Minuteur de lavage des mains Arduino : un outil DIY simple pour lutter contre le COVID‑19

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Arduino Nano R3 (ou Arduino UNO selon votre préférence)	1
Capteur ultrasonique HC‑SR04	1
LED rouge 5 mm	1
LED bleu‑vert 5 mm	4
LED verte 5 mm	1
Plaque d'essai sans soudure (breadboard)	1
Plaque d'essai soudable (type SparkFun)	1
Boîtier de protection	1

À propos de ce projet

Avec la pandémie actuelle, la situation peut sembler effrayante. Le coronavirus peut être partout, et une personne peut le porter pendant plusieurs jours sans présenter de symptômes. Mais ne paniquons pas : il existe des gestes simples pour se protéger. Le lavage des mains correct est l'un des plus efficaces.

Nos mains sont le principal vecteur de germes. Nous touchons souvent nos yeux, notre nez et notre bouche sans nous en rendre compte. Des mains non lavées peuvent contaminer nos aliments, et certains germes s'y multiplient, provoquant des maladies graves. Le lavage au savon élimine la plupart d'entre eux.

Mais combien de temps vous lavez‑vous vraiment les mains ? Chantez‑vous « Joyeux anniversaire » une ou deux fois ? Ou vous frottez‑vous les mains pendant 5 secondes avant de rincer ? En réalité, la plupart d'entre nous ne se lavent les mains que 10 secondes environ, ce qui est insuffisant. C'est pourquoi nous, au Tech Lab, avons voulu créer un minuteur simple qui oblige à se laver les mains pendant au moins 20 secondes.

Ce minuteur se place à côté de votre distributeur de savon. Un capteur sur le dessus détecte lorsque vous approchez votre main. Il lance alors un compte à rebours de 20 secondes, allumant une LED après l'autre. Lorsque la LED verte s'allume, vous vous êtes lavé les mains assez longtemps pour tuer la majorité des germes, et vous pouvez rincer le savon.

Étape 1 : Fonctionnement

Nous avons conçu ce projet pour qu'il soit réalisable par n'importe qui en un week-end. C'est amusant à faire avec des enfants, éducatif, et très utile dans le contexte actuel. Le cerveau du minuteur est un Arduino : un microcontrôleur programmable depuis un ordinateur. Les Arduino sont largement utilisés pour l'apprentissage, le prototypage et même des produits finis. Si vous n'avez aucune expérience, pas de souci : nous vous guidons pas à pas.

L'Arduino est relié à un capteur de distance ultrasonique et à 6 LED. Il émet des ondes ultrasonores et mesure le temps mis par l'écho pour revenir, ce qui donne la distance d'un objet devant le capteur. L'Arduino surveille en permanence le capteur, attendant qu'une main apparaisse à moins de 20 cm. Dès qu'il détecte quelque chose, il allume la LED rouge et attend 4 secondes pour que vous preniez du savon et de l'eau. Puis démarre le compte à rebours de 20 secondes : les 5 LED bleu‑vert s'allument une par une, puis la LED verte finale.

Étape 2 : Version sur breadboard (sans soudure)

Deux versions sont possibles : sur breadboard (sans soudure) ou sur plaque à souder (veroboard/perfboard). Si vous ne savez pas souder ou avez peu d'expérience, choisissez la version breadboard. Nous recommandons l'Arduino Uno pour cette version car le Nano nécessite de la soudure.

Le montage sur breadboard est simple : connectez l'Arduino au capteur et aux 6 LED en suivant les schémas de câblage fournis (pour Uno et Nano). Utilisez des fils de liaison (jumper wires). Attention à la polarité des LED : la patte la plus longue (anode) va vers les broches numériques de l'Arduino, la plus courte (cathode) vers la masse (GND).

Étape 3 : Version sur plaque à souder (veroboard/perfboard)

Si vous avez de l'expérience en soudure, vous pouvez souder le circuit sur une plaque à souder ou concevoir votre propre PCB. Le schéma est fourni, ainsi que le fichier de conception EasyEDA pour exporter le PCB facilement.

