Commander un système d’arrosage par la carte Arduino

Arduino UNO 04-11-24

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Plan de tutoriel

1- Présenter le système d'arrosage automatique

2- Comment la carte Arduino commande un système d'arrosage ?

3- Schéma de connexion du système d'arrosage

4- Programmation de la carte Arduino UNO

Présenter le système d'arrosage automatique

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. Voici les principales composantes et le fonctionnement de base d’un tel système :

1- Composantes principales du système d'arrosage automatique

Programmateur : C'est le "cerveau" du système. Il permet de planifier les horaires d'arrosage, la durée et la fréquence. Les programmateurs modernes peuvent être connectés à un réseau Wi-Fi pour être contrôlés à distance depuis un smartphone.

Capteurs (optionnels) : Ces dispositifs, comme les capteurs d'humidité ou de pluie, permettent de mesurer les conditions environnementales. Ils peuvent interrompre l'arrosage si le sol est déjà humide ou s'il a plu récemment, pour économiser de l'eau.

Tuyaux et raccords : Ils permettent de distribuer l'eau à travers le jardin ou la pelouse. Ils peuvent être enterrés ou en surface, selon le type de plantes ou d'installation.

Électrovannes : Commandées par le programmateur, elles s'ouvrent et se ferment pour laisser passer l'eau dans les différentes zones d'arrosage.

Arroseurs : Ils diffusent l'eau de manière uniforme sur le sol. Il en existe plusieurs types (gicleurs, asperseurs, goutte-à-goutte) selon les besoins des plantes et la configuration de l'espace.

2- Avantages d'un système d'arrosage automatique

Gain de temps : Il évite le besoin d'arroser manuellement les plantes ou la pelouse.

Économie d'eau : Les capteurs et la programmation permettent de n'arroser que lorsque c'est nécessaire.

Santé des plantes : Un arrosage régulier et adapté favorise la croissance et le bien-être des plantes.

Confort : Il est possible de contrôler le système à distance, notamment avec les modèles connectés.

Comment la carte Arduino commande un système d'arrosage ?

Un système d'arrosage commandé par une carte Arduino permet de contrôler automatiquement l'arrosage d'un jardin ou de plantes en fonction de l'humidité du sol. Ce système utilise une carte Arduino pour gérer le fonctionnement d'une pompe à eau via un relais et des capteurs d'humidité pour détecter le niveau d'humidité du sol. Voici comment ce système fonctionne :

1- Composants du système

Carte Arduino :

Arduino Uno

Le microcontrôleur qui contrôle l'ensemble du système.

Capteur d'humidité du sol :

Mesure l'humidité dans le sol. Il envoie des données à la carte Arduino pour déterminer si un arrosage est nécessaire.

Relais :

Intermédiaire entre la carte Arduino et la pompe à eau. Le relais agit comme un interrupteur qui peut être activé ou désactivé par l'Arduino pour mettre en marche ou arrêter la pompe.

Pompe à eau :

Pousse l'eau vers les plantes ou le jardin en fonction des commandes reçues du relais.

Câblage et connecteurs :

Fils de connexion

Des fils électriques et des connecteurs seront nécessaires pour relier les différents composants entre eux et à la carte Arduino UNO.

Plaque d'essai (Breadboard) :

plaque d'essai

On utilise la plaque d'essai pour faciliter le câblage des différents composants.

2. Principe de fonctionnement du système

Étape 1 : Lecture de l'humidité du sol

- Le capteur d'humidité du sol est inséré dans le sol, près des plantes à arroser.

- Ce capteur envoie des données à la carte Arduino sous forme de valeurs numériques représentant le niveau d'humidité détecté (par exemple, 0 pour le sol sec et 100 pour un sol très humide).

Étape 2 : Traitement des données par l’Arduino

- La carte Arduino reçoit les valeurs d'humidité du capteur et les compare à un seuil prédéfini.

- Ce seuil est fixé en fonction des besoins d'arrosage des plantes. Par exemple, si le seuil est de 30, l'Arduino déclenche l'arrosage lorsque l'humidité est inférieure à cette valeur.

