ASAC/GEJC/GEJC-2018



=Présentation=



Vous trouverez sur cette page toutes les informations relatives au projet GEJC-2018.

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Introduction
L'EARL "Les jardins du Coteau" est une exploitation agricole du pays voironnais située à Saint Cassien en Isère. Elle pratique diverses activités comme le maraichage ou la production d’œufs. La production de légumes de saison se fait grâce à plusieurs hectares de terrains dont 7 serres de 50 mètres de long.

Le projet comporte deux parties, une partie portant sur les serres connectées gérée par un autre groupe de travail et notre partie portant sur l'optimisation de la gestion du stockage de l'eau destinée à l'arrosage. L'eau est stockée dans une cuve souple de 150 m3. Deux pompes y sont reliées : une pompe de remplissage (souterraine) et une pompe d'arrosage (en surface).

Nos objectifs :
 * gérer le remplissage de la cuve de manière automatique
 * éliminer le gaspillage d'eau
 * permettre un accès à distance à une mesure de la quantité d'eau dans la cuve

Trois défis majeurs sont à relever dans ce projet :
 * mettre au point un dispositif de mesure du niveau d'eau dans la cuve
 * créer un dispositif embarqué capable de piloter la pompe de remplissage en fonction du niveau d'eau et de permettre un accès à distance aux mesures.
 * [Ajouté le 15/11/18] mettre en place un dispositif d'arrêt d'urgence indépendant du microcontrôleur et capable de fonctionner en mode manuel.

Encadrants

 * Nicolas PALIX
 * Vincent HIBON

=Projet=

Cahier des charges
Le cahier des charges envoyé par Vincent HIBON est disponible ici.

Première version
Suites au premières séances, nous avons défini une technique de mesure du niveau d'eau dans la cuve.

L'idée générale consiste à mesurer la hauteur de la cuve. Pour se faire, nous tendons une sangle (ou corde) au dessus de la cuve (en rouge sur le dessin). Chaque extrémité est ancrée dans le sol. L'une d'entre elles est alors équipée d'un dynamomètre (en bleu sur le dessin) capable de mesurer la tension dans la sangle.

Problème n°1 : Élasticité

La sangle ne doit pas appuyer sur le dessus de la cuve sous peine de pouvoir l'endommager.

SOLUTION : Nous ajoutons un ressort (en vert sur le dessin) sur le système. Cela permet de contrôler la force appliquée par la sangle sur la cuve. De plus, la force de rappel d'un ressort est proportionnelle à son élongation. Nous pouvons ainsi mesurer une plus large gamme de hauteurs d'eau dans la cuve.

Problème n°2 : Course du ressort

Avec un tel dispositif, la course du ressort devrait être de l'ordre de 1 mètre.

SOLUTION : Nous utilisons un système de poulies (voir dessin ci-contre) afin de réduire la course nécessaire. Dans le cas du dessin, la course est divisée par un facteur 7. Dans une telle configuration, la course du ressort serait d'une quinzaine de centimètres pour un mètre de course de la sangle.

Deuxième version
Suite à la réunion du 15/11/18, nous avons revu notre dispositif. Désormais, nous utilisons la vanne comme point d'accroche. Cela permet de n'appliquer de forces ou de frottements sur les parties molles de la cuve.

Il est toujours nécessaire d'utiliser le système de poulies, mais dans ce cas ci, un système plus léger avec moins de poulies devrait suffire car la course totale demandée au ressort à été divisée par deux.

Dispositif d'arrêt d'urgence


Lors de la réunion du 15/11/18, un nouveau problème à résourdre nous a été posé : mettre en place un dispositif d'arrêt d'urgence.

Caractéristiques :
 * système physique indépendant du microcontrôleur.
 * doit pouvoir fonctionner lorsque que la cuve est gérée en mode manuel (minuterie).
 * ne doit pas entrîner de phénomène de rebond lors de son déclenchement.

Solution proposée :

Nous avons imaginé un dispositif capable de répondre à ce cahier des charges. Celui fonctionne de manière très simple. Un interrupteur actionné par une baguette rigide (en jaune) et un fil (en vert). L'avantage de cette solution est qu'elle est très facile à mettre en place en plus d'être totalement indépendante de tout système électrique qui pourrait tomber en panne. Lorsque la cuve atteint un niveau critique, la ficelle se tend et la force appliquée par la montée du tuyau actionne l'interrupteur. Cela interrompt le fonctionnement de la pompe. Pour pouvoir redémarrer il faut que le niveau d'eau dans la cuve redevienne assez bas pour que la ficelle se tende à nouveau (vers le bas cette fois) et permette le réamorçage de la pompe.

