SIMULATIONS PROTEUS - MOIS DE MARS/AVRIL

Durant le mois de mars-avril, j'ai travaillé sur la simulation du projet sur le logiciel Proteus ainsi que l'élaboration du programme de suivi de l'énergie.

Le programme permet grâce aux différents capteurs ( capteur de courant ainsi que de tension) de mesurer la puissance d'un système, sa tension, son intensité ainsi que son énergie en wH.

Photo général du système et des modules de simulation.

Simulation et affichage des valeurs sur le moniteur série.

Data-logging des valeurs sur carte sd, puis convertit en fichier excel.

Exploitation des valeurs du data-logging sur le fichier excel.

Intégration des capteurs

Dernièrement, j'ai travaillé sur l'affichage des différents paramètres lut par les capteurs (humidité de l'air et de la terre, température de l'air et de la terre ainsi que la luminosité).
Pour cela j'ai récupérer les programmes fait par les personnes qui s'en chargeaient (Sébastien & Morgan) puis j'ai fait en sorte de pouvoir afficher la valeur dont ils ont lu sur leurs capteurs sur mon afficheur Nextion.
Le programme est assez simple mais long vu qu'au final il y a 5 capteurs. Je n'ai pas eu besoin d'utiliser la bibliothèque de Nextion c'est pour cela que ça a rendu ma tâche plus facile.

Voici le programme:

Puis voici une photo du câblage des capteurs et de mon écran :

Plus en détail on a :

Les capteurs suivant branché sur l'Arduino Léonardo:

Capteur DHT (humidité de l'air et température de l'air): Pin Digital 3 + VCC + GND
Capteur de luminosité : Pin Analogique 0 + VCC + GND
Capteur de température de la terre : Pin Digital 2 + VCC + GND
Capteur d'humidité de la terre : Pin Analogique 1 + VCC + GND

Mon écran sur l 'Arduino Léonardo:

VCC => VCC
TX => RX
RX => TX
GND => GND

D'après notre programme la mesure de ces paramètres là se font toutes les 2 secondes, pour être sûr nous pouvons tout simplement voir si la valeur écrite sur le moniteur série du Arduino est bien la même que celle de l'écran :

Nous avons bien tout les paramètres affiché comme l'indique le moniteur série, juste le 0 veux dire que la terre est a 0 en humidité (c'est une valeur qui va de 0 a 900) et dans le programme on a défini à partir d'une intervalle c'est SEC (0 à 300), HUMIDE (300 à 699) et INONDE (700 a 899).

C'est donc pour cela qu'on à ici SEC sur l'écran et sur le moniteur 0.

Conception détaillée - Mesure et Régulation des paramètres vitaux

Pour mesurer les différents paramètres vitaux de la serre, je dois utiliser différents capteurs, comme le DHT22 qui est un capteur de température et d'humidité et le TEMT6000 qui est un capteur de luminosité. J'ai donc du simuler ces capteurs sur Proteus et mettre leur programmes sur Arduino


Simulation des capteurs sous Proteus:

Programme des capteurs sur Arduino:

Pour réguler ces mêmes paramètres, je me sers de plusieurs actionneurs comme un brumisateur ou une plaque chauffante qui s'activent lorsque les besoins de la serre ne sont pas satisfaits.
Pour pouvoir faire cela j'ai simulé les différents actionneurs en ayant pour base le programme des capteurs:


Simulation de la lampe sous Proteus:

Programme de la lampe sur Arduino:

Ce programme permet d'allumer une lampe horticole si la luminosité n'est pas assez suffisante pour les plantes.

Simulation de la plaque chauffante + brumisateur sous Proteus:

Programme de la plaque chauffante + brumisateur sur Arduino:

Ce programme fait en sorte que la plaque chauffante se met en marche quand la température est trop basse.Pareil pour le brumisateur sauf qu'il s'active seulement si la température est trop élevé.

CONCEPTION détaillée :AUTONOMIE ET SUIVI DE LA PRODUCTION ET CONSOMMATION DE LA SERRE SUR UNE ANNEE

Réalisations des mesures (précises) de la consommation du système : 

On peut voir les différents appareils qui consomment, c'est le système complet. Certains appareils ont un temps de fonctionnement plus haut que d'autre tel que l'arduino qui est allumé 24h/24,

ce qui s'explique du fait que le système doit être contrôlable et  connecté. 

