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Mesure de niveaux des cuves

Introduction

Après les pages lourdes décrivant des dispositifs délicats et complexes, comme <Homme à la mer> ou <Navtex>, une petite page facile à écrire et à lire, sur un dispositif simple, amélioré par un peu d'électronique.
Je ne savais pas trop où la mettre, elle aurait pu être aussi bien en "Voile ", car c'est surtout le principe qui est intéressant, en "Électronique ", mais l'application est marginale, en "Divers " par manque d'imagination. J'ai lancé ma pièce de monnaie à trois faces, c'est tombé sur "Voile ".

 

Le dispositif d'origine

J'ai découvert ce système installé par le premier propriétaire, lorsque j'ai acheté le Feeling 326, et j'ai été frappé par l'ingéniosité du dispositif. C'est très simple, comme le montre ce synoptique, une petite pompe à main, permet de mettre le circuit en pression par quelques aller-retours du piston. Le volume des tuyaux fait office de réservoir tampon. Une vanne multivoies aiguille la pression vers un des tubes capillaires qui plonge dans un des réservoirs, eau ou fuel. Le tube est un capillaire, en quelques secondes la pression est équilibrée, les micro bulles ne sortent plus du tuyau, la pression à l'entrée du tuyau s'équilibre avec la pression hydrostatique de la colonne de liquide, il suffit alors de lire sur le manomètre la pression qui correspond à la hauteur de la colonne de liquide.

Pour mémoire, 10 mètres de hauteur d'eau exercent une pression de 1 kgf/cm2, donc une hauteur d'eau dans la cuve de 50 cm exercera une pression de 50 gf/cm2. Un manomètre sensible gradué en g/cm2 donnera donc directement la hauteur de liquide en cm.

Pour le fuel plus léger, il faut compenser la densité, mais il n'est même pas utile de faire une règle de trois ! La forme des cuves étant complexe, il est impératif d'étalonner le dispositif une première fois. Il faut partir de la cuve vide, remplir au jerrican, 10 litres par 10 litres et faire chaque fois la mesure. Ces points seront reportés sur une feuille de calcul Excel par exemple, lissés pour détecter les erreurs, et le résultat affiché sur une étiquette auto-collante à proximité.

Ce système rustique est précis et très fiable. La vignette clickable montre la réalisation commerciale originale, d'une fabrication parfaite, le "Tank Tender " (voir liens).

La mesure électronique

Comme j'aime bien mettre des microcontrôleurs partout, je ne pouvais pas laisser passer l'occasion ! Le dispositif reste identique, mais il faut lui rajouter quelques éléments.
La pompe à main est remplacée par une pompe d'aérateur d'aquarium en 12 volts, activée par une temporisation de quelques secondes.
La vanne d'aiguillage est remplacée par une électrovanne, ce peut être une application très astucieuse de 5 cm de fil à mémoire de forme (voir la page…) qui tire sur une came écrasant le tuyau !
Le manomètre est remplacé par un capteur de pression de récupération ou un modèle à faible coût par exemple chez Motorola la série MPX. Il est constitué par une jauge de contrainte en pont de Wheatstone. Il est facile de transformer la tension en sortie du pont, (voir application voltmètre à led) pour attaquer une patte du Pic par impulsions, les petits contrôleurs à 2 € n'ayant pas de convertisseur analogique-numérique.
Le microcontrôleur déclenche la séquence, pompage, aiguillage, attente équilibre, et au bout de 5 secondes affiche le volume réel de la cuve visée, en lisant la pression, puis en la convertissant par sa table interne. Le volume est affiché directement en litres réels.

L'étalonnage

Hauteur en mm Volume en litres 90 10 120 20 150 30 170 40 190 50 210 60 220 70 240 80 250 90 260 100 270 110 290 120 300 130

Voici en exemple la table d'étalonnage de la cuve à eau du Feeling 326. Elle est de forme tronconique pour épouser la coque, sous la couchette arrière. La relation volume = f (hauteur) est complexe et ne peut être rendue par une équation simple. Il faut donc maintenant rentrer cette table dans l'eeprom du microcontrôleur, c'est la phase d'étalonnage. Une patte de port en entrée du PIC sert de sélection lecture/écriture, d'autres pattes de choix des directions des cuves. En position écriture, après le reset, la mémoire eeprom est vidée. Un poussoir sur une autre patte, incrémente le tableau, l'anti-rebond est effectué par le soft. A la mise sous tension poussoir enfoncé, le cycle d'étalonnage est lancé. Chaque appui est interprété comme 10 litres de plus dans la cuve. Il est validé par un bip sur le buzzer, l'afficheur clignote affichant alternativement en volume (en multiples de 10 litres) et en pression mesurée. Quand la cuve et pleine, un long appui sur le poussoir est interprété comme fin du cycle de remplissage. Le petit calculateur lisse les valeurs et fabrique sa table de conversion (look-up table), puis affiche séquentiellement les paliers de pressions. Pour passer en mode d'affichage normal, il suffit de couper l'alimentation et de rallumer. L'étalonnage est effectué pour chaque cuve, le bateau à plat, la précision de lecture des volumes est d'environ 5 % cuve pleine, meilleure quand le volume diminue. C'est exactement la même procédure qui est utilisée pour le <voltmètre à led>, il suffit de remplacer les paliers de "10 litres " par "0.1 volt "…

 

 

Liens

Tank Tender : progress.fr/tank
Autre : stearnsonline.com
bepmarine.com
Jauge à résistance : consiliumus.com
Mesure de cuve à fuel à distance : migrol.ch

Liens vérifiés le 07/09/02

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        Dernière retouche le 15 Janvier 2006 à 21 h