Construction d'un automate climatique

[Nabuk-Had-Nassar 70]

Salut à tous,
Suite à quelques demandes, j'ai décidé de vous présenter la réalisation d'un automate de gestion climatique pour culture intérieure.



Cet automate sera capable de réguler l'humidité et la température de votre espace de culture, en allumant / éteignant un extracteur et/ou un humidificateur. 
 
Vous pouvez voir le résultat en fonction, dans mon JDC (voir ma signature).
 
L'automate que nous allons construire ne sera pas aussi évolué, je vais me concentrer sur l'essentiel (dans un premier temps). Un système simple sera plus facile à expliquer et à comprendre. Et de toute façon l'appareil sera évolutif : vous pourrez ajouter des gadgets et des bidules par la suite
 
L'esprit du tuto sera orienté do-it-yourself, récup', low-cost (ce qui ne veut pas dire "cheap" ) et open-source. Je vais m'inspirer du proverbe chinois suivant :
 
"Si tu vois un homme qui n'a plus de zeb, donne-lui un bud : il aura à méfu pour un jour. Mais si tu lui apprends à cultiver... "
 
Je tiens à préciser que je n'ai pas de formation en électronique, j'ai appris sur le tas avec ce projet, donc il se peut que je fasse des erreurs sur des termes techniques. Signalez-les moi gentiment et je rectifierai !
 
Voilà, le topic est créé, j'éditerai ce post au fur et à mesure, vos commentaires sont les bienvenus ci-dessous.
 
Prenez place, et bonne lecture !
Nabuk-Had-Nassar
 
1 - Le matos

Matos obligatoire :

• 1 microcontrôleur Arduino Uno
  Coût : environ 20e, plus 5€ pour une alim 5v (mais tout le monde en a une vieille qui traîne au fond d'un tiroir )
  Les cartes "compatibles arduino" marchent sans doute bien aussi (et sont moins chères).

• 1 relais 4 voies  ("interrupteur" contrôlé par l'Arduino) 
  Coût : 6€

• 1 thermo-hygromètre DHT22 (ou DHT11, encore plus low-cost)
  Coût : 8€

• 1 résistance 10 kOhms

Matos facultatif :

• 1 fer à souder et de la soudure (on peut faire sans, dans un premier temps, pour faire fonctionner un prototype. Mais pour fabriquer un boîtier fonctionnel, on aura besoin de souder)
• Du câble, de la soudure, des outils et des "consommables", selon ce dont vous disposez déjà
• Une planche à essais, pour plus de facilité dans les branchements
• Un boîtier destiné à accueillir le montage. Prévoir un boîtier d'une taille de la moitié d'une boîte à chaussures, un truc dont vous n'aurez plus besoin... Voyez grand pour pouvoir rajouter des choses par la suite)

Vous devriez trouver votre bonheur chez Hobby Components, MicroControleur Hobby, Selectronic, Snootlab ou d'autres shops du même genre. J'ai pas d'actions chez eux, mais j'ai déjà acheté chez les 3 que je cite, les prix sont réglo, jamais eu de souci.
Je conseille d'éviter les boutiques en lignes ultra-low-cost de grossistes chinois ou de Hong Kong, les prix sont intéressants, vous économiserez peut-être 10 euros au total, mais j'ai commandé chez eux... et j'attends toujours ma commande :-/

2 - Le montage

Le montage est très simple. A des fins pédagogiques, j'utiliserai une planche à essais, c'est utile pour la phase de tests. Par la suite, vous pourrez vous en passer dans votre boîtier définitif.
 
==> Relier l'Arduino à la planche à essais
Pour ceux qui ne sont pas familiers avec le fonctionnement d'une planche à essais, une petite explication :

Une planche à essais se décompose en 2x2 parties :

• En tenant la planche verticalement, sur chaque côté, sur l'extérieur de la planche, on a une rangée de branchements 5V et une rangée de branchements 0V (marqués en rouge et en bleu sur la photo ci-dessous).
  Ca sert à alimenter la planche, en les reliant au 5V et au 0V de l'Arduino (ou d'une autre source d'alimentation). Les  2 x 2 rangées sont indépendantes (entre elles et du reste), on peut donc mettre du 5v à gauche et du 3v à droite (par exemple).
• Toujours en tenant la planche verticalement, à l'intérieur de la planche à essais, on a 2 grandes zones indépendantes elles aussi, une à droite et une à gauche. Celle de gauche est repérée par des "cases" notées a1 à e63 sur la photo ci-dessous, celle de droite est notée f1 à j63 (même système qu'au touché-coulé )
  Dans ces zones, les branchements de chaque ligne sont reliés (ex : le branchement a35 est relié avec b35, c35, d35 et e35). Donc, tout ce que je brancherai sur 1 même ligne sera relié.

A garder en tête pour la suite

 
Pour l'instant, on va juste brancher le 5V et le 0V de l'Arduino aux lignes rouges et bleues de la planche à essais, de manière à l'alimenter :

 
==> Branchement de la sonde humidité/température (DHT)
On va avoir besoin de la résistance 10 kOhms, du capteur DHT, et de câble.
 
