Système d'arrosage automatique

De fablab
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Description du projet

Le projet consiste à mettre en place un système d’arrosage automatique intelligent permettant d’arroser des pots en fonction de l’humidité du sol. En effet, une fois la valeur de l’humidité capturée, elle est envoyée vers l’unité de traitement et de prise de décision afin de décider si le pot doit être arrosé. Le cas échéant, une instruction est envoyée à la pompe d’eau pour arroser le pot jusqu’à l’obtention du niveau d’humidité souhaité.

Membres de l'équipe

  • TCHAH Oussama
  • RACHYD Amine
  • ELOUATI Hossam
  • MOUNSIT Halima
  • HAMOUMI Youness

Problématique à résoudre

Le défi principal de ce projet est de pouvoir mettre en place un système intelligent qui nous permettra de piloter de manière efficace l'arrosage de nos pots sans mettre en péril les plantes et le sol mais aussi sans utilisation excessive d'eau. De plus, il est indispensable que le système agisse sur plusieurs pots. Le pilotage de du système d'arrosage doit se faire grâce à une application web ergonomique.

Matériel utilisé

  • Raspberry PI
Raspberry.jpg
  • Arduino UNO
Arduino .jpg
  • Pompe à eau
Pompe .jpg
  • Driver moteur md18a
Dm18a .PNG
  • Capteur d'humidité résistif
Caphum .jpg
  • Fils de connexion
  • Fils d'étain + gaine thermo rétractable (soudage)

Scénario d'utilisation

Architecture

Architecture .PNG

Prototypage

Le prototype que nous avons conçu contient un seul pot mais il est possible d'ajouter d'autres pots et dupliquer le fonctionnement. En effet, dans un cas réel un utilisateur voudrait bien avoir un système capable d'arroser plusieurs pots de manière parallèle et simultanée.

Le pot est doté d'un capteur d'humidité, il s'agit d'un capteur résistif pour éviter la corrosion, qui capture les valeurs d'humidité du sol et les envoie vers l'unité de traitement. Une fois les données acquises transitent via l'arduino vers le Raspberry où est hébergé notre serveur d'application. La valeur d'humidité est ainsi comparée avec une valeur_limite, convertie en pourcentage, et réagi sr le système:

  • Si valeur_humidité < valeur_limite: une instruction est transmise à l'actionneur (la pompe) pour lancer l'arrosage du pot. Pour des raisons d'économie, le capteur passe en état idle pour une certaine durée puisque le pot vient d'être arrosé.
  • Sinon, l'actionneur reste en état idle et le capteur continue de capturer et transmettre les valeurs d'humidité du sol.

Choix du seuil:

Choix seuil.png

La pompe est pilotée à travers le driver moteur dm18a qui utilise du PWM: modulation de largeur d'impulsion - Pulse-Width Modulation permettant de contrôler la vitesse du moteur (pour plus de détails: https://www.pololu.com/product/2135). Il est à noter aussi que le driver moteur et la pompe ont été soudés en utilisant de la gaine thermo rétractible et du fil d'étain pour les connecter au breadboard .

L'option d'arrosage manuel, lancé par l'utilisateur, est aussi prise en compte via des boutons dans l'interface web.

Mesure de l'humidité: En effet, la valeur d'humidité valeur_limite varie en fonction du type du sol. En effet, chaque sol possède son propre niveau d'humidité et c'est pour cela que nous avons mis en place une base de données contenant les différentes valeurs de quelques types de sols.

Bd .png

Repo gitlab: https://gitlab.ensimag.fr/elouatih/projet_objets_connectes


Prototype .jpg

Simulation

Lien vers la vidéo de simulation: https://drive.google.com/file/d/1d6kxt6uO9f8zCangJjCFW04gr8Hwf0Z3/view?usp=sharing

Budget approximatif

Matériel

Nous avons utilisé le matériel déjà disponible dans le fablab, mais voici une estimation des prix à titre indicatif:

  • Rapsberry PI : ~50€
  • Arduino UNO : ~20€
  • Pompe à eau: ~4€
  • Driver moteur md18a: ~5€
  • Capteur d'humidité : ~8€

Temps de travail

Le travail a été réalisé durant les séances de 3h au fablab mais aussi en heures libres chacun chez soi, que ça soit pour le travail de recherche et documentation ou pour le développement de l'application, surtout en période de vacances. Ce qui fait 18h de travail au fablab (6 séances de 3h) et à peu près une vingtaine d'heures de travail libre.

Bilan

Le système fonctionne, on est capable d'arroser nos pots en fonction du niveau d'humidité du sol. Ceci est effectué via l'application web sur laquelle on visualise la valeur de l'humidité qui nous permet de savoir si un pot doit être arrosé et de lancer l'arrosage si c'est le cas. Toutefois, le système pourrait être amélioré prochainement.

Prochaines pistes

Malgré le travail effectué, il reste encore plusieurs pistes à envisager afin d'améliorer les capacités et les fonctionnalités de notre système. En effet, il est possible, non seulement, de rajouter quelques fonctionnalités mises en standby par faute de temps et de matériel, mais aussi d'ajouter d'autres fonctionnalités non citées dans le cahier de charge mais qui nous permettront de s'ouvrir sur d'autres horizons. Voici une liste non exhaustive de ces différentes pistes:

  • Ajouter plus de pots
  • Rajouter la fonctionnalité de capture du niveau d'eau, après avoir trouvé le capteur adéquat
  • Il est aussi possible d'envisager une capture de la température ambiante
  • Ajouter d'autres pompes en proportion avec le nombre de pots
  • Améliorer l'application en ajoutant des fonctionnalités de visualisation (dashboards, ...), un historique des arrosages effectués...
  • Développer, en plus de l'application web, une application mobile, accessible via un QR code, pour permettre plus de portabilité