[Conseil]Choix des composants pour serre connectée

Bonjour tout le monde !

Je travaille depuis un moment sur un projet de serre connectée (1m50 x 70, pour faire lever des semis). Et j'ai découvert depuis peu les possibilités d'Arduino. La programmation ne me posera peut-être pas trop de problèmes, cependant je ne suis pas calé électronique (je redécouvre la loi d'Ohm...) et j'aurai besoin de votre aide si possible pour bien choisir les composants afin de ne pas perdre d'argent inutilement ou de temps (les délais peuvent être un peu long pour les recevoir).

En pratique, voici mon projet :

• Une lampe sur 220V et programmateur illumine la serre par le haut.
• Afin d'éclairer le plus régulièrement possible, elle naviguera au dessus des godets sur des axes pilotés par des moteurs (1 chacun)
• Ces moteurs ne devront pas tourner si la lumière est éteinte (capteur de lumière)
• Pour éviter une hygrométrie trop importante, je vais utiliser deux ventilateurs sur les parois
• Pour l'arrosage, l'eau d'un réservoir sera pompée (pompe 12V), afin de remplir le tiroir où seront posés les godets (arrosage par capilarité donc). Pour éviter tout débordement, un capteur de niveau d'eau sera utile.
• Quand le terreau est assez humide (capteur d'humidité terre), une électrovanne actionne l'écoulement naturel de l'eau par le bas, pour un retour dans le bac (réutilisation de l'eau).
• Pour éviter que la pompe ne tourne à vide, un capteur ultrason dans le réservoir d'eau indiquera le niveau d'eau.
• Pour calculer la consommation d'eau, un capteur de débit d'eau sera installé sur le tuyau de la pompe, et un autre sur le tuyau après l'électrovanne (pour savoir la quantité entrante et sortante.
• D'autres capteurs seront utiles : température et hygrométrie pour l'air intérieur, température de l'eau du réservoir.
• Je souhaite contrôler et obtenir les infos à distance sur smartphone (module bluetooth)
• Je souhaite aussi pouvoir contrôler manuellement (physiquemement) certaines fonctionnalités (boutons pour ventilation, pompe et électrovanne ; et joystic pour contrôler les deux moteurs (en x et y).

J'ai réussi à trouver le matériel nécessaire (carte, capteurs, composants principaux) que voici :

- Carte Mega 2560 : Lien vers la carte

- Les deux moteurs Nema 17 2A et leurs contrôleurs A4988 :
Lien vers le moteur
Lien vers le contrôleur

Couple : 59Ncm
Courant : 2.0A
Phase Résistance 1.4 ohms
Tension 2.8 V
Inductance 3,0mh ± 20% (1 KHz)

- Les deux ventilateurs 12 V, 1.56 W : Lien vers le ventilateur

- La pompe 12V 1.25A : Lien vers la pompe

- L'électrovanne 12V normalement fermée : Lien vers l'électrovanne

- Le Module bluetooth HC06 : Lien vers le module bluetooth

- L'Horloge DS3231 : Lien vers l'horloge

- Les petits boutons 12V : Lien vers les boutons

- Le joystick KY-023 : Lien vers le joystick

- Les différents capteurs :

• Capteur de température et d'hygrométrie DHT22 : Lien vers le capteur
• Capteur de température d'eau DS18B20 : Lien vers le capteur
• Capteur de lumière KY-018 : Lien vers le capteur
• Capteur ultrasons JSN-SR04T : Lien vers le capteur
• Capteur de niveau d'eau : Lien vers le capteur
• Capteur de débit d'eau DN15 : Lien vers le capteur
• Capteur hygrométrie sol FC28: Lien vers le capteur

Là où je bloque, c'est à cause de mes lacunes en électronique :

• Quelles résistances / autre composant de sécurité devrais-je utiliser pour ne pas faire griller mes composants ? De manière générale je n'ai pas vraiment compris comment protéger le circuit...

• Si j'ai 2 moteurs en 2A, une pompe en 1,25A et quelques composants moins gourmands comme l'électrovanne (en 12V), comment choisir mon alimentation ? (12V 2A, 12V 6A...)
  Je ne sais pas s'il faut additionner les intensités (2+2+1,25...) ou bien prendre la maximum (2A).

