PROJET ER2 : Mise en œuvre d’un système de régulation d’un arrosage automatique
Contexte :
L’entreprise Soléa a pris contact avec l’IUT de Mulhouse dans le but de commanditer un projet auprès des étudiants de deuxième année GEII :
Ils souhaiteraient que nous réalisons pour eux un système intelligent et autonome de régulation pour leur système d’arrosage automatique des pelouses sur les voies de tramway.
Pour réaliser cette commande, le travail sera divisé en deux projets : notre groupe se concentrera sur la partie “intelligence” du système, un autre groupe de nos camarades se chargera de la partie “autonomie” du système.
Matériel :
Pour mener à bien ce projet, l’IUT a mis à notre disposition le matériel suivant :
– 2 Raspberry Pi 3
– Capteurs de température, pression & humidité du sol
– Shield GrovePi+
– 2 Modules Xbee (communication sans fil longue portée)
Objectifs :
Nous devons réaliser un système de régulation pour un arrosage automatique des pelouses.
Le système devra contrôler l’arrosage en fonction de plusieurs paramètres : température, humidité du sol, la pression atmosphérique.
Notre système doit pouvoir se raccorder par dessus le système déjà existant en station.
Pour ce faire, nous allons devoir faire communiquer sur une longue distance un Raspberry Pi de mesure situé a coté de l’électrovanne, et un Raspberry Pi de contrôle se situant en station.
On souhaite aussi pouvoir présenter une analyse statistique à l’utilisateur.
Tout d’abord, nous avons commencé par tester nos capteurs :
Après avoir écrit des petits programmes simples, nous avons pu relever des valeurs sur nos capteurs.
Toutefois, certains capteurs n’étaient pas compatibles avec un Raspberry Pi 3 : En effet, le quartz régulant la fréquence de synchronisation des capteurs sur les Pi 2 sert a la communication BlueTooth sur les Pi 3 ; les Raspberry Pi 3 ne sont donc pas compatibles avec les protocoles de communication synchrone.
Seuls les capteurs se connectant sur les ports I2C fonctionnent : le protocole I2C est asynchrone et utilise des acquittement et des handshakes.
Ensuite, nous avons assemblé ces codes simples permettant de relever les valeurs de chaque capteurs, pour obtenir un code capable de relever les valeurs de chaque capteur, l’un après l’autre, puis de les enregistrer dans un fichier texte à fin de les traiter puis de les transmettre par la suite à la Raspberry Pi réceptrice.
Nous avons tout d’abord établi une communication sur le réseau Ethernet local de l’UHA entre nos deux Raspberry Pi.
Nous avons opté pour le protocole TFTP car il était simple d’utilisation et répondait à nos besoins
Après avoir réussi à récupérer les valeurs de nos capteurs sur la Raspberry Pi réceptrice et à contrôler l’allumage d’une LED (représentant l’électrovanne) en fonction des valeurs reçues, nous nous sommes attelés à réaliser la communication sans fil à l’aide des modules Xbee.
Nous avons alors opté de moyenner nos mesures sur une période d’une dizaine de mesures avant de les émettre, la transmission textuelle des donnée n’étant pas instantanée.
Après, nous avons ajouté à notre code de réception l’écriture des données reçues dans un fichier Excel dans le but de permettre une analyse statistique par l’utilisateur.
Voici l’un des graphiques que nous avons pu obtenir en changeant d’environment le capteur d’humidité du sol.
On constate un pic anormal pour les valeurs d’humidité « Moisture » : celui ci correspond à une erreur de transmission.
On voit aussi des intervalles ou il n’y a pas de mesures enregistrées : ces intervalles correspondent à une perte de la communication.
Ici, on peut voir à gauche le ficher .txt dans lequel les valeurs brutes relevées sont stockées, et à droite, les valeurs traitées apparaitre dans la console de Raspberry Pi réceptrice.
Enfin, voici les algorigrammes de nos codes émetteurs et récepteurs :
Vidéo de démonstration :
Conclusion :
Nous estimons avoir bel et bien montré la faisabilité d’un tel système.
L’un de nos camarades qui viendra à réaliser son stage de fin d’études au sien de l’entreprise Soléa pourrait bien devoir approfondir sur ce projet et le mettre en place en conditions réelles.