L’automatisation de l’arrosage est une réponse technologique efficace face aux besoins hydriques fluctuants des cultures potagères. Un système d’arrosage automatique est un dispositif conçu pour fournir de l’eau de manière régulière et contrôlée aux plantes, jardins, pelouses ou espaces verts. Il est souvent utilisé pour maintenir un niveau d’humidité optimal sans nécessiter d’intervention manuelle, ce qui est pratique pour les propriétaires de jardins, les paysagistes, ou dans des contextes agricoles. L’arrosage des plantes peut être fastidieux et chronophage, surtout si vous avez beaucoup de plantes à entretenir. C’est là qu’intervient le système d’arrosage de plantes Arduino, une solution innovante qui utilise la technologie pour vous aider à prendre soin de vos plantes.
Architecture matérielle du système d'irrigation
Une carte Arduino est une carte de développement électronique basée sur un microcontrôleur. Les cartes Arduino sont principalement utilisées pour contrôler des appareils électroniques en utilisant du code informatique, mais elles peuvent également être utilisées pour traiter et afficher des données. Au cœur du système, le programmateur agit comme le "cerveau". Il permet de planifier les horaires d’arrosage, la durée et la fréquence.
Le circuit hydraulique, quant à lui, est constitué d’un tube plastique sur lequel sont raccordés un certain nombre de goutteurs. Chaque réducteur permet de brancher un tube de 4.6mm de longueur adaptée pourvu d’un goutteur. Ces goutteurs laissent passer environ deux gouttes à la seconde, et sont suffisants pour des plantes peu gourmandes en eau (fleurs, tomates, etc.). La quantité d’eau distribuée dépendra uniquement du temps d’arrosage. Certains modèles sont capables de distribuer un filet d’eau, et sont préférables lorsque les plantes à arroser requièrent une quantité d’eau plus importante (courgette, menthe, etc.).
La vanne est l’élément important du système, capable de mesurer jusqu’à 30L par minute. Les goutteurs, en général, nécessitent une pression maximale de 1.5 bar. Si la pression du réseau est trop importante, il est conseillé d’installer un réducteur de pression. En bas à droite : le réducteur de pression raccordé sur le tube Ø13mm à l’aide d’un raccord en T. Si le circuit hydraulique comporte des dispositifs fonctionnant à des pressions différentes, il est recommandé d’adopter deux circuits distincts, avec sur chaque circuit une vanne séparée.
Intégration des capteurs et commutation électronique
Afin d’éviter les arrosages inutiles, il est possible d’utiliser un capteur d’humidité du sol. Un capteur d’humidité du sol est un dispositif qui mesure l’humidité du sol et envoie ces données à un système de contrôle ou à une carte de microcontrôleur. Il doit être planté à un endroit exposé à la pluie, mais pas à proximité d’un goutteur. Le montage surveille l’état de sécheresse de la terre à l’aide d’un capteur dédié, en caractérisant la résistance de la terre entre deux électrodes.
Pour l’interfaçage, le relais est souvent utilisé dans les projets de robotique et de domotique pour contrôler des appareils électriques, tels que des moteurs, des pompes à eau, des lumières et des chauffe-eau. C’est l’intermédiaire entre la carte Arduino et la pompe à eau. Une pompe à eau de 5V est une pompe électrique qui est alimentée par une tension de 5V. Les pompes à eau de 5V sont souvent utilisées dans les projets de robotique et de domotique, car elles sont petites, légères et faciles à alimenter avec une alimentation électrique de 5V.
Comment créer un système d'arrosage automatique pour plantes avec une carte Arduino UNO et un cap...
Stratégies de câblage et prototypage
Le câblage de l’Arduino est une étape importante de la construction de votre système d’arrosage de plantes. Pour câbler l’Arduino, vous aurez besoin de connecter le capteur d’humidité du sol, le relais, la pompe à eau et l’alimentation électrique. Le capteur d’humidité du sol est un composant clé. Pour installer le capteur, vous devrez d’abord le connecter à la carte Arduino en utilisant 3 fils M/F: GND à GND, VCC à 5v d’Arduino et A0 à A0 d’Arduino.
Une plaque d’essai est un type de carte de développement électronique qui permet aux développeurs de tester et de prototyper facilement des circuits électroniques. L’utilisation d’une breadboard est une solution possible, car les barrettes de contacts d’une breadboard sont isolées entre elles. La breadboard n’est cependant pas une solution sur le long terme. Pour une réalisation durable, on privilégiera un PCB. Ces borniers ne sont utiles que si l’on envisage une réalisation sur PCB. En ce qui me concerne, tous les composants sont réunis sur un PCB, à l’exception du clavier, relié par une nappe de 7 fils. Mais il est possible de modifier le code source pour pouvoir brancher son connecteur directement en face des bonnes broches de la NANO sans ajouter de câblage supplémentaire.
