Kit arrosage automatique v2

Le Kit arrosage automatique v2 rassemble dans un seul carton tout ce qu’il faut pour donner de l’eau à un pot sans arrosoir : la carte Uno R3 et son câble USB, une pompe immergée, le module relais qui la commande, le bloc d’alimentation 5 V, la plaque d’essai, les fils de liaison, le tuyau d’eau et deux boutons poussoirs. Ce montage-là ne mesure rien : c’est vous qui décidez, en appuyant sur un bouton.

C’est toute la différence avec le Kit arrosage automatique v1, qui déclenche l’arrosage sur l’humidité du sol. La version 2 remplace la sonde par deux commandes : un bouton donne une dose d’eau et la pompe s’arrête seule à la fin de la dose, l’autre arrête tout immédiatement si l’eau monte plus vite que prévu. C’est le montage à choisir quand on veut garder la main sur l’arrosage, ou quand on veut d’abord vérifier la partie hydraulique avant de la rendre automatique.

Ce que contient le colis

• une carte Uno R3 et son câble USB — c’est elle qui exécute le programme ;
• une pompe miniature immergée, à poser dans un bidon ou un seau ;
• un module relais 5 V, qui joue l’interrupteur commandé par la carte ;
• une alimentation 5 V dédiée à la pompe — le modèle vendu seul par la boutique est décrit sur cette fiche ;
• deux boutons poussoirs, les seuls organes de commande du montage ;
• une plaque d’essai sans soudure, où se croisent toutes les liaisons ;
• des fils de prototypage mâle-mâle de 10 cm, et des fils mâle-femelle ;
• un tuyau souple à emmancher sur la sortie de la pompe ;
• 1,5 m de câble électrique souple, pour tirer les fils entre le relais, l’alimentation et la pompe.

Caractéristiques techniques

Deux boutons plutôt qu’un capteur : ce que cela change

Un bouton poussoir n’est pas un interrupteur. Il ne reste fermé que tant que le doigt appuie, et il fait rebondir son contact plusieurs fois en quelques millisecondes — un programme qui lit l’entrée sans précaution compte donc dix appuis là où l’utilisateur en a fait un. Le montage de cette page traite les deux points : la résistance de tirage interne de la carte fixe le niveau de l’entrée à 5 V au repos et à la masse pendant l’appui, et un délai de stabilisation dans le programme ignore les rebonds du contact.

Le second point est le choix de l’appui. Ici, appuyer sur le bouton de marche ne fait pas « démarrer la pompe jusqu’à ce qu’on l’arrête » : cela déclenche une dose, dont la durée est fixée dans le programme. Une pompe qui débite dans un pot de terreau remplit vite un pot entier, et laisser l’eau couler tant qu’un doigt reste posé n’est pas une façon sûre d’arroser. Une dose mesurée, toujours la même, se contrôle et se corrige : c’est la seule constante du programme à retoucher.

Mini-projet : une dose d’eau déclenchée au bouton

Ce qu’il faut

• tout le contenu du kit : la carte, les deux boutons, le relais, la pompe, l’alimentation, la plaque d’essai et les fils ;
• un récipient d’eau — un bidon d’un litre suffit pour plusieurs semaines d’un pot de taille moyenne ;
• un tournevis plat fin, pour les bornes à vis du relais ;
• le moniteur série de l’IDE Arduino, ouvert à 9 600 bauds : il affiche chaque appui et chaque fin de dose.

Le câblage

Sur un bouton poussoir à quatre pattes, les deux pattes d’un même côté sont déjà reliées entre elles par le contact : prendre une patte d’un côté pour l’entrée de la carte, une patte du côté opposé pour la masse, et n’utiliser que ces deux-là. Un bouton à deux pattes se câble exactement de la même façon, sans se soucier du sens.

La sortie du bloc 5 V arrive par une prise cylindrique : coupez cette prise, dénudez les deux fils, puis serrez-les dans un bornier à vis deux broches qui servira de point de départ vers le relais et vers la masse commune. Avant de serrer, mesurez au multimètre quelle borne donne le +5 V : la couleur des fils n’est pas une garantie, et une inversion sur la pompe la fait tourner à l’envers.

Trois vérifications avant la mise sous tension. La masse du bloc 5 V et celle de la carte doivent être reliées, sans quoi le relais reçoit une commande sans référence. Le relais coupe le fil positif de la pompe, jamais sa masse. Et chaque bouton doit être monté entre son entrée et la masse, en aucun cas entre l’entrée et le 5 V : ce programme utilise le tirage interne vers le haut.

Le programme

À téléverser par le câble USB. La seule valeur à adapter est la durée de la dose, en millisecondes, en tête du programme.

