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Diplôme Universitaire de Technologie Filière : Génie Électrique Option : Electr

Diplôme Universitaire de Technologie Filière : Génie Électrique Option : Electronique Informatique Industriel Système d’arrosage intelligent supervisé à distance Royaume du Maroc Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Ecole Supérieure de Technologie - Fès ةكل مم لا ةيبرغملا جامعة سيدي دمحم بن عبد هلال ةسر مد لا ايلعلا ايجولونكتلل- فاس Réalisé et présenté par : Encadré par : Mlle : QASSEMI Fatima- Zahra Mr : HANAFI Ahmed ESTF - BP : 2427 Route Imouzzer - Fès Maroc Tél : 05 35 60 05 84/85/86/87 - Fax : 05 35 60 05 88 - Site web : www.est-usmba.ac.ma Année Universitaire : 2019 - 2020 MEMOIRE PFE SYSTEME D'ARROSAGE INTELLIGENT EST FES 2019 – 2020 1 | P a g e REMERCIEMENT Avant tout développement concernant mon projet de fin d'étude, il apparaît opportun de commencer ce rapport de PFE par des remerciements, à ceux qui m’ont beaucoup appris durant mon projet ainsi que mon cursus de formation. Je tiens à remercier dans un premier temps mon encadrant, Monsieur HANAFI Ahmed, pour l'aide qu'il m'a apporté tout au long de mon projet. Je tiens à lui témoigner toute ma reconnaissance pour son suivi, son implication, le temps précieux qu’il m’a généreusement consacré, son orientation et ses explications précises à mes nombreuses interrogations. Je tiens aussi à remercier toute l’équipe pédagogique et les responsables de la filière Génie Electrique pour avoir assuré ma formation théorique et pratique durant mes deux années d'études au sein de l'Ecole Supérieure de Technologie de Fès, Enfin mes profonds remerciements aux membres du jury qui m’ont fait l’honneur d’accepter d’évaluer ce modeste travail. Je vous remercie pour le regard critique et pertinent que vous porterez sur ce travail et qui me donnera sans nul doute des éclairages intéressants et me permettra de soulever certaines interrogations afin de poursuivre mes réflexions dans des travaux et recherches futur. TABLES DES MATIERES INTRODUCTION GENERALE.................................................................................................2 1. ARROSAGE AUTOMATIQUE.......................................................................................................3 2. PRESENTATION DU PROJET........................................................................................................4 2.1 Schéma synoptique....................................................................................................................................5 2.3 Description du projet..................................................................................................................................5 CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DES RESSOURCES MATERIELLES DU PROJET..............................7 1. MODULE ARDUINO UNO...........................................................................................................8 1.1 Présentation...............................................................................................................................................8 1.2 Caractéristique de la carte Arduino...........................................................................................................8 2. LE MODULE BLUETOOTH HC-06..............................................................................................9 3 CAPTEUR D’HUMIDITE DE SOL....................................................................................................9 4. CAPTEUR D’HUMIDITE D’AIRE DHT 11.....................................................................................10 5. CAPTEUR DE LUMINOSITE........................................................................................................10 6. AFFICHEUR LCD 16X2...............................................................................................................11 7. CAPTEUR TOR DE NIVEAU........................................................................................................11 8. ELECTROVANNE DC (12V 0.02-0.8MPA 2018)...........................................................................12 9. UNE POMPE A EAU SUBMERSIBLE 120L/H 3-6V......................................................................12 CONCLUSION...............................................................................................................................12 CHAPITRE 2 : DESCRIPTION DES RESSOURCES LOGICIELLES................................................13 1. RESSOURCES LOGICIELLES........................................................................................................14 2. LOGICIEL ARDUINO UNO..........................................................................................................14 2.1 Interface de l’Arduino..............................................................................................................................14 2.2 Le langage Arduino...................................................................................................................................15 3. LOGICIEL DE CAO EAGLE...........................................................................................................15 4. LOGICIEL Bluetooth Electronics........................................................................................16 