Un détail important : sur le connecteur 3 points de la vanne on remarque une paire de couples condensateur / résistance. Ces composants permettent de filtrer les parasites générés par le moteur de la vanne. Sans ce filtre, cela provoquait chez moi des problèmes d’affichage. On peut remplacer chaque couple condensateur / résistance par une varistance 275V.
Développement logiciel et configuration
La programmation de l’Arduino UNO est l’étape finale de la construction de votre système d’arrosage de plantes. Le code suivant lit la valeur du capteur d’humidité du sol et compare cette valeur à un seuil prédéfini. Si le niveau d’humidité est inférieur au seuil, le relais est activé pour activer la pompe à eau pendant une seconde. Le relais est ensuite désactivé pour arrêter la pompe à eau.
Lors de la mise sous tension, la minuterie ferme la vanne systématiquement. Si l’on a opté pour l’utilisation d’un capteur d’humidité, une information "HUMIDE" ou "SEC" sera affichée en permanence en bas à droite du LCD, ainsi que le taux d’humidité. Pour que cela fonctionne, il faut régler les valeurs d’humidité minimale et maximale dans le code, car le capteur utilisé ne donnera pas forcément les mêmes valeurs en fonction du modèle. Pour faire ce réglage, il faut lancer le moniteur série et le régler sur 115200 baud. On verra s’afficher à chaque seconde la valeur d’humidité mesurée.
La configuration utilise le clavier et l’écran LCD. Une suite de questions est posée, et après la dernière réponse, le résultat est sauvegardé dans l’EEPROM de l’ARDUINO. Si l’on utilise une vanne simple, il suffit de régler les temps d’ouverture et de fermeture à ZÉRO. Seul le relais N°1 sera utilisé. Réglez le débit maximal autorisé sur 99L dans un premier temps. Appuyez sur 1, 2, 3, etc. si vous désirez ajouter une ou plusieurs plages d’arrosage.
Évolutions vers l'Internet des Objets (IoT)
Le système peut être étendu via l’IoT. Connectez simplement le capteur d’humidité et la pompe à eau (via le relais) à la carte Nano RP2040 Connect, insérez le capteur d’humidité dans un pot de fleurs et placez la pompe dans un récipient rempli d’eau. Une fois l’installation matérielle terminée, vous pourrez configurer l’automatisation et connecter le kit à un tableau de bord personnalisé sur votre téléphone. L’arrosage des plantes peut être automatisé avec le capteur d’humidité, ou vous pouvez vérifier le niveau d’humidité via l’application puisque les données du capteur sont accessibles depuis l’Arduino IoT Cloud, et déclencher manuellement l’arrosage si vous le souhaitez.
Dans ce projet, nous explorerons un système d’irrigation basé sur l’IoT utilisant la carte ESP32 et l’application Blynk. Il s’agit d’un projet basé sur l’Internet des objets, le système d’irrigation intelligent offre de nombreuses possibilités pour automatiser l’ensemble du processus d’irrigation. Ici, nous construisons un système d’irrigation basé sur l’IoT utilisant le module ESP8266 NodeMCU et le capteur DHT11. Il irriguera non seulement automatiquement l’eau en fonction du niveau d’humidité du sol, mais enverra également les données au serveur ThingSpeak pour suivre l’état du terrain.
Maintenance et bonnes pratiques
Une fois que vous avez construit votre système d’arrosage de plantes Arduino, vous voudrez vous assurer qu’il fonctionne correctement et qu’il prend soin de vos plantes comme il se doit. Nettoyez régulièrement le capteur d’humidité du sol : le capteur d’humidité du sol peut être obstrué par la saleté et d’autres débris, ce qui peut affecter sa précision. Vérifiez régulièrement les connexions électriques : les connexions électriques de votre système d’arrosage de plantes Arduino peuvent se desserrer au fil du temps.
Il est important de prendre en compte la taille de votre plante et les conditions environnementales avant de commencer la construction de votre système d’arrosage de plantes Arduino. En utilisant la technologie pour prendre soin de vos plantes, vous pouvez non seulement économiser du temps et de l’argent, mais vous pouvez également vous assurer que vos plantes sont toujours saines et bien arrosées. La menthe ne s’est jamais aussi bien portée depuis que l’arrosage est automatique. Auparavant, elle se flétrissait à chaque manque d’eau (elle est en pot et cela ne pardonne pas). C’est la bonne période pour investir dans un système d’arrosage automatique.