# Trieur de pièces Arduino avec reconnaissance optique, PCB personnalisé et optimisation énergétique
L'appareil identifie les dénominations des pièces en mesurant le temps que met une pièce à traverser une porte optique. Une LED infrarouge et un phototransistor détectent les chutes de tension lorsque le faisceau est interrompu. Les petites pièces comme le 1 rouble produisent un signal minimal en raison de leur taille, tandis que les plus grandes pièces de 5 roubles génèrent le signal le plus fort. Le système capture la courbe tension-temps et la compare à des modèles de référence stockés dans l'EEPROM de l'Arduino. Il compte les pièces par dénomination et affiche les totaux sur un écran LCD.
Circuit de charge et de protection Li-ion
Le chargeur de batterie 18650 utilise le TP4056 pour réguler le courant jusqu'à 1 A et charger à 4,2 V. La protection est assurée par la puce DW01A, qui surveille la décharge profonde en dessous de 2,4 V, la surcharge au-dessus de 4,3 V et les courts-circuits. Les deux MOSFET FS8205A déconnectent le circuit en cas de signal de protection, nécessitant une connexion au chargeur pour la réinitialisation. Des LED d'état indiquent le rouge pendant la charge et le vert une fois terminée.
Stabilisation d'alimentation et compromis sur l'autonomie
Un convertisseur boost DC-DC basé sur le MC34063 élève la tension de la batterie de 3–4,2 V à 5 V pour l'Arduino Nano et l'écran. Les prototypes initiaux s'arrêtaient à 3,9 V, mais la nouvelle conception fonctionne jusqu'à 3 V. Cependant, la consommation a augmenté :
- Mode actif : 124 mA
- Mode veille : 4 mA (0,07 mA Arduino + 3,93 mA DC-DC)
Une batterie de 2000–3000 mAh tient environ 20 jours. Pour une meilleure efficacité, passez au MT3608 à faible courant de repos. Alternative : alimentez directement l'Arduino depuis la batterie avec BOD à 2,7 V et activez le DC-DC via un transistor — potentiellement jusqu'à un an d'autonomie.
Suppression du bruit du régulateur à découpage
Le MC34063 génère du bruit qui provoque de fausses détections. Un condensateur électrolytique traversant de 470 µF a résolu le problème sur les prototypes. Le PCB personnalisé nécessitait une solution complète :
- Filtre LC avec fréquence de coupure à 2,3 kHz.
- Séparation du DC-DC des sections analogiques et du MCU.
- Masses dédiées : analogique et alimentation.
Résultat : le ripple est passé de 111 mV à 13 mV, soit une atténuation de 18,6 dB (réduction de tension par 8,5).
Conception et fabrication du PCB
Schéma réalisé dans Altium Designer. Le PCB a été fabriqué manuellement par la méthode photoresist. Le masque de soudure exposé aux UV protège les pistes et donne un aspect professionnel. Les composants comme la batterie, le capteur IR, le bouton et l'écran utilisent des connecteurs PLS pour plus de compacité et des échanges faciles sans désoudure.
Boîtier et mécanique
Modèle 3D dans SolidWorks, imprimé en ABS. Le montage utilise des vis M3 avec écrous intégrés pour l'écran et le compartiment batterie ; des clips fixent le PCB. Une cloison isole l'électronique des pièces. Le capot arrière glisse sur des rails pour un accès facile. Le port de charge et les LED sont sur le bord.
Points clés
- Différenciation optique par diamètre : courbe de passage comparée aux références.
- Protection Li-ion : TP4056 + DW01A + FS8205A avec coupure totale en cas de défaut.
- Le DC-DC domine la consommation en veille (97 %), nécessite une refonte pour la longévité.
- Suppression du bruit : filtre LC + disposition + GND séparés divisent le bruit par 8,5.
- Modularité : connecteurs PLS simplifient l'assemblage et les réparations.
Leçons du développement
Le projet a évolué d'une platine d'essai à un PCB personnalisé et un boîtier imprimé en 3D. Leçon principale : planifiez le budget énergétique dès le départ. Les ajustements du BOD et l'activation conditionnelle du DC-DC prolongent drastiquement l'autonomie. La fiabilité vient d'une disposition intelligente et d'un filtrage — sans cela, les déclenchements intempestifs sont inévitables.
— Editorial Team
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