mercredi 18 juin 2014

Arrosage automatique et écolo

L'année dernière nous avons acheté une serre en plastique d'environ 25m².
Et quelle déception à notre retour de vacances de constater que les pieds de tomates étaient malades !!

J'ai commencé à réfléchir à un système qui aurait pu faire un arrosage type goutte à goutte. 
Ayant déjà réalisé un projet de four solaire à base d'arduino, je me suis naturellement tourné vers cette technologie.

Après quelques heures de recherche sur le net, j'ai trouvé n'ai personne ayant déjà effectué un tel projet. J'ai trouvé ca étrange car il existe des centaines et des centaines de réalisations qui ne servent à rien... (à par le plaisir de les réaliser).

Je me suis lancé dans l'aventure: construire un système d'arrosage :
- Autonome
- Écologique utilisant l'énergie solaire et les eaux de pluies
- Intelligent 

Assez de bla-bla. Place à la technique.
Principe: Un panneau solaire relié à une batterie (avec entre les deux un régulateur solaire) alimente un arduino et ses capteurs. Lorsque les capteurs indiquent à l'arduino que tous les conditions sont OK, celui-ci déclenche un relais.
A l'autre bout du relais une pompe type bassin + une électrovanne.
La pompe achemine l'eau d'une cuve de récupération d'eau pluviale dans la serre. L'eau est distribuée grâce à un tuyau percé.

C'est simple et efficace.
Vue d'ensemble - l'arduino est dans une boite VHS
L'électronique autour de l'arduino


La pompe + l’électrovanne

Des plantes heureuses !


Le panneau solaire



Très concrètement une photorésistance enregistre toutes les 10 minutes de 00h00 à 20h30 une valeur. Cette valeur (un scoring) va déterminer le temps d'arrosage (au plus la journée a été ensoleillée au plus on arrose). S'il y a encore de l'eau dans la cuve et au moins 12,2 volts dans la batterie, l'arrosage se déclenche à 20h30.

Le matériel :
- Un panneau solaire 55w (le bon coin) : 100€
- Une batterie Gel-plomb 32Ah  (le bon coin) : 25€
- Un régulateur solaire (Conrad) : 15 €
Rétrospectivement j'aurai acheté les 3 éléments ci dessus dans un kit (vous imaginez pas les kilomètres parcourus + le temps à chercher) vendu chez Ohm-easy (180€) le lien ICI

- Un Arduino : 20 € (SnootLab)
- Une pompe : 40€ (Ohm-easy
- Une électrovanne 12v : 10€ (Mc Hobby)
- Un tuyau arrosage 13mm (Leroy Merlin)
- Un tuyau percé 13mm (Leroy Merlin)
- Des raccords bi-matières clipsables (Leroy Merlin)
- Une cuve 1000 litres (le bon coin) 

Côté électronique:
- Un régulateur de tension positif permet d'abaisser la tension de la batterie à 9 volts (pour alimenter l'Arduino). Le schéma est ICI
- Un régulateur de tension négatif permet de soustraire 9 volts à la tension de la batterie. Permettant ainsi de fournir une tension mesurable par le Arduino (entre 0 et 5 volts). Le schéma est ICI.
- Une photorésistance branchée sur une pin analogique du Arduino. Le schéma est ICI 
- 2 fils + une petite résistance vous dirons s'il y a de l'eau. Le schéma est ICI
- Un afficheur LCD 2x16 caractères pour l'affichage. Le schéma est ICI

-> Le système tourne maintenant depuis 1 mois et demi, nous mangeons les premières récoltes.
-> Le fait d'avoir implémenté la détection d'eau présente 2 avantages : 
        La pompe ne fonctionne jamais à vide 
        Comme les fils de détection sont plus hauts dans la cuve que le tuyau, le système dit "il n'y           a plus d'eau" alors qu'il en reste un peu. Le système ne se désamorce donc jamais.
-> Le fait d'avoir implémenté la détection de la tension aux bornes de la batterie assure la survie du système (si tension < 12,2 volts je garde l’énergie pour le cerveau - l'Arduino)
-> Je pense avoir surdimensionné l’alimentation. Un panneau solaire type 20w pourrait peut-être suffire
-> Je pense que je pourrais arroser 50 m² avec ce système (en ajoutant une cuve)
-> Pour l'électronique, je vous conseille l’excellent www.e44.com
-> Il convient de brancher l'électrovanne en aval de la pompe
-> A 300€ environ cela peut paraître cher. Faut savoir se donner les moyens... personnellement ma passion c'est de concevoir des trucs utiles et écologiques...
-> Avec le surplus d'énergie, je pense brancher un convertisseur 12v continu ver 220v alternatif pour pouvoir recharger les téléphones, batterie de perceuses, poste radio...

