Ouverture de porte serre automatisée
Publié : 19 janvier 2018, 22:03
Salut !
Je me lance donc dans la description de ma tentative d'automatisation d'ouverture de porte de serre ("par enroulement" ou "à l'italienne").
Ma serre est de ce type :
Étape 1 : les choix techniques
Bon, alors pour automatiser, il faut une source d'énergie, un automate, un moteur et un système d'ouverture relié au moteur. Voici ce que j'ai imaginé pour chacun d'entre eux :
La source d'énergie
Ayant du 220V dans la serre, j'ai pas trop hésité. J'ai également du 380V mais ça me semblait un peu surdimensionné vu les efforts en jeu (peut-être que pour une ouverture latérale sur une grande longueur ce serait plus pertinent ?)
Sachant que ce projet n'utilisera pas de 220V directement mais que du 5, et 12V en courant continu, il serait possible de réaliser la chose sur batterie je pense.
Un automate
Hé ouais, on est dans la section "Arduino" ça rigole pas ! Bref comme je n'y connaissais rien en électronique, je suis allé me former à l'Atelier Paysan : 3 jours de formation et hop, on sait ce que c'est qu'un Arduino, comment le dompter et on repart avec des idées plein la tête !
J'ai donc choisi d'utiliser un "Arduino Uno" pour piloter le bazar. Je précise ici qu'un Arduino Nano (plus petit) est suffisant (j'ai d'abord réalisé l'automate dessus d'ailleurs). C'est moins cher mais beaucoup moins pratique... À vous de voir !
Pour le reste, j'ai utilisé
J'ai pris un moteur d'essuie glace de voiture 12V courant continu parce que j'avais ça sous la main et que ça me semblait abordable ou facilement récupérable pour dupliquer le système.
Un système d'ouverture relié au moteur
Alors là c'est la partie mécanique. Je précise que je suis nul de chez nul.
Pour moi, il y a 3 options possibles :
Un cardan
Un cardan, branché sur le moteur et qui serait accroché sur la barre sur laquelle est enroulée la bâche. J'ai abandonné l'idée pour plusieurs raisons
Pour l'heure, la porte s'ouvre lorsque la bâche s'enroule sur une barre qui monte de ce fait. L'idée ici serait de changer ce système par une barre sur palier et fixée à 2,5m de hauteur, qui en tournant dans un sens sur elle-même déroulerait la bâche et donc fermerait la serre et dans l'autre enroulerait la bâche et donc ouvrirait.
Je n'ai pas choisi ce système parce que je suis nul en mécanique et je voulais toucher au minimum à la structure de la serre (comme ça, si au pire ça marche pas... Bah le système manuel marche toujours ! Futé le gars...). À noter qu'un autre inconvénient pour cette méthode est que le moteur est toujours dehors.
Un polichinelle
C'est un truc d'ouverture des rideaux de théâtre à la base je crois. Ça ressemble à ça :
L'idée c'est donc d'avoir deux ficelles (ou corde, ou câble) qui passent par un jeu de poulies pour se retrouver aux extrémités de la bâche à enrouler. Puis porte ouverte on attache les ficelles à la barre d'enroulement :
L'avantage du treuil (mais il n'est pas du tout indispensable) c'est qu'il
Alors c'est pas le plus simple pour être honnête. Je voulais un système qui s'ouvre en fonction de la température et de l'hygrométrie et que je puisse piloter également manuellement.
Voici l'algorithme que j'ai utilisé :
Ouais bon j'avoue là je ne me suis pas foulé.
Mais voilà la suite en détail
ilFautOuvrir
ilFautFermer
onOuvre
onFerme
Voilà, étape 1 faite : faire des choix techniques et imaginer le système dans son ensemble.
Étape 2 : le codage et le test en maquette
Précisons ici que j'ai de bons bagages en informatique et que, ayant suivi la formation Arduino de l'Atelier Paysan, il m'a été facile de réaliser le code informatique qui, exécuté par l'Arduino, pilote le système mécanique.
Voici le code : Ensuite on réalise une petite maquette sur carte de prototypage pour voir si tout fonctionne bien, on corrige les quelques bugs...