Dispositif combiné


En explorant différentes solutions pour chaque dispositif, nous avons conclu qu'un dispositif unique répondant à notre cahier des charges serait une solution beacoup plus simple et efficace. L'idée est d'utiliser un seul support pour intégrer et protéger les deux systèmes.

Nous avons retenu la solution composée des éléments suivants (Vue CAO ci-contre) :

Tuyau :
 * Rainuré.
 * Support pour le capteur de distance et pour le capteur de fin de course.
 * Protège les composants électroniques des agressions du milieu extérieur.

Baguette de mesure :
 * Fixée sur la vanne de la cuve.
 * Entre dans la rainure du tuyau.
 * Permet au capteur de mesurer la hauteur de la vanne.
 * Sert de contact pour activer l'arrêt d'urgence.

Carte VL53L1X-SATEL :
 * Contient un capteur TimOfLight.
 * Placée en bas du tuyau.
 * Mesure la distance entre la baguette et elle même.
 * Retourne la valeur mesurée au microcontrôleur.

Capteur fin de course :
 * Placé en haut du tuyau sur la vis de réglage.
 * Est activé par la baguette.
 * Son activation interrompt toute opération de remplissage.

Vis de réglage :
 * Sert de support au capteur fin de course.
 * Placée en haut du tuyau.
 * Permet un réglage fin de la position du capteur fin de course.

Matériel

 * Micro-contrôleur : stm32l073rz
 * Carte : nucleo-l073rz
 * Module LoRa : sx1272
 * Capteur : VL53L1X
 * Carte capteur : VL53L1X-SATEL

Programmation

 * GIT :
 * Accès
 * Mémo commandes linux git


 * Logiciels de programmation :
 * CubeMX
 * Atollic TrueStudio
 * STLink

Séance du 18/10/18
Briefing


 * Réunion téléphonique avec Vincent HIBON, lecture et description du cahier des charges.
 * Rencontre entre les membres de l'équipe, création d'un groupe Facebook pour faciliter la communication.
 * Briefing sur le déroulement du projet par Nicolas PALIX et définition des objectifs.

Séance du 25/10/18
Etude du travail prédédemment réalisé + Idée générale pour le dispositif de mesure


 * Analyse des différentes solutions proposées par l'équipe ayant travaillé sur ce projet l'année dernière.
 * Définition de la solution à envisager pour le dispositif de mesure.

Séance du 08/11/18
Finalisation de l'idée pour le dispositif de mesure


 * Apport d'une solution au problème de la course du ressort + validation de la solution.
 * Prise en main du git et du wiki.
 * Progression dans la création d'un environnement de programmation permettant la compilation en local des programmes vers le micro-contrôleur.

Séance du 15/11/18
Réunion téléphonique


 * Point sur la progression du projet.
 * Modification du dispositif de meusre - Point d'attache sur la vanne.
 * Discussion sur un dispositif d'arrêt de sécurité

Séance du 22/11/18
Réunion téléphonique + nouvelle idée de capteur qui intègre la sécurité


 * Point sur la progression du projet.
 * Adaptation du dispositif de mesure - Système avec une lumière infrarouge
 * Intégration d'un système de sécurité par interrupteur magnétique

Séance du 29/11/18
Nouvelle idée simplifiée pour l'arrêt de sécurité (Avancée réduite, deux membres de l'équipe absents.)


 * Définition d'une idée efficace et simple à mettre en œurvre pour dispositif d'arrêt de sécurité.
 * Mise au point des outils de programmation de la carte ST.

Séance du 6/12/18
Avancée dans plusieurs tâches
 * Mise en place du dépôt git.
 * Début de prise en main de la communication entre la carte ST et un capteur.
 * Choix des solutions capteur + arrêt d'urgence.

Séance du 13/12/18
Visite de la ferme Jardins du coteau

Séance du 24/01/19
Reprise + Commande de pièces
 * Récupération des références de la carte intégrant le capteur au système.
 * Commande des différents éléments nécessaires au prototypage.

=Rapports=

* Bilan intermédiare