuves ?

Raisonne comme pour la température : si tu vis en Alaska, il y a de fortes chances pour qu'un poêle soit plus utile qu'un climatiseur. Si tu vis sous l'équateur, c'est juste l'inverse. Tout ça va conditionner ton dispositif et en particulier l'usage ou non d'un moyen de chauffage.

Donc première mesure : quelle est l'humidité ambiante (plus exactement de l'endroit où tu placeras tes cuves) et comment varie-t-elle. Si elle est plus faible que celle des cuves, une simple ventilation suffira.

Si elle est égale ou supérieure, un (petit) élément chauffant (tel qu'une petite résistance chauffante ou un Peltier en mode chauffage) sera nécessaire.

Au fait pourquoi ça assèche l'air ? Parce que sous l'action de la chaleur l'air et la vapeur d'eau se dilatent se qui se traduit par un plus petit nombre de molécules d'eau par unité de volume. Comme la nature aime les équilibres, les graines vont éjecter de l'eau pour se mettre en conformité avec la nouvelle humidité ambiante.

Si tu utilisais un peltier en mode refroidissement ça marcherait aussi. Ah oui ? Mais dans ce cas, il faudrait hors des cuves prévoir un petit réservoir contenant le peltier, envoyer de l'air dans ce réservoir via un petit tuyau. Par condensation, la vapeur d'eau se déposerait sur le peltier et gouterait au fond du réservoir. L'air asséché serait alors dirigé vers tes cuves via un autre petit tuyau, quasiment à la température ambiante. Le dispo est un peu plus complexe mais très efficace. C'est le principe des déshumidificateurs. Le mien qui tourne 24h sur 24 récupère quotidiennement un litre d'eau dans un volume d'une soixantaine de mètres-cubes.