/*
 * Kit arrosage automatique v2 - une dose d'eau au bouton, arret immediat
 * Carte : Arduino Uno R3 du kit, alimentee et programmee par son cable USB
 * Bouton MARCHE : une patte sur D10, l'autre sur GND
 * Bouton ARRET  : une patte sur D11, l'autre sur GND
 * Module relais : VCC sur 5V, GND sur GND, IN sur D3
 * Pompe : alimentee par le bloc 5 V du kit, coupee par le relais sur COM et NO
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const int BOUTON_MARCHE = 10;
const int BOUTON_ARRET  = 11;
const int RELAIS        = 3;
const unsigned long DUREE_DOSE  = 8000;   // duree d'une dose : 8 secondes
const unsigned long ANTI_REBOND = 50;     // 50 ms de stabilisation du contact
bool pompeEnMarche = false;
unsigned long debutDose = 0;
unsigned long dernierAppui = 0;
// La plupart des modules relais collent sur un niveau BAS.
void commanderPompe(bool marche) {
  digitalWrite(RELAIS, marche ? LOW : HIGH);
  pompeEnMarche = marche;
  debutDose = marche ? millis() : 0;
}
// Un bouton appuye relie son entree a la masse : la lecture passe a LOW.
// Le meme delai de stabilisation sert aux deux boutons.
bool appuiSur(int broche, unsigned long instant) {
  if (digitalRead(broche) == HIGH) {
    return false;
  }
  if (instant - dernierAppui >= ANTI_REBOND) {
    dernierAppui = instant;
    return true;
  }
  return false;
}
void setup() {
  pinMode(BOUTON_MARCHE, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BOUTON_ARRET, INPUT_PULLUP);
  pinMode(RELAIS, OUTPUT);
  commanderPompe(false);        // pompe arretee des la mise sous tension
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Arrosage pret : MARCHE sur D10, ARRET sur D11");
}
void loop() {
  unsigned long instant = millis();
  if (appuiSur(BOUTON_ARRET, instant) == true) {
    if (pompeEnMarche == true) {
      commanderPompe(false);
      Serial.println("Arret demande au bouton");
    }
  }
  if (appuiSur(BOUTON_MARCHE, instant) == true) {
    if (pompeEnMarche == false) {
      commanderPompe(true);
      Serial.print("Dose de ");
      Serial.print(DUREE_DOSE / 1000);
      Serial.println(" secondes : pompe en marche");
    }
  }
  if (pompeEnMarche == true) {
    if (instant - debutDose >= DUREE_DOSE) {
      commanderPompe(false);
      Serial.println("Dose terminee : pompe arretee");
    }
  }
  delay(10);
}

Comment ça marche

• Une dose, pas un robinet. Appuyer sur le bouton de marche lance la pompe pour exactement DUREE_DOSE millisecondes, puis la fonction commanderPompe() ramène la sortie au repos. La durée se règle en un seul endroit, et le geste reste toujours le même.
• Le bouton d’arrêt coupe sans condition. Il est lu en premier dans la boucle : même si vous appuyez pendant une dose, la pompe s’arrête et la dose en cours est abandonnée. Utile quand le tuyau s’est déboîté du pot et qu’une dose de huit secondes viderait le réservoir sur la table.
• L’anti-rebond rend l’appui fiable. Un contact mécanique ne s’établit pas proprement : il oscille quelques millisecondes. Le programme exige un délai minimal entre deux appuis retenus, ce qui transforme les rebonds en un seul appui franc. Sans lui, une dose peut se relancer aussitôt, dix fois de suite.
• Le relais est commandé à l’état bas. LOW démarre la pompe, HIGH l’arrête : c’est la logique de la majorité des modules du commerce. Si votre pompe fait l’inverse de ce que vous attendez, échangez LOW et HIGH dans commanderPompe() — aucun composant n’est en cause.
• Le moniteur série dit ce qui s’est passé. Chaque appui, chaque dose et chaque arrêt s’y affichent avec leur durée. C’est le seul instrument de mise au point nécessaire, et il distingue tout de suite un problème de bouton d’un problème de pompe.
• La pompe et la carte ne partagent que la masse. La pompe reste sur son bloc 5 V, la carte reste sur son câble USB, et le relais est leur unique point de contact.

