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CommentStreams:5ccb816fb234cd115b2ef8e7b93a2e14

2020-04-18T10:21:37Z

Cyprien Cayla :

Bonjour,
Tout d'abord merci pour votre commentaire, en effet il est nécessaire de vidanger le bélier de temps en temps à fin de renouveler l'air! Des systèmes de valves existent permettant d'aspirer une quantité minime d'air à chaque coup de bélier et donc de palier à ce problème. Votre solution de pompe à vélo parait aussi pertinente et peut être plus facile à mettre en place :)
Quoiqu'il en soit ces tutos ont pour objectif de s'améliorer par un processus itératif grâce à l'intelligence collective!!! Je vous invite donc à modifier le tuto en apportant des précisions voir même en modifiant des passages peut être erronés.
Bonne journée,

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-24T09:21:27Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_Re_cuperation_batteries_-_fonctionnement.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 3</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 3 : Bouteille Thermoformée grand format'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}} 


*Un bidon de 5L d’eau
*Des planches de contreplaqué (ou bois brute) d’épaisseur entre 1 et 2cm
*Un tasseau de 80 cm minimum (largeur entre 3 et 5cm)


Fabrication des deux socles :


Il s’agit des deux extrémités de la lampe, la supérieur accueillant le panneau solaire d’un côté et le circuit électrique de l’autre, l’inférieur servant juste à refermer la lampe tout en l’étanchéifiant.


Découper 2 planches de 15/13cm et 2 planches de 11/13cm. Positionner sur chaque grande planche une petite en prenant soin de bien les centrer. Chaque couple sera vissé plus tard.


{{Info|Pour l’étanchéité il est préférable de vernir les planches au préalable.}}


Fabrication du moule :


Découper dans le tasseau 4 tronçons d’une vingtaine de centimètres. Positionner les aux 4 coins des petites planchettes découpées plus haut (les 11/13 cm) et les visser tête de vis côté planchette. De l’autre côté positionner l’autre planchette et la visser de la même manière. On obtient donc un parallélépipède de dimensions 11/13/20 qui servira à thermoformer la bouteille en plastique (voit photo).


Thermoformage de l’enveloppe de la lampe :


Découper le fond de la bouteille de 5L et y insérer le moule verticalement (le côté de 20cm dans la longueur de la bouteille).


Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}

En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à environ 17 cm de la première.


Une fois les découpes effectuées, dévisser les tasseaux des deux côtés afin de pouvoir démouler la forme (le retrait du plastique aura provoqué un serrage important du moule).


A chaque extrémités de la bouteille déformée, replier à 90° vers l’intérieur des languettes d’une largeur d’environ 1 cm biseautées de chaque côté (voir photo). Celles-ci viendront s’immiscer entre les deux planchettes de chaque socle afin d’améliorer l’étanchéité de la lampe. Pour pouvoir plier correctement les languettes, tracer une fine ligne au cutter à l’intérieur puis plier à la main.


Une fois le corps de la lampe terminé, il ne manque plus qu’à intégrer le circuit électrique.


Pour cela, reprendre une des petites planchettes utilisées pour le moule (11/13cm) et y visser tous les composants comme désiré, sachant qu’un minimum de symétrie permet de garantir l’équilibre de l’objet (voici en photo un exemple de disposition).


A l’aide d’un marqueur tracer sur l’enveloppe en plastique l’emplacement du bouton ON/OFF et de la prise USB et faire les trous correspondant.


Placer la planche avec le circuit à l’intérieur de l’enveloppe en plastique puis visser une des planches de 15/13cm dessous en prenant soin de bien coincer les languettes entre les deux planches.


{{Warning|Pour que la lampe soit démontable mettre les têtes de vis à l’intérieur et prévoir des vis plus petites qu’une double épaisseur de planche.}}


Fixation du panneau solaire :


Placer le panneau sur la grande planchette, déterminer l’emplacement des sorties + et – du panneau et faire un trou d’environ 5mm à cet endroit dans les deux planchettes (vérifier qu’aucun composant n’est à cet endroit auquel cas il faudra décaler le trou suffisamment).


Faire passer les fils venant du contrôleur de charge dans ce trou et les souder aux sorties correspondantes.


Pour coller l’idéal est d’utiliser un tissu fin collé à la planchette puis d’y coller le panneau (à la super glu par exemple).


Pour le socle de la lampe faire de même de l’autre côté ; placer la petite planchette à l’intérieur de l’enveloppe puis y visser la grande en prenant soin de coincer les languettes entre les deux.


Pour l’étanchéité de la prise USB, agrafer un petit rectangle de chambre à air de vélo est largement suffisant.</translate>
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{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
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Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-24T09:01:18Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_Re_cuperation_batteries_-_fonctionnement.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 3</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 3 : Bouteille Thermoformée grand format'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}} 


* Un bidon de 5L d’eau
* Des planches de contreplaqué (ou bois brute) d’épaisseur entre 1 et 2cm
* Un tasseau de 80 cm minimum (largeur entre 3 et 5cm)


Fabrication des deux socles :


Il s’agit des deux extrémités de la lampe, la supérieur accueillant le panneau solaire d’un côté et le circuit électrique de l’autre, l’inférieur servant juste à refermer la lampe tout en l’étanchéifiant.


Découper 2 planches de 15/13cm et 2 planches de 11/13cm. Positionner sur chaque grande planche une petite en prenant soin de bien les centrer. Chaque couple sera vissé plus tard.


{{Info|Pour l’étanchéité il est préférable de vernir les planches à ce moment la.}}


Fabrication du moule :


Découper dans le tasseau 4 tronçons d’une vingtaine de centimètres. Positionner les aux 4 coins des petites planchettes découpées plus haut (les 11/13 cm) et les visser tête de vis côté planchette. De l’autre côté positionner l’autre planchette et la visser de la même manière. On obtient donc un parallélépipède de dimensions 11/13/20 qui servira à thermoformer la bouteille en plastique.


Thermoformage de l’enveloppe de la lampe :


Découper le fond de la bouteille de 5L et y insérer le moule verticalement (le côté de 20cm dans la longueur de la bouteille).


Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


''Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.''


En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 17 cm de la première.


Une fois les découpes effectuées, dévisser les tasseaux des deux côtés afin de pouvoir démouler la forme (le retrait du plastique aura provoqué un serrage important du moule).


A chaque extrémités de la bouteille déformée, replier à 90° vers l’intérieur des languettes d’une largeur d’environ 1 cm biseautées de chaque côté (voir photo). Celles-ci viendront s’immiscer entre les deux planchettes de chaque socle afin d’améliorer l’étanchéité de la lampe (voir photo). Pour pouvoir plier correctement les languettes, tracer une fine ligne au cutter à l’intérieur puis plier à la main.


Une fois le corps de la lampe terminé, il ne manque plus qu’à intégrer le circuit électrique.


Pour cela, reprendre une des petites planchettes utilisées pour le moule (11/13cm) et y visser tous les composants comme désiré, sachant qu’un minimum de symétrie permet de garantir l’équilibre de l’objet (voici en photo un exemple de disposition).


A l’aide d’un marqueur tracer sur l’enveloppe en plastique l’emplacement du bouton ON/OFF et de la prise USB et faire les trous correspondant.


Placer la planche avec le circuit à l’intérieur de l’enveloppe en plastique puis visser une des planches de 15/13cm dessous en prenant soin de bien coincer les languettes entre les deux planches.


{{Warning|Pour que la lampe soit démontable mettre les têtes de vis à l’intérieur et prévoir des vis plus petites qu’une double épaisseur de planche.}}


Fixation du panneau solaire :


Placer le panneau sur la grande planchette, déterminer l’emplacement des sorties + et – du panneau et faire un trou d’environ 5mm à cet endroit dans les deux planchettes (vérifier qu’aucun composant n’est à cet endroit auquel cas il faudra décaler le trou suffisamment).


Faire passer les fils venant du contrôleur de charge dans ce trou et les souder aux sorties correspondantes.


Pour coller l’idéal est d’utiliser un tissu fin collé à la planchette puis d’y coller le panneau (à la super glu par exemple).


Pour le socle de la lampe faire de même de l’autre côté ; placer la petite planchette à l’intérieur de l’enveloppe puis y visser la grande en prenant soin de coincer les languettes entre les deux.