Étape 3 : assemblage des composants électroniques
On rentre ici dans la partie que je ne savais pas faire avant la formation de l'Atelier Paysan. Il faut donc être indulgent et surtout ne pas hésiter à donner des conseils !
L'alimentation 12V
Je me suis lancé dans l'utilisation d'une alimentation de PC fixe pour avoir du courant 5V et 12V continue depuis une source de courant en 220V. Cette partie est donc facultative pour ceux qui voudrait utiliser une batterie.
Globalement j'ai suivi ce tutoriel bien fait : https://www.latelierdugeek.fr/2013/05/1 ... -datelier/
Ça m'a permis de
Arduino et carte moteur
J'ai ensuite utilisé une carte de prototypage pour mon Arduino uno pour faire le lien avec la carte servant à piloter le moteur. À noter ici qu'il faut souder tous les lien à l'etain et non pas utiliser des fils + broches. La raison de cela est que les vibrations du mécanisme et l'ambiance corrosive de serre (humidité notamment) n'auront pas longtemps à altérer vos liens logiques. Seuls les cables de puissance (moteur) sont sur un bornier.
Étape 4 : La mécanique
Voici donc venue la partie que je ne maîtrisais pas du tout. Mais bon, quand il faut y aller... Faut y aller !
Transmission
J'ai cherché à faire une liaison mécanique allant de la porte à ouvrir au centre de la serre. L'enjeu était d'avoir 1 seule alim, 1 seul arduino, 1 seule carte moteur... Pour piloter les 2 portes.
J'ai donc opté pour un jeu de poulies/cordes statiques pour transmettre le mouvement.
J'ai également trouvé pertinent de rajouter un treuil juste après le moteur avec un cardan afin de démultiplier la force de ce dernier et également de gérer le tambour de la corde à enrouler.
Tambours d'enroulement
Je n'ai rien trouvé dans le commerce qui me convenait, peut-être à creuser dans le matériel de bateau ? Du coup j'en ai construit.
Je n'ai pas de photo mais un vidéo pour ceux qui veulent voir le trajet de la force : https://www.youtube.com/watch?v=wQjqTNljNA4&t=15s
Étape 4 : Le test !
Oulala je suis tout exité ! bref, voilà le test en live :https://www.youtube.com/watch?v=n8IfUrSCbpA&t=1s
Étape 5 : Les améliorations possibles
Voilà donc les choses qui pourraient être améliorées :
Je me lance donc dans la description de ma tentative d'automatisation d'ouverture de porte de serre ("par enroulement" ou "à l'italienne").
Ma serre est de ce type :
- Serre.jpg (55.01 Kio) Consulté 13189 fois
Étape 1 : les choix techniques
Bon, alors pour automatiser, il faut une source d'énergie, un automate, un moteur et un système d'ouverture relié au moteur. Voici ce que j'ai imaginé pour chacun d'entre eux :
La source d'énergie
Ayant du 220V dans la serre, j'ai pas trop hésité. J'ai également du 380V mais ça me semblait un peu surdimensionné vu les efforts en jeu (peut-être que pour une ouverture latérale sur une grande longueur ce serait plus pertinent ?)
Sachant que ce projet n'utilisera pas de 220V directement mais que du 5, et 12V en courant continu, il serait possible de réaliser la chose sur batterie je pense.
Un automate
Hé ouais, on est dans la section "Arduino" ça rigole pas ! Bref comme je n'y connaissais rien en électronique, je suis allé me former à l'Atelier Paysan : 3 jours de formation et hop, on sait ce que c'est qu'un Arduino, comment le dompter et on repart avec des idées plein la tête !
J'ai donc choisi d'utiliser un "Arduino Uno" pour piloter le bazar. Je précise ici qu'un Arduino Nano (plus petit) est suffisant (j'ai d'abord réalisé l'automate dessus d'ailleurs). C'est moins cher mais beaucoup moins pratique... À vous de voir !