Lors de la soudure, respectez bien la polarité des LED. Vous pouvez ajouter des résistances de 150 Ω en série avec chaque LED pour prolonger leur durée de vie. Nous les avons omises pour simplifier le projet pour les débutants ; nos tests montrent que les LED tiennent le coup car elles ne s'allument que 4 secondes à la fois.

Étape 4 : Téléversement du code

Une fois le circuit monté, il faut téléverser le code dans l'Arduino. Si c'est votre première fois, consultez le guide de démarrage sur le site officiel Arduino. Installez l'IDE Arduino, téléchargez le code ci‑joint (le fichier Timer_Code.ino contient de nombreux commentaires pour les débutants).

Connectez l'Arduino à votre ordinateur par USB. Ouvrez le code dans l'IDE. Dans Outils > Carte, sélectionnez votre modèle (Arduino Nano pour nous). Dans Outils > Port, choisissez le port correspondant. Cliquez sur le bouton Téléverser (flèche en haut à gauche). Un message « Téléversement terminé » confirme le succès.

En cas d'erreur, vérifiez la carte et le port sélectionnés. Essayez un autre port. Pour un ancien Arduino Nano, il peut falloir changer le processeur dans Outils > Processeur.

Étape 5 : Test de fonctionnement

Après le téléversement, testez le minuteur avant de l'installer dans son boîtier. Au repos, toutes les LED sont éteintes. Approchez votre main du capteur : la LED rouge doit s'allumer. Puis toutes les LED doivent s'allumer successivement à 4 secondes d'intervalle, jusqu'à la LED verte.

Félicitations, votre minuteur fonctionne !

Si ce n'est pas le cas : vérifiez d'abord les connexions du capteur ultrasonique (facile à inverser). Si une LED ne s'allume pas, vérifiez son câblage et sa polarité. Sinon, remplacez la LED.

Étape 6 : Fabrication du boîtier

Une fois le circuit validé, placez‑le dans un boîtier pour un aspect professionnel et le protéger des éclaboussures. Le boîtier peut être fait de n'importe quel matériau résistant à l'eau : boîte en plastique alimentaire, bois, carton, impression 3D… Laissez libre cours à votre créativité pour le décorer.

Pour le nôtre, nous avons utilisé un vieux boîtier de prise électrique. Nous avons soudé des fils directement sur l'Arduino pour les LED, et utilisé des connecteurs pour le capteur. Le tout a été recouvert d'un vinyle carbone pour l'esthétique. Les dimensions sont visibles sur les photos.

Étape 7 : Succès !

Vous venez de fabriquer votre propre minuteur de lavage des mains !

Ce projet simple vous aide à vous protéger contre les virus et bactéries. Lors de nos tests, nous avons constaté que nous nous lavions les mains bien moins longtemps avant d'utiliser ce minuteur. Il encourage aussi les enfants à se laver les mains plus souvent, car c'est amusant de regarder le compte à rebours. Vous pouvez en fabriquer plusieurs, dessiner vos personnages préférés dessus, et les placer devant tous les distributeurs de savon de la maison.

Étape 8 : Mot de la fin

Avec le coronavirus, il est crucial de se protéger. Transformons cette situation en leçon d'hygiène durable. Ce projet est une modeste contribution des makers. Nous serions ravis s'il vous aide. Dites‑nous si vous l'avez réalisé via la fonction « I made it ». Nous aimerions vous envoyer une lettre de remerciement pour votre aide dans la lutte contre le coronavirus : envoyez‑nous une photo de votre minuteur via ce formulaire.

Utilisez le hashtag #HandwashTimerChallenge quand vous publiez votre photo sur les réseaux sociaux. Propageons cette idée parmi tous les makers !

Prenez soin de vous et restez en sécurité.

Ce tutoriel a été rédigé par Iqbal Samin Prithul, de The Tech Lab.

Code

Timer_Code.ino (Arduino) – Téléchargement uniquement, pas d'aperçu.

Schémas

Trois schémas de câblage sont fournis (images).