X. Les solutions utilisée pour les
serres intelligentes
1. L'automate IMO
iSmart
Un exemple de programmation réalisé grâce
à un automate programmable IMO iSmart, il permet la gestion de la
température et l'arrosage d'une serre agricole. Les plantes de la serre
doivent être arrosées 3 fois dans la journée. Les pompes
sont commandées par 2 variateurs. Ces 2 pompes ne doivent pas tourner en
même temps. Si la température de la serre devient trop haute, il
faut enclencher un ventilateur. De la même façon, si la
température devient trop basse, il faut enclencher un chauffage. Ces 2
fonctions ne doivent pas être actives en même temps. Les pompes
d'arrosage ne doivent pas être activées en cas d'ouverture d'une
des portes. Si une porte est ouverte, un message doit apparaître sur
l'écran de l'iSmart. [4]
 
Figure 10: Automate IMO
iSmart
2. L'automate iGrow 800
Greenhouse Controller
Les producteurs peuvent surveiller et modifier chaque aspect
de l'iGrow800 de la paume de leur main, en utilisant des commandes de pointe
qui relaient les données sécurisées et cryptées de
la maison de culture vers le cloud où elles sont accessibles sur
n'importe quel appareil connecté à Internet. Le serveur
sécurisé et crypté vous permet de surveiller et de
modifier les paramètres à distance. Avec une multitude de
données à portée de main, les producteurs sont en mesure
de faire pousser des cultures plus grandes et plus dynamiques dans le cadre de
processus reproductibles.
· Contrôle avancé.
· Prix abordable.
· Entièrement programmable.
· Extension à 32 sorties.
· Utilisez votre téléphone portable pour
surveiller et modifier les paramètres.
· Ayez l'esprit tranquille grâce aux alertes de
température, d'humidité, de CO2 et plus encore. [5]
Figure 11: Automate
iGrow800
XI. Les composants
électroniques
1. Introduction
Un microcontrôleur est un composant électronique
qui rassemble tous les éléments d'un "mini-ordinateur" et qui se
présente sous la forme d'un circuit intégré. Un
microcontrôleur permet de réaliser des systèmes et montages
électroniques programmés. Cela veut dire que l'on pourra, avec le
même montage, réaliser des fonctions très
différentes qui dépendront du programme qui aura
été programmé dans le microprocesseur.
2. Arduino
Les cartes Arduino possèdent un microcontrôleur
facilement programmable ainsi que de nombreuses entrées-sorties.
Plusieurs cartes Arduino existent et se différencient par la puissance
du microcontrôleur ou par la taille et la consommation de la carte. Le
choix du type de carte Arduino s'effectue en fonction des besoins du projet.
L'Arduino ne nécessite pas une partie
séparée du matériel afin de programmer un nouveau code sur
la carte, vous pouvez simplement utiliser un câble USB. De plus,
l'IDE Arduino utilise une version de base de C ++, ce qui simplifie
l'apprentissage du programme. Enfin, la carte Arduino offre un facteur de
forme typique qui décompose les fonctions du microcontrôleur dans
un package plus disponible.