CHAPITRE 3 : DEROULEMENT DU PROJET..........................................................................18 1. CONCEPTION MATERIELLE.......................................................................................................19 1.1 Conception de la carte électronique de commande sur EAGLE...............................................................19 1.2 Conception de réservoir...........................................................................................................................22 2. CONCEPTION LOGICIELLE.........................................................................................................23 2.1 l’interface de système sur l’application « Bluetooth Electronics »...................................................23 2.2 Programme Arduino de commande et de communication.....................................................................24 CONCLUSION GENERALE...................................................................................................30 REFERENCES......................................................................................................................31 LISTE DES FIGURES Figure 1: SYSTEME D'ARROSAGE AUTOMATIQUE...................................................................................4 Figure 2: système d'arrosage supervise à distance.................................................................................4 Figure 3: schéma synoptique..................................................................................................................5 Figure 4: une carte Arduino uno.............................................................................................................8 Figure 5:Spécifications de la carte Arduino Uno.....................................................................................8 Figure 6: Bluetooth HC06........................................................................................................................9 Figure 7: Capteur l’humidité de sol.......................................................................................................10 Figure 8: capteur d'humidité d'aire.......................................................................................................10 Figure 9: capteur de luminosité............................................................................................................10 Figure 10: Afficheur LCD 16x2...............................................................................................................11 Figure 11: capteur flotteur de niveau...................................................................................................11 figure 12: l’électrovanne dc..................................................................................................................12 Figure 13: pompe à eau submersible....................................................................................................12 Figure 14: L’interface de l'IDE Arduino..................................................................................................14 Figure 15: Exemple d'un programme sur l'Arduino...............................................................................15 Figure 16: exemple d'un programme Arduino......................................................................................15 Figure 17: interface DE L’EAGLE...........................................................................................................16 Figure 18: l'icône de l'application.........................................................................................................16 Figure 19: les étapes pour connecter l'application avec le module HC06.............................................17 Figure 20: Schematic du circuit imprime...............................................................................................20 Figure 21: circuit complet.....................................................................................................................21 Figure 22: image de typon cote cuivre..................................................................................................21 Figure 23: le soudage de la carte..........................................................................................................22 Figure 24: la carte finalisee...................................................................................................................22 Figure 25: interface de supervision du système....................................................................................23 Figure 26: interface de commande.......................................................................................................24 MEMOIRE PFE SYSTEME D'ARROSAGE INTELLIGENT EST FES 2019 – 2020 2 | P a g e INTRODUCTION GENERALE 1. ARROSAGE AUTOMATIQUE Aujourd’hui, le secteur agricole est considéré comme un domaine clé pour la survie de l’humanité vue son rôle primordiale dans la lutte contre la famine, la recherche de l’autosuffisance alimentaire mais notamment sa présence phare au cœur de l’économie des pays en cours de développement, de même qu’il représente une large part du produit intérieur brut de ces derniers. Cependant, ce secteur fait