En cette période estivale, certains d’entre nous ont la chance de profiter d’une piscine pour pouvoir se rafraîchir un peu. Mais au fait, combien fait l’eau ? Marre du vieux thermomètre à mercure qui traîne au fond et dont la lecture est incertaine ? Alors ce projet est fait pour vous.

Mon objectif était de concevoir et fabriquer un thermomètre électronique, flottant et discret pour un coût faible.

CelsiusBall flottant dans une piscine 600x490 DIY : CelsiusBall, un thermomètre flottant low cost

Pour mesurer la température de l’eau, j’ai tout de suite pensé à un capteur de température basse tension. Ceux-ci sont faciles à utiliser et précis au degré près avec une plage de température adaptée à une piscine.

Pour afficher la température, j’ai d’abord envisagé d’utiliser un driver de Leds (type LM3914) qui permet de piloter un bargraph (ou 10 leds) à partir d’une tension. Mais je me suis rendu compte qu’il serait moins cher d’utiliser un ATtiny45 et deux leds haute luminosité de couleurs différentes. En effet, pour afficher la température, on peut faire clignoter une led rouge pour indiquer les dizaines suivi d’une led verte pour indiquer les unités.

Côté alimentation, pour avoir une source de tension stable que l’ATtiny45 puisse utiliser comme référence, on trouve un régulateur de tension 3,3V alimenté par 3 piles AAA (4,5V).

Pour des raisons d’étanchéité, il était préférable de ne pas avoir de bouton ou d’interrupteur en contact avec l’eau pour mettre sous tension la CelsiusBall. J’ai donc conçu une sorte d’interrupteur « à balancier » maison que l’on peut voir sur la photo ci-dessous. Celui-ci permet d’activer la CelsiusBall quand elle est penchée par l’utilisateur.

Zoom interrupteur à balancier CelsiusBall 600x498 DIY : CelsiusBall, un thermomètre flottant low cost

Un gros condensateur a été placé en parallèle pour compenser les pertes de connexion de cet interrupteur imparfait. On remarquera que les piles ont été positionnées dans la partie inférieure pour lester la CelsiusBall et ainsi éviter qu’elle ne se penche toute seule.


Côté enveloppe, j’ai utilisé une boule de noël en plastique transparent que l’on peut trouver chez BricoMarché. Je l’ai peinte en bleue à l’intérieur pour cacher l’électronique et j’ai laissé une ouverture sur la partie supérieure pour la lumière des leds. Le capteur de température a été celé à la colle chaude sur la partie inférieure. Les deux hémisphères ont ensuite été celés à la colle époxy pour une étanchéité durable.

Deux faces CelsiusBall 600x320 DIY : CelsiusBall, un thermomètre flottant low cost

Voici la liste résumant les composants principaux utilisés :

Plus quelques composants classiques (résistances, condensateurs, fils, plaque à trous,…).

Voici une petite vidéo démonstration de la CelsiusBall :

Vous pouvez retrouver tous les détails de ce projet (liste du matériel, mode d’emploi, schéma électronique, vidéo, code Arduino,…) sur le site RobotAstuces.

  • Simon

    Excellent projet ! J’ai adoré l’interrupteur Home made !
    La V2 en flottaison permanente + mini paneau solaire? ;)

    • Matthieu Dudragne

      Merci ! :) Malheureusement l’interrupteur « Home made » n’est pas aussi fiable que je l’espérais :/ Le contact ne s’effectue pas là où il y a de la soudure et j’ai l’impression qu’avec le temps des dépôts ce sont créés sur les parties dénudées. Il faut faire de plus en plus d’essais pour arriver à obtenir la température. Il faudrait que je retravaille le design ou le choix des matériaux en contact.
      Qu’entends-tu par flottaison permanente ?
      J’ai pensé au mini panneau solaire ;) c’était la première idée qui m’étais venu pour l’alimentation. Mais l’ajout d’un petit panneau + un régulateur de charge + une petite batterie = beaucoup plus cher. Je pense qu’il vaut mieux acheter un thermomètre solaire dans le commerce si ce n’est pour avoir un design personnalisé ;) Ou alors le hacker…

    • Simon

      « flottaison permanente » = tout le temps dans l’eau ;)
      Mais je ne penses pas que le plastique d’une boule de Noël résiste longtemps aux UV si la boule reste tout le temps dans l’eau.

    • Matthieu Dudragne

      A la base, il était prévu qu’elle reste tout le temps dans l’eau. Je voulais justement tester la résistance dans le temps de ce plastique transparent (je ne sais pas du tout de quel type de polymère il s’agit, c’était pas écrit sur l’étiquette). Malheureusement, dans ma piscine, la CelsiusBall à tendance à se coincer dans les skimmers (j’avais pas pensé à ça ^^) et du coup elle passe pas mal de temps à l’ombre..

