Figure 1 – Illustration de l'interface utilisateur Node-RED ( Valeurs données à titre d’exemple )
Dans le cadre d'un projet en Instrumentation Avancée au département Mesures Physiques de Marseille, nous avons réalisé en binôme une balance connectée dont l'objectif était de mesurer une masse dans un intervalle compris entre 0 et 1000g et de transmettre les données à une interface Node-RED via un protocole MQTT.
La balance s'appuie sur une cellule de charge associée à un convertisseur/amplficateur HX711, l'ensemble étant relié à un ESP32. L'exploitation du système, à l'exception de la tare qui est effectuée directement via la console série, est réalisée sur une interface Node-RED.
Ce projet se divise en deux axes de travail : programmation et métrologie.
-
Tare de la balance avec une masse étalon de 100g.
-
Bouton de peser pour la mesure d'une masse comprise entre 0 et 200g.
-
Lecture & affichage de la témpérature à l'aide du capteur DHT11.
-
Affichage de l'heure et de la date de la mesure.
-
Background animé : dégradé blanc -> gris.
-
Choix de l'affichage : Balance étalonnée ou Balance classée.
-
Affichage formaté de la masse sur Node-RED: m = [masse] ± [incertitude] g.
Figure 2 – Illustration de l'assemblage de la balance
| Identification | Quantité | Principaux composants |
|---|---|---|
| 1 | 1 | Microcontrôleur ESP32 |
| 2 | 1 | Capteur de température DHT11 |
| 3 | 1 | Convertiseur & amplificateur HX711 |
| 4 | 1 | Cellule de charge |
| 5 | 2 | BreadBoard |
| 6 | 1 | Masses d'essais |
| Logiciels | Description |
|---|---|
Visual Studio Code & PlatformIO |
Éditeur de code source développé par Microsoft + environnement de développement IoT PlatformIO |
Mosquitto (protocole MQTT) |
Brocker open-source utilisant le protocole MQTT : collecte les données des capteurs |
Node-RED (interface utilisateur) |
Outil de développement " low-code" : programmation visuelle basée sur des flux |
Figures 3 / 4 – Illustrations des logigrammes : à gauche, la tare ; à droite, la mesure d’une masse
Figure 5 – Illustration de la chaîne d'acquisiton
Warning
En cas d’instabilité de la mesure, il suffit de redémarrer la carte ESP32, ce qui relancera automatiquement la tare à l’aide de la masse étalon de 100g.