Pour le reste, j'ai utilisé
- une carte de prototypage pour arduino uno pour souder les différents cables et la carte moteur : https://www.banggood.com/fr/Arduino-Com ... rehouse=CN
- une carte pour piloter le moteur : VNH 5019 https://www.pololu.com/product/1451
- une sonde de température : DS18B20 https://www.banggood.com/fr/DS18B20-Wat ... rehouse=CN
- une sonde d'hygrometrie : DHT21 https://www.banggood.com/fr/DHT21-AM230 ... rehouse=CN
- 2 capteurs (haut et bas) de fin de course IP65 : XZ9109 : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1569 ... AREA_14745
- un interrupteur 2 positions IP65 pour gérer le mode manuel/automatique : https://www.banggood.com/fr/On-Off-On-4 ... ds=myorder
- un interrupteur 3 positions IP 65 pour commander l'ouverture si le mode manuel est enclenché: 1939.3314 http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1296 ... AREA_17385
- Des connecteurs IP65 pour relier les capteurs/interrupteurs à l'arduino : https://www.banggood.com/fr/10Pairs-DC- ... ds=myorder
- Un boitier étanchehttp://www.conrad.fr/ce/fr/product/5332 ... AREA_14740
- des presses étoupes pour les cables de données http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1409 ... AREA_27898
- les contre-écrous des presses étoupes http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1409 ... AREA_27898
- des presses étoupes pour les cables du moteur et le cable d'échange avec l'ordinateur http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1409 ... AREA_27898
- les contre-écrous des presses étoupes http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1409 ... AREA_27898
- Treuil : https://www.manomano.fr/treuils/treuil- ... 21-2514940
- manchon pour liaison moteur-cardan : https://www.manomano.fr/fer-et-profile/ ... ire-389086
- cardan pour liaison moteur-treuil https://www.banggood.com/12mm-Steel-Sha ... ds=myorder
J'ai pris un moteur d'essuie glace de voiture 12V courant continu parce que j'avais ça sous la main et que ça me semblait abordable ou facilement récupérable pour dupliquer le système.
Un système d'ouverture relié au moteur
Alors là c'est la partie mécanique. Je précise que je suis nul de chez nul.
Pour moi, il y a 3 options possibles :
Un cardan
Un cardan, branché sur le moteur et qui serait accroché sur la barre sur laquelle est enroulée la bâche. J'ai abandonné l'idée pour plusieurs raisons
- La longueur important de la course du rouleau de bâche (2,5m chez moi) obligerait à avoir un cardan long et donc beaucoup d'encombrement
- le moteur serait à l'extérieur et donc non protégé de la pluie
- je n'ai pas trouvé de cardan qui me plaisait et pas trop cher
Pour l'heure, la porte s'ouvre lorsque la bâche s'enroule sur une barre qui monte de ce fait. L'idée ici serait de changer ce système par une barre sur palier et fixée à 2,5m de hauteur, qui en tournant dans un sens sur elle-même déroulerait la bâche et donc fermerait la serre et dans l'autre enroulerait la bâche et donc ouvrirait.
Je n'ai pas choisi ce système parce que je suis nul en mécanique et je voulais toucher au minimum à la structure de la serre (comme ça, si au pire ça marche pas... Bah le système manuel marche toujours ! Futé le gars...). À noter qu'un autre inconvénient pour cette méthode est que le moteur est toujours dehors.
Un polichinelle
C'est un truc d'ouverture des rideaux de théâtre à la base je crois. Ça ressemble à ça :
- Pollichinel.gif (13.18 Kio) Consulté 13189 fois
- Pollichinel2.gif (8.81 Kio) Consulté 13189 fois
- Si on donne du mou alors la porte descend
- Si on tire alors la porte monte
L'avantage du treuil (mais il n'est pas du tout indispensable) c'est qu'il
- Gère l'enroulement des ficelles (pas de tambour à gérer)
- Offre une petite démultiplication pour soulager le moteur
Alors c'est pas le plus simple pour être honnête. Je voulais un système qui s'ouvre en fonction de la température et de l'hygrométrie et que je puisse piloter également manuellement.
