[Projet Dôm&Stick] Gestion d'un système aquaponique sous dôme - Visu sur Blynk

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Salut

Lien du blog :
Projet Dôm&Stick

Je vais mettre en place prochainement un système aquaponique.
Pour ceux qui ne connaissent pas, pour résumer trés grossièrement c’est une façon de cultiver ses légumes/fruits en alliant un bassin de poisson.

Je suis en train de construire un système pour nourrir automatiquement mes poissons.
Il est composé d’un tube dans lequel il y a une vis sans fin motorisée qui pousse les granulés vers la sortie (le bassin).

J’ai prévu d’ajouter un détecteur IR pour savoir s’il reste encore des granulés dans le mini-silo de stockage.
Le système délivre de la nourriture à intervalles réguliers mais en plusieurs fois.

A ce système, j’ai rajouté une sonde de température pour surveiller la température du bassin.
Il y a également un bouton ON/OFF pour le passage en mode Automatique/Manuel.
Un autre bouton type poussoir pour activer la rotation du moteur manuellement.

On retrouve également un LCD pour l’affichage, ainsi qu’un module RTC DS3231 ainsi qu’une Led RGB pour visualiser le statut du système à distance.

*MàJ du 04/05/2020

Choix des composants :
*Arduino Mega
*PCB maison
*RTC DS3231
*LCD 20x4
*DS18B20 x3
*LEDs RGB x2
*Servomoteur (modèle à confirmer)
*Pompe (modèle à confirmer)
*Electrovanne (modèle à confirmer)
*Détecteur IR x2 (module chinois standard)
*Capteur de niveau de liquide x 2
*Relais statique (modèle à confirmer)
*Boutons on/off
*Boutons poussoir
*Module PHmètre (modèle à confirmer)

PCB maison (en pièce jointes):

• Arduino Mega à enficher
• Gestion des composants ci-dessus
• Présence d’un connecteur pour communiquer avec un autre module via liaison série
• Présence d’un connecteur supplémentaire pour l’I2C
• Ajout des 4 connecteurs 3-broches avec du 5v sur 4 Digital I/O de la Mega pour l’ajout de modules par la suite
• Ajout des 2 connecteurs 3-broches avec du 5v sur 2 Analog I/O de la Mega pour l’ajout de modules par la suite
• 3 sorties supplémentaires pour commander de la puissance (en PWM) si besoin via un mosftet N IRL520.
• un L7809 alimente la Mega
• un L7805 dédié au servo
• un 2ième L7805 dédié aux autres composants nécessitant du 5V (Ajout d’un 3ième ou changement par un plus gros ??)

*Post initial :

Le programme gère d’autres fonctions que je détaillerais plutard

*Listes des composants:

• Arduino Méga
• Ramps 1.4
• Shield d’extension maison pour Ramps 1.4
• Sondes DS18B20
• LCD 16x2 en attendant un 20x4
• Moteur pas à pas Nema 17
• Divers pièces imprimées 3D.

Le prog actuel en mode brouillon est en pièce jointe ainsi qu’une photo du montage en mode “proto”.

Fish_Feeder-1.7_rtc.ino (11.9 KB)

[BrUnO14200]

Petite MàJ du soft.

Ajout d’une moyenne glissante sur les dernières 12heures concernant la température d’eau .
Codée en s’inspirant grandement de l’exemple Smoothing du site officiel.

Ajout d’une fonction pour connaitre le maximum/minimum de la température de l’eau ainsi que l’heure .
Utile pour savoir si mon futur bassin ne se refroidit pas trop la nuit ou au contraire ne chauffe pas trop la journée.

Il faut que je code une fonction pour afficher correctement une heure sur un lcd en forçant le format hh:mm …

Bref rien de transcendant mais ça avance …

Fish_Feeder-1.8.ino (16.5 KB)

[BrUnO14200]

Bonjour.

J'ai reçu mon émetteur/récepteur infrarouge qui me servira à détecter la présence ou non de "croquettes" dans mon mini-silo de réserve.

J'ai donc dessiné une pièce qui vient entre l'entonnoir de mon système et mon mini-silo (du tube PVC en 100mm de diamètre). J'insère mon module infrarouge dedans . L'impression est en cours .

Présentation des autres pièces :

Cette pièce sert à tenir le tube dans lequel tourne ma vis sans fin. Je la fixe sur des profilés alu 20x20 type chassis d'imprimante 3D.

Cette pièce est située au bout de mon tube, elle le ferme et assure un minimum de guidage pour la vis sans fin.

L'entonnoir fixé au dessus de ma vis sans fin :

Les pièces déja assemblées :

[lesept]

Beau travail !

[BrUnO14200]

Merci !

