Distributeur Automatique d'eau

Dispositif d'optimisation et d'hygiène permettant la distribution d'eau automatique et sans contact. Combinant une détection de récipient par capteur ultrasonique, un contrôle temporisé avec affichage dynamique sur écran LCD et une sécurité hydraulique anti-débordement, le système assure un remplissage précis des verres tout en éliminant les risques de contamination croisée et de gaspillage.

1. CONTEXTE ET PROBLÉMATIQUE

1.1 Contexte

Dans les espaces publics, les établissements scolaires, les entreprises et les centres de santé, les fontaines à eau traditionnelles à bouton manuel ou à levier mécanique représentent des zones à fort risque de contamination croisée par contact physique. De plus, la distribution manuelle expose souvent aux débordements d'eau liés à l'inattention de l'utilisateur ou à des dosages imprécis, entraînant du gaspillage et de l'insalubrité au sol.

     1.2 Problème résolu 

   Le système résout simultanément les problèmes d'hygiène sanitaire et de gaspillage hydraulique.

Le dispositif élimine le besoin d'interaction physique directe grâce à un processus entièrement automatisé par machine à états :

• Initialisation sécurisée : Démarrage avec affichage d'un écran d'accueil pendant 1,5 seconde (DISTRIBUTEUR / Automatique) et forçage de l'arrêt de la pompe pour des raisons de sécurité.
• Détection automatique : Le capteur ultrasonique détecte l'introduction d'un récipient sous la buse (distance inférieure ou égale à 10 cm) et déclenche instantanément le relais de la pompe à eau 12V.
• Affichage dynamique sans clignotement : Durant les 5 secondes de service, le temps restant est calculé et rafraîchi uniquement lorsque la seconde change sur l'écran LCD I2C 16x2.
• Sécurité d'interruption instantanée : Si le verre est retiré avant la fin des 5 secondes (distance supérieur à 10 cm) la pompe est coupée immédiatement, l'écran indique INTERRUPTION ! / Verre retire pendant 1,5 seconde et le système retourne en attente.
• Réinitialisation automatique : Une fois le remplissage achevé (REMPLISSAGE / TERMINÉ !),le système invite l'utilisateur à retirer son verre avant de se remettre en veille pour l'usager suivant.

2. SOLUTION PROPOSÉE ET ARCHITECTURE 

Pour garantir une distribution fluide et hygiénique, ce projet met en œuvre une solution embarquée autonome articulée autour de la carte ESP8266 NodeMCU, d'un capteur ultrason HC-SR04, d'un écran LCD 16x2 I2C et d'un module relais 5V commandant la pompe 12V.             

Le fonctionnement repose sur une machine à états finis (FSM) réactive cadencée par un délai de boucle de 60 ms pour garantir la stabilité des mesures ultrasoniques :

• En phase de veille : Le système affiche les instructions sur l'écran et mesure la distance en continu.
  
• En phase de remplissage : Le relais est activé (logique LOW), le compte à rebours s'affiche (de 5 à 1 sec), et la pompe s'arrête au bout de 5000 ms (ou instantanément si le verre est retiré).
  
• En fin de service : L'écran invite l'utilisateur à retirer son verre avant de réinitialiser le cycle dès la libération de la zone.

3. LOGIQUE DU PROGRAMME (MACHINE À ÉTATS FINIS)

Le programme embarqué s'articule autour d'une machine à trois états dynamiques :

État 1 : ATTENTE_VERRE

Le relais est désactivé (RELAIS INACTIF = HIGH).

• Affichage LCD :
• Plaintext
• Placez un verre
• En attente...  

Logique : Le microcontrôleur calcule la distance via la fonction lireDistanceCM() (avec un timeout de 25 ms sur la broche Echo). Si la distance est valide (distance inférieur ou égale ), le relais s'enclenche (RELAIS_ACTIF = LOW), le chronomètre interne (millis()) est initialisé et le système bascule dans l'état REMPLISSAGE.

État 2 : REMPLISSAGE

Le relais reste enclenché pour alimenter la pompe 12V pendant 5000 ms.

Sécurité Retrait Immédiat : Si la distance devient supérieur à 10 cm, la pompe s'arrête instantanément, l'écran affiche pendant 1500 ms :

• Plaintext
• INTERRUPTION !   
• Verre retire  

Puis le système repasse à l'état ATTENTE_VERRE.

Gestion LCD Anti-Scintillement : Pendant les 5 secondes, la seconde restante est calculée par (5000 - tempsEcoule + 999) / 1000. L'écran se met à jour uniquement quand la seconde change :

• Plaintext
• Remplissage... 
• Temps : X sec   

Fin de cycle normale : Une fois les 5 secondes écoulées, la pompe est coupée, l'écran affiche pendant 1500 ms :

• Plaintext
• REMPLISSAGE 
• TERMINÉ !   

Puis le système bascule dans l'état RETIRER_VERRE.

État 3 : RETIRER_VERRE

La pompe reste coupée (RELAIS_INACTIF = HIGH).

• Affichage LCD :
• Plaintext
• Retirez le verre
• s'il vous plaît  

Logique : Le système scrute en continu la présence du verre. Dès que l'utilisateur retire son verre (distance supérieur à 10 cm), la machine à états est réinitialisée et bascule vers l'état ATTENTE_VERRE

Interface Visuelle LCD 16x2 I2C dynamique :
Communication I2C matérielle sur GPIO 4 (SDA / D2) et GPIO 5 (SCL / D1) à l'adresse 0x27. Rafraîchissement intelligent sans clignotement de l'écran lors du compte à rebours.

Sécurité Anti-Débordement & Interruption Instantanée :
Arrêt immédiat du relais 12V dès que la distance dépasse 10 cm pendant le cycle de remplissage, prévenant tout déversement involontaire d'eau.

Pilotage de Puissance par Relais (Logique Active-LOW) :
Commande du circuit 12V via la broche GPIO 14 (D5). Logique de contrôle sécurisée au démarrage (RELAIS INACTIF = HIGH).

Technologies utilisées

Matériel (Hardware)