Pour l’étanchéité de la prise USB, agrafer un petit rectangle de chambre à air de vélo.</translate>
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{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
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Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0282 Moment.jpg

2019-06-24T09:00:26Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0282_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0282_Moment

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0290 Moment.jpg

2019-06-24T08:57:38Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0290_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0290_Moment

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0279 Moment.jpg

2019-06-24T08:56:14Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0279_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0279_Moment

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-24T08:53:59Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_Re_cuperation_batteries_-_fonctionnement.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
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|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 3</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 3 : Bouteille Thermoformée grand format'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}} 


* Un bidon de 5L d’eau
* Des planches de contreplaqué (ou bois brute) d’épaisseur entre 1 et 2cm
* Un tasseau de 80 cm minimum (largeur entre 3 et 5cm)


Fabrication des deux socles :


Il s’agit des deux extrémités de la lampe, la supérieur accueillant le panneau solaire d’un côté et le circuit électrique de l’autre, l’inférieur servant juste à refermer la lampe tout en l’étanchéifiant.


Découper 2 planches de 15/13cm et 2 planches de 11/13cm. Positionner sur chaque grande planche une petite en prenant soin de bien les centrer. Chaque couple sera vissé plus tard.


{{Info|Pour l’étanchéité il est préférable de vernir les planches à ce moment la.}}


Fabrication du moule :


Découper dans le tasseau 4 tronçons d’une vingtaine de centimètres. Positionner les aux 4 coins des petites planchettes découpées plus haut (les 11/13 cm) et les visser tête de vis côté planchette. De l’autre côté positionner l’autre planchette et la visser de la même manière. On obtient donc un parallélépipède de dimensions 11/13/20 qui servira à thermoformer la bouteille en plastique.


Thermoformage de l’enveloppe de la lampe :


Découper le fond de la bouteille de 5L et y insérer le moule verticalement (le côté de 20cm dans la longueur de la bouteille).


Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


''Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.''


En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 17 cm de la première.


Une fois les découpes effectuées, dévisser les tasseaux des deux côtés afin de pouvoir démouler la forme (le retrait du plastique aura provoqué un serrage important du moule).


A chaque extrémités de la bouteille déformée, replier à 90° vers l’intérieur des languettes d’une largeur d’environ 1 cm biseautées de chaque côté (voir photo). Celles-ci viendront s’immiscer entre les deux planchettes de chaque socle afin d’améliorer l’étanchéité de la lampe (voir photo). Pour pouvoir plier correctement les languettes, tracer une fine ligne au cutter à l’intérieur puis plier à la main.


Une fois le corps de la lampe terminé, il ne manque plus qu’à intégrer le circuit électrique.


Pour cela, reprendre une des petites planchettes utilisées pour le moule (11/13cm) et y visser tous les composants comme désiré, sachant qu’un minimum de symétrie permet de garantir l’équilibre de l’objet (voici en photo un exemple de disposition).


A l’aide d’un marqueur tracer sur l’enveloppe en plastique l’emplacement du bouton ON/OFF et de la prise USB et faire les trous correspondant.


Placer la planche avec le circuit à l’intérieur de l’enveloppe en plastique puis visser une des planches de 15/13cm dessous en prenant soin de bien coincer les languettes entre les deux planches.


{{Warning|Pour que la lampe soit démontable mettre les têtes de vis à l’intérieur et prévoir des vis plus petites qu’une double épaisseur de planche.}}


Fixation du panneau solaire :


Placer le panneau sur la grande planchette, déterminer l’emplacement des sorties + et – du panneau et faire un trou d’environ 5mm à cet endroit dans les deux planchettes (vérifier qu’aucun composant n’est à cet endroit auquel cas il faudra décaler le trou suffisamment).


Faire passer les fils venant du contrôleur de charge dans ce trou et les souder aux sorties correspondantes.


Pour coller l’idéal est d’utiliser un tissu fin collé à la planchette puis d’y coller le panneau (à la super glu par exemple).


Pour le socle de la lampe faire de même de l’autre côté ; placer la petite planchette à l’intérieur de l’enveloppe puis y visser la grande en prenant soin de coincer les languettes entre les deux.


Pour l’étanchéité de la prise USB, agrafer un petit rectangle de chambre à air de vélo.</translate>
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}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0334 Moment.jpg

2019-06-24T08:53:47Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0334_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0334_Moment

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0262 Moment.jpg

2019-06-24T08:52:41Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0262_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0262_Moment

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-24T08:50:31Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
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|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 3</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 3 : Bouteille Thermoformée grand format'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}} 


* Un bidon de 5L d’eau
* Des planches de contreplaqué (ou bois brute) d’épaisseur entre 1 et 2cm
* Un tasseau de 80 cm minimum (largeur entre 3 et 5cm)


Fabrication des deux socles :


Il s’agit des deux extrémités de la lampe, la supérieur accueillant le panneau solaire d’un côté et le circuit électrique de l’autre, l’inférieur servant juste à refermer la lampe tout en l’étanchéifiant.


Découper 2 planches de 15/13cm et 2 planches de 11/13cm. Positionner sur chaque grande planche une petite en prenant soin de bien les centrer. Chaque couple sera vissé plus tard.


{{Info|Pour l’étanchéité il est préférable de vernir les planches à ce moment la.}}


Fabrication du moule :


Découper dans le tasseau 4 tronçons d’une vingtaine de centimètres. Positionner les aux 4 coins des petites planchettes découpées plus haut (les 11/13 cm) et les visser tête de vis côté planchette. De l’autre côté positionner l’autre planchette et la visser de la même manière. On obtient donc un parallélépipède de dimensions 11/13/20 qui servira à thermoformer la bouteille en plastique.


Thermoformage de l’enveloppe de la lampe :


Découper le fond de la bouteille de 5L et y insérer le moule verticalement (le côté de 20cm dans la longueur de la bouteille).


Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


''Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.''


En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 17 cm de la première.


Une fois les découpes effectuées, dévisser les tasseaux des deux côtés afin de pouvoir démouler la forme (le retrait du plastique aura provoqué un serrage important du moule).


A chaque extrémités de la bouteille déformée, replier à 90° vers l’intérieur des languettes d’une largeur d’environ 1 cm biseautées de chaque côté (voir photo). Celles-ci viendront s’immiscer entre les deux planchettes de chaque socle afin d’améliorer l’étanchéité de la lampe (voir photo). Pour pouvoir plier correctement les languettes, tracer une fine ligne au cutter à l’intérieur puis plier à la main.


Une fois le corps de la lampe terminé, il ne manque plus qu’à intégrer le circuit électrique.


Pour cela, reprendre une des petites planchettes utilisées pour le moule (11/13cm) et y visser tous les composants comme désiré, sachant qu’un minimum de symétrie permet de garantir l’équilibre de l’objet (voici en photo un exemple de disposition).


A l’aide d’un marqueur tracer sur l’enveloppe en plastique l’emplacement du bouton ON/OFF et de la prise USB et faire les trous correspondant.


Placer la planche avec le circuit à l’intérieur de l’enveloppe en plastique puis visser une des planches de 15/13cm dessous en prenant soin de bien coincer les languettes entre les deux planches.


{{Warning|Pour que la lampe soit démontable mettre les têtes de vis à l’intérieur et prévoir des vis plus petites qu’une double épaisseur de planche.}}


Fixation du panneau solaire :


Placer le panneau sur la grande planchette, déterminer l’emplacement des sorties + et – du panneau et faire un trou d’environ 5mm à cet endroit dans les deux planchettes (vérifier qu’aucun composant n’est à cet endroit auquel cas il faudra décaler le trou suffisamment).


Faire passer les fils venant du contrôleur de charge dans ce trou et les souder aux sorties correspondantes.


Pour coller l’idéal est d’utiliser un tissu fin collé à la planchette puis d’y coller le panneau (à la super glu par exemple).


Pour le socle de la lampe faire de même de l’autre côté ; placer la petite planchette à l’intérieur de l’enveloppe puis y visser la grande en prenant soin de coincer les languettes entre les deux.