Pièce imprimée , on modifie le capteur pour aligner l'émetteur et le récepteur :

On assemble et on teste ..et ça fonctionne ^^ !

Le mieux pour ces capteurs de ce que j'ai pu tester c'est d'être dans l'obscurité totale (ce qui sera le cas dans mon mini-silo) car le récepteur a vite fait de recevoir du rayonnement extérieur .

[kamill]

BrUnO14200:
Le mieux pour ces capteurs de ce que j'ai pu tester c'est d'être dans l'obscurité totale (ce qui sera le cas dans mon mini-silo) car le récepteur a vite fait de recevoir du rayonnement extérieur .

Bonjour,

Pour une immunité à la lumière il faut utiliser un capteur avec modulation IR.

[BrUnO14200]

Bon à savoir!

Pour mon application , le modèle que j'ai , fera le boulot

[BrUnO14200]

Un peu d’explication sur l’aquaponie (je suis loin d’être un expert donc j’espère ne pas raconter trop de bêtises).

L’aquaponie fonctionne sur un principe de cycle , rien ne se perd tout se transforme (ou presque …) !

Il y a un bassin à poisson, l’eau chargée de leurs déjections va dans un second bac , le bac de culture (appelée aussi table) . Dans la table, l’eau est purifiée par les plantes et retourne ensuite dans le bac à poisson .

J’ai trés largement résumé le principe car en pratique il y a d’autres bacs pour filtrer l’eau etc etc.
Il y a de nombreuses configurations possibles.

Concernant le bac de culture, il y a là aussi plusieurs manières de faire. Soit on garde un niveau d’eau constant, soit on fait un système dit “à marée” : le niveau d’eau monte et descend puis remonte puis redescend .

Le niveau constant demande à garantir une trés bonne oxygénation du bac de culture. Je trouve celà compliquer à contrôler. Je suis donc parti sur un système à marée.

Normalement ce type de système de marée est fait par un syphon automatique fabriqué avec des tubes de PVC. Il y a un peu de réglages à faire selon le débit et la configuration du système…
Les risques de désamorçage et/ou de non amorçage et donc un risque de manque d’oxygène pour les plantes .

J’ai donc décidé de me passer de ce genre de syphon et de faire un système à base de flotteur et d’électrovanne.
Le principe est simple, l’état des flotteurs sert à piloter l’électrovanne et donc à vidanger/ou remplir le bac à culture.
Ce concept me fera sans doute passer pour un hérétique au près des fanatiques du syphon mais on retrouve cette idée dans certaines installations outre-Atlantique …

Niveau fabrication, on prend un tube de PVC, on fixe les 2 flotteurs au niveau de vidange et de remplissage voulus. On ajoure le tube pour laisser l’eau passer. Ah oui j’ai oublié, en aquaponie , dans les tables de culture il n’y a pas de terre mais des substrats (bille d’argile) ou autres . Donc on laisse passer l’eau mais pas les billes pour ne pas risquer un blocage au niveau d’un flotteur…

Le gros désavantage du couple EV/flotteurs , c’est le prix de l’EV et cela rajoute une conso électrique mais bon ça a d’autres avantages ( niveau conso électrique aussi d’ailleurs) mais j’y reviendrais plutard.

Schéma de principe (je l’ai déja fabriqué mais pas de photo sous la main)

Du coup , MàJ du soft avec gestions des flotteurs, de l’EV, du détecteur de croquettes . Il y aussi le passage au LCD 20x4 et 2 ou 3 autres trucs …

Fish_Feeder-2.0.ino (19 KB)

[BrUnO14200]

Salut.

Ma solution de vis sans fin couplée à un stepper ne me donne pas entière satisfaction.
J’ai donc regardé ce qu’il se faisait d’autres dans ce genre d’application et le servomoteur est largement utilisé.
On va donc tenter cette solution .

J’ai modifié mon code pour piloter un servomoteur (voir l’.ino , pratique ça sert de sauvegarde ).

Puis corriger quelques bugs qui restaient de mon calcul de min/max “glissant” sur 18h avec prise de mesures toutes les 2min30.
J’ai aussi implémenter 2 ou 3 trucs notamment au niveau du contrôle des “marées” : leur taux horaire, la durée moyenne et l’heure de la dernière… des petites choses qui permettront de voir si le système fonctionne sans passer longtemps dessus

J’ai redessiné et imprimé une pièce qui servira de support au servo/ fin de goulot à mon réservoir de croquettes , j’ai incorporé ma détection de “bientôt plus de croquettes” qui se trouve devenir une détection de “plus de croquettes” … ça méritera une V2 … plus tard (mon imprimante est en rade à force de faire des visières anti-Covid …)

Le servo est positionné sortie d’engrenage vers le bas et il y aura une sorte de clapet qui viendra ouvrir/fermer le goulot …à voir ce que ça donnera en vrai…

Fish_Feeder-2-2_Servo.ino (21.5 KB)

[BrUnO14200]

Salut

Mise à jour du 4 Mai 2020 du 1er post:

Je voulais me servir d’une Ramps 1.4 comme socle du projet mais comme je vois un peu plus grand, et que je ne veux pas me retrouver bloquer et …que j’ai un peu de temps en ce moment comme certains.

