Commander un système d’arrosage par la carte Micro:bit

Plan de tutoriel

1- Présenter le système d'arrosage automatique

2- Comment la carte Micro:bit commande un système d'arrosage ?

3- Composants du système

4- Schéma de connexion du système d'arrosage

5- Programmation de la carte Micro:bit avec Makecode

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 Mico:bit commande un système d'arrosage ?

Voici une description complète pour automatiser un système d’arrosage avec une carte micro:bit, un module relais, une pompe à eau 5V, et un capteur d'humidité du sol.

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 Micro:bit 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 Micro:bit

- La carte Micro:bit 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, Micro:bit 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, Micro:bit 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), Micro:bit 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, Micro:bit coupe le signal envoyé au relais, qui à son tour coupe l'alimentation de la pompe, interrompant ainsi l'arrosage.

Composants du système

Carte Micro:bit :

Le microcontrôleur qui contrôle l'ensemble du système.

Carte d'extension pour Micro:bit :

Pour étendre les fonctionnalités de la carte Micro:bit, vous pouvez utiliser une carte d'extension, également appelée "shield", conçue spécifiquement pour Micro:bit.

Capteur d'humidité du sol :

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

Relais :

Intermédiaire entre la carte Micro:bit et la pompe à eau. Le relais agit comme un interrupteur qui peut être activé ou désactivé par Micro:bit 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 :

Des fils électriques et des connecteurs seront nécessaires pour relier les différents composants entre eux et à la carte Micro:bit.

Plaque d'essai (Breadboard) :

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

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 3.3VV de la carte Micro:bit.

GND : Connectez cette broche au GND de la carte Micro:bit.

Signal : Connectez cette broche à une entrée analogique de la carte Micro:bit, par exemple P1.

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 Micro:bit.

GND : Connectez la broche GND du relais au GND de Micro:bit.

S : Connectez cette broche à une sortie numérique de Micro:bit (par exemple, le pin P2). Ce pin permet de contrôler l'activation et la désactivation du relais.

NO : Connectez cette broche du relais au 3.3V de Micro:bit.

c. Connexion de la pompe à eau

La pompe est connectée au circuit via le relais, ce qui permet à la carte Micro:bit 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 Micro:bit.

Programmation de la carte Micro:bit avec Makecode

Voici un exemple de programme MakeCode pour ce système :

Étapes :

Rendez-vous sur MakeCode.

Ajoutez ces blocs pour lire le capteur d'humidité, comparer la valeur, et activer/désactiver le relais.

Explication du code :

1- Le capteur d'humidité mesure le niveau d'humidité du sol et envoie une valeur analogique (entre 0 et 1023) à la Micro:bit via le port P1.

2- La Micro:bit compare cette valeur avec un seuil défini dans le programme.

- Si le sol est trop sec (valeur en dessous du seuil), la Micro:bit active le module relais via le port P1 pour allumer la pompe.

- Une fois que le sol est suffisamment humidifié, la pompe s’éteint.

Avec cette configuration, la carte Micro:bit pilote efficacement un système d'arrosage basé sur l'humidité du sol.