Détection de la qualité de la solution nutritive
Le pH
La régulation du pH (potentiel hydrogène) est conseillée quelle que soit la méthode de culture. Toutefois, un sol cultivé de façon biologique, correctement fourni en micro-organismes et en humus régulera lui-même son pH.
Il est conseillé de réguler le pH car l’acidité de l’eau a une influence capitale pour l’assimilation des nutriments délivrés par les engrais et/ou la terre.
En respectant un pH de la solution d’engrais à des doses définies comme ci-dessous, la plante assimilera mieux les nutriments, et profitera ainsi au mieux de leurs effets.
⇒ pH conseillé pour culture en terreau : 6 à 6.5
⇒ pH conseillé pour culture en hydro/aéroponie : 5.5 à 6 optimal à 5.8
Le pH évolue en fonction de la température de la solution nutritive. Il est donc important de veiller à ce que l’eau demeure en dessous des 21°C.
La modification du pH de la solution pourra être automatisée avec le système de pompes doseuses, mais pour cela, il faut la mesurer avec ce capteur analogique.
PH0-14 Value Detect Sensor Module + pH Electrode Probe BNC
Le TDS
Total des Solides Dissous ou Total Dissolved Solids. Détermine la quantité totale d’ions chargés mobiles, comprenant les minéraux, les sels, les métaux, les cations ou anions dissous dans l’eau. Il comprend tout ce qui est présent dans l’eau, à l’exception de la molécule d’eau pure (H2O) et des solides en suspension. Plus le niveau de TDS est bas, plus l’eau est pure.
L’on va mesurer le taux de TDS avec un capteur analogique.
La température
La température de la solution nutritive doit se situer entre 18°C et 20°C, quel que soit le substrat. Maintenir la température en dessous de 21°C évite le développement de champignons pathogènes au niveau des racines (jaunissement, fragilité, développement d’une forme de bave gluante et odorante…). Au delà de 24°C, l’eau s’appauvrit en oxygène, provoquant une dégradation des racines et sels minéraux dans les engrais.
L’on obtient la mesure de la température de la solution en utilisant une sonde étanche de température basée sur un circuit DS18S20 de la société Maxim Integrated. Cette sonde peut-être alimentée de 3 à 5 Vcc. Elle n’utilise qu’un seul port « Digital ».
Je n’ai pas plus d’information que cela sur la sonde elle-même. Je ne sais pas à ce point si l’enveloppe étanche déforme le résultat.
Sur le Block Diagram du DS18B20 ci-dessus, l’on peut noter la résistance de 4K7Ω (4700Ω).
Voici maintenant un simple schéma permettant de tester le capteur avec un Arduino UNO. Notez cette fois-ci la résistance de 4K7Ω (4700Ω) présente entre la ligne DATA & Vdd et l’utilisation de la porte digitale D2.
La même chose sur une platine d’expérimentation (breadboard) :
Le code ci-dessous permet de tester le capteur de température avec un Arduino. Chaque seconde, une mesure est faite et écrite dans le moniteur série.
Il faut au préalable installer les libraires Arduino OneWire & DallasTemperature.
Access 1-wire temperature sensors, memory and other chips :
https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/onewire/
Arduino Library for Maxim Temperature Integrated Circuits :
https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
void setup(void)
{
Serial.begin(9600);
Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Test");
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
Serial.print(" Requesting temperatures...");
sensors.requestTemperatures();
Serial.println("DONE");
Serial.print("Temperature is: ");
Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0));
delay(1000);
}Comme attendu, nous avons le résultat chaque seconde sous forme de degré Celcius de la mesure prise par la sonde.
Me reste à ajouter une prise de câble électrique trois voies et résistante à l’eau sur la sonde afin de pouvoir la connecter et la déconnecter proprement du boitier qui contiendra le microcontrôleur (prises XLR).
La dureté
Le nitrate (NO3-)
Conception du boitier de sondes
Mon projet se divise en plusieurs parties : Les sondes, les pompes péristaltiques, la pompe principale, les capteurs de pression pour les bouteilles, les lampes et l’ordinateur central. Pour tout ceci l’on a que du courant continu mais de différents voltage.
La pompe principale et les pompes péristaltiques fonctionnent en 12 volts (12Vcc), ce sont les parties qui demandent la tension la plus élevée. Je n’ai pas acheté de pompe principale, j’attends de voir celle livrée dans le kit NFT, et je ne sais pas si je vais fabriquer le panneau de LED de la lampe de croissance moi-même.
Je vais me baser sur ce voltage (12Vcc) pour l’ensemble des alimentations. Si je veux que cela puisse fonctionner sans être connecté au réseau électrique, je pourrais toujours utiliser des batteries marines ou équivalent pour provisionner le courant électrique directement en courant continu.
Les Raspberry PI et les Arduino (je ne sais pas encore ce que je vais utiliser) fonctionnent quand à eux avec une tension de 5 Vcc, et pour finir les sondes fonctionnent dans des tensions allant de 3,3 Vcc à 5 Vcc.
| Raspberry Pi | 5 Vcc | 1,5 A |
| Arduino | 5 Vcc | 500 mA |
| Pompe péristaltique | 12 Vcc | |
| Pompe principale | 12 Vcc | |
| Sonde de température | 5 Vcc | |
| Sonde du pH | 5 Vcc | |
| Sonde TDS | 5 Vcc | |
| Lampes de croissance | 12 Vcc |