Étape 3 : Activation du relais et de la pompe

- Si le niveau d'humidité du sol est inférieur au seuil, l'Arduino envoie un signal électrique au relais.

- Le relais, connecté à la pompe, ferme le circuit électrique pour démarrer la pompe à eau, permettant ainsi l'écoulement de l'eau vers les plantes.

- Si l'humidité est suffisante (au-dessus du seuil), l'Arduino n'envoie pas de signal au relais, et la pompe reste éteinte.

Étape 4 : Surveillance et arrêt de l'arrosage

- La pompe continue de fonctionner jusqu'à ce que l'humidité du sol atteigne le niveau souhaité.

- Une fois le seuil atteint ou dépassé, l'Arduino coupe le signal envoyé au relais, qui à son tour coupe l'alimentation de la pompe, interrompant ainsi l'arrosage.

Schéma de connexion du système d'arrosage

a. Connexion du capteur d'humidité du sol

Le capteur d'humidité possède généralement trois broches : VCC (alimentation), GND (masse) et Signal.

VCC : Connectez cette broche au 5V de la carte Arduino.

GND : Connectez cette broche au GND de la carte Arduino.

Signal : Connectez cette broche à une entrée analogique de la carte Arduino, par exemple A0.

b. Connexion du module relais

Le relais est utilisé pour contrôler l’alimentation de la pompe à eau.

VCC : Connectez la broche VCC du relais au 3.3V de l'Arduino.

GND : Connectez la broche GND du relais au GND de l'Arduino.

S : Connectez cette broche à une sortie numérique de l'Arduino (par exemple, le pin 2). Ce pin permet de contrôler l'activation et la désactivation du relais.

NO : Connectez cette broche du relais au 5V de l'Arduino.

c. Connexion de la pompe à eau

La pompe est connectée au circuit via le relais, ce qui permet à la carte Arduino de contrôler son activation.

Connectez le fil rouge de la pompe à la broche COM du relais , et l'autre fil noir de la pompe à la broche GND de l'Arduino.

Programmation de la carte Arduino UNO

Voici un code Arduino pour piloter le système d'arrosage:

int digitalPin = 2; // pour le relais
int analogPin = A0; // pour le capteur de l'humidité du sol
int digitalVal; // digital readings
int analogVal; //analog readings

void setup()
{
<span class="hljs-comment">// Définir le relais comme sortie</span>
pinMode(digitalPin, OUTPUT);
// Démarrer avec la pompe éteinte
digitalWrite(digitalPin, LOW);
}

void loop()
{
analogVal = analogRead(analogPin);//lire la valeur retournée par le capteur de l'humidité
// Si l'humidité du sol est inférieure au seuil
if (analogVal<400){//si la capteur de l'humidité retourne une valeur<500
digitalWrite(digitalPin, HIGH);//La pompe à eau arrose la plante
} else { // sinon
digitalWrite(digitalPin, LOW); //La pompe à eau arrête l'arrosage
}
delay(100);
}

int digitalPin = 2; // pour le relais

int analogPin = A0; // pour le capteur de l'humidité du sol

int digitalVal; // digital readings

int analogVal; //analog readings

void setup()

{

<span class="hljs-comment">// Définir le relais comme sortie</span>

pinMode(digitalPin, OUTPUT);

// Démarrer avec la pompe éteinte

digitalWrite(digitalPin, LOW);

}

void loop()

{

analogVal = analogRead(analogPin);//lire la valeur retournée par le capteur de l'humidité

// Si l'humidité du sol est inférieure au seuil

if (analogVal<400){//si la capteur de l'humidité retourne une valeur<500

digitalWrite(digitalPin, HIGH);//La pompe à eau arrose la plante

} else { // sinon

digitalWrite(digitalPin, LOW); //La pompe à eau arrête l'arrosage

}

delay(100);

}

Lorsque l'Arduino détecte que l'humidité du sol est inférieure au seuil, il envoie un signal au relais pour fermer le circuit et allumer la pompe.
La pompe à eau se met alors en marche et arrose les plantes.
Dès que l'humidité du sol dépasse le seuil, l'Arduino coupe le signal, le relais ouvre le circuit, et la pompe s'arrête.