• Dois-je utiliser des mosfet ou des relais pour contrôler mes appareils 12V (pompe, électrovanne, ventilateurs...). Pour les moteurs j'ai une carte exprès donc ça devrait aller.

• Mon projet et les composants choisis vous semblent-ils cohérents ?

Le problème étant que si je dois acheter une partie des composants, puis faire un tas de tests, puis recommander les suivants, etc. J'y serai encore dans quelques années.

Si jamais vous pouviez m'éclairer de vos connaissances, ce serait génial !
Je pense que ce forum va bientôt devenir ma maison

gros projet
pour l'alim : oui il faut additioner toutes les consommations 2A+2A+1,25+ventilateurs +.electrovanne..12 volts ? +...

pour le dht22, suivant celui que tu achetes : nu ou am2320 i2c, il faut une ou+ resistance 4k7, je ne sais pas si le am2320 i2c integre les resistances pullup sda scl

pour le ds18b20, je suis certain qu'il faille une resistance 4k7,

pack 600 resistances 20 pieces /valeur serie e24 1%

pour 3 euros....

le capteur hygro sol, la tenue dans la duree : electrolyse des pistes insérées dans la terre...
la portée/distance du bluetooth ?

amha, un module alim 5v 1A / 3v3 a partir du 12 volts sera p-e utile, la mega risque d'etre un peu juste en 5 volts et encore plus en 3v3 si tu en as besoin

A+

Merci beaucoup pour tes conseils.
Du coup je partirai sûrement sur une alimentation 6 ou 8A. Pour les moteurs j'ai aussi une interrogation, car j'ai vu que leurs contrôleurs devaient recevoir du 12V (sur des tutos), mais dans les caractéristiques du moteur il est indiqué 2.8V ; du coup est ce que ça a une incidence sur l'intensité requise à l'alim ?

Merci pour le lien vers les résistances, très intéressant !

Pour le capteur hygro, c'est ce que j'ai lu dans un topic sur l'hydroponie ici, il parait qu'en l'alimentant seulement au moment de la mesure cela peut réduire l'oxydation ? Ou sinon connaissez-vous un autre capteur sans ce défaut ?

Pour le bluetooth, j'ai hésité avec une mega avec wifi intégré (lien) , mais le problème c'est que pour m'y connecter, je devrais systématiquement me déconnecter de mon réseau wifi, ce qui peut devenir lassant.
Sinon j'ai vu le HC08 avec 80m de portée, mais plus cher aussi. (J'ai besoin d'environ 20m max, avec un mur plein au passage.

Ca ne me dérange pas d'alimenter la mega via du 12v, est ce que tu aurais un lien vers un module comme ça ?

Encore merci

pour les moteurs je ne sais pas, si les tutos avec le controleur donnent 12 volts, çà doit etre çà

pour le bluetooth je ne sais pas, mes bidouilles avec hc05/06 remontent loin et portée 4 metres dans la meme piece sans obstacle

module 5 volts : tout dépend de la consommation en 5 volts et je ne sais pas si tu auras besoin du 3v3

oui alimenter la mega en 12 volts par la prise jack, apres les sorties 5 volts de la mega iront aux capteurs max 500ma total d'apres ce que j'ai lu, les moteurs, ventilos, electrovanne sont alimentés avec le 12 volts, encore que pour l'électrovanne je ne pense pas qu'il ait une entrée commande ? çà veut dire sans 12 volts elle est fermée et quand on applique le 12 volts elle s'ouvre, donc il faudra un transistor ou un relais commandé en 5 volts par la sortie du mega que tu auras choisi

il faudrait faire un schema synoptique avec les alims les capteurs les organes mecaniques

j'espere que d'autres répondront à tes questions

Quelques remarques en vrac:

Virgilec:

• Une lampe sur 220V et programmateur illumine la serre par le haut.
• Afin d'éclairer le plus régulièrement possible, elle naviguera au dessus des godets sur des axes pilotés par des moteurs (1 chacun)

Cette solution me parait inutilement compliquée. Qu'est-ce qui t'empêche de multiplier les lampes?

Virgilec:
Pour l'arrosage, l'eau d'un réservoir sera pompée (pompe 12V), afin de remplir le tiroir où seront posés les godets (arrosage par capilarité donc). Pour éviter tout débordement, un capteur de niveau d'eau sera utile.

