Reality-check: la confirmation de tous nos espoirs
Pour résumer les épisodes précédents, on a :
Un objectif, celui de contrôler l’arrosage du jardin via une carte Raspberry Pi
Une installation au fond de ma cabane en Île-de-France avec un boîtier électrique hébergeant un Raspberry Pi et une carte avec 4 relais (et cinq trous de quatre millimètres), le tout connecté au reste du monde via l’isthme d’un µ-dongle WI-FI.
Après avoir eu la confirmation que l’installation pouvait contrôler une lumière alimentée sur 230 VAC, on voudra maintenant voir ce qu’on peut faire avec une électrovanne et de la vraie eau. Cet élément étant généralement plutôt humide, sa maîtrise via un circuit électrique asservi à une commande bash semble, sinon improbable, à tout le moins incongrue.
(intermède dédouanement lexico-sémantique)
On se souviendra qu’avant Mendeleïev, le tableau périodique des éléments n’en contenait que 4 ou 5, soit :
Bonus
Eau
Feu
Terre
Air
Quintessence (éther)
donc l’eau peut belle et bien être qualifiée d’élément humide, tout n’est qu’une question d’époque. On signalera au passage qu’il fut un temps où les cours de chimie étaient plus simples qu’aujourd’hui.
Validation aqueuse
Validons donc ce qui reste à valider: la mise en mouvement de moles de molécules d’eau grâce à l’installation Raspberry Pi + carte relais
Électrovanne reposant sur un BBQ
Tuyaux transitoires de test
Prise d’eau
Branchements électriques de l’électrovanne au relai
(dédouanement second, c’est le temps)
Relais ou relai ? C’est compliqué et simple. Pour toutes sortes de raisons, l’Académie fait du lobbying pour la forme relai au singulier (comme balai) depuis un bon moment (réforme orthographique de 1990). La même année, Pixies sortait Bossanova et Jane’s Addiction disait Stop! (chacun son truc). C’est dire si ça fait longtemps qu’on peut écrire relai sans s. Comme c’est encore difficile à avaler pour nombre de nos contemporains, on a le droit d’écrire les deux formes. On fait ce qu’on veut. C’est la fête du slip, comme aurait dit Confucius. Cependant, ce qui un peu plus moins permis, c’est de faire comme l’auteur de ces lignes, à savoir de papillonner d’une forme à l’autre…
Suite
Au rythme où ça va, affirmons tout de suite que N≥ 4…
Il est commun de noter ℕ l’ensemble des entiers naturels et, par convention, N un élément indéterminé dudit ensemble. Indéterminé prend ici tout son sens puisque cet article, Framboise en boîte 2/N est le titre d’un second post concernant la mise en boîte d’un Raspberry Pi à des fins d’arrosage automatique d’un jardin francilien dans un ensemble de posts à cardinalité inconnue a priori. Pour l’instant, notons seulement que N≥ 2.
Retour vers le passé
Dans le précédent article, nous avons pu voir qu’il était relativement aisé de rassembler quelques organes basiques afin d’alimenter la carte Raspberry Pi et de mettre la main sur une carte munie de relais contrôlée (la carte, pas les relais quoique contrôlés puisse aussi se justifier) par USB. In fine, seules deux conditions doivent être réunies, à savoir :
posséder une adresse postale
avoir accès à une carte bleue
Regardons ensemble dans la même direction
Une fois passé le temps de ces mondanités, vient le temps de l’assemblage des différents organes afin de créer un tout qui sera supérieur à la somme de ses parties.
Installation du Raspberry Pi dans le tableau électrique
Comme on est parti sur un boîtier électrique, la Framboise doit trouver un boîtier pour rail DIN pour y faire son nid. Bonne nouvelle, ça existe comme le lien susmentionné le démontre ainsi que les photos ci-dessous.
Boîtier rail DIN pour le Raspberry Pi
La Framboise dans sa boîte
Raspberry Pi installé dans le tableu électrique
Tableau électrique dans la shed
Fixation de la carte USB-X440
Par contre, la carte USB-X440 vient toute nue sans possibilité de boîtier. Pas seulement sans boîtier compatible rail DIN; sans possibilité de boîtier tout court. Ni en métal, ni en bois, ni en fantastique plastique ou ni même en cristal de Bohème. Non. Rien. Un échange électro-épistolaire (par ailleurs fort courtois) avec le personnel de GCE Electronics m’a vite fait comprendre que l’objet de mon désir n’existait pas, n’existerais jamais, et que personne n’avait ni l’envie, l’intérêt et/ou les compétences pour m’aiguiller vers une solution alternative. Seule consolation, ce document PDF fort utile à bien des égards mais qui d’un point de vue mécanique ne nous renseigne que d’une chose: la carte a cinq (5) trous de fixations d’un diamètre de 4 millimètres. Cinq trous. La quintessence enfin accessible au commun d’entre nous. Cinq trous soit ! Mais où sont-ce ces trous ? Dois-je chercher un pentagone se mariant sur rail DIN? Comment sont distribués ces cinq trous sur cette carte rectangulaire? On voit poindre le besoin de grand bidouillage…
On trouve, chez des sites Internet près de chez vous, des attaches en plastique. Ce qui permet, grâce à un morceau de plexiglas qui passait par là de réaliser le montage décrit ci-dessous (six images valent-elles six mille mots?)
L’attache trouée qui s’accroche au rail DIN
Un bout de plexiglas percé de façon idoine
Le support en plexiglas fixé sur l’attache rail DIN
La carte à cinq trous fixées sur le support en plexiglas, lui-même fixé à l’attache rail DIN
Le derrière de la carte à cinq trous fixées sur le support en plexiglas, lui-même fixé à l’attache rail DIN
La carte USB-X440 installée dans le boîtier électrique
Tadam !
On arrive à la fin de l’installation électro-mécanique du système. On a maintenant une installation pérenne, un ordinateur connecté en WI-FI, quatre relais (et cinq trous).
Avant c’était un peu comme ça
Puis on emboîte la Framboise
On fait quelques branchements
Quelques bidouilles
Et c’est top!
Raspberry Pi dans un tableau électrique
Pour vérifier l’installation, on pourra détourner les conducteurs de l’éclairage extérieur vers un des relais de la carte USB-X440.
Enfin le tout installé dans le confort du boîtier électrique (en haut à droite, la ligne qui mène à l’éclairage extérieur)
Il fait noir…
Fiat lux!
Pas très pratique comme interrupteur, mais on a une preuve de concept… Les détails sur le contrôle via le driver FTDI et le port USB seront expliqués plus tard.
pi@nsa ~ $ echo S40 > /dev/ttyUSB0 # Lumière ON
pi@nsa ~ $ echo S41 > /dev/ttyUSB0 # Lumière OFF
Et maintenant?
Les prochaines étapes seront de contrôler les relais de la carte, installer des électrovannes connectées à madame USB-X440, creuser le jardin pour y faire passer le circuit hydraulique et bien sûr, planter des tomates…
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).
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.
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
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’irrigationCâble 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
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
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
