[Projet ASAC – Serres Connectées] Avancement

Document created by ProjetCollectif PolytechGrenoble on Mar 8, 2018
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Nous vous proposons de vous présenter l’avancement du projet serres connectées. Ce dernier est structuré selon trois axes principaux. Ainsi, on compte d'abord la création du boîtier qui accueillera les cartes électroniques et les capteurs. Ensuite, un logiciel contenu dans la carte STM32 permet d'acquérir les données perçues par les capteurs. Enfin, la dernière partie comprend la gestion de l'alimentation.  

 

Boîtier
Une partie de ce projet consiste à concevoir un boîtier pouvant contenir les cartes électroniques ainsi que les capteurs nécessaires au suivi des conditions de température et d’humidité dans la serre. Après discussion avec leur professeur encadrant M. Palix, et M. Mareau ancien chercheur dans le domaine des polymères, le groupe a décidé de s'inspirer de ce qui existe déjà dans le commerce.

 

Plusieurs tests seront réalisés sur leurs boîtiers afin de vérifier qu’ils sont bien conformes aux attentes. Premièrement, il faut que les boîtiers soient étanches pour protéger les cartes électroniques. En effet certains seront placés sous la terre, donc exposés à l’eau et l’humidité présentes dans le sol. Pour cela, le groupe a établi que leurs boîtiers devront respecter la norme IP66, qui correspond à résister à la projection de jets d’eau et à l’intrusion de particules solides comme la poussière.

 

 

 

 

 

 


Ensuite, un autre paramètre à prendre en compte est la résistance aux chocs du boîtier. En effet celui-ci doit être assez résistant pour ne pas se fissurer sous le poids de la terre ou d’une personne qui marcherait sur le sol où le boîtier est enfoui. Ils ont donc estimé, au vu de l’environnement auquel ils seront exposés, que les boîtiers devaient avoir un indice de résistance aux chocs mécaniques de type IK10** ce qui correspond à la chute de 5kg de masse du haut de 40cm de hauteur sur la surface du boîtier.

 

Le choix des matériaux est important, le groupe a passé en revue tous les matériaux capables de satisfaire les critères. Voici la liste :

 

  •     Le Polyéthylène (PE) : Facile à manier, bonne résistance chimique, chimiquement neutre, facilement transformable. Il est utilisé dans divers domaines.
  •     Le Polypropylène (PP) : Résistant à la température, n’absorbe pas l’eau mais difficile à recycler. Il est utilisé dans la fabrication de pare-chocs ou tableaux de bord de voitures, mobilier, bouteilles rigides, etc.
  •     Le Polystyrènes (PS) : Matériau dur présent sous plusieurs formes.
  •     Le Polychlorure de vinyle (PVC) : Matériau rigide ou souple selon les ingrédients qu’on lui incorpore. Le PVC rigide a un aspect lisse et dur. Il est utilisé dans l’industrie du bâtiment (tuyaux de canalisation), le génie civil et dans l’alimentaire (emballages).
  •      Ils ont aussi pensé au Plexiglas (PMMA).

 

Logiciel

Le projet nécessite d’acquérir des paramètres et de les envoyer sans fil jusqu’au domicile. Il s’appuie donc sur des capteurs pilotés par des cartes STM32 low-energy et sur un protocole de communication LoRa (Long Range) longue portée et peu énergivore. Les différents modules placés dans les serres seront autonomes en énergie et chacun équipés d’un capteur d’humidité du sol, d’un capteur d’humidité et de température ambiante, d’une carte STM32 et du module LoRa.

 

Le développement du code se fait sous mbed, compilateur propice à l’écriture de code sur les cartes de STMicro. Nous avons récupéré le code écrit l’année dernière et l’avons adapté à nos cartes et à nos capteurs.

 

Le projet de la serre connecté nécessite des données sur le taux d’humidité et sur la température du sol. Le projet ayant déjà commencé l’année dernière, nous avons décidé de réutiliser les capteurs choisis par l’ancien groupe. Concernant la gestion de l’humidité et de température des sols, le capteur utilisé est un SHT10 de chez SENSIRION (photo de gauche). Il satisfait la demande du projet avec une taille et une précision adéquate. De plus la température ambiante est mesurée directement au sein du boîtier par le module d’extension IKS01A2, la carte STM32 ne dégageant presque aucune chaleur (photo de droite).

   

 

 

Acquisition et envoi des données

Ces 2 éléments restent en suspens pour l’instant. L’acquisition doit de faire minimum toute les 10minutes. Des tests seront à réaliser pour vérifier que cela est suffisant ou si nous devons augmenter la période d’acquisition. Concernant l’envoi, le groupe était partis sur la base d’un envoi toutes les heures durant la journée et plus espacés durant la nuit. Cela reste là aussi à confirmer par des tests.

 

Alimentation

Peu de réflexions ont été menées sur ce problème, ils attendent en effet de pouvoir réaliser des tests de consommation pour prévenir un mauvais dimensionnement de la batterie/pile. Ils travailleront dans un premier temps avec une solution d’alimentation non optimisée pour le projet. En effet, un groupe de 4 personnes de IESE4, formé par 2 membres du projet Serres Connectées et 2 membres du projet Aquaponie travaille sur l’optimisation de la consommation énergétique des cartes STM32. Ils utiliseront donc leur travail quand ce dernier sera suffisamment avancé pour nous apporter un bénéfice.

 

Prévisions

Le projet est selon nous déjà bien avancé, la principale difficulté ayant été de s’approprier le travail qui avait déjà été fait. Ils prévoient donc maintenant d’achever la conception du boîtier qui accueillera les cartes. Ensuite, ils arrivent à gérer l’émission des données mais doivent finaliser la réception et le traitement. Enfin, le dimensionnement de l’alimentation des cartes programmables sera un problème majeur à régler.

                                     

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