Indicateur de niveau

Par Philippe

Projet abouti.

Présentation

L'indicateur de niveau de la réserve d'eau de mon petit camping car est défectueux, de plus il n'est pas visible de l'extérieur lorsqu'on remplit le réservoir, ce qui n'est pas très pratique. Je cherche donc un système qui me permette d'une part de vérifier ce qu'il reste dans la réserve, mais aussi de voir progresser le niveau d'eau, lors du remplissage avec le tuyau d'arrosage.

Composants et schéma

Après pas mal de recherche sur différents systèmes de capteurs, je constate que la plupart plongent dans le liquide, ou flottent à la surface, et nécessiteraient donc de percer le couvercle du réservoir, ce que j'aimerais éviter. Je suis finalement tombé sur ce capteur capacitif qui se colle sur la paroi du réservoir, côté extérieur : https://www.dfrobot.com/product-2463.html Il s'alimente en 2.5 à 5.5V, et renvoie un signal binaire : il y a, ou pas, de l'eau de l'autre côté de la paroi là où il est collé.

L'idée est alors de coller plusieurs de ces capteurs capacitifs sur la hauteur du réservoir, et de les utiliser pour allumer une série de LEDs. Je mettrai 5 capteurs, et à chaque capteur sa LED.

J'aimerais aussi qu'un buzzer m'alerte lorsque le réservoir est plein. Je le piloterai en même temps que la dernière LED.

Au départ j'avais en tête de connecter chaque capteur sur une entrée d'un petit Arduino, et d'allumer les LEDs grâce à un petit programme... mais finalement pour allumer des LEDs sur la base d'un signal binaire, pas besoin de microcontrôleur !

Et comme je n'ai pas d'alimentation disponible là où je vais placer le boîtier, le tout sera alimenté par un accu 18650, rechargeable par USB. (un boîtier chinois intégrant un module de charge, et dans lequel le placerai un 18650 de récupération)

J'aboutis au schéma suivant :

je fais une petite simulation Falstad pour mettre de la couleur dans cette page de compte-rendu :

Et puisque je l'ai fait, voici le code de cette applet de simulation :

$ 1 0.000005 10.20027730826997 50 5 50 5e-11
162 352 304 352 352 2 default-led 1 0 0 0.01
g 352 528 352 560 0 0
R 432 224 432 160 0 0 40 5 0 0 0.5
w 352 240 352 304 0
w 352 512 352 528 0
w 432 224 352 224 0
w 352 224 352 240 0
t 208 352 208 320 2 -1 4.9948417122574895 -0.005158287717992316 100 default
w 224 224 352 224 0
r 352 384 352 448 0 220
r 208 384 352 384 0 1000
w 224 224 224 320 0
g 128 464 128 496 0 0
w 176 464 128 464 0
w 208 352 208 384 0
181 128 320 144 320 0 300.0000000023203 300 120 0.4 0.4
w 128 464 128 320 0
w 144 320 176 320 0
w 352 384 352 352 0
162 576 320 576 368 2 default-led 1 0 0 0.01
r 656 240 656 288 0 220
s 576 400 576 448 0 1 false
w 576 448 576 480 0
w 576 384 576 368 0
w 576 288 576 320 0
w 496 224 576 224 0
w 576 224 576 240 0
w 656 224 656 240 0
w 656 288 656 320 0
w 656 384 656 368 0
w 656 448 656 480 0
s 656 400 656 448 0 0 false
r 576 240 576 288 0 220
162 656 320 656 368 2 default-led 1 0 0 0.01
w 576 224 656 224 0
w 656 480 576 480 0
w 576 400 576 384 0
s 352 464 352 512 0 1 false
w 352 464 352 448 0
w 432 224 496 224 0
w 656 384 656 400 0
r 176 384 176 432 0 22000
w 176 320 192 320 0
w 176 320 176 384 0
w 816 384 816 400 0
w 736 400 736 384 0
w 816 480 736 480 0
w 736 224 816 224 0
162 816 320 816 368 2 default-led 1 0 0 0.01
r 736 240 736 288 0 220
s 816 400 816 448 0 0 false
w 816 448 816 480 0
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w 816 288 816 320 0
w 816 224 816 240 0
w 736 224 736 240 0
w 656 224 736 224 0
w 736 288 736 320 0
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g 736 512 736 528 0 0
s 736 400 736 448 0 0 false
r 816 240 816 288 0 220
162 736 320 736 368 2 default-led 1 0 0 0.01
w 656 480 736 480 0
x 822 418 864 421 4 12 niveau1
x 746 419 788 422 4 12 niveau2
x 664 419 706 422 4 12 niveau3
x 586 418 628 421 4 12 niveau4
x 362 480 422 483 4 12 niveauHaut
w 176 464 176 432 0
w 736 480 736 512 0

Implémentation physique

Reste à mettre tout cela en œuvre.

J'utilise une plaque à bandes cuivrées, et le tout est monté dans un boîtier dessiné sur mesure, qui sera relié aux capteurs par une nappe arc-en-ciel. Les détails de l'implémentation sont disponibles sur Onshape.

En voici quelques vues :

Les principaux composants en place (la bande orange est un réseau de résistances de 220 Ohms) :

Idem avec le câblage :

On dessine un boîtier autour de tout cela :

Et on ferme avec un couvercle :

Afin de faciliter la déconnexion pour recharger l'accu, j'ajoute un connecteur de type DB15 que j'avais dans un tiroir, et qui a justement le bon nombre de broches... Chaque prise mâle et femelle est intégrée dans un boîtier qui acceptera et maintiendra correctement la nappe plate, fermé par 2 vis M3 et inserts laiton :

Voici les capteurs en place. Les 4 premiers sont collés sur la face latérale du réservoir, le dernier est sur le dessus et se déclenche lorsque l'eau "touche" le capot supérieur.

Et finalement le boîtier connecté, réservoir vide et réservoir plein (je vous passe le bruit du buzzer lorsque la dernière LED (verte) s'allume) :