Bon alors pour les sécurités, une seule règle aller au plus simple. Pour éviter tout débordement il faut tout simplement utiliser un trop plein. Un système de sécurité qui dépend de capteurs et de logiciel c'est juste une complication supplémentaire. Et le jour ou ça débordera comme par hasard le soft va planter ou le capteur se bloquer.

Virgilec:
Pour éviter que la pompe ne tourne à vide, un capteur ultrason dans le réservoir d'eau indiquera le niveau d'eau.

Même remarque qu'au-dessus. Pour éviter que la pompe ne tourne à vide un capteur de niveau bas le plus simple possible, un flotteur ou quelque chose du même style qui coupe l'alimentation de la pompe.
L'indicateur de niveau d'eau c'est un plus pour la gestion mais c'est sujet aux pannes, il demande du logiciel pour l'interprétation des valeurs et donc toujours le risque de plantage le jour où tu en as besoin.

Merci pour vos conseils
Je prends note d'aller au plus simple pour la sécurité, je vais ajouter un trop plein c'est une bonne idée (j'ai trop fait confiance à l'électronique dans mes raisonnements).
Pour le capteur de niveau bas simple et efficace, est ce que tu aurais un exemple ?

Pour la lampe, ce qui me freine, c'est le prix (110 euros la lampe), c'est pour cela que j'en ai qu'une. Et la consommation aussi, ce sont des leds mais ça pompe près de 150w.
Et après quelques essais de semis, même si c'est lumineux, les tiges ont tendance à s'orienter vers le plus lumineux, soit vers le centre de la lumière.
C'est pour ça que je me suis compliqué la vie sur cette fonction

Pour le Bluetooth si c'est que 4m de portée ça va être trop juste, je vais devoir partir sur un autre capteur alors, peut être le hc 08 ?

La carte alimentera surtout les capteurs et donnera les commandes sur les appareils 12V (la vanne sera bien fermée, et ouverte si stimulée). Mieux vaut-il des relais ou des mosfet pour contrôler vanne, pompe et ventilos ?

DHT22

J'ai eu des déboires en athmosphère humide avec ce capteur (AM2301 qui est un DHT21 en boîtier) : mesure bloquée à 99% à l'extérieur en décembre et janvier.
Je te conseillerais plutôt le SHT31D.

• Dois-je utiliser des mosfet ou des relais pour contrôler mes appareils 12V (pompe, électrovanne, ventilateurs...). Pour les moteurs j'ai une carte exprès donc ça devrait aller.

Quelques MOSFETS IRLZ44N feront l'affaire. Pas de bruit, peu encombrant, plus fiable dans le temps.

Personnellement j'ai eu de bons résultats avec le BME280 et le SHT31

il y a un article intéressant (en anglais) à lire ici

Concernant la mesure d'humidité de la terre, vous trouverez des modules (idée d'origine Chirp) capacitif pour pas cher en asie (c'est la version 1.2, Chirp en est à la version 2.4 mais Chirp inclut le système de pile, le buzzer, le bouton et du soft etc alors que vous ne voulez que piloter depuis votre arduino, donc pas besoin de tout le reste)

capa.png578×534 159 KB

chirp.png836×664 278 KB

Sinon votre projet me semble bien ambitieux comme premier projet. Je vous conseille de découper cela en petits bouts, de vous faire la main séparément sur chaque composant et ensuite repartir de zéro et concevoir un logiciel pour l'ensemble (structuré correctement).

L'histoire de la lampe qui se déplace me semble compliquée pour pas grand chose, l'air chaud monte et un petit ventilateur peut équilibrer la T° et l'humidité... ça vous simplifiera la vie et évite le besoin des moteurs et d'un montage mécanique sans doute fragile.

capa.png578×534 159 KB

chirp.png836×664 278 KB

Virgilec:
Bonjour tout le monde !

Je travaille depuis un moment sur un projet de serre connectée (1m50 x 70, pour faire lever des semis). Et j'ai découvert depuis peu les possibilités d'Arduino.

Bonjour
Sur ce forum il y a un membre lacuzon qui c'est plutôt pas mal fait la main avec l'environnement "arduino en construisant une belle serre "controlée" , avant de connecter ses abeilles
lien vers sa réalisation
c'est sur un forum externe ,je pensais qu'il y avait eu un sujet dédié ici, mais pour l'instant je ne retrouve pas

Bonjour,

mon oreille a sonné...

j'évoque dans un projet "fini" mes réalisations sous le nom "Mesure de températures et stockage dans deux bases locale et sur le net". Tu peux aller y jeter un œil.