Mettre le montage en service

1. Téléversez le programme et ouvrez le moniteur série. Faites un essai à vide, sans pompe branchée : chaque appui doit afficher une ligne, et le cliquetis du relais doit s’entendre à chaque début et à chaque fin de dose.
2. Remplissez le réservoir, plongez la pompe entièrement dans l’eau — corps compris — puis emmanchez le tuyau sur sa sortie. Une pompe immergée qui tourne à l’air libre chauffe et s’abîme en quelques minutes.
3. Faites couler la première dose dans le réservoir, tuyau débranché du pot : vous verrez immédiatement si la pompe débite et dans quel sens. Si rien ne sort alors qu’elle tourne et qu’elle est immergée, permutez ses deux fils : un moteur à courant continu a un sens.
4. Mesurez ce qu’une dose représente réellement : faites couler la dose dans un verre gradué, deux ou trois fois de suite. Vous saurez alors combien de millilitres vous donnez à chaque appui, et c’est cette mesure — pas une estimation — qui permet de régler la durée.
5. Corrigez DUREE_DOSE en conséquence, retéléversez, puis mettez le tuyau dans le pot. Fixez le tuyau au bord du pot et le câble de la pompe au bord du réservoir : ce sont deux pièces qui se débranchent ou se déboîtent si elles tirent.
6. Gardez le montage hors des éclaboussures. La plaque d’essai, la carte et le relais restent secs ; seule la pompe, le tuyau et le réservoir touchent l’eau.

Variante : régler la dose, ou enchaîner les doses

La dose se règle d’abord par le calcul. Une seule constante, DUREE_DOSE, exprimée en millisecondes : 8 000 pour huit secondes, 4 000 pour quatre. La mesure du point 4 ci-dessus dit quoi mettre. Une plante de taille moyenne, un pot de 15 à 20 cm, demande généralement une dose courte une à deux fois par jour en été, et aucune en hiver.

Le programme accepte déjà la suite : dès qu’une dose se termine, le bouton de marche est de nouveau disponible. Deux appuis espacés donnent donc deux doses, sans rien changer au code. C’est la façon la plus simple de donner une ration plus importante à un grand pot sans rallonger la dose unitaire — et de garder un contrôle visuel sur ce qui coule à chaque fois.

Quand la partie hydraulique est éprouvée, rien n’empêche de rendre l’arrosage automatique : c’est le travail du capteur d’humidité du sol, qui se lit sur une entrée analogique de la même carte et remplace les deux boutons dans la boucle du programme. La pompe, le relais, l’alimentation et le tuyau restent identiques.

Questions fréquentes

Faut-il un capteur d’humidité pour que ça fonctionne ?

Non. Ce kit-là fonctionne au bouton : rien n’est mesuré, tout est décidé par l’utilisateur. C’est précisément ce qui le rend utile pour apprendre le montage et vérifier le débit réel de la pompe. Le capteur ne sert que si vous voulez que le montage décide seul de l’arrosage.

Peut-on alimenter la pompe depuis la carte ?

Non, dans aucun cas. Une broche d’Arduino est limitée à 20 mA, et la pompe en consomme plusieurs centaines. Le symptôme habituel n’est pas une broche grillée mais un redémarrage de la carte à chaque démarrage de la pompe, ce qui fait croire à tort à un bug du programme. Le bloc d’alimentation du kit existe pour cela.

La pompe colle-t-elle au démarrage de la carte ?

Non : le programme ramène la sortie du relais au repos dès setup(), avant même d’ouvrir le moniteur série. Si le relais colle dès la mise sous tension, la cause est sa logique de commande, et se teste en dix secondes, pompe débranchée : alimentez le module et mettez son entrée IN à la masse. S’il colle, la logique de ce programme convient. Sinon, échangez LOW et HIGH dans la fonction commanderPompe().

Pourquoi avoir mis un délai de dix millisecondes dans la boucle ?

Pour que le moniteur série ne soit pas saturé, et pour que l’anti-rebond ait une base de temps régulière. Dix millisecondes de pause ne changent rien à la réactivité d’un bouton poussé au doigt, mais rendent l’affichage lisible. Le retirer n’améliore rien.

Les doses ne sont pas régulières, la pompe faiblit

Trois causes possibles, dans l’ordre de fréquence. Le tuyau s’est déboîté ou s’est plié, ce qui réduit le débit sans changer le bruit de la pompe. La crépine d’aspiration est encrassée par les dépôts de calcaire, ce qui se rince dans un seau d’eau claire. Ou la pompe n’est plus assez immergée et aspire de l’air : elle doit être complètement sous l’eau, corps compris, jusqu’à la fin de la dose.

À combiner avec

Le premier ajout utile n’est pas une ligne de programme de plus, c’est un capteur de niveau d’eau posé dans le réservoir : il interdit de lancer une dose quand le bidon est vide, et une pompe qui tourne à sec chauffe et se détruit en quelques minutes. C’est la seule protection qui manque réellement à un arrosage au bouton, puisqu’il n’y a aucun contrôle sur la réserve.

Pour que le montage décide seul, le capteur d’humidité du sol se branche sur une entrée analogique de la carte, et la lecture de la terre remplace les deux boutons dans la boucle. Le montage hydraulique ne bouge pas. Et si l’arrosage doit se déclencher à distance, par exemple depuis un téléphone alors que vous êtes loin du pot, le relais intelligent par GSM commande le même type de pompe par un simple message, avec la carte en moins.