4.10 Projet : Système d’irrigation automatique

Attention ! Ne laissez pas l’eau déborder des piscines en plastique lors des expériences. Le déversement d’eau sur d’autres capteurs peut non seulement provoquer un court-circuit perturbant les opérations normales, mais aussi générer de la chaleur et même une explosion. Soyez extrêmement prudent ! Surtout pour les jeunes utilisateurs, veuillez opérer avec vos parents. Pour garantir la sécurité, veuillez respecter les directives et les règles de sécurité.

Dans ce projet, nous stimulons l’irrigation via une pompe à eau contrôlée par un module de relais. De plus, nous déterminons également s’il y a de l’eau dans la piscine grâce à un capteur de niveau d’eau, et détectons l’humidité du sol avec un capteur d’humidité du sol. De cette façon, le système sera plus intelligent dans le contrôle de la pompe à eau.

4.10.1 Diagramme de flux

4.10.2 Système de pompage d’eau

Description :

Dans cette expérience, nous utilisons la carte de développement ESP32 pour allumer/éteindre la pompe à eau via un module de relais. Une pompe élève l’eau et transporte des liquides, et est généralement combinée avec un module de relais.

Ici, nous connectons le module de relais et la pompe à la carte ESP32, et programmons pour allumer ou éteindre la pompe à distance en changeant l’état du relais. Pour cela, nous déterminons l’état du relais en fonction de la valeur de sortie du module ou d’un temps prédéfini.

Module de relais :

En utilisation, il est souvent utilisé dans la gestion de haute tension et de courant de charge, par exemple, les moteurs, les capteurs à courant élevé et les lumières de haute puissance.

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Normalement Ouvert (NO) : Cette broche est normalement ouverte, sauf si un signal est reçu par la broche de signal du relais. Par conséquent, les broches communes sont déconnectées via la broche NC et connectées via la broche NO.
Contact Commun (COM) : Cette broche se connecte à d’autres modules, par exemple, la pompe à eau.
- Pompe à eau :

Normalement Fermé (NC) : La broche NC est liée à la broche COM pour former un circuit fermé. Elle utilise la carte ESP32 pour contrôler la fermeture et la déconnexion du module de relais.

Paramètres :

Tension d’alimentation : 5V
Courant statique : 2mA
Tension de contact maximale : 250VAC/30VDC
Courant maximal : 10A

Schéma :

Schéma de câblage :

Attention : Connectez le jaune à S (Signal), le rouge à V (Alimentation) et le noir à GND. Ne les inversez pas !

Code de test :

Résultat du test :

Après avoir téléchargé le code, l’appareil pompera de l’eau une fois.

Dans cette expérience, la pompe à eau est automatisée, ce qui réduit le temps et les efforts d’opération manuelle et améliore l’efficacité. Par conséquent, ce système de pompage d’eau est largement utilisé dans la production agricole et le traitement de l’eau.

4.10.3 Système d’irrigation automatique

Description :

Dans cette expérience, nous mettons en œuvre un système d’irrigation intelligent à l’aide d’un capteur d’humidité du sol, d’un capteur de niveau d’eau, d’un module de relais et d’une pompe à eau. Nous connectons les deux capteurs à la carte de développement ESP32 et programmons pour lire leurs valeurs de sortie afin de contrôler le relais et la pompe à eau.

Si le sol est très sec, le relais s’activera pour contrôler la pompe à eau afin d’irriguer les plantes ; et si le niveau d’eau est trop bas, la pompe à eau ne pourra pas fonctionner et le buzzer sonnera. De cette façon, l’arrosage des plantes et le contrôle du niveau d’eau sont automatisés, ce qui augmente l’efficacité de la production et réduit le temps et les efforts des opérations manuelles.

Schéma de câblage :

Connectez le module de relais à io25 ; connectez sa broche NC au GND (noir) à io2.
Pompe à eau :
- Connectez le fil rouge à POWER 3V3 de la carte
- Connectez le fil noir (GND) à la broche COM du relais
Connectez le capteur d’humidité du sol à io32
Connectez le capteur de niveau d’eau à io33

Attention : Connectez le jaune à S (Signal), le rouge à V (Alimentation) et le noir à GND. Ne les inversez pas !

Code de test :

Flux de code :

Code :

Initialiser et effacer l’écran LCD, allumer le rétroéclairage de l’écran LCD. Définir deux variables comme les valeurs des capteurs détectées.

Attribuer les deux valeurs de capteur lues à ces variables.

Afficher ces valeurs sur l’écran LCD.

Si la valeur du niveau d’eau est inférieure à 700 ou si la valeur de l’humidité du sol est inférieure à 1200, le buzzer sonnera.

Lorsque la valeur d’humidité du sol est inférieure à 1200 mais que la valeur du niveau d’eau est supérieure à 700, la pompe à eau irriguera automatiquement la ferme.

Code complet :

Résultat du test :

LCD 1602 affichera les valeurs actuelles d’humidité du sol et de niveau d’eau. Lorsque l’humidité détectée est inférieure au seuil défini, cela implique que le sol est aride et l’irrigation démarre automatiquement.
Lorsque le niveau d’eau détecté est inférieur au seuil défini, le système de pompage d’eau ne fonctionne pas et le buzzer sonne pour signaler que l’eau est insuffisante.
Appuyez sur le bouton pour arrêter l’alarme.

En résumé, nous avons réalisé un système d’irrigation automatique analogique dans ce projet, qui contrôle intelligemment l’activation et la désactivation de la pompe à eau en fonction du niveau d’eau. En application, ce système est généralement utilisé pour la production domestique et agricole.

4.10.4 FAQ

Q : Les modules sont-ils étanches ?

R : Le module de relais ne l’est pas, mais la pompe à eau l’est. Le degré d’étanchéité de la pompe à eau est IP68.

Q : La carte ESP32 se réinitialise lorsque la pompe à eau fonctionne.

R : Lorsque la pompe à eau fonctionne, elle nécessite plus de courant que les autres modules, par conséquent, la tension et le courant peuvent fluctuer dans le circuit. Parfois, les fluctuations peuvent être trop importantes, entraînant une réinitialisation due à une tension et un courant extrêmement faibles dans la carte de développement ESP32.

Lors de l’utilisation de la pompe à eau, veuillez suivre l’exemple de code :

Q : Échec du pompage de l’eau ?

R : Plusieurs opérations de pompage sont nécessaires pour remplir la pompe à eau avant de l’utiliser. Ces pompages initiaux ne tirent pas réellement l’eau, mais introduisent suffisamment d’eau dans la pompe. Ce n’est qu’une fois la pompe pleine que l’eau peut être transportée. Nous remplissons donc d’abord, nous ne pompions pas.