Dans le forum "FJpower! je décris la réalisation sous le pseudo "cortejuan".

Concernant ton projet, je partage les avis des divers intervenants, d'une part tant le soft que le hard réservent des surprises et, des bugs aussi inattendus que peu fréquents peuvent fusiller tout le contenu d'une serre. j'en parle en connaissance, vivant dans une région aux hivers parfois très très froids.

Donc, il faut utiliser au maximum les comportements naturels plutôt que des systèmes complexes qui un jour ou l'autre tomberont en panne. Ne pas oublier que quelle que soit la région, les températures dans une serre peuvent passer de 40 degrés en été à - 10 degrés la nuit par un mécanisme bien connu : la chaleur va toujours du corps le plus chaud au corps le plus froid.

Donc, démarre peut-être plus modestement en évitant les dispos mobiles commandés électroniquement.

Là aussi, les dispositifs électro-mécaniques sont soumis à rude épreuve durant une saison où ils peuvent monter sans problème à 100 degrés dans une serre dont l'air atteint 40 degrés, à quelques degrés si le chauffage est absent...

Dernier point, sur l'hygrométrie de l'air : beaucoup de jardiniers pensent en voyant les vitres couvertes d'eau de condensation que leur serre est très humide. C'est totalement faux, c'est juste l'inverse : c'est un effet de paroi froide qui amène l'air de la serre à se décharger de son humidité. En conséquence, une serre est un endroit sec et non humide ! C'est comme dans ton frigo, si tu regardes la glace formée dans ton freezer, tu te dis que ton frigo est vachement humide, ben non, cette glace (comme l'eau dégoulinant sur les vitres de ta serre) traduit l'absorption de l'humidité de l'air ambiant dans ta serre.

Dans les miennes, je suis obligé de régulièrement mouiller le sol qui s'assèche sur 30 cm par perte d'humidité ambiante. Donc une ventilation pour sécher les murs ne va pas sécher l'air ambiant mais juste faire le contraire en restituant l'humidité dans ta serre.

Ah, les lois de la physique !!!

Lacuzon:
Bonjour,

mon oreille a sonné...

j'évoque dans un projet "fini" mes réalisations sous le nom "Mesure de températures et stockage dans deux bases locale et sur le net". Tu peux aller y jeter un œil.

Dans le forum "FJpower! je décris la réalisation sous le pseudo "cortejuan".

Ha oui , c'est tellement rare que je n'ai même pas eu le reflexe de regarder "là bas" ! 8)

Incidemment j'y (re)pense : tu a réglé ton problème de propagation de data vers thingspeak ?

Bonjour Artouste,

non,j'y travaille encore j'ai mis des yield() ici et là sans succès. Bon, ça occupe... l'essentiel est que côté stockage dans influxdb, ça ne bogue pas, les données sont correctement transmises.

Cela dit, j'ai fait un nettoyage du programme qui avait plusieurs conditions redondantes, je le posterai dans le fil adéquat.

Merci à tous pour votre réactivité et votre partage de connaissances !

Pour les capteurs je vais donc partir sur un SHT31D et un capteur d'humidité capacitif qui semblent plus durables.

Je pense que j'ai dû mal m'exprimer par rapport à l'utilisation des moteurs et ventilateurs. Les moteurs seront utilisés pour guider (via une courroie faisant glisser des roulements linéaires sur des tubes) ma lampe en x et y dans l'enceinte. Car la lampe mesure en gros 40x30cm, dans une serre de 150x70. Et comme un certain stade de développement, elle doit être assez proche des plantes (pour leur donner l'intensité lumineuse suffisante), le cône de lumière éclairera une surface insuffisante. La déplacer régulièrement en x et y me permettra d'éclairer toute la surface correctement et de mieux répartir la diffusion sur les plantes (pour éviter qu'elles se dirigent toutes vers le centre de la serre). J'aurai pu utiliser 4 lampes, mais le coût devient exorbitant...