face à plusieurs obstacles à savoir : le manque d’eau dans certaines régions due à une mauvaise gestion de celui-ci, ce qui conduit à la sècheresse et donc la famine, en plus d’un faible rendement agricole, et d’autre part la croissance démographique impliquant l’augmentation exponentielle des besoins en produits agroalimentaires ce qui nécessite une plus grande production. Parmi les solutions ingénieuses proposées dans cet axe, se présente les systèmes d’irrigation automatique qui basique sur le taux d’humidité, car chaque plante a besoin d’un taux d’humidité spécifique. En effet, c’est le processus d'amener l'eau aux plantes cultivées artificiellement pour augmenter la production et permettre leur croissance naturelle. L'irrigation à la main est fastidieuse, en effet ça peut causer une perte en termes de temps et en gaspillage d’eau. Afin d'assurer que nos plantes restent vertes et saines, pour gagner du temps, pour l’arroser dans le temps qu’on veut soit à distance ou on laisser l’arrosage automatique, voilà pourquoi nous réaliserons le projet du système d’arrosage intelligent supervisée à distance, on va parler brièvement sur l’arrosage automatique donc c’est quoi ce système ??? L'arrosage automatique ou intelligent désigne les systèmes permettant de fournir de l'eau à des plantes en routine durant un certain temps sans intervention humaine, plutôt par aspersion, mais il peut s'agir de système de type "goutte-à-goutte". Ce sont la temporisation et le mouvement des jets qui sont automatisés, et parfois la pression. Donc ce système n'est rien de Plus qu'un système d'arrosage programmable contrôlé par un programmeur. L'arrosage est exécuté automatiquement par le programmateur pour le temps programmé, ou selon les facteurs programmés humidité de sol, niveau d’eau. FIGURE 1: SYSTEME D'ARROSAGE AUTOMATIQUE 2. PRESENTATION DU PROJET Pour réaliser notre système « arrosage automatique (intelligent) supervise à distance », on a choisi la carte ARDUINO UNO pour faire le contrôle et la commande d’une électrovanne, une pompe, un afficheur LCD qui permet d’afficher tous les paramètres de système, des capteurs, une carte Bluetooth HC06 qui permet de le commander à distance par une application téléphonique s’appelé « Bluetooth Electronics ». Le programme contrôle automatiquement le cycle d’irrigation. FIGURE 2: SYSTEME D'ARROSAGE SUPERVISE A DISTANCE Partie Commande HC06 Bluetooth Capteur de Luminosité Capteur d’humidité de sol & air Afficheur LCD 2 Capteurs de niveau d’eau Pompe Électrovanne 2.1 Schéma synoptique : FIGURE 3: SCHEMA SYNOPTIQUE Notre système doit être constitué de :  Une partie commande réalisée autour d'une carte Arduino UNO.  Une interface d'entrée permettant l'acquisition des informations suivantes :  L'humidité du sol et de l'air.  La luminosité et la température du milieu ambiant  Les niveaux bas et haut du réservoir d'alimentation en eau.  Une interface de sortie permettant la commande de l’électrovanne et la pompe d'arrosage.  Une interface de signalisation via afficheur LCD  Une interface de communication via une liaison Bluetooth 2.3 Description du projet Ce système d’arrosage intelligente supervisé à distance est un système commandé par carte Arduino suivant les considérations suivantes :  Le premier critère à être pris en compte c'est l'humidité du sol. Si son niveau est inférieur à 50%, l'arrosage peut se déclencher automatiquement.  Le deuxième critère est la luminosité de l'environnement direct. Si son niveau est inférieur à 20%, l'arrosage peut se déclencher automatiquement. Si ces deux conditions sont réalisables, on teste alors le niveau du réservoir d'alimentation en eau. Ce test doit se baser sur deux capteurs de niveaux :  Si le capteur de niveau bas est actionné, alors on doit ouvrir la pompe pour remplir le réservoir.  Si le capteur de niveau haut est actionnée on doit fermer la pompe d'alimentation en eau. Pour la supervision à distance, on prévoit d'utiliser un module Bluetooth qui permettra la commande et la supervision du système d'arrosage un Smartphone via l’application « Bluetooth Electronics ». CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DES RESSOURCES MATERIELLES DU PROJET Les ressources matérielles englobent tout ce qui sera nécessaire à la réalisation du projet : lieux (salles, bâtiments, terrains, etc.), matériels et équipements (ordinateurs, téléphone, composants, etc.), outils, machines, matériaux de construction, etc. 1. MODULE ARDUINO UNO 1.1 Présentation Une carte Arduino est une petite carte électronique équipée d'un microcontrôleur. Il permet, à partir d'événements détectés par des capteurs, de programmer et commander des actionneurs ; la carte Arduino est donc une interface programmable. FIGURE 4: UNE CARTE ARDUINO UNO 1.2 Caractéristique de la carte Arduino FIGURE 5:SPECIFICATIONS DE LA CARTE ARDUINO UNO 2. LE MODULE BLUETOOTH HC-06 FIGURE 6: BLUETOOTH HC06 Le module Bluetooth HC-06 permet d'établir une liaison Bluetooth (liaison série) entre une carte Arduino et un autre équipement possédant une connexion Bluetooth (Smartphone, tablette, seconde carte Arduino, etc...). Le module HC-06 est un module "esclave" contrairement au module HC-05 qui est "maître". Un module "maître" peut demander à un uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-arrosage-intelligent-supervise.pdf