Introduction

Dans les environnements festifs ou événementiels, la rapidité et la précision de service sont essentielles. Ce projet vise à automatiser la distribution de boissons à l’aide d’un système motorisé précis, pour garantir un dosage fiable et répétable.

Contexte du Projet

Dans le cadre des environnements festifs, événementiels ou de restauration, la rapidité et la précision dans la distribution de boissons sont des éléments clés pour améliorer l’expérience utilisateur et optimiser le service. Cependant, la distribution manuelle est souvent sujette à des erreurs de dosage, des temps d’attente et des risques d’hygiène.

Ce projet vise à concevoir et réaliser un bar automatique, capable de verser une quantité précise de boisson (50 mL) de façon automatisée, rapide et répétable. L’objectif est de garantir un service efficace tout en réduisant l’intervention humaine.

Le système repose sur :

Un moteur pas à pas assurant le contrôle précis du positionnement pour le versement.

Une structure en profilés aluminium, solide et modulaire, permettant un montage fiable et évolutif.

Un dispositif de mesure ou de calibration, garantissant la quantité exacte de boisson à chaque cycle.

Ce projet s’inscrit dans une démarche de robotisation de tâches simples mais essentielles, et constitue une base de travail adaptable à différents types de boissons, contextes d’utilisation et extensions (paiement sans contact, interface utilisateur, capteurs de niveau, etc.).

Objectifs du Projet

Objectifs: Créer une machine capable de verser automatiquement une boisson.

Utiliser un moteur pas à pas pour contrôler la position.

S’assurer d’un volume précis (50 mL) à chaque service.

Construire une structure solide et modulaire en profilés aluminium.

Existant

Voici quelques projets déjà existant:

Nous nous sommes inspirés de ces différents dans la conception, la modélisation et aussi pour comprendre comment le coder.

Cahier des Charges

• Contexte du projet Le projet consiste à concevoir un bar à cocktail automatique, capable de préparer des boissons de manière autonome. Ce système vise à simplifier la préparation de cocktails en assurant précision, rapidité, et interaction simple via une interface utilisateur connectée. Ce projet s’inscrit dans une démarche d’automatisation ludique, combinant électronique, programmation et mécanique.

• Objectifs fonctionnels Le système doit être capable de :

Déplacer automatiquement un verre le long d’un rail.

Distribuer des doses précises de différentes boissons.

Contrôler les déplacements du verre via une interface web.

Offrir une interaction simple et en temps réel via Wi-Fi.

Permettre l’ajout de plusieurs recettes/cocktails différents.

-Contraintes techniques Précision du dosage : ±5 mL par service.

Motorisation : moteur pas à pas piloté par un driver TMC2209.

Structure : châssis en profilés aluminium (V-slot) avec support mobile pour le verre.

Capteurs : système de mesure optique pour contrôler le volume servi (non finalisé).

Microcontrôleur : ESP32 avec Wi-Fi intégré.

Interface : serveur web embarqué, accessible via smartphone ou PC.

Alimentation : batterie ou alimentation 12V.

• Contraintes matérielles Dimensions compactes (transportable sur une table).

Utilisation de composants abordables et facilement disponibles.

Robustesse de l’assemblage (support verre stable).

Modularité : possibilité d’ajouter d’autres moteurs ou bouteilles.

• Contraintes logicielles Utilisation de l’environnement Arduino IDE.

Programmation en C++ (Arduino).

Interface HTML/CSS simple intégrée dans le code ESP32.

Réponse en temps réel aux commandes utilisateur (latence minimale).

-Performances attendues Déplacement du verre précis et fluide.

Fonctionnement silencieux grâce au StealthChop2 du TMC2209.

Réduction de la consommation électrique (CoolStep activable).

Interaction utilisateur intuitive via page web (interface responsive).

• Critères de validation Le verre peut se déplacer automatiquement de gauche à droite.

Un moteur peut distribuer une dose fixe de liquide (mesure simulée si nécessaire).

L’utilisateur peut contrôler le système via Wi-Fi.

Le support assure la stabilité du verre pendant les déplacements.

• Améliorations possibles Intégration d’un système de levage du verre pour le service.

Ajout d’un écran de contrôle local (OLED ou TFT).

Automatisation complète de la préparation de recettes.

Ajout de capteurs de niveau de liquide ou fin de course.

Souhaites-tu que je t’aide à rédiger aussi l’introduction du rapport ou une autre section comme la conception mécanique ou la programmation ?

🔧 Études et choix techniques Cette partie présente les différentes solutions étudiées pour chaque composant ou sous-système du projet, ainsi que les raisons motivant les choix finaux. Elle justifie l’architecture retenue du point de vue mécanique, électronique et logiciel.

• Choix du système d’automatisation 🔍 Étude : Plusieurs plateformes ont été envisagées : Arduino UNO, Raspberry Pi, ESP32.

Critères : connectivité, puissance de calcul, nombre d’E/S, consommation.

✅ Choix : ESP32

Connectivité Wi-Fi et Bluetooth intégrées.

Suffisamment de broches PWM, digitales et UART.

Idéal pour héberger un serveur web local sans matériel supplémentaire.

• Choix du moteur 🔍 Étude : Moteur DC : rotation continue mais nécessite un encodeur pour le contrôle précis.

Servo-moteur : précis, mais rotation limitée.

Moteur pas à pas : parfait pour les déplacements linéaires avec précision.

✅ Choix : Moteur pas à pas NEMA 17 Précision de déplacement sans besoin de capteur de position.

Couple suffisant pour déplacer un verre sur rail.

Facilement contrôlable via un driver dédié.

• Choix du driver moteur 🔍 Étude : A4988 : économique, mais bruyant et peu de fonctions intelligentes.

DRV8825 : plus puissant mais sans détection de blocage.

TMC2209 : silencieux, intelligent, configurable.

✅ Choix : TMC2209 StallGuard : détecte les blocages sans capteur.

CoolStep : adapte le courant pour réduire la consommation.

StealthChop2 : permet un fonctionnement très silencieux.

• Choix de la structure mécanique 🔍 Étude : Structures imprimées en 3D : légères mais moins robustes.

Châssis en bois : facile à usiner mais peu modulaire.

Profilés aluminium V-slot : solides, modulables et adaptés aux courroies.

✅ Choix : Profilés aluminium + courroie crantée Permet un déplacement fluide et précis.

Modularité pour ajuster la taille ou ajouter des composants.

Facile à assembler avec des pièces standards (roues, pignons, etc.).

• Choix du système de contrôle 🔍 Étude : Interface via bouton physique (simple mais non connectée).

Application mobile (nécessite un développement externe).

Serveur web intégré sur ESP32 (léger, local, accessible).

✅ Choix : Interface web intégrée Aucune application à installer, fonctionnement via navigateur.

Interface HTML/CSS simple avec deux boutons de commande (gauche / droite).

Contrôle du moteur en temps réel via Wi-Fi.

• Choix du système de mesure (option non finalisée) 🔍 Étude : Capteurs de débit : coûteux, difficiles à calibrer.

Cellules de charge : précises mais nécessitent un traitement du signal.

Mesure optique : solution envisagée (barre optique) pour détecter un volume servi.

🧪 Statut : en cours de test Objectif futur : activer automatiquement l’arrêt du dosage à 50 mL.