Voici l'algorithme que j'ai utilisé :
Code : Tout sélectionner
TANT QUE 1
SI ilFautOuvrir
ALORS onOuvre
SI ilFautFermer
ALORS onFerme
Mais voilà la suite en détail
ilFautOuvrir
Code : Tout sélectionner
SI modeManuel ET jeVeuxOuvrir ET cestPasOuvert
ALORS Oui
SI modeAutomatique ET cestPasOuvert ET (temperature>temperatureConsigne OU hygrometrie > hygrometrieConsigne)
Alors Oui
Code : Tout sélectionner
SI modeManuel ET jeVeuxFerme ET cestPasFerme
ALORS Oui
SI modeAutomatique ET cestPasFerme ET temperature<temperatureConsigne
Alors Oui
Code : Tout sélectionner
onFaitTournerMoteur
TANT QUE cestPasOuvert ET moteurNeForcePas ET (modeAutomatique OU (modeManuel ET jeVeuxOuvrir)
onAttend
onArrêteMoteur
Code : Tout sélectionner
onFaitTournerMoteur
TANT QUE cestPasFerme ET moteurNeForcePas ET (modeAutomatique OU (modeManuel ET jeVeuxFermer)
onAttend
onArrêteMoteur
Étape 2 : le codage et le test en maquette
Précisons ici que j'ai de bons bagages en informatique et que, ayant suivi la formation Arduino de l'Atelier Paysan, il m'a été facile de réaliser le code informatique qui, exécuté par l'Arduino, pilote le système mécanique.
Voici le code : Ensuite on réalise une petite maquette sur carte de prototypage pour voir si tout fonctionne bien, on corrige les quelques bugs...
Étape 3 : assemblage des composants électroniques
On rentre ici dans la partie que je ne savais pas faire avant la formation de l'Atelier Paysan. Il faut donc être indulgent et surtout ne pas hésiter à donner des conseils !
L'alimentation 12V
Je me suis lancé dans l'utilisation d'une alimentation de PC fixe pour avoir du courant 5V et 12V continue depuis une source de courant en 220V. Cette partie est donc facultative pour ceux qui voudrait utiliser une batterie.
Globalement j'ai suivi ce tutoriel bien fait : https://www.latelierdugeek.fr/2013/05/1 ... -datelier/
Ça m'a permis de
- désosser une alimentation de PC
- l'encapsuler dans un boitier étanche acheté dans le commerce avec des presses -étoupes pour les passages de câble.
- DSC07572.JPG (1.19 Mio) Consulté 12845 fois
J'ai ensuite utilisé une carte de prototypage pour mon Arduino uno pour faire le lien avec la carte servant à piloter le moteur. À noter ici qu'il faut souder tous les lien à l'etain et non pas utiliser des fils + broches. La raison de cela est que les vibrations du mécanisme et l'ambiance corrosive de serre (humidité notamment) n'auront pas longtemps à altérer vos liens logiques. Seuls les cables de puissance (moteur) sont sur un bornier.
- DSC07569.JPG (1.28 Mio) Consulté 12845 fois
- DSC07573.JPG (1.34 Mio) Consulté 12845 fois
Voici donc venue la partie que je ne maîtrisais pas du tout. Mais bon, quand il faut y aller... Faut y aller !
Transmission
J'ai cherché à faire une liaison mécanique allant de la porte à ouvrir au centre de la serre. L'enjeu était d'avoir 1 seule alim, 1 seul arduino, 1 seule carte moteur... Pour piloter les 2 portes.
J'ai donc opté pour un jeu de poulies/cordes statiques pour transmettre le mouvement.
J'ai également trouvé pertinent de rajouter un treuil juste après le moteur avec un cardan afin de démultiplier la force de ce dernier et également de gérer le tambour de la corde à enrouler.
Tambours d'enroulement
Je n'ai rien trouvé dans le commerce qui me convenait, peut-être à creuser dans le matériel de bateau ? Du coup j'en ai construit.
- DSC07575.JPG (1.28 Mio) Consulté 12845 fois
- DSC07576.JPG (1.32 Mio) Consulté 12845 fois
- DSC07580.JPG (1.26 Mio) Consulté 12845 fois
Étape 4 : Le test !
Oulala je suis tout exité ! bref, voilà le test en live :https://www.youtube.com/watch?v=n8IfUrSCbpA&t=1s
Étape 5 : Les améliorations possibles
Voilà donc les choses qui pourraient être améliorées :
- remplacer les cordes par des cables
- connecter l'autre porte de la serre
- changer le moteur d’essuie glace par un démarreur (des conseils ?)
- ajouter un module qui envoie un texto si le moteur s'est bloqué (le monitoring est déjà fait, manque juste la liaison données