Les ventilateurs (12cm) seront fixés sur les parois de côté, percées, pour ventiler de temps en temps et éviter les moisissures (même si l'air n'est pas très humide, dans un garage il n'y a pas de vent et des champi (algues? je sais pas) se développent sur la surface du terreau.

La serre sera une bonne partie du temps dans mon garage (protégée du gel, ça doit descendre à 5-8°C au plus bas je pense) ; mais elle est également mobile pour pouvoir sortir et profiter du soleil au printemps (économie d'électricité).

Pour l'instant la structure est bien avancée, mais la partie électronique va me demander pas mal de temps. Je me rends compte que le projet est costaud (je ne fais jamais les choses à moitié ), c'est pour cela que je vais tester chaque composant (fonctionnement, câblage, et programmation) dans un premier temps.
Mais mes lacunes en électronique ne me facilitent pas la tâche, je voudrais pas griller bêtement mes composants et attendre encore 2-3 semaines pour les recevoir...

La partie programmation ne me posera pas trop de problèmes je pense.

Auriez-vous une idée de capteur de niveau plus simple / efficace ? Ceux que je trouve avec flotteur fonctionnent en 220V...

Je vais tenter de faire un plan / schéma pour pouvoir afficher tout ça et voir là où ça peut coincer. Quel logiciel serait le mieux adapté à un débutant comme moi ?

Merci beaucoup pour votre aide !

Bonjour

vais tenter de faire un plan / schéma pour pouvoir afficher tout ça et voir là où ça peut coincer. Quel logiciel serait le mieux adapté à un débutant comme moi ?

comme tu écris un peu plus haut que tu ne fais pas les choses à moitié je pense que Kicad est tout indiqué.
C'est un logiciel à la portée de tout débutant motivé qui n'aime pas "faire les choses à moitié' !!
Les schémas iront à l'essentiel, exprimeront le fonctionnement et pourront servir de base de discussion avec les électroniciens du forum.

Merci, je m'en vais de ce pas le prendre en main
Ce sera plus compréhensible qu'un truc emmêlé dans ma tête !

Virgilec:
Auriez-vous une idée de capteur de niveau plus simple / efficace ? Ceux que je trouve avec flotteur fonctionnent en 220V...

Si vous voulez du tout ou rien, un capteur de niveau d'eau Interrupteur à flotteur fonctionnera sous 5V (et ça vaut environ 1€ en Asie). c'est juste un interrupteur magnétique. La tension donnée est sans doute celle max.

Merci pour l'image, ça semble être ce modèle : Lien du capteur

Au niveau des caractéristiques ça donne ça :

Numéro de modèle: ZP4510
Note de Contact maxi: 10 W
Tension de commutation maximale: 100 V cc/AC
Courant de commutation maximum: 0.5A
Tension de rupture maximale: 220 V cc/AC
Courant de transport maximum: 1A
Résistance de Contact maximale: 100 m ohm

(Bon c'est une traduction on dirait, aux termes pas toujours précis).

Ce serait bon pour du 5V sur arduino ?

Virgilec:
Merci pour l'image, ça semble être ce modèle : Lien du capteur

Au niveau des caractéristiques ça donne ça :

Numéro de modèle: ZP4510
Note de Contact maxi: 10 W
Tension de commutation maximale: 100 V cc/AC
Courant de commutation maximum: 0.5A
Tension de rupture maximale: 220 V cc/AC
Courant de transport maximum: 1A
Résistance de Contact maximale: 100 m ohm

(Bon c'est une traduction on dirait, aux termes pas toujours précis).

Ce serait bon pour du 5V sur arduino ?

C'est ce que l'on appelle un contact sec ( meme si c'est pour contrôler un niveau d'eau 8) )

vu d'un GPIO "arduino" cela convient parfaitement

Virgilec:
Ce serait bon pour du 5V sur arduino ?

oui oui j'en ai des similaires et ça fonctionne bien. ça se programme comme un bouton momentané, et éventuellement utilisez la librairie de @bricoleau pour vous simplifier la vie

D'accord, merci !
Y a-t-il un risque à utiliser une alim 12v avec une intensité (A) trop élevée par rapport à ce qui serait nécessaire ?
(Par exemple une 12V 8A alors qu'il ne faut que 5A)

Et est ce que la tension ou l'intensité sont divisées par deux si je sépare le courant en deux ?
(Entrée dans un domino, 2 sorties)