Raspberry Pi dans un tableau électrique

Framboise en boîte (1/N)

Retour sur le projet d’arrosage automatique

N’ayant pas réussi à communiquer avec ma station météo via différents modules RF et ayant le Raspberry Pi qui prend la poussière, j’ai modifié le plan de match.

L’objectif ultime étant de contrôler l’arrosage du jardin, j’ai laissé en plan la partie collecte de données pour rentrer dans le vif du sujet: le contrôle d’électrovanne pour l’arrosage. Après tout, je trouverai bien une API RESTful pour accéder à la météo locale et déterminer le moment d’arrosage idoine.

Mise en place d’un circuit sommaire de distribution d’eau

Avant de lancer un gros chantier, j’ai d’abord installé un petit circuit basé sur du tuyau 16mm pour micro-arrosage, en vente chez le Bricomerlin près de chez vous. On peut y accrocher de petits goutteurs stratégiquement placés pour arroser le pied des plantes. J’épargne ici les détails: la plomberie de jardin est un monde en soi, avec différentes technologies et sa propre terminologie. Dans tous les cas, pour l’automatiser ça prend: une source d’eau, des électrovannes, et un module de contrôle. Notons au passage qu’on trouve dans le commerce des vannes à minuteries et d’autre programmables. Certes moins souples, ces solutions sont sans doute plus économiques en investissement (temps et argent).

Une solution se dessine

En fouillant un peu sur la toile des solutions d’arrosage, je suis tombé sur des articles vantant les mérites de ce module de CGE Electronics (fabriqué en France, à Nantes). Effectivement, les services rendus sont intéressants (connexion TCP/IP, serveur Web intégré, 8 relais, des convertisseurs A/D, des timers, etc.).  Il y a même un boîtier compatible avec les rails DIN (pour l’intégration dans un tableau électrique).

J’avais cependant quelques réserves: la connexion Ethernet se fait via une prise RJ-45 (pas de WI-FI ce qui n’est pas l’idéal pour l’installation dans un cabanon de jardin), le prix est relativement élevé et le contrôle sur les relais et plutôt sommaire (site web, quelques timers et c’est tout). Je crois que ça peut être une solution intéressant dans plusieurs cas, mais ça m’a amené à la constatation suivante: mon Raspberry Pi est équipé en WI-FI en j’en ai le contrôle total. En plus, il est déjà à la maison. Il ne lui manque qu’un accès facile à des relais (et éventuellement des entrées avec convertisseurs A/D pour plus tard).

Carte avec 4 relais contrôlée par portUSB
Carte avec 4 relais contrôlée par portUSB

J’ai trouvé la solution sur le même site: des petites cartes avec des relais et entrées A/D, le tout communiquant via un port série à travers un port USB (merci FTDI). J’ai opté pour la carte USB -X440 / 4 entrées AD – 4 sorties relais.

La framboise en boîte

Ainsi la solution devenait maintenant évidente: une carte avec des relais, le Raspberry Pi, un peu de câblage, des électrovannes et puis c’est parti.

Boîtier électrique avec alimentation avec disjoncteur différentiel, alimentation 12V et 5V.
Boîtier électrique avec alimentation avec disjoncteur différentiel, alimentation 12V et 5V.

J’ai d’abord récupéré un petit boîtier électrique vide et commandé différentes alimentations sur rail DIN. On trouve facilement du 5V, 12V et 24V.

Boîtier électrique avec un disjoncteur différentiel et deux alimentation en courant continu
Boîtier électrique avec un disjoncteur différentiel et deux alimentation en courant continu

Les électrovannes sont généralement alimentées en 24V, quoique certaines fonctionnent avec une tension nominale de seulement 9V.  Le 5V est nécessaire pour alimenter la carte Raspberry Pi via la prise USB. La carte USB-X440 est quant à elle alimentée par la prise USB du Raspberry Pi. Cela ne nécessite donc pas une alimentation spécifique, mais il faut veiller à ce que l’alimentation du Raspberry Pi puisse fournir les 300 milliampères de la carte USB-X440 en plus des ~700 ma nécessaires à la révision B de la Framboise (contre ~400 ma pour la révision A).

J’ai sacrifié un câble USB pour alimenter la framboise à partir de module 5V sur le rail DIN (après vérification sur multimètre, le code couleur est tout ce qu’il a de plus classique: noir => 0V et rouge =>+5V). Bonne nouvelle, ça correspond à la norme (j’en déduis que mon fabriquant de câble connait la norme et qu’il n’est pas daltonien). Les deux autres conducteurs (data+ et data-, respectivement vert et blanc) n’ont pas d’utilité dans le montage actuel.

Câble USB sacrifié sur l'hôtel de l'irrigation
Câble USB sacrifié sur l’hôtel de l’irrigation
Câble USB servant à mettre sous tension le Raspberry Pi, connecté sur l'alimentation 5V rail DIN.
Câble USB servant à mettre sous tension le Raspberry Pi, connecté sur l’alimentation 5V rail DIN.

Il ne reste plus qu’à mettre tout ça ensemble dans la boîte. Il faudra donc remplacer le boîtier du Rapsberry Pi par quelque chose qui peut se mettre sur un rail DIN.

Raspberry Pi alimenté dans un tableau électrique
Raspberry Pi alimenté dans un tableau électrique

Il faudra aussi trouver une solution pour la carte avec les relais comme les photos suivantes le démontent…

Carte USB-X440 pendouillant au bout du tableau électirque
Carte USB-X440 pendouillant au bout du tableau électirque

Tableau électrique alimentant le Raspberry Pi et contrôllant une carte de relais via le port USB.
Tableau électrique contenant les éléments de contrôle

 

Donc mis à part la pérennité de l’installation, on a maintenant un boîtier fonctionnel, alimenté en 5V et 12V, comprenant une unité centrale via la carte Raspberry Pi et des relais via la carte USB-X440.

Pour la suite il nous faudra:

  • Pérenniser l’installation des différentes cartes dans le boîtier électrique
  • Contrôler les relais via le port série du Raspberry Pi
  • Brancher des électrovannes et un circuit hydraulique
  • Planter des tomates

à bientôt pour la suite…

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