Pour l’étanchéité de la prise USB, agrafer un petit rectangle de chambre à air de vélo.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0309_Moment.jpg
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{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
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{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées MVI 0309 Moment.jpg

2019-06-24T08:47:49Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0309_Moment

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_MVI_0309_Moment

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-24T08:42:36Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
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{{ {{tntn|Materials}}
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*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_Re_cuperation_batteries_-_fonctionnement.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59576964_2254376994640016_9188755257579012096_n.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59812526_412650445951115_5612354265285656576_n.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59229746_445827432842279_2842782172538994688_n.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59301728_336011790446400_3833022539450286080_n.jpg
|Step_Picture_04=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59295413_1012331785643347_7712252222561583104_n.jpg
|Step_Picture_05=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59295220_387256682003324_3851418176436830208_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate>Construction du boitier - Version 3</translate>
|Step_Content=<translate>'''''Version 3 : Bouteille Thermoformée grand format'''''

{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}} 

* Un bidon de 5L d’eau
* Des planches de contreplaqué (ou bois brute) d’épaisseur entre 1 et 2cm
* Un tasseau de 80 cm minimum (largeur entre 3 et 5cm)

Fabrication des deux socles :

Il s’agit des deux extrémités de la lampe, la supérieur accueillant le panneau solaire d’un côté et le circuit électrique de l’autre, l’inférieur servant juste à refermer la lampe tout en l’étanchéifiant.

Découper 2 planches de 15/13cm et 2 planches de 11/13cm. Positionner sur chaque grande planche une petite en prenant soin de bien les centrer. Chaque couple sera vissé plus tard.

{{Info|Pour l’étanchéité il est préférable de vernir les planches à ce moment la.}}

Fabrication du moule :

Découper dans le tasseau 4 tronçons d’une vingtaine de centimètres. Positionner les aux 4 coins des petites planchettes découpées plus haut (les 11/13 cm) et les visser tête de vis côté planchette. De l’autre côté positionner l’autre planchette et la visser de la même manière. On obtient donc un parallélépipède de dimensions 11/13/20 qui servira à thermoformer la bouteille en plastique.

Thermoformage de l’enveloppe de la lampe :

Découper le fond de la bouteille de 5L et y insérer le moule verticalement (le côté de 20cm dans la longueur de la bouteille).

Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.

''Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.''

En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 17 cm de la première.

Une fois les découpes effectuées, dévisser les tasseaux des deux côtés afin de pouvoir démouler la forme (le retrait du plastique aura provoqué un serrage important du moule).

A chaque extrémités de la bouteille déformée, replier à 90° vers l’intérieur des languettes d’une largeur d’environ 1 cm biseautées de chaque côté (voir photo). Celles-ci viendront s’immiscer entre les deux planchettes de chaque socle afin d’améliorer l’étanchéité de la lampe (voir photo). Pour pouvoir plier correctement les languettes, tracer une fine ligne au cutter à l’intérieur puis plier à la main.

Une fois le corps de la lampe terminé, il ne manque plus qu’à intégrer le circuit électrique.

Pour cela, reprendre une des petites planchettes utilisées pour le moule (11/13cm) et y visser tous les composants comme désiré, sachant qu’un minimum de symétrie permet de garantir l’équilibre de l’objet (voici en photo un exemple de disposition).

A l’aide d’un marqueur tracer sur l’enveloppe en plastique l’emplacement du bouton ON/OFF et de la prise USB et faire les trous correspondant.

Placer la planche avec le circuit à l’intérieur de l’enveloppe en plastique puis visser une des planches de 15/13cm dessous en prenant soin de bien coincer les languettes entre les deux planches.

{{Warning|Pour que la lampe soit démontable mettre les têtes de vis à l’intérieur et prévoir des vis plus petites qu’une double épaisseur de planche.}}

Fixation du panneau solaire :

Placer le panneau sur la grande planchette, déterminer l’emplacement des sorties + et – du panneau et faire un trou d’environ 5mm à cet endroit dans les deux planchettes (vérifier qu’aucun composant n’est à cet endroit auquel cas il faudra décaler le trou suffisamment).

Faire passer les fils venant du contrôleur de charge dans ce trou et les souder aux sorties correspondantes.

Pour coller l’idéal est d’utiliser un tissu fin collé à la planchette puis d’y coller le panneau (à la super glu par exemple).

Pour le socle de la lampe faire de même de l’autre côté ; placer la petite planchette à l’intérieur de l’enveloppe puis y visser la grande en prenant soin de coincer les languettes entre les deux.

Pour l’étanchéité de la prise USB, agrafer un petit rectangle de chambre à air de vélo.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-11T03:06:36Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le fond de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le fond de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-11T02:00:17Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le cul de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le cul de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
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}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Lampe solaire à batteries lithium récupérées

2019-06-10T03:22:49Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière. Cette technologie a été documentée lors de l'escale de l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des système semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).</translate>
|Area=Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Very easy
|Duration=2
|Duration-type=hour(s)
|Cost=10
|Currency=EUR (€)
|Tags=lampe, solaire, batterie lithium recyclées, récupération, batterie ordinateur portable, recyclage, cellules lithium usagées
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.


Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>
*Batterie d’ordinateur portable usagée


*Panneau solaire 5V-6V / 1-3W


*Régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino [https://www.amazon.fr/gp/product/B077XW1XBJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s01?ie=UTF8&psc=1 TP4056])


*Convertisseur de tension : [https://www.amazon.fr/gp/product/B07HB3C13D/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1 DC/DC booste]r MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V)


*Lampe LED (ex : [https://www.amazon.fr/gp/product/B01GO50NTM/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1 LED boutons 3W] )


*Interrupteur (pour couper le circuit et éteindre la lampe)


*Scotch électrique


*Boitier (matériel en fonction du modèle choisi, voir étapes 7 ou 8)</translate>
|Tools=<translate>
Pour l’extraction des cellules :


* Gants (pour ne pas se couper avec le plastique de la batterie d’ordinateur ou avec les rubans en nickel qui relient les cellules)
* Marteau
* Burin
* Pince coupante


Pour la fabrication de la lampe :


* Pistolet à colle (et bâtons de colle)
* Décapeur thermique ou petit chalumeau
* Scie à bois
* Tourne-vis</translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries/fr
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Fonctionnement</translate>
|Step_Content=<translate>
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.


Le système fonctionne autour de trois modules :


* le module de réception de l'énergie : le panneau solaire et son régulateur de charge


* le module de stockage de l'énergie : la batterie


* le module qui rend l'énergie : la lampe LED et son régulateur de tension


'''Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge'''


Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.


'''Module de stockage de l'énergie : la batterie'''


Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.


Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.


'''Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension'''


Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_Re_cuperation_batteries_-_fonctionnement.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Étapes de fabrication</translate>
|Step_Content=<translate>
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur


2) Mesure du voltage des cellules


3) Réalisation des 3 modules :


* panneau solaire + régulateur de charge


* batterie


* régulateur de tension + lampe à LED


4) Liaison des 3 modules :


* le panneau solaire et son régulateur


* la batterie


* la lampe et son régulateur de tension


5) Construction du boîtier


6) Intégration des modules dans le boîtier</translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


1) Enfiler des gants pour protéger les mains.


2) Fixer la batterie sur un étau afin qu’elle ne bouge plus, et avec l’aide d’un marteau et d'un burin l'ouvrir. ''(image 1)''


3) Isoler chaque cellule : décortiquer les cellules à l’aide d’une pince coupante, afin d'enlever tous les autres composants. ''(image 2)''


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_1_-_Ouverture_batterie.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_R_cup_ration_de_batteries_2_-_De_cortiquer_cellules.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Mesure du voltage des cellules</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel [http://lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries Récupération de batteries]


A l’aide d’un voltmètre, à utiliser en mode courant continu, mesurer la tension des cellules pour repérer celles qui sont réutilisables.


Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 2,5 volt ne sont pas récupérables.


''Attention :'' Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.


'''Remarque''' : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Powerbank_simple_IMG_0952.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Réalisation des chacun des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
'''Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge'''


1) Se munir de deux fils, un rouge et un noir, les dénuder à l'aide d'une pince coupante.


2) Souder le fil rouge sur le pôle positif du panneau solaire et le fil noir sur son pôle négatif.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


3) Souder le fil rouge (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -. ''(image 5)''


'''Module 2 : Batterie'''


1) Insérer la cellule lithium dans le porte batterie.


'''Module 3 : LED''' '''/ USB convertisseur'''


Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :


Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -


1) Se munir de deux fils (rouge et noir).