Le schéma du branchement :

Les broches du capteur ("pins" dans le jargon Arduino), de gauche à droite :

• En rouge, l'alimentation, le +, 5V (on peut utiliser la sonde sous 3V aussi)
• En vert, la broche de données qui va transmettre les infos à l'Arduino
• La 3e broche ne sert à rien (ne me demandez pas pourquoi elle est là )
• En noir, la masse, 0V.

Vous remarquerez qu'on a placé la résistance 10 kOhms (code couleur : marron = 1, noir = 0, orange = x1 kOhm ==> 10 x1 kOhm = 10kOhm, ça vous rappelle des souvenirs ? ) entre la broche de données et le 5V.
 
En photos, sur la planche à essais, voilà ce que ça donne :

 
Branchement du relais
Le relais est un composant qui se comporte comme un interrupteur, mais qui a la particularité d'être contrôlé électroniquement. Exactement ce qu'il nous faut
Pour être précis, ici on va utiliser un "module relais 4 voies" : 4 relais branchés sur un circuit imprimé, prêts à l'emploi.
Un module relais 4 voies se compose donc de 5 circuits électrique, absolument indépendants :

• Le circuit de contrôle, qui va actionner les 4 interrupteurs. Il fonctionne sous les 5 V de l'Arduino
• 4 circuits d'alimentation, qui sont ouverts ou fermés selon la position de leur interrupteur respectifs. Ils fonctionnent sous 220V, comme les appareils qu'ils font fonctionner.

Dans un premier temps, on ne s'intéressera qu'au circuit 5V ; on verra le 220V à la fin, et des leds témoins sont placées sur le circuit imprimé, pour montrer si circuits 220V sont ouverts ou fermés.
 
Le branchement est encore plus simple que la sonde DHT. Première étape du branchement : on relie le 5V et le 0V à la planche à essais : le rouge avec le rouge, le noir avec... le bleu

Ensuite, on branche les 4 voies du relais (vert, jaune, orange, marron) sur 4 lignes (1,3,5,7) de la planche à essais :

 
Puis, on relie chaque voie de la planche à essai à une broche digitale de l'Arduino (chez moi, les broches 9 à 12 de l'Arduino)
Attention, sur ma photo, le câble blanc prolonge le câble marron ; sinon, les autres couleurs données ci-dessus sont respectées. Ce qui nous donne :

• Voie 1 du relais  ==> câble vert ==> ligne 1 de la planche à essais ==> 2e câble vert ==> broche 9 de l'Arduino
• Voie 2 du relais ==> câble jaune ==> ligne 3 de la planche à essais ==> 2e câble jaune ==> broche 10 de l'Arduino
• Voie 3 du relais ==> câble orange ==> ligne 5 de la planche à essais ==> 2e câble orange ==> broche 11 de l'Arduino
• Voie 4 du relais ==> câble marron ==> ligne 7 de la planche à essais ==> câble blanc ==> broche 12 de l'Arduino

 

C'était simple, non ?

3 - Le code

Ca arrive aussi
 
En attendant, voici quelques ressources utiles pour vous familiariser avec Arduino et découvrir la programmation sur ce micro-contrôleur, tout en douceur.

• Le tuto Arduino d'Eskimon (fr), un des mecs de l'ex-Site du Zéro (dispo aussi en e-book gratuit). A mon avis, c'est le meilleur point de départ pour découvrir Arduino.
• Le site Adafruit (eng), regroupe pas mal de tutos plus spécifiques sur des montages Arduino et Raspberry Pi. Même en étant pas très bon en anglais, c'est très bien expliqué, ca vaut le coup de le consulter (ex : le tuto sur le capteur d'humidité et de température qu'on va utiliser).
• Le site officiel Arduino et surtout son forum dont la section francophone est bien remplie.
  Grosso-modo, si vous avez un problème avec un montage, dites-vous que quelqu'un d'autre a déjà eu exactement le même problème, a posté une question sur ce forum, et qu'un autre type y a déjà répondu

Bonne lecture !

 

Modifié février 9, 2015 par Nabuk-Had-Nassar

[djbreisto 22]

Yep Nabuk-had-nassar !

Merci bien pour ton investissement et le tuto ça fait plaisir.

Je suis entrain d'étudier le tuto de la prog. C'est super intéressant,et très utile pour nos petites filles .

Je vais suivre ça et te poser plein de questions .

A La prochaine Maj .

[Nabuk-Had-Nassar 70]

Salut à tous,

 

J'ai mis à jour le tuto, j'ai rajouté toutes les infos sur les branchements, et quelques tutos sur la prog' Arduino en attendant. Les photos arrivent encore aujourd'hui

 

Yep Nabuk-had-nassar !

Merci bien pour ton investissement et le tuto ça fait plaisir.

Je suis entrain d'étudier le tuto de la prog. C'est super intéressant,et très utile pour nos petites filles .

Je vais suivre ça et te poser plein de questions .

A La prochaine Maj .

De rien, c'est un plaisir de vous faire découvrir Arduino et l'automatisation !

Je rajouterai prochainement un paragraphe sur les avantages d'un tel système... Faut pas oublier pourquoi on le fait

 

A+

Nabuk

Modifié février 2, 2015 par Nabuk-Had-Nassar