J’ai validé la solution de distribution de nourriture avec un servomoteur.

Donc je pars sur un PCB maison sur lequel viendra s’enficher par le dessous la carte Arduino Mega.

J’ai déja fait une première version de cette carte ainsi qu’un premier routage sommaire .

Je me laisse quelques temps afin de voir si mes besoins évoluent.

Je compte également sur vous pour me dire si certaines choses vous choquent (ne pas tenir compte des valeurs des composants) concernant le schéma.

J’ai prévu des commandes de puissance en plus (en PWM).

Des voies supplémentaires sur des I/O également (analogiques et numériques).

N’étant pas du tout calé niveau “connectivité”, j’ai prévu un connecteur pour que la Mega puisse communiquer vers une autre carte (ESP32 ? ESP8266 ?) qui elle serait amener à “émettre vers l’extérieur” …Liaison série prévue … à voir ??

Ma réflexion actuelle porte sur le choix d’un régulateur linéaire autre que le L7805V pour “tous” les composants nécessitant du 5V . De mémoire il délivre max 1.5A (correctement refroidi) …il faudrait que je fasse le bilan des puissances nécessaires mais on doit s’en approcher …peut être passé sur du LM323 donné pour fourni 3A histoire d’être tranquille ? C’est le même pinout donc le choix n’est pas urgent…

J’ai prévu un autre L7805 prévu uniquement pour le servomoteur.

!

[BrUnO14200]

Une petite description des fonctions de chaque composant :

*Arduino Mega
Le "cerveau" du système que l'on ne présente plus.

*PCB maison
Il doit faire le lien entre la Mega et le reste des composants/modules.

*RTC DS3231
Du classique pour connaitre l'heure actuelle et celles d'évènements particuliers (alarmes par exemple)

*LCD 20x4
Utilisé pour l'IHM, simple, basique .

*DS18B20 x3
Les capteurs de températures. Un sera dédié au bassin à poissons. Un 2ième pour la température extérieure. Le 3ième n'est pas attribué , peut être un 2nd dans le bac à poisson pour vérifier que la température est homogène..

*LEDs RGB x2
C'est les modèles 10mm , les 2 ont pour but de donner un statut visuel rapide de l'installation . Je pense qu'une sera dédiée à la partie table à marée, l'autre sera plus général.

*Servomoteur (modèle à confirmer)
Il servira de gâchette au silo contenant la nourriture pour les poissons. Il s'ouvrira à heures fixes avec un fonctionnement en plusieurs séquences : on ouvre 2 sec, on referme 2 sec , on fait ça 5 fois et on attend le prochain repas par exemple..

*Pompe (modèle à confirmer)
Elle assurera la circulation dans le système. Surement alimentée en 230V, donc pilotée avec un relais statique .

*Electrovanne (modèle à confirmer)
Son but est d'assurer le mode "marée" de ma table de culture. A savoir la vidanger ou la remplir. Suivant le débit , une 2ième sera peut être installée .

*Détecteur IR x2 (module chinois standard)
Le premier servira à savoir si j'ai encore des croquettes dans mon silo. Le 2ième sera placé un peu plus haut pour donner une première alerte.

*Capteur de niveau de liquide x 2
Pour la table de culture à marée, un sera pour le niveau haut, l'autre pour le niveau bas, ils donneront des indications pour le pilotage de l'électrovanne voir de la pompe.

D'autres seront surement installés dans les autres bassins annexes de l'installation pour prévenir d'éventuelles fuites ou un débordement . Ces évenèments seront gérés avec des scénarios à définir mais en gros en cas de problèmes, on coupe tout et on s'assure que les poissons ont toujours de l'eau ..sinon on fait le 112 .

*Relais statique (modèle à confirmer)
Pour le contrôle de la pompe.

*Boutons on/off
Pour le passage en mode Automatique/Manuel du "mangeoire à poisson".

*Boutons poussoir
Il permettra de piloter le mouvement du Servo si on est en mode Manuel.

*Module PHmètre (modèle à confirmer)
Pour contrôler la qualité de l'eau. Je l'ai prévu mais avoir si je vais l'acheter.
Il sera à calibrer et contrôler avec des tests papiers.