2) Souder le fil rouge avec l'entrée VIN + du régulateur de tension et le fil noir avec l'entrée VIN -.


La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.


''Attention :'' La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.


3) Souder le fil positif de la LED à la sortie OUT + du convertisseur de tension et le fil négatif à la sortie OUT -. ''(image 7)''</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Sch_ma_circuit.JPG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Liaison des 3 modules</translate>
|Step_Content=<translate>
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)


1) Souder le fil rouge du panneau solaire (positif) au pôle IN + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle IN -.


Le régulateur de charge possède 2 entrées : B - et B+ (qui sont indiquées sur le composant)


2) Souder le fil rouge du porte batterie (positif) au pôle B + du régulateur de charge et le fil noir (négatif) au pôle B-.


3) Souder le fil rouge (positif) du module convertisseur USB/LED au pôle OUT+ du régulateur de charge et le fil négatif (noir) au pôle OUT-
''Remarque :''' Le circuit est alors fermé et la lumière s’allume.


4) Couper le fil positif qui relie le régulateur au convertisseur pour ouvrir le circuit, et y souder l’interrupteur en série. Celui-ci permettra d’ouvrir et de fermer le circuit.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59617234_1691814157630745_3212849031642349568_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 1</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 1 : Tupperware'''''


Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le [https://www.instructables.com/id/BUILD-A-NOCTURNAL-SOLAR-LIGHT-BULB/?fbclid=IwAR3FVprD6RHvUfwmKnWMdHOQwbxQiSmrhS_YNKoDk01r5les_RTA5m5bGz4 tutoriel d'origine] . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.


 </translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware.jpg
|Step_Picture_01=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware4.jpg
|Step_Picture_02=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware2.jpg
|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_Photo_tupperware3.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Construction du boitier - Version 2</translate>
|Step_Content=<translate>
'''''Version 2 : Bouteilles Thermoformées coulissantes'''''


{{Info|Ce modèle permet l'étanchéité des circuits mais nécessite du matériel spécifique présenté ci-dessous.}}


*2 bouteilles en plastique de 2L sans rétrécissements trop importants.
*1 décapeur thermique
*Du contreplaqué
*Le panneau solaire doit avoir les dimensions suivantes: 188 x 78,5 mm


1) Découper dans du bois ou du contreplaqué 3 planchettes identiques de 8cm par 5cm et arrondir les coins au papier de verre.


2) Pour le moule, trouver un assemblage de planches verticales qui corresponde aux dimensions de la planchette (voir photo), celles-ci donneront la forme à la bouteille, utiliser au moins 2 planches car une seule serait impossible à retirer avec le serrage du plastique.


3) Enrober les parties du moule de papier pour faciliter le démoulage.


4) Découper le goulot et le cul de la première bouteille et insérer le moule à l‘intérieur jusqu’à ce que le rétrécissement de la bouteille avant le goulot empêche d’aller plus loin.


5) Chauffer doucement au décapeur thermique chaque face du rectangle (le décapeur doit être à environ 10 cm de la bouteille). Une fois que la bouteille a pris la forme du modèle, continuer à chauffer pour effacer les motifs et bien tendre le plastique.


{{Warning|Attention à ne pas chauffer trop près du plastique ou trop longtemps au même endroit pour éviter la formation de bulles.}}


6) En laissant la bouteille déformée sur le moule, couper proprement au ras du moule le haut de la bouteille et refaire une découpe propre à 20 cm de la première.


Il va maintenant falloir thermoformer la partie supérieur de la lampe qui va coulisser. Il faut donc garder la première sur le moule et thermoformer la seconde par-dessus.


7) Fixer une des planchettes au bout du moule à l’aide d’une vis (bien centrer).


8) Découper le cul de la deuxième bouteille et rentrer le moule dans cette dernière afin d’avoir la vis au niveau du bouchon.


9) Procéder au thermoformage comme précédemment, la planchette va rester fixée dans le haut de la bouteille.


10) Serrer une des planches dans un étau et taper sur les autres pour démouler le tout.


On obtient donc 2 bouteilles rectangulaires parfaitement ajustées entre elle, ce qui permettra de les faire coulisser.


On obtient donc une bouteille en plastique à la forme du modèle voulu


Il reste donc 2 planchettes pour fixer le circuit électrique et la lampe.


Tracer une ligne au milieu dans la longueur sur les deux planchettes et visser 2 vis réparties sur cette ligne dans la première presque jusqu’au bout, visser ensuite ce qu’il reste dans la deuxième planchette sans faire dépasser les vis


Sur la première planchette, du côté opposé aux têtes de vis, fixer avec de petites vis les deux portes-batteries de part et d’autre des grandes vis.


Sur la deuxième planchette, du côté de l’entrée des vis, fixer le contrôleur de charge et le port USB de façon à ce que les sorties se retrouvent sur les bords de la planchette (petits côtés du rectangle).


Faire un trou excentré sur la deuxième planchette et y faire passer les fils menant à la LED puis fixer la LED au centre.


Rentrer le tout dans la bouteille et faire les marques pour les trous de l’interrupteur, de la prise USB et des fils pour le panneau solaire.


Retirer le tout et découper les trous (un rectangle pour l’USB et un rond pour l’interrupteur et les fils) à l’aide d’un cutter chauffé au préalable.


Rentrer la première planchette, fixer l’interrupteur puis insérer la deuxième planchette avec le reste du circuit.


Brancher le panneau solaire puis le fixer sur un des côtés libres de la bouteille (sans port USB ni interrupteur).


La lampe est finie.</translate>
|Step_Picture_00=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59576964_2254376994640016_9188755257579012096_n.jpg
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|Step_Picture_03=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59725050_632666417178360_2823532489895575552_n.jpg
|Step_Picture_04=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59301728_336011790446400_3833022539450286080_n.jpg
|Step_Picture_05=Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_59295413_1012331785643347_7712252222561583104_n.jpg
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Fichier:Lampe solaire à batteries lithium récupérées IMG 0354.JPG

2019-06-10T03:22:20Z

Cyprien Cayla : Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354

Lampe_solaire_à_batteries_lithium_récupérées_IMG_0354

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-10T03:19:17Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab. Elle est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=1
|Duration-type=day(s)
|Cost=30
|Currency=EUR (€)
|Tags=Hydroponie, Hydroponique, plantes, Agriculture, Arduino, Electronique, Spiruline, Energie
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique (présentée dans le tutoriel prérequis) ainsi qu'un réservoir de spiruline. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.


{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}


Plus généralement, cette installation est utile pour n'importe quel système électrique, d'autant plus si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.


On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:


- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint


- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau


- Contrôler la mise en marche du bulleur qui permet une bonne oxygénation du milieu de vie de la spiruline


- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée


En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.


Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).

{{Warning|Le prix indiqué comprend uniquement le module de contrôle de l'énergie. Il n'inclut donc pas les panneaux solaires ou le système hydroponique.}} </translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
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|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material=<translate>
{{Info|Les références des composants présentés ici sont données à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacées par d'autres à fonctions équivalentes.}}


*une carte Arduino UNO REV3 A000066


*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056


*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)


*un module de 4 relais 5V pour Arduino


*un domino à 6 connecteurs


*des fils


*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V


*2 batteries 18650, 3.6V


*2 supports de batteries 18650


*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>
Pour le circuit électronique:


- un fer à souder


- du fil d'étain


- un multimètre ou ohmmètre


- un petit tournevis


Pour la programmation:


-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)


 </translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Court résumé du circuit'''==== 
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant les composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. De plus est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''


''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis d'y brancher les différents appareils. 
 
===='''Module 1'''==== 
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''


Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''==== 
''Ce module contient l'a carte Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 


Il s'agit donc de faire:


*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais


Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.


*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais


Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.


*les branchements du capteur de température


Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).


 </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Deuxième Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Connections aux relais'''==== 
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires), la liaison des relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos ainsi que l'alimentation de la carte Arduino.''


Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.


Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant et les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).


Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.


Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).


Tester sur un des relais:


-la borne centrale avec une borne extérieur


-la borne centrale avec l'autre borne.


Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}


Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).


On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.


Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.


Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:


*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)


Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.


{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}


Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.


Deux options s'offrent alors:


*Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
*Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino2.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>
{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''==== 
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.


La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.


La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''==== 
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.


La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.


La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).


(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)


{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).


Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}


Par exemple:


''pinMode(batterie,OUTPUT);''


''digitalWrite(batterie, HIGH);''


veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''


Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''==== 
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.


Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.


La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.


Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''


"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.


S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.


"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.


Soit:


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.


Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.


La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''==== 
const int sensorPin = A0;


int batterie = 5;


int hydro = 4;


int bulleur = 3;


int ventilateur = 2;


void setup(){


Serial.begin(9600);


pinMode(batterie,OUTPUT);


digitalWrite(batterie, HIGH);


pinMode(hydro,OUTPUT);


digitalWrite(hydro, HIGH);


pinMode(bulleur,OUTPUT);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


pinMode(ventilateur,OUTPUT);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


void loop(){


digitalWrite(batterie, LOW);


delay(300000);


digitalWrite(batterie, HIGH);


digitalWrite(hydro, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(hydro, HIGH);


digitalWrite(bulleur, LOW);


delay(1200000);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


int sensorVal = analogRead(sensorPin);


float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;


float temperature = (voltage - .5) * 100+35;


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


if(temperature > 25){


digitalWrite(ventilateur, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles (notamment celles sur l'Arduino) il est donc préférable de les soulager.


Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.


Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir une bonne étanchéité et d'accéder très facilement au système pour la maintenance. Une boite en bois ou d'une autre matière fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-10T02:28:09Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab. Elle est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=1
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
|Tags=Hydroponie, Hydroponique, plantes, Agriculture, Arduino, Electronique, Spiruline, Energie
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique (présentée dans le tutoriel prérequis) ainsi qu'un réservoir de spiruline. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.


{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}


Plus généralement, cette installation est utile pour n'importe quel système électrique, d'autant plus si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.


On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:


- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint


- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau


- Contrôler la mise en marche du bulleur qui permet une bonne oxygénation du milieu de vie de la spiruline


- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée


En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.


Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material=<translate>
{{Info|Les références des composants présentés ici sont données à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacées par d'autres à fonctions équivalentes.}}


*une carte Arduino UNO REV3 A000066


*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056


*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)


*un module de 4 relais 5V pour Arduino


*un domino à 6 connecteurs


*des fils


*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V


*2 batteries 18650, 3.6V


*2 supports de batteries 18650


*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>
Pour le circuit électronique:


- un fer à souder


- du fil d'étain


- un multimètre ou ohmmètre


- un petit tournevis


Pour la programmation:


-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)


 </translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Court résumé du circuit'''==== 
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant les composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. De plus est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''


''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis d'y brancher les différents appareils. 
 
===='''Module 1'''==== 
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''


Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''==== 
''Ce module contient l'a carte Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 


Il s'agit donc de faire:


*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais


Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.


*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais


Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.


*les branchements du capteur de température


Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).


 </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Deuxième Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Connections aux relais'''==== 
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires), la liaison des relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos ainsi que l'alimentation de la carte Arduino.''


Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.


Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant et les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).


Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.


Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).


Tester sur un des relais:


-la borne centrale avec une borne extérieur


-la borne centrale avec l'autre borne.


Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}


Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).


On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.


Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.


Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:


*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)


Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.


{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}


Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.


Deux options s'offrent alors:


*Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
*Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino2.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>
{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''==== 
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.


La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.


La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''==== 
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.


La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.


La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).


(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)


{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).


Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}


Par exemple:


''pinMode(batterie,OUTPUT);''


''digitalWrite(batterie, HIGH);''


veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''


Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''==== 
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.


Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.


La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.


Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''


"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.


S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.


"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.


Soit:


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.


Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.


La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''==== 
const int sensorPin = A0;


int batterie = 5;


int hydro = 4;


int bulleur = 3;


int ventilateur = 2;


void setup(){


Serial.begin(9600);


pinMode(batterie,OUTPUT);


digitalWrite(batterie, HIGH);


pinMode(hydro,OUTPUT);


digitalWrite(hydro, HIGH);


pinMode(bulleur,OUTPUT);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


pinMode(ventilateur,OUTPUT);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


void loop(){


digitalWrite(batterie, LOW);


delay(300000);


digitalWrite(batterie, HIGH);


digitalWrite(hydro, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(hydro, HIGH);


digitalWrite(bulleur, LOW);


delay(1200000);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


int sensorVal = analogRead(sensorPin);


float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;


float temperature = (voltage - .5) * 100+35;


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


if(temperature > 25){


digitalWrite(ventilateur, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
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|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles (notamment celles sur l'Arduino) il est donc préférable de les soulager.


Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.


Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir une bonne étanchéité et d'accéder très facilement au système pour la maintenance. Une boite en bois ou d'une autre matière fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Fichier:Gestion énergétique d'un système d'hydroponie Alim arduino2.jpg

2019-06-10T02:27:55Z

Cyprien Cayla : Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino2

Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino2

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-10T02:02:43Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab. Elle est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=1
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
|Tags=Hydroponie, Hydroponique, plantes, Agriculture, Arduino, Electronique, Spiruline, Energie
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique (présentée dans le tutoriel prérequis) ainsi qu'un réservoir de spiruline. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.


{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}


Plus généralement, cette installation est utile pour n'importe quel système électrique, d'autant plus si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.


On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:


- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint


- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau


- Contrôler la mise en marche du bulleur qui permet une bonne oxygénation du milieu de vie de la spiruline


- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée


En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.


Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).</translate>
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{{ {{tntn|Materials}}
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|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
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|Material=<translate>
{{Info|Les références des composants présentés ici sont données à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacées par d'autres à fonctions équivalentes.}}


*une carte Arduino UNO REV3 A000066


*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056


*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)


*un module de 4 relais 5V pour Arduino


*un domino à 6 connecteurs


*des fils


*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V


*2 batteries 18650, 3.6V


*2 supports de batteries 18650


*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>
Pour le circuit électronique:


- un fer à souder


- du fil d'étain


- un multimètre ou ohmmètre


- un petit tournevis


Pour la programmation:


-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)


 </translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Court résumé du circuit'''==== 
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant les composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. De plus est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''


''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis d'y brancher les différents appareils. 
 
===='''Module 1'''==== 
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''


Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''==== 
''Ce module contient l'a carte Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 


Il s'agit donc de faire:


*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais


Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.


*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais


Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.


*les branchements du capteur de température


Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).


 </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Deuxième Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Connections aux relais'''==== 
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires), la liaison des relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos ainsi que l'alimentation de la carte Arduino.''


Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.


Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant et les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).


Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.


Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).


Tester sur un des relais:


-la borne centrale avec une borne extérieur


-la borne centrale avec l'autre borne.


Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}


Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).


On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.


Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.


Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:


*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)


Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.


{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}


Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.


Deux options s'offrent alors:


*Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
*Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>
{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''==== 
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.


La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.


La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''==== 
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.


La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.


La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).


(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)


{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).


Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}


Par exemple:


''pinMode(batterie,OUTPUT);''


''digitalWrite(batterie, HIGH);''


veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''


Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''==== 
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.


Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.


La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.


Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''


"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.


S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.


"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.


Soit:


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.


Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.


La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''==== 
const int sensorPin = A0;


int batterie = 5;


int hydro = 4;


int bulleur = 3;


int ventilateur = 2;


void setup(){


Serial.begin(9600);


pinMode(batterie,OUTPUT);


digitalWrite(batterie, HIGH);


pinMode(hydro,OUTPUT);


digitalWrite(hydro, HIGH);


pinMode(bulleur,OUTPUT);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


pinMode(ventilateur,OUTPUT);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


void loop(){


digitalWrite(batterie, LOW);


delay(300000);


digitalWrite(batterie, HIGH);


digitalWrite(hydro, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(hydro, HIGH);


digitalWrite(bulleur, LOW);


delay(1200000);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


int sensorVal = analogRead(sensorPin);


float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;


float temperature = (voltage - .5) * 100+35;


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


if(temperature > 25){


digitalWrite(ventilateur, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles (notamment celles sur l'Arduino) il est donc préférable de les soulager.


Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.


Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir une bonne étanchéité et d'accéder très facilement au système pour la maintenance. Une boite en bois ou d'une autre matière fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-10T01:54:10Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab. Elle est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=1
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
|Tags=Hydroponie, Hydroponique, plantes, Agriculture, Arduino, Electronique, Spiruline, Energie
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique (présentée dans le tutoriel prérequis) ainsi qu'un réservoir de spiruline. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.


