Fabrication d’un système ‘Smart Spin-Coating’

Abstract

Ce mémoire présente la conception et la réalisation d’un système intelligent multifonction destiné aux laboratoires, appelé Smart Spin-Coating. L’objectif principal est de développer un appareil compact et économique capable d’intégrer trois fonctions essentielles : ● l’agitation magnétique ● la centrifugation ● le dépôt de couches minces par spin-coating Le système est basé sur un microcontrôleur ESP32, qui assure : ● la commande du moteur ● l’automatisation des cycles ● la gestion de l’interface utilisateur L’utilisateur peut contrôler les paramètres (vitesse, durée) via : ● un écran tactile TFT ● une interface web (WiFi) Le projet inclut également : ● un contrôle précis du moteur (PWM + ESC) ● un système de sécurité (couvercle, déséquilibre, arrêt d’urgence) ● une régulation PID pour assurer la stabilité Le prototype réalisé démontre que le système est : ● performant ● fiable ● beaucoup moins coûteux que les équipements commerciaux

Ce travail contribue ainsi à rendre les équipements scientifiques plus accessibles aux laboratoires universitaires.

Mots clés : Spin-coating ; ESP32 ; Régulation PID ; Couches minces ; Système embarqué ;Automatisation ; Instrumentation scientifique

Abstract

This bachelor thesis presents the design and implementation of a smart multifunction laboratory system called Smart Spin-Coating. The main objective is to develop a compact and low-cost device that integrates three key laboratory functions: ● magnetic stirring ● centrifugation ● thin film deposition using spin coating The system is built around an ESP32 microcontroller, which handles: ● motor control ● automation of operating cycles ● user interface management Users can configure parameters (speed, time) through: ● a TFT touchscreen ● a web interface via WiFi The project also includes: ● precise motor control using PWM and ESC ● safety mechanisms (cover lock, imbalance detection, emergency stop) ● PID control for stable performance The developed prototype proves that the system is: ● efficient ● reliable ● significantly cheaper than commercial solutions

This work contributes to making laboratory equipment more accessible and affordable, especially for universities.

Keywords : Spin-coating, ESP32, PID control, Thin films, Embedded system, Automation, Scientific instrumentation

ملخص

تقدّم هذه المذكّرة تصميم وإنجاز نظام ذكي متعدد الوظائف مخصص للمختبرات، يُعرف بـ Smart Spin-Coating. يتمثّل الهدف الرئيسي في تطوير جهاز مدمج واقتصادي قادر على دمج ثلاث وظائف أساسية: ● التحريك المغناطيسي ● الطرد المركزي ● ترسيب الأغشية الرقيقة بتقنية الطلاء الدوّار (Spin-Coating) يعتمد النظام على متحكّم دقيق من نوع ESP32، يتولى: ● التحكم في المحرك ● أتمتة الدورات التشغيلية ● إدارة واجهة المستخدم يتمكّن المستخدم من ضبط المعاملات (السرعة، المدة) عبر: ● شاشة لمسية من نوع TFT ● واجهة ويب لاسلكية (WiFi) يتضمّن المشروع كذلك: ● تحكماً دقيقاً في المحرك (PWM + ESC) ● منظومة أمان متكاملة (الغطاء، الكشف عن الاختلال، زر الإيقاف الطارئ) ● تنظيم PID لضمان الاستقرار أثبت النموذج الأولي المُنجز أن النظام: ● عالي الأداء ● موثوق وآمن ● أقل تكلفةً بكثير من الأجهزة التجارية المتاحة في السوق وبذلك يُسهم هذا العمل في جعل المعدات العلمية أكثر إتاحةً ويسراً للمختبرات الجامعية. الكلمات المفتاحية : الطلاء الدوّار • ESP32 • تنظيم PID • الأغشية الرقيقة • النظام المدمج • الأتمتة • الأجهزة العلمية