Le code source est disponible ICI




10 commentaires:

  1. Tombé ici un peu par hasard, je me dois de vous feliciter pour cet arroseur commandé par arduino! J'aime beaucoup! Bien sûr, le systeme peut etre amélioré, mais il est fonctionnel, et ça c'est le principal ^^
    Petite idée qui coute pas cher, un chargeur de voiture usb (12V vers 5V) à brancher en direct sur la batterie (Ca consomme peu contrairement à un convertisseur vers 220V ;-)
    Continuez comme ça!!!
    Steve

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  2. Bravo et félicitation pour ce projet, je suis sur qu'il est possible de l'améliorer.
    Non, tu n'est pas seul t'être posé la question sur comment surveiller des plantations dans un endroit sans eau et électricité.

    J'ai réalisé il y a peu de temps, un système similaire, pour surveiller à distance mes plantations et les arroser via une page web adaptable en fonction du terminal.
    J'ai utilisé un module "spark core" (qui ce programme par usb ou wifi avec du language arduino). au programme comme toi :
    Panneau solaire, chargeur et batterie, réserve eau, 2 pompes, Capteurs température/humidité air et sols/ niveau eau et batterie...)
    Quelques photos:
    https://www.dropbox.com/sh/jhi3kppq61pjdsl/AABwAl3gm1-rpU9yVMDQElW3a

    Merci à ton article, qui va me motiver à partager aussi mon système sur mon blog ce weekend.

    Bonne continuations.

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    1. hello Jean–christophe.
      Les détails a propos de ton interface m intéressent beaucoup!

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    2. J'ai ajouté des captures d'écrans de l'interface page web sur le lien précédent.
      Rien de bien extraordinaire graphiquement, vus que uniquement pour un usage personnel. C'est à base du template bootstrap (html5 +css3, qui permet une mise en page automatique) avec une mise en page via un carrousel. Je ne suis pas dévellopeur web, donc c'est nouveau pour moi.

      Le détail et les code sources seront sur mon blog (quand j'aurais fini de rédigé): http://www.jc-omega.com/
      Le module spark core est de plus en plus utilisé, il permet de faire des objets connecté facilement et rapidement. De nombreux projets commercial commence à voir le jours.

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    3. Bravo pour ton projet.
      Ca fait longtemps qu'il tourne ?
      Il supporte bine l'extérieur ?
      Pour le capteur d'humidité, j'y a pensé mais il suffit qu'au niveau du capteur il fasse bien humide et pas ailleurs ou l'inverse et là ca craint.

      @+
      Pierre

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  3. Lien sur mon blog ENFIN en ligne :
    http://www.jc-omega.com/index.php?post/2014/07/19/Syst%C3%A8me-Domotique-de-jardin-autonome

    Le capteurs d'humidité est à l’abri (voir photo), j'ai pris la version " luxe gamme étendu DHT22", pour le moment les résultats sont très précis.

    Le système fonctionne depuis maintenant 1 mois, pas de soucis majeur.
    Le seul point faible : le wifi ça consomme ! (120mA) et mon panneau solaire est un peu juste. Donc j'ai rusé , je mets le wifi en marche 5 min, puis je le mets en veille 5min, et ainsi de suite.
    A++
    Jean-Christophe

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  4. Joli article et beau projet.
    Tu dois quand même déclencher l'arrosage (via le net) ou le système peut se débrouiller entièrement seul ?

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  5. Merci, j'ai voulus une commande entièrement manuel via le net.
    Je n'ai pas fait de mode auto qui arrose si il fait nuit et en fonction de l'humidité et des température.

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  6. Superbe réalisation ! Vraiment intéressant.

    De mon coté j'avais fait quelque chose d'un peu plus simple (et moi cher !) : un arrosage simplement par gravitation.
    Je récupère l'eau de pluie dans une cuve de 1000l légèrement surélevée (2 ou 3 rangées de parpaings suffisent), à laquelle je raccorde un tuyau poreux spécial basse pression (Poritex pour être exacte, a priori le seul exemple de ce type que je connaisse). Afin d'ajouter un peu d'automatisation, j'ai ajouté au robinet de la cuve un robinet avec programmateur à pile (~10-15€), avec par exemple un arrosage de 2 heures tous les 4 jours. Et voilà.

    Moins fun, un peu moins "précis", mais relativement efficace tout de même ! Si je sais qu'il va pleuvoir, je désactive le programmateur quelques jours, si je pars en vacances je sais que l'arrosage aura bien lieu (tant qu'il y aura de l'eau).
    Avantages : très très simple et donc très économique à l'achat, aucun risque si la cuve est vide, risque de panne très limité (le programmateur), aucun besoin d’électricité (à part les piles).

    En tous cas cas bravo pour cette realisation !

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