{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}


Plus généralement, cette installation est utile pour n'importe quel système électrique, d'autant plus si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.


On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:


- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint


- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau


- Contrôler la mise en marche du bulleur qui permet une bonne oxygénation du milieu de vie de la spiruline


- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée


En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.


Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material=<translate>
{{Info|Les références des composants présentés ici sont données à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacées par d'autres à fonctions équivalentes.}}


*une carte Arduino UNO REV3 A000066


*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056


*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)


*un module de 4 relais 5V pour Arduino


*un domino à 6 connecteurs


*des fils


*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V


*2 batteries 18650, 3.6V


*2 supports de batteries 18650


*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>
Pour le circuit électronique:


- un fer à souder


- du fil d'étain


- un multimètre ou ohmmètre


- un petit tournevis


Pour la programmation:


-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)


 </translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Court résumé du circuit'''==== 
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant les composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. De plus est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''


''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis d'y brancher les différents appareils. 
 
===='''Module 1'''==== 
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''


Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''==== 
''Ce module contient l'a carte Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 


Il s'agit donc de faire:


*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais


Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.


*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais


Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.


*les branchements du capteur de température


Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).


 </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Deuxième Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Connections aux relais'''==== 
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires), la liaison des relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos ainsi que l'alimentation de la carte Arduino.''


Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.


Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant et les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).


Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.


Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).


Tester sur un des relais:


-la borne centrale avec une borne extérieur


-la borne centrale avec l'autre borne.


Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}

Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).


On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.


Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.


Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:


*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)


Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.


{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}


Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.


Deux options s'offrent alors:


*Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
*Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>
{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''==== 
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.


La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.


La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''==== 
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.


La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.


La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).


(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)


{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).


Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}


Par exemple:


''pinMode(batterie,OUTPUT);''


''digitalWrite(batterie, HIGH);''


veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''


Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''==== 
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.


Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.


La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.


Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''


"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.


S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.


"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.


Soit:


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.


Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.


La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''==== 
const int sensorPin = A0;


int batterie = 5;


int hydro = 4;


int bulleur = 3;


int ventilateur = 2;


void setup(){


Serial.begin(9600);


pinMode(batterie,OUTPUT);


digitalWrite(batterie, HIGH);


pinMode(hydro,OUTPUT);


digitalWrite(hydro, HIGH);


pinMode(bulleur,OUTPUT);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


pinMode(ventilateur,OUTPUT);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


void loop(){


digitalWrite(batterie, LOW);


delay(300000);


digitalWrite(batterie, HIGH);


digitalWrite(hydro, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(hydro, HIGH);


digitalWrite(bulleur, LOW);


delay(1200000);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


int sensorVal = analogRead(sensorPin);


float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;


float temperature = (voltage - .5) * 100+35;


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


if(temperature > 25){


digitalWrite(ventilateur, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.


Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.


Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T08:39:22Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate> Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=1
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
|Tags=Hydroponie, Hydroponique, plantes, Agriculture, Arduino, Electronique, Spiruline, Energie
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>
Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.


{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}


Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.


On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:


- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint


- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau


- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau


- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée


En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.


Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).</translate>
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
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|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material=<translate>
{{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}


*une carte Arduino UNO REV3 A000066


*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056


*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)


*un module de 4 relais 5V pour Arduino


*un domino à 6 connecteurs


*des fils


*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V


*2 batteries 18650, 3.6V


*2 supports de batteries 18650


*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>
Pour le circuit électronique:


- un fer à souder


- du fil d'étain


- un multimètre ou ohmmètre


- un petit tournevis


Pour la programmation:


-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)


 </translate>
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Court résumé du circuit'''==== 
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''


''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''==== 
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''


Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''==== 
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 


Il s'agit donc de faire:


*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais


Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.


*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais


Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.


*les branchements du capteur de température


Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).


 </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Conception du circuit électrique - Deuxième Partie</translate>
|Step_Content=<translate> 
===='''Connections aux relais'''==== 
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''


Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.


Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).


Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.


Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).


Tester sur un des relais:


-la borne centrale avec une borne extérieur


-la vis centrale avec l'autre borne.


Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).


On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.


Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.


Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:


*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)


Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.


{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}


Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.


Deux options s'offrent alors:


* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>
{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''==== 
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.


La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.


La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''==== 
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.


La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.


La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).


(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)


{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).


Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}


Par exemple:


''pinMode(batterie,OUTPUT);''


''digitalWrite(batterie, HIGH);''


veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''


Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''==== 
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.


Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.


La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.


Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''


"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.


S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.


"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.


Soit:


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.


Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.


La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''==== 
const int sensorPin = A0;


int batterie = 5;


int hydro = 4;


int bulleur = 3;


int ventilateur = 2;


void setup(){


Serial.begin(9600);


pinMode(batterie,OUTPUT);


digitalWrite(batterie, HIGH);


pinMode(hydro,OUTPUT);


digitalWrite(hydro, HIGH);


pinMode(bulleur,OUTPUT);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


pinMode(ventilateur,OUTPUT);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


void loop(){


digitalWrite(batterie, LOW);


delay(300000);


digitalWrite(batterie, HIGH);


digitalWrite(hydro, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(hydro, HIGH);


digitalWrite(bulleur, LOW);


delay(1200000);


digitalWrite(bulleur, HIGH);


int sensorVal = analogRead(sensorPin);


float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;


float temperature = (voltage - .5) * 100+35;


Serial.print("temperature: ");


Serial.print(temperature);


if(temperature > 25){


digitalWrite(ventilateur, LOW);


delay(600000);


digitalWrite(ventilateur, HIGH);


}


}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate> Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>
Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.


Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.


Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T08:35:45Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
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|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=<translate>Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.</translate>
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
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|Cost=80
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{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=<translate>Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.

Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).</translate>
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{{ {{tntn|Materials}}
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|Material=<translate>{{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B</translate>
|Tools=<translate>Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

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|Prerequisites=Hydroponie
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|Prerequisites=Récupération de batteries
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate>Conception du circuit électrique - Première Partie</translate>
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===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

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===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière </translate>
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate>Ecriture du programme</translate>
|Step_Content=<translate>{{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} </translate>
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=<translate>Packaging</translate>
|Step_Content=<translate>Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.

Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.

Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.</translate>
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=<translate></translate>
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Published
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T08:33:06Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.

Les panneaux solaire utilisés produisent en 12V environ 30 W. Pour savoir la puissance nécessaire au système, prendre la puissance demandée par le composant le plus énergivore (ici le bulleur).
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content= 
===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content= 
===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Packaging
|Step_Content=Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.

Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.

Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T08:04:32Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
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|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content= 
===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content= 
===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Packaging
|Step_Content=Pour le packaging il existe beaucoup de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.

Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.

Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T08:03:41Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content= 
===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content= 
===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Packaging
|Step_Content=Pour le packaging rien il existe une infinité de possibilités mais il est important de fixer tous les composants sur une même surface. En effet certaines connexions sont fragiles il est donc préférable de les soulager.

Sur le bateau c'est une planche en bois qui a été utilisée pour visser tous les composants.

Ensuite un grand tuperwear permet d'avoir unebonne étanchéité et d'accéder au système. Une boite en bois ou autre fait amplement l'affaire sinon.
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T07:58:00Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
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|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content= 
===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content= 
===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
|Step_Picture_01=Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Fichier:Gestion énergétique d'un système d'hydroponie Alim arduino.jpg

2019-06-09T07:57:45Z

Cyprien Cayla : Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino

Gestion_énergétique_d'un_système_d'hydroponie_Alim_arduino

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T07:27:37Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content= 
===='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 
 
===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 
 
===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content= 
===='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il reste à alimenter la carte Arduino.