[BrUnO14200]

Salut

Légère mise à jour de la carte avec ajout d'un connecteur pour un affichage type Nextion.
Et un autre connecteur pour relier un module type Esp8266 à la carte Mega en liaison série.

1er routage ...

Je ne suis pas super à l'aise , quelles règles appliquées pour la (les) masse(s) ? Quelle largeur de piste pour quel signal ? J'ai essayé de mettre de "grosses" pistes là où passera la "puissance" , pareil pour la masse , n'hésitez pas à donner votre avis

Il y a principalement les mosfets prêts des connecteurs verts à gauche et en haut à gauche .
Sinon les régulateurs situés au dessus de la Mega , le reste c'est des connecteurs pour les divers modules ..

[BrUnO14200]

Salut

J'ai eu quelques retours et conseils sur Fcbk, notamment sur l'organisation des pistes.
Une 2ième version de routage est en cours en essayant de mettre sur une des faces : les masses et les alims et sur l'autre face, les "signaux" .

Si certains ont d'autres avis, je reste à l'écoute

[BrUnO14200]

Salut.

Ca y est les PCB sont bien arrivés .
Du JLCPCB de bonne qualité comme d'hab !

[gabrielkamto]

Beau travail Bruno,

je travail sur un travail sur un projet similaire au tien, comment puis je ajouté l'option pour mesurer les quantités à la sortie à l'aide d'un capteur de pesée pour mieux l'alimentation des poissons

merci

[BrUnO14200]

Salut .

Je n'ai pas utilisé personnellement de système de pesée mais certains l'ont fait ici pour des ruches d'abeilles.

Je compte jouer sur la durée d'ouverture de mon clapet pour faire varier les doses. Cela sera à tester/valider.

Concernant la partie électronique, j'ai reçu quelques composants et j'ai commencé à assembler le PCB histoire de dire que j'avance..

En fait j'ai plus bossé sur le reste du projet : le dôme qui servira d'abri au système aquaponique et la construction des tables à marée.

J'ai fait un Blogger sur le sujet :

Projet Dôm'&Stick

!

[BrUnO14200]

Salut.

J'ai quasi fini l'assemblage du PCB. Rien ou presque n'a grillé au 1er démarrage :).

Des choses seront à revoir pour une V2 mais ça reste fonctionnel donc suffisant pour la mise au point du système !

[Projet Dôm&Stick] First boot!

Lien de l'article/Projet complet :

https://projet-dom-stick.blogspot.com/2020/10/first-boot.html?m=1

[hbachetti]

Salut. Joli projet.
Tu devrais préciser quelle carte MEGA CORE tu utilises.
Il en existe plusieurs modèles, avec des brochages différents.

Tant qu'à faire une V2, pourquoi ne pas utiliser plutôt un chip MEGA2560, ce qui permettra une plus grande pérennité ?

Juste une remarque : tu devrais ranger les connecteurs JST sur les bords de PCB, et leur ajouter une petite sérigraphie.

[BrUnO14200]

Merci !

C'est une Mega 2560 d'origine chinoise avec driver CH430.

L'idée d'utiliser un chip m'a déja traversé l'esprit et me plait beaucoup mais je ne maitrise pas du tout la soudure CMS : je ne l'ai d'ailleurs pratiqué. Je ne pense pas qu'il existe en version traversant vu le nombre de broches.
A défaut pour gratter un peu de surface, j'essaierais bien un Mega "Pro Mini" ..

C'est vrai que j'ai été avare au niveau sérigraphie et je suis d'accord aussi qu'il y a sans doute mieux à faire niveau organisation des connecteurs : les faire migrer sur les côtés serait top . J'ai trop cherché à positionner les composants autour de la Mega en fait .

Bon sinon, il me restait mes diodes de roue libre à souder, c'est fait . Ce qui m'a permis de tester mon dernier achat : cette station de soudure :

https://www.ebay.fr/itm/Fer-à-souder-Station-de-Soudure-Souder-Electronique-Pistolet-ESD-90-480-c-60W/323638678708?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649

Et ça a l'air de faire le taff ...à voir après plusieurs utilisations.

J'ai testé aussi mes blocs de puissance et ça marche aussi .

Je continue les tests des différentes fonctions

[hbachetti]

Un chip MEGA2560 a un pas de 0.8mm. Ce n’est pas insurmontable. Voir ici pour la soudure avec panne mini-vague : soudure-dun-microcontroleur-cms, surtout la vidéo, impressionnante.

C’est une Mega 2560 d’origine chinoise avec driver CH430.

Oui c’est évident, mais laquelle ? Un lien sur la carte en question me semblerait indispensable.