    • Simon

      Bon ben faut prévoir un panneau solaire supplémentaire avec gestion de la position par GPS et un petit moteur pour diriger la boule… lol ;)
      Quoi? C’était juste un projet de thermomomètre à la base? :D

    • Matthieu Dudragne

      Oué avec un système omnidirectionnel genre Sphero ^^ Et pourquoi s’arrêter là ? On peut ajouter des petits ballastes pour qu’elle aille chercher la température à la bonne profondeur et une liaison bleutooth pour lire la température directement sur son smartphone.
      Comment ça « ça va pas tenir dans une boule de 6cm de diamètre » ?… ;)

  • snurpsss

    ou 2 afficheurs 7 segments ?

    • Matthieu Dudragne

      Il est certain que des afficheurs 7 segments faciliteraient drastiquement la lecture. ;)

      Par contre, je pense que malgré leur faible coût qui les rend attractif, ils restent une solution plus chère qu’il n’y parait à cause de la complexité de leur mise en œuvre. En effet, pour commander 2 afficheurs 7 segments il faut avoir 14 pins disponible sur son microcontrôleur (on en est loin avec une ATtiny45, il faut passer un uC plus grand et plus cher) ou ajouter un CI spécialisé à son circuit.

      Cependant, une idée intéressante pourrait être d’utiliser un « 7-Segment Serial Display » de chez Sparkfun (une dizaine d’euros). Celui-ci comprend 4 afficheurs 7 segments contrôlés par un uC Atmega328 dédié. Ce qui me semble très intéressant avec ce produit, c’est que l’on peut reprogrammer (et customizer le firemware) le microcontrôleur à l’aide de l’IDE Arduino. Or celui-ci possède deux entrées analogiques qu’il devient possible de lire. Dans notre cas, cela permettrait de remplacer à la fois les LEDs et l’ATtiny45 car on pourrait lire et afficher avec le même CI. Cela réduit les coûts et facilite la mise en œuvre.
      Dites moi si je me trompe… ;)

    • Moot

      Multiplexage! ;)

    • xavier

      quelques liens pour utiliser des registres à décalages pour faire du multiplexage sur afficheur 7 segments:

      http://www.youtube.com/watch?v=4DJke-Xrh-0

      http://www.instructables.com/id/7-Segment-Digital-Thermometer-using-ATtiny-85/?ALLSTEPS

    • Matthieu Dudragne

      Nice ! :)

  • P G

    Sympa!
    Pour avoir un interrupteur plus fiable, pourquoi ne pas utiliser un ou deux interrupteurs à ampoule de mercure (deux disposés à 90°)?
    Pour piloter 2 afficheurs 7 segments 9 ports suffisent mais il faut multiplexer. Mais c’est déjà beaucoup trop pour l’ATTiny.

    • Matthieu Dudragne

      Merci pour les précisions sur le multiplexage. Je m’y connais pas beaucoup, j’ai jamais eu l’occasion d’expérimenter.
      Perso, au début j’avais pensé utiliser des interrupteurs à bille mais j’avais renoncé car le courant qu’ils laissent passer est trop faible sur les petits modèles. Par contre les interrupteurs à ampoule de mercure n’ont pas ce défaut et leur sensibilité semble adaptée à la CelsiusBall. Si on fait abstraction du prix (3€/pièce il me semble) cela parait être une solution adéquate.

  • Djeff

    La température en surface étant plus chaude qu’au fond, serait-il pas plus intéressant de rajouter un tube qui reste en équilibre sous l’eau, avec le capteur au fond de ce tube et la partie electronique en surface ?

    Hors sujet, content de voir de nouveau article sur semageek

    • Matthieu Dudragne

      Il est vrai que la température à la surface est légèrement plus élevée. Quelle longueur de tube te semble t-il propice pour obtenir une température proche de la moyenne ?

      Peut-être que déporter le capteur de température sur une petite « ancre » qui pend sous la CelsiusBall serait plus facile à mettre en œuvre…

    • Djeff

      Sans le vouloir avec une recherche Google je découvre que les thermo pour piscine sont justement avec un tube d’une vingtaine de cm sous le flotteur….
      À mon avis c’est suffisant car de toute facon on aura toujours qu’une estimation de la t° !
      Pour l’ancre ça serait pas mal mais dangereux si y a des enfants !

  • theBug

    Je vais peut être répéter ce que disent les autres: BORDEL il est génial ton interrupteur, superbe ingéniosité !!! Très belle réalisation, propre, rien à dire ;)