Deux options s'offrent alors:

* Sans possibilité de charge d'un appareil extérieur (téléphone, batterie externe...) : grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB (type A) au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre USB (type B) sur l'alimentation de la carte Arduino (voir image).
* Avec possibilité de charger unappareil extérieur : Retourner la carte arduino et à l'aide d'un multimètre en mode "voltage" mesurer la tension entre les petits pics de métal. Lorsque une tension de 5V apparaît, souder un fil sur le pôle négatif (noir) et un sur le positif (rouge). Connecter ces fils sur le petit convertisseur en procédant de la même manière 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

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digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

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}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
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}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T07:15:54Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Plus généralement, cette installation est utile lorsque pour n'importe quel système électrique si l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique), car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
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{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

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Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
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|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il suffit d'alimenter la carte Arduino grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre entrée sur l'alimentation de la carte Arduino. 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion de l'énergie par Arduino

2019-06-09T07:11:47Z

Cyprien Cayla : Cyprien Cayla a déplacé la page Gestion de l'énergie par Arduino vers Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

#REDIRECTION [[Gestion énergétique d'un système d'hydroponie]]

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T07:11:46Z

Cyprien Cayla : Cyprien Cayla a déplacé la page Gestion de l'énergie par Arduino vers Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il suffit d'alimenter la carte Arduino grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre entrée sur l'alimentation de la carte Arduino. 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

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void setup(){

Serial.begin(9600);

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digitalWrite(batterie, HIGH);

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void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

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digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

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float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

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{{ {{tntn|Notes}}
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{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Pilotage de l'hydroponie via Arduino

2019-06-09T07:08:28Z

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Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

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Cyprien Cayla : Cyprien Cayla a déplacé la page Pilotage de l'hydroponie via Arduino vers Gestion de l'énergie par Arduino

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
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}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

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Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

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Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

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Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il suffit d'alimenter la carte Arduino grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre entrée sur l'alimentation de la carte Arduino. 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:59:14Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,7V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable et pour l'alimentation de la carte Arduino.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur 12V -5V ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' 

Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}}

Une fois les relais branchés, il suffit d'alimenter la carte Arduino grâce au câble fourni avec la carte: brancher l'USB au petit convertisseur en sortie des batteries et l'autre entrée sur l'alimentation de la carte Arduino. 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

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}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
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{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:49:11Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
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}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:48:08Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0344.JPG
|Step_Picture_05=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

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digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

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Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

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{{ {{tntn|Notes}}
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Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino IMG 0348.JPG

2019-06-09T06:44:19Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0348

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:40:33Z

Cyprien Cayla :

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|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

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Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino IMG 0346.JPG

2019-06-09T06:36:35Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0346

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:32:20Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Main_Picture=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352.JPG
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Step_Picture_04=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0344.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
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|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

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digitalWrite(hydro, HIGH);

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digitalWrite(bulleur, HIGH);

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void loop(){

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digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

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digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

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digitalWrite(ventilateur, LOW);

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}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
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{{ {{tntn|Notes}}
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Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino IMG 0345.JPG

2019-06-09T06:27:08Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0345

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0345

Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino IMG 0344.JPG

2019-06-09T06:26:14Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0344

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0344

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T06:24:38Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
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{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

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En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

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*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

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Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
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|Prerequisites=Récupération de batteries
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{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_a7a4519f5075ce8aa1a2a3c50acd6353.png
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture.PNG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture1.PNG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Capture2.PNG
}}
{{ {{tntn|Notes}}
|Notes=
}}
{{ {{tntn|Tuto Status}}
|Complete=Draft
}}

Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino IMG 0352.JPG

2019-06-09T06:20:47Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_0352

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T04:09:46Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
|Area=Food, Energy
|Type=Tutorial
|Difficulty=Medium
|Duration=2
|Duration-type=day(s)
|Cost=80
|Currency=EUR (€)
}}
{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
}}
{{ {{tntn|Materials}}
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9933.JPG
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9929.JPG
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9942.JPG
|Step_Picture_03=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9930.JPG
|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
}}{{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Récupération de batteries
}}
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V. Est branché à la carte Arduino un petit capteur de température.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter entre eux puis de connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

*les branchements pour gérer l'alimentation de la carte relais

Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

*les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final.jpg
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

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digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
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{{ {{tntn|Notes}}
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Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino Module 2 arduino relais final.jpg

2019-06-09T04:07:30Z

Cyprien Cayla : Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final

Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_2_arduino_relais_final

Gestion énergétique d'un système d'hydroponie

2019-06-09T04:06:55Z

Cyprien Cayla :

{{ {{tntn|Tuto Details}}
|Licences=Attribution (CC BY)
|Description=Ce tutoriel permet le pilotage d'une plantation hydroponique via un petit système électronique contrôlé par une carte Arduino, de l'assemblage des composants à l'écriture du programme de guidage. Cette installation a été étudiée et documentée lors d'une escale du Nomade des Mers à Taipei (Taïwan) grâce à l'atelier collaboratif OpenLab et est dorénavant utilisée pour gérer le système hydroponique du bateau.
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{{ {{tntn|Introduction}}
|Introduction=Ce système permet de contrôler une plantation hydroponique présenté dans le tutoriel prérequis. Le tout sera alors capable de fonctionner automatiquement pendant une durée déterminée par l'usure des composants, ce qui reste assez conséquent.

{{Idea|Une certaine maintenance et une vérification régulière sont nécessaire pour palier les éventuels impondérables.}}

Cette installation est spécialement utile lorsque l'on dispose d'une source d'énergie limitée ou inconstante (solaire, éolienne, hydraulique) car elle permet de répartir l'énergie entre les différents composants en réduisant au maximum les pertes.

On peut ainsi grâce à un fonctionnement en alternance:

- Contrôler la température de la pièce grâce au déclenchement ou pas d'un petit ventilateur d’appoint

- Contrôler le fonctionnement des différentes pompes à eau

- Contrôler la mise en marche du bulleur qui oxygène l'eau

- Contrôler la charge des batteries afin de stocker l'énergie non utilisée

En bonus, l'énergie restante peut être utilisée pour charger n'importe quel appareil en USB grâce à un petit convertisseur.
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{{ {{tntn|Materials}}
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|Material={{Info|Les références des composants présentés ici sont donnés à titre d'exemple et peuvent tout à fait être remplacés par d'autre à fonction équivalente.}}

*une carte Arduino UNO REV3 A000066

*un régulateur de charge et de décharge (ex : 4-8V 1A Module de Chargeur Charge Batterie Mini Li-ion USB Arduino TP4056

*un convertisseur de tension : DC/DC booster MT3608 (composant électrique qui va transformer le 3,7 V des batteries en 5V pour la sortie USB)

*un module de 4 relais 5V pour Arduino

*un domino à 6 connecteurs

*des fils

*un module régulateur de voltage DC-DC LM2596, 3.0-40V vers 1.5-35V

*2 batteries 18650, 3.6V

*2 supports de batteries 18650

*un capteur de température, Transistors Bipolaire NPN BC547B
|Tools=Pour le circuit électronique:

- un fer à souder

- du fil d'étain

- un multimètre ou ohmmètre

- un petit tournevis

Pour la programmation:

-le programme Arduino, facilement téléchargeable gratuitement sur le site Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software#)

 
|Prerequisites={{ {{tntn|Prerequisites}}
|Prerequisites=Hydroponie
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|Prerequisites=Récupération de batteries
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}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Première Partie
|Step_Content====='''Court résumé du circuit'''====
''Le circuit est composé d'une carte Arduino permettant de piloter une carte de 4 relais contrôlant 4 composants: le bulleur, la pompe, le ventilateur et les batteries. Les relais sont alimentés par des panneau solaires 12V.''

''Pour alimenter les batteries, il faut un régulateur de charge décharge qui transforme du 5V en 3,6V pour les batteries. A donc été ajouté un convertisseur DC-DC (courant continu) qui transformera les 12V du panneau solaire en 5V pour le contrôleur de charge/décharge. Enfin un petit convertisseur muni d'une sortie USB transforme les 3,7V des batteries en 5V pour la charge de téléphones portable ou autres.''

Pour faciliter la compréhension, le circuit général sera divisé en deux modules, puis il suffira de les connecter les différents appareils aux relais. 

===='''Module 1'''====
''Ce module contient les batteries, les contrôleur de charge, le convertisseur DC-DC ainsi que la sortie USB.''

Connecter d'abord les bornes + et - des batteries en parallèles aux bornes + et - de la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-). De même, connecter la sortie du contrôleur de charge (OUT+ et OUT-) aux bornes de la sortie USB.

A l'entrée du contrôleur de charge (IN+ et IN-), connecter la sortie du convertisseur DC-DC (OUT+ et OUT-). 

===='''Module 2'''====
''Ce module contient l'Arduino, sont capteur de température et les relais qui permettront de gérer chaque composant indépendamment.'' Il s'agit donc de faire:

*les branchements entre les différentes sorties de l'Arduino et les entrée du relais

Pour cela, connecter les sorties 2, 3, 4 et 5 de la carte Arduino aux entrées 1, 2, 3, 4 de la carte relais.