2.1. La fonction de la carte Arduino
La flexibilité de la carte Arduino est énorme
pour que l'on puisse faire tout ce qu'il imagine. Cette carte peut
être connectée très facilement à différents
modules tels que des capteurs d'obstacles, des détecteurs de
présence, des capteurs d'incendie, des modules GSM, des modules GPS,
etc. La fonction principale de la carte Arduino est de contrôler
l'électronique en lisant les entrées et de la changer en sorties
car cette carte fonctionne comme un outil. Cette carte est
également utilisée pour réaliser différents projets
électroniques dans le domaine de l'électronique, de
l'électrique, de la robotique, etc. [6]
2.2. Caractéristiques des différents
types de cartes Arduino
Les caractéristiques des différents types de
cartes Arduino sont répertoriées sous forme de tableau :
[6]
Tableau 1: Caractéristique des cartes
Arduino
|
Carte Arduino
|
Processeur
|
Mémoire
|
E / S numériques
|
E / S analogiques
|
|
Arduino Uno
|
16Mhz ATmega328
|
2Ko de SRAM, 32Ko de mémoire flash
|
14
|
6 entrées, 0 sortie
|
|
Arduino Due
|
84MHz AT91SAM3X8E
|
96Ko de SRAM, 512Ko de mémoire flash
|
54
|
12 entrées, 2 sorties
|
|
Arduino Méga
|
16MHz ATmega2560
|
8Ko de SRAM, 256Ko de mémoire flash
|
54
|
16 entrées, 0 sortie
|
|
Arduino Leonardo
|
16MHz ATmega32u4
|
2,5Ko de SRAM, 32Ko de mémoire flash
|
20
|
12 entrées, 0 sortie
|
3. Rasberry
Le Raspberry Pi est une nano-ordinateur monocarte à
processeur ARM conçu par des professeurs du département
informatique de l'université de Cambridge dans le cadre de la fondation
Raspberry Pi. Cet ordinateur, de la taille d'une carte de crédit, est
destiné à encourager l'apprentissage de la programmation
informatique ; il permet l'exécution de plusieurs variantes du
système d'exploitation libre GNU/Linux (notamment Debian) et des
logiciels compatibles. Mais il fonctionne également avec l'OS Microsoft
Windows : Windows 10 IoT Core et celui de Google, AndroidPi. [7]
Le Raspberry Pi est conçu pour encourager
l'apprentissage, l'innovation et l'expérimentation. L'ordinateur
Raspberry Pi est portable et moins cher. La plupart des cartes Raspberry
sont utilisées pour construire des projets Raspberry Pi, des
téléphones mobiles et également utilisées dans
les lampadaires solaires. Le début du 21e siècle
a vu une énorme croissance dans les technologies informatiques mobiles,
une grande partie de celle-ci étant tirée par l'industrie de la
téléphonie mobile.
3.1. Caractéristiques des différentes
cartes Rasberry
Tableau 2: Caractéristiques des cartes
Rasberry
a. Le régulateur LM7805
Ce régulateur peut offrir une régulation sur
carte, éliminant ainsi les problèmes de distribution
associés à une régulation à point unique. Il
utilise une limitation de courant interne, un arrêt thermique et une aire
de fonctionnement sécurisé, ce qui le rend pratiquement
indestructible. Avec un dissipateur thermique adapté, il peut fournir un
courant de sortie supérieur à 1A. Bien qu'il soit initialement
conçu comme un régulateur de tension fixe, ce dispositif peut
être utilisé avec des composants externes pour obtenir des
courants et des tensions ajustables. [8]
· Protection contre les surcharges thermiques
· Protection contre les courts-circuits
· Transition de sortie protection SOA (aire de
fonctionnement sécurisée)
· Tolérance de tension de sortie de 2%
· Tolérance de tension de sortie 2%
Figure 12: Le
régulateur LM7805
b. Le transistor IRF1010N
Le IRF1010NPBF utilise des techniques de traitement
avancées pour atteindre une très faible résistance-ON par
surface de silicium. Cet avantage, combiné à la vitesse de
commutation rapide et à la conception robuste du composant, permet un
fonctionnement extrêmement efficace et fiable. [9]
Figure 13: Transistor
IRF1010N
c. Relais SPDT
Le relais SPDT (Single Pole Double Throw) possède un
seul contact mais avec une borne commune, un contact normalement ouvert (quand
il n'y a pas de tension sur la bobine) et un contact normalement fermé
(quand il n'y a pas de tension sur la bobine). Quand on applique une tension
sur la bobine, on entend "clic" : la borne commune va se connecter sur le
contact normalement ouvert et le contact normalement fermé s'ouvre.
Dès qu'on coupe la tension aux bornes de la bobine, on entend "clic" et
le relais revient à son état de repos. [10]
Le relais SPDT possède 5 broches au total : 3 pour les
contacts, 2 pour la bobine.
Figure 14: Relais
SPDT
d. L'optocoupleur PC817
Un optocoupleur PC817 repose sur une LED et un phototransistor
ou une photodiode. Lorsqu'on fait passer un courant dans la LED, elle brille
(elle émet de l'infrarouge) dans un boitier bien hermétique
à la lumière. La lumière émise par la LED est
captés par le phototransistor qui devient alors passant. On peut donc
transmettre un courant électrique tout en isolant électriquement.
Dans son principe, l'optocoupleur fait les conversions successives : courant
électrique - lumière infrarouge - courant électrique.
[11]
Figure 15: Photocoupleur
PC817
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