Système d'irrigation contrôlé

Système d'irrigation contrôlé

Chez Yoctopuce, on aime bien les framboises, on s'est donc dit qu'on allait faire une petite production locale avec un arrosage automatique contrôlé par nos modules. Pour cela, on a récupéré un framboisier dans le jardin et on l'a planté dans un pot avec des capteurs pour suivre au mieux la santé du framboisier. Le but est que la quantité d'eau dépende de l'état de la terre dans le pot. Malheureusement, il sera un peu trop tard pour avoir des framboises cet été, mais on va quand même vous parler des modules mis en œuvre pour maintenir le framboisier en vie.


Rempotage

Dans un premier temps, on a dû rempoter le framboisier. On a choisi pour cela un grand pot ovale, qu'on a soigneusement préparé en y ajoutant des billes d'argile au fond pour que l'eau ne stagne pas dans la terre et qu'elle ne noie pas le framboisier. Une fois le rempotage effectué, on a placé le pot en bord de fenêtre pour obtenir des conditions typiques de d'une plante d'extérieur. Petit aparté sur la culture des framboisiers : ils sont assez simples à entretenir, ils ont besoin d'environ un arrosage par semaine, voire plus en cas de forte chaleur, et ils ont besoin de soleil pour produire des framboises. Notre projet d'arrosage automatique peut sans problème s'adapter à tout autre type de plante, en intérieur comme en extérieur.

Description du système

Pour suivre au mieux l'état de la terre, on a décidé d'utiliser des capteurs de sol produit par Delta-T Devices. Le capteur sélectionné nous permet d'obtenir la température, la teneur en eau et la conductivité électrique du sol. Pour la communication avec les capteurs, on utilise un module Yocto-Serial, qu'on a un peu modifié car ces capteurs communiquent en SDI-12, mais on vous en dira plus dans un prochain article.

Pour l'arrosage, on utilise une petite pompe peristaltique qui annonce un débit de >=39ml/min avec une alimentation à 6V. Dans notre cas on alimente la pompe avec 5V, et d'après nos tests on a un débit de 40ml/min. Pour contrôler et alimenter la pompe, on utilise un Yocto-PowerRelay-V3.

On utilise également un capteur à effet de hall pour vérifier que la pompe fonctionne et contrôler le nombre de tour effectué par la pompe, à l'aide d'un aimant que nous avons placé à l’intérieur de la pompe. Pour alimenter et lire les valeurs du capteur à effet de hall, on utilise un Yocto-PWM-Rx.

On branche ensuite les trois modules à un YoctoHub-Ethernet pour communiquer avec le programme qui contrôle le système. Une fois que tout est branché et que la communication fonctionne correctement, on met tout ça dans un boîtier de protection, car l'électronique sera mise en extérieure, il faut donc la protéger de la pluie.


Schéma de branchement des modules Boîtier hermétique
Câblage du montage électronique



Maintenant que les modules sont branchés, on finit par mettre en place les capteurs et la pompe comme ci-dessous:

Schéma de câblage des modules ainsi que des capteurs
Schéma de câblage des modules ainsi que des capteurs



Surveillance et contrôle

Un job tourne dans le Yocto-Serial qui interroge toute les 5 secondes les capteurs et qui publie les mesures via les fonctions GenericSensor du Yocto-Serial. Toute les valeurs mesurées sont postées par callback HTTP et accessibles depuis un Yocto-Cloud .

Par ailleurs, un programme en C# contrôle toutes les 10 minutes si le capteur enterré a une teneur en eau inférieure à 5%, pour ne pas assoiffer le framboisier par manque d'eau. Le relai active la pompe si la valeur est inférieur à 5%, et le Yocto-PWM-Rx compte le nombre de tour effectué par la pompe, en comptant le nombre d'activations du capteur à effet de hall par le passage de l'aimant. On laisse la pompe tourner 1000 tours puis on attend une minute et on récupère à nouveau les valeurs des capteurs jusqu'à ce que la teneur en eau de la terre soit à environ 25%.

Graphique directement pris du Yocto-Cloud du 11 au 17 août
Graphique directement pris du Yocto-Cloud du 11 au 17 août


On observe ci-dessus les valeurs prise entre le 11 et le 17 août. On peut voir que le 15 août le graphique recevait des valeurs un peu erronée, c'est simplement dû au faite que le système à été débrancher pour une raison qu'on explique dans le prochain paragraphe. On observe clairement une diminution général du niveau de la teneur en eau de la terre. Pour l'instant on a pas eu de grosse pluie ni d'arrosage donc il n'y a pas grand chose à observer sur ces graphiques.

Le quatrième graphique affiche quand le relai s'active, ainsi que les valeurs mesurées du PWM. Étant donné que l’arrosage n'a pas dû être activé, le graphique est encore vide, excepté quelques valeurs de test.

Conditions réelles

En théorie, on s'attendait que le framboisier souffre un peu suite au rempotage, mais la réalité a été pire qu'on ne le pensait. Après le rempotage, on a décidé de lui mettre un peu plus d'eau que d'habitude pour qu'il s’acclimate à son nouveau pot, mais il n'a pas du tout aimé toute cette eau d'un coup, et de nombreuses feuilles ou séché. On a donc décidé de ne plus arroser la terre et on a attendu pour voir si le framboisier arrivait à s'habituer à sa nouvelle terre, tout en gardant bien évidement un œil sur les valeurs mesurées.

Après quelques jours, on voit sur le graphique que la teneur en eau n'a pas beaucoup baissé, on a donc préféré changer de pot pour que le framboisier ne meure pas noyé.

On a choisi cette fois de prendre un bac en plastique, mais il est plus petit que l’ancien pot. On ne place donc que deux capteurs, un au fond du pot et un autre proche du tuyau d'arrivée d'eau. On aura en même temps les valeurs au centre du pot et au fond du pot, ce qui explique que les valeurs du 15 août sont un peu faussées.

Nouveau pot avec la position des capteurs
Nouveau pot avec la position des capteurs



État actuel

Actuellement le framboisier reprend un peu de couleurs, de petites branches commence à pousser. Un article suivra d'ici quelques mois pour observer les nouvelles valeurs mesurées et l'état du framboisier.

Motage final avec le framboisier, le bidon d'eau et le boitier électronique
Motage final avec le framboisier, le bidon d'eau et le boitier électronique


On va garder un œil sur lui et sur les valeurs mesurées pour nous garantir des tonnes de framboises l'été prochain.

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