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Pour cela, connecter une sortie 5V de l'Arduino à la vcc (tension d'alimentation positive) de la carte relais puis connecter la terre (GND) de l'Arduino à la terre de la carte relais.

* les branchements du capteur de température

Pour cela, connecter l'Analog in A0 de l'Arduino à la "Base (B)" du capteur, une sortie 5V au "Collecteur (C)" et une terre (GND) à "l'Emetteur (E)". Les différentes branches du capteur sont indiqués soit par les lettres B,C,E, soit par les chiffres 1, 2, 3 (voir schéma ci-contre).

 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Module_1.jpg
|Step_Picture_01=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_IMG_9946.jpg
|Step_Picture_02=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_transistor_NPN_BC_547.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Conception du circuit électrique - Deuxième Partie
|Step_Content====='''Connections aux relais'''====
''Cette partie a pour but l'alimentation de la carte relais via la source d'énergie (ici panneaux solaires) ainsi que de relier les relais aux éléments du système hydroponique grâce aux dominos.''

Le relais agit comme un interrupteur commandé par une tension.

Il y a 3 bornes par relais : La borne centrale sert à alimenter le relais en courant. Les deux bornes extérieures servent à connecter des composants (bulleur, pompe...).

Lorsqu'il est éteint, le relais se positionne sur une des borne extérieure puis, lorsque l'Arduino envoie une commande en tension, le relais change de position et alimente l'autre borne.

Pour déterminer la position du relais lorsqu’il est éteint, utiliser un multimètre ou un ohmètre en mode test de continuité (ce mode émet un son (bip) lorsque les deux électrodes sont connectées).

Tester sur un des relais:

-la borne centrale avec une borne extérieur

-la vis centrale avec l'autre borne.

Le côté qui sonne donne la position lorsque la carte relais est éteinte, il faudra donc brancher le composant sur l'autre.
{{Info|Certaines cartes relais ont des petits schémas devant les connecteurs qui donnent la position éteinte des relais (de quel côté est connecté la source de courant quand la carte est hors tension).}}
Commencer par brancher tous les fils "moins" du système via un domino de référence (nommé "TERRE" sur le schéma).

On aura donc connecté à ce domino les pôles négatifs: du bulleur, de la pompe, de la batterie (par l'entrée du convertisseur 12V-5V, INT-), du ventilateur et du panneau solaire.

Puis brancher la borne positive du panneau solaire (via un domino) à la borne centrale de chaque relais.

Enfin brancher la borne positive de chaque composant (bulleur, pompe, batterie et ventilateur) à la borne de chaque relais (côté choisi précédemment) en suivant la liste suivante:

*relais 1 : ventilateur
*relais 2 : bulleur
*relais 3 : pompes
*relais 4 : batterie (via convertisseur 12V-5V)

Les numéros des relais sont en général notés devant les connecteurs.

{{Info|Cette ordre peut tout à fait être changé à condition que le code le soit en conséquence (voir Ecriture du Programme).}} 
|Step_Picture_00=Pilotage_de_l'hydroponie_via_Arduino_Connection_des_relais_final.jpg
}}
{{ {{tntn|Tuto Step}}
|Step_Title=Ecriture du programme
|Step_Content={{Info|Pour rappel, le circuit est donc composée d'un capteur de température branché sur la sortie A0 de la carte Arduino et de 4 relais en sortie 2, 3, 4, 5 qui permettent d'accéder aux divers éléments.}}

 
===='''Partie 1: Définition des variables'''====
Cette partie consiste à définir les constantes (les valeurs qui seront utilisées plus tard) et à nommer les relais.

La fonction "const int" permet de créer une constante qui sera la valeur lue par le capteur en A0, cette valeur ne peut pas être modifiée.

La fonction "int" permet juste de nommer une sortie du relais (par exemple la sortie 2 correspond au ventilateur).

 
===='''Partie 2: Initialisation du programme'''====
Pour lancer cette partie on utilise la fonction "void setup()" qui sert à initialiser et à définir les valeurs initiales, elle ne sera lu qu'une fois lors de la mise en route du programme.

La fonction "Serial.begin" donne le débit de transfert de donnée en caractère par seconde (baud). 9600 est une valeur standard et est largement suffisante pour ce type de programme.

La fonction "pinMode" configure la broche choisi pour un certain comportement en entrée "INPUT" ou en sortie "OUTPUT" (ici en sortie).

(La fonction "digitalWrite" permet commander le relais choisi avec le "pinMode". Elle mettra donc 5V de tension pour "LOW" et 0V pour "HIGH" .)

{{Warning|1=Il existe deux modèles de fonctionnement pour les relais : ON = 5V/OFF=0V ou OFF=5v/ON=0v (celui utilisé ici).

Si vous achetez un module de relais inversé (en fonction HIGH, a l'arrêt LOW) il vous faudra changer dans le programme tous les HIGH par LOW et tous LOW par HIGH.}}

Par exemple:

''pinMode(batterie,OUTPUT);''

''digitalWrite(batterie, HIGH);''

veut dire: ''"sur la sortie de la broche nommée "batterie", mettre une tension de 5V"''

Cette parti sert à

 
===='''Partie 3: Ecriture de la boucle'''====
Une boucle se démarre avec la fonction "void loop()" qui indique au programme de lire en boucle les instructions qui vont suivre jusqu'à que certaines conditions soient remplies voir indéfiniment.

Le début est assez basique, il s'agit de mettre de la tension alternativement aux bornes de la batterie, des pompes puis du bulleur. Comme dans l'étape précédente ceci se contrôle grâce à la fonction "digitalWrite" en position basse ou haute.

La fonction "delay" quand à elle donne le temps en milliseconde pendant lequel le programme restera sur l'indication précédente et donc par extension le temps d'allumage de chaque composant.

Les 3 premiers paragraphes reviennent donc à ceci: ''"charger la batterie 5min, puis mettre en marche les pompes à eau 10 min, puis allumer le bulleur 20min".''

"int sensorVal = analogRead(sensorPin);" demande au programme de lire la valeur "sensorPin" définie au début et de la nommer sensorVal.

S'ensuit deux lignes de calcul permettant de passer de la valeur lue par le capteur à une température en degrés Celsius (°C). La fonction "float" étant simplement un moyen d'obtenir un nombre décimal.

"Serial.print" sert à afficher des données sur l'écran.

Soit:

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

Reviens à afficher le mot "température: " puis la valeur mesurée par le capteur.

Enfin grâce à la fonction "if", on peut donner une condition au programme, si elle est respectée, il exécutera ce qui suit, sinon il recommencera la boucle.

La fin signifie donc : ''"Si la température captée est supérieur à 25°C, allumer le ventilateur pendant 10 minutes, sinon, recommencer la boucle"''

 
===='''Code complet'''====
const int sensorPin = A0;

int batterie = 5;

int hydro = 4;

int bulleur = 3;

int ventilateur = 2;

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(batterie,OUTPUT);

digitalWrite(batterie, HIGH);

pinMode(hydro,OUTPUT);

digitalWrite(hydro, HIGH);

pinMode(bulleur,OUTPUT);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

pinMode(ventilateur,OUTPUT);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

void loop(){

digitalWrite(batterie, LOW);

delay(300000);

digitalWrite(batterie, HIGH);

digitalWrite(hydro, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(hydro, HIGH);

digitalWrite(bulleur, LOW);

delay(1200000);

digitalWrite(bulleur, HIGH);

int sensorVal = analogRead(sensorPin);

float voltage = (sensorVal/1024.0)*5.0;

float temperature = (voltage - .5) * 100+35;

Serial.print("temperature: ");

Serial.print(temperature);

if(temperature > 25){

digitalWrite(ventilateur, LOW);

delay(600000);

digitalWrite(ventilateur, HIGH);

}

}{{Warning|Le moindre point virgule ou la moindre accolade sont importants, veiller à garder l'intégralité du code!}} 
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}}
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|Notes=
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{{ {{tntn|Tuto Status}}
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2019-06-09T04:04:53Z

Cyprien Cayla : Cyprien Cayla a téléversé une nouvelle version de Fichier:Pilotage de l'hydroponie via Arduino Module 2 arduino relais .jpg

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