Et on voit également différentes consommations ...

En effet, on voit que les 2 principaux appareils gourmands en énergie  du sytsème sont le chauffage ainsi que l'éclairage.

Pour la partie production énergétique : 

On voit, que la production énergétique est inférieure à la consommation énergétique.

Nous avons là un problème.

Les solutions : Mppt, réduire la consommation du chauffage, exposer le panneau solaire plein sud.

Suivi de la production énergétique : 

Utilisation d'une horloge qui va jouer le rôle de data-logger afin d'enregistrer toutes les données ( et donc la production énergétique et la consommation ) 

Utilisation de capteurs de courants afin de mesurer le courant

Utilisation de diviseur de tension  afin de mesurer la tension, ( diviser la tension, la réduire )et la répartir de manière intelligente ( l'arduino qui fonctionne uniquement en +5V ).

Pour obtenir des watts ! P = U * I 

On obtient donc la puissance en W, en multipliant ce résultat par 3600(s) nous obtenons des wH ! 

Schéma potentiomètrique avec le capteur de courant et le diviseur de tension : 

Suivi de la production énergétique (version 1)

Conception détaillé - IHM Locale

L'IHM locale se fait par le biais de mon écran tactile Nextion qui est un écran programmable fournit avec son logiciel Nextion Editor.
Au premier coup d’œil je trouvais ce logiciel assez dur a prendre en main mais au fil du temps j'ai fini par m'y habituer et pouvoir faire cela :

1ère page de l'écran :

2ème page de l'écran : 

 3ème page de l'écran:

Ensuite je dois afficher ce que le capteur lit dans la 1ère page, j'ai donc établi des programmes pour pouvoir faire cela : 

Temperature de l'air, humidite de l'air et luminosité : 

Humidité de la terre : 

Et température de la terre : 

Ensuite je dois établir un programme qui puisse lire la valeur des paramètres de la page 3, j'en ai donc fait un dont je ne suis pas encore tout à fait sûr: 

Câblage de mon écran à la carte Arduino Leonardo (en attandant l'ETH):

Ecran - Arduino

5V  =>  5V

TX => RX

RX => TX

GND => GND

Compilation par carte SD

Voici le rendu : 

Conception Détaillé - IHM déportée

Conception détaillé de l'IHM déportée.

L'IHM déportée est réalisée à l'aide d'un site web qui servira d'interface.
Les languages de programmation utilisés jusqu'à présents sont le html et le css pour les pages web.

Tout d'abord, avant la réalisation du site web, il à fallu réaliser ce qu'on appel un wiremark, un "brouillon" du site web, qui a servit à placer globalement les différents éléments du sites web et répartir les différentes taches sous différentes pages :

Wiremark effectué sous le logiciel Evolus Pencil :

Puis, il fallait réaliser le site web de manière concrète.
Les programmes sont réalisés à l'aide du logiciel notepad++, voici quelques images illustrant le code source des différentes pages.





Page d'accueil :

Page du suivi de la serre :

Page du contrôle de la serre :

Ainsi qu'un programme en css cette fois, qui gère la majorité du design du site :

Tous ces programmes permettent de parvenir à un site web ressemblant à ceci :

Une autre partie de mes travaux concernaient les capteurs de la terre pour la mini-serre, des simulations ont donc été réalisées sous Proteus 8 afin de vérifier le fonctionnement des capteurs.

Capteur de température du sol de la serre :

                                          

La simulation consiste à afficher la température détectée par le capteur et indiquer si elle dépasse 

25*C qui est la température maximale de la serre.

Capteur d'humidité du sol de la serre :

Cette simulation consiste à afficher l'humidité détectée par le capteur sur une échelle de 0 à 950, et d'informer l'utilisateur de la manière suivante :

0-300 = Sol Sec

300-700 = Sol Humide

700-950 = Sol Inondé

Conception détaillé

Le mardi 7 février, nous avons modifié le bon de commande car il nous manquait des choses qui nous ont été reprochées à la revue de projet. 

Et aujourd'hui, nous avons commencé la partie : Conception détaillée, qui consiste à approfondir les parties individuelles de chacun par le biais de recherches simulations, etc...