Projets:Perso:2011:GestionTerrarium

Gestion environnementale de terrarium
Auteur	Pilou (Pierre.Du)
Date de proposition	05/07/2011
Tags du projet	grenouille; terrarium; pompe; eau; humidité; température;
Lieu d'utilisation final	@Home
Utilisateur final	Les terrariophiles
Type de projet Projet personnel de Pilou (Pierre.Du)

Projet Gestion environnementale de terrarium

Système embarqué de gestion de l'environnement d'un terrarium.

Présentation

TODO Ajouter photo terrarium

• Terrarium (extrait de Extrait de l'article Terrarium sur Wikipedia)

Un terrarium est un milieu confiné imitant le biotope de certaines espèces animales et/ou végétales. Il est l'équivalent d'un aquarium dont l'eau serait remplacée par un substrat (terre, sable…) de quelques centimètres d'épaisseur disposé sur le fond.

TODO Ajouter photo Aga

• Dans mon cas c'est le lieu de vie d'une Agalychnis callidryas (grenouille aux yeux rouges)

• Voici les tâches indispensable du système:
  • maintenir le niveau d'eau d'une gamelle
  • maintenir l'hygrométrie
  • maintenir la température
  • allumage d'une lampe amenant une lumière suffisante à la santé des grenouilles aux heures voulues

• Sous-système :

Ce sous-sytème est plutôt mécanique il s'agit d'une reserve d'eau de minimum 5l avec:

• • 1 petite pompe pour la gamelle (12V/1A) TODO ajouter photo pompe 12V
  • 1 pompe pour les buses d'humidification (220V)TODO ajouter photo pompe mist

Interfaces

• Entrées :
  • 1 hygromètre + thermomètre
  • 2 thermomètre
  • Niveau d'eau gamelle 1Haut 1bas
  • Niveau d'eau reserve 1Critique 1bas
  • Une seule prise 220V

• Sorties :
  • 4 OUT 220V (Lampe,Chauffage,pompe,Chauffage/Lampe-supplémentaire)
  • OUT 12V/1A variable(pwm) (petite pompe DC)

• Connecteur pour shield interne avec I/O,I2C,UART,ADC,Power(5V/12V)

• IHM :
  • Afficheur graphique monochrome et petit clavier

ou

• • Entièrement par PC

Fonctionnalité du MCU

• RTC
• IO/ADC/PWM
• communication UART par USB(FTDI)
• wifi pour se connecter sur une box
• carte sd

Choix du MCU

• GainSpan Module sur Sparkfun
  • Environ 35$
  • WIFI : Authentification WEP/WPA/WPA2
  • Dual ARM7 Processor Platform:
    • 1st ARM7 processor (WLAN CPU) for WLAN software
    • 2nd ARM7 (APP CPU) for networking software
  • Interfaces:
    • PCB or external antenna options.
    • Two general-purpose SPI interfaces.
    • Two multi-purpose UART interfaces.
    • Up to 23 configure able general purpose I/Os.
    • Single 3.3V supply option
    • I/O supply voltage 1.8 ~ 3.3V option
    • One PWM output
    • I2C master/slave interface.
    • Two 10-bit ADC channels, aggregate sample rate 32 kS/s.
    • Two alarm inputs to asynchronously awaken the chip.
    • Support of up to two control outputs for power supply and sensors.
  • Embedded RTC (Real Time Clock) can run directly from battery.

Avec cette solution aucune HMI sur le boitier : connexion par USB(FTDI) afin de faire la phase de recherche du Hotspot Wifi grâce à une application.

• MRF24WB0MB de chez microchip + un PIC
  • 30$ pour le module Wifi
  • WEP/WPA/WPA2
  • stack tcp/ip fourni par microchip à intégrer dans le PIC (ARP, IP, ICMP, UDP, TCP, DHCP, SNMP, HTTP, FTP, TFTP)

TODO ajout pro/cons

Déja fait

Expérimentation de la gestion du niveau de l'eau grâce à !

• Un arduino
• Une pompe 12V/1A branché sur une réserve d'eau d'1L avec un montage pour le contrôler par PWM
• Un capteur de niveau grâce à un astucieux montage à base de bouchon en liège et d'un potentiomètre mais qui fonctionne mal(Voir chapitre sur les capteurs de niveau d'eau)

Choix/Création de capteur de niveau d'eau

La gamelle d'eau étant très peu profonde (le niveau d'eau doit rester entre 1 à 2cm) il est très difficile de trouver un capteur d'eau car la plupart sont de type flotteur avec aimant/balise ILS(Interrupteur Lame Souple) qui entre le ON et le OFF demande un changement de niveau de plus de 2 cm donc non utilisable.

• Une solution envisagé est l'utilisation d'un flotteur relié à un potentiomètre.

TODO Rajouter image bouchon-potentiomètre Le problème est que la rotation du potentiomètre résiste trop et le bouchon bouge pas ou bouge par à-coups (L'ADC de l'arduino est passé de 0 à 20 (ADC 10 bits) donc pas assez précis pour détecter les changements ne niveau.

• Solution à creuser est la détection grâce à deux électrode qui au contact de l'eau permet de détecter un changement de niveau.

• Faire un empilement de photo interrupteur (3-4) fixer un bouchon avec une tige qui va couper les rayons des photos interrupteur.

Avantage : Le bouchon aura aucune contrainte verticale Désavantage : cout des photo-interrupteurs (contre-désavantage reprap+diode IR+capteur IR = super capteur pas cher !) TODO ajouter schéma photo-interrupteur bouchon tige

• Les solutions de capteur de niveau d'eau industriel qui donne une lecture précise sont oublié car cher (40€ sur sparkfun sparkfun).

Capteur d'humidité hygromètre

• DHT22

Capteur température

• Thermistor
• Capteur sortie 0-5V (LM335A)
• Capteur OneWire (DS18B20)
• Tout ce qui rentre dans le terarium doit être protégé contre les effets de l'humidité jusqu'à 80%

Puissance/Alimentation

• Connexion direct au 220V
• Protection (fusible/disjoncteur) à calibrer selon la puissance à fournir en sortie.
• Convertisseur AC/DC inclus dans boitier
• Relais
• Interrupteur

Boitier

• Un minimum hermétique
• Connecteur pour les capteurs/actionneur
• Hacking de multiprise pour les 4 sorties 220V

Applicatif

• Entièrement par page web (Application de configuration wifi par QT ou JAVA)
• Application QT ou Java (Par wifi ou USB)
• Serveur distant qui reçoit des rapports