Hydroponie
Sommaire
Cahier des charges
Contexte
L'hydroponie est une technique d'agriculture qui consiste à cultiver des végétaux hors de la terre. Cette technique présente de nombreux avantages, à savoir une moindre consommation d'eau, une croissance contrôlée et rapide, une réduction des attaques de nuisibles (insectes, maladies) mais surtout une automatisation de la culture.
Présentation générale du projet
L'objectif de ce projet est de réaliser une petite serre hydroponique autonome en énergie. Elle devra être alimentée par énergie solaire afin d'être plus écologique et économique. Le système devra également réguler l'alimentation en eau ou en substrat de la culture ainsi que l'éclairage. On étudiera également quels facteurs peuvent influencer la vitesse de pousse.
Objectif du projet
Pour être pleinement efficace, le système doit être entièrement automatisé. Cela implique une forte consommation en électricité. Pour réaliser des économies, on propose d'utiliser un panneau photovoltaïque pour convertir l'énergie solaire en électricité. Afin de récupérer le maximum de puissance en sortie, on pourra insérer un 'Maximum Power Point Tracker' (MPPT) bien que la plupart soient déjà compris avec certains panneaux. On pourra également envisager de placer une batterie au cas où le temps serait défavorable et que les panneaux perdraient en efficacité. Il faudra veiller à l'alimentation des plantes avec un système de moteur + pompe + système d'irrigation. Enfin, on gérera l'éclairage par des LEDs.
D'autre part, on pourrait également travailler sous un caisson de culture, permettant ainsi un contrôle de la qualité de l'air. L'objectif final devra être de réguler l'alimentation en eau des pompes ainsi que l'éclairage des LEDs pour qu'ils soient le plus adapté possible à notre culture. On aura donc certainement besoin d'un régulateur à définir.
Choix techniques : matériel et logiciel
=> Des billes d'argile => Un pot panier
=> Un bac réservoir d'eau
=>Un caisson
=>Deux m² de laine de roche
=>Un capteur d'humidité
=>Un ventilateur
=>Deux capteurs ne niveau
=>Une résistance chauffante
=>Quatre LEDs RGB
=>Une pompe à eau
=>Une batterie
=>Un MPPT
=>Un système goutte à goutte
=>Un Arduino Uno
=>Un panneau solaire
=>Un plant de fraise
Etapes du projet à réaliser
Séance du 25/01/2016 : Finalisation du cahier des charges
Séance du 27/01/2016 : FAST (estimation du coût et de la faisabilité de la solution)
Séance du 28/01/2016 : Validation du cahier des charges (si validation : dimensionnement des éléments du système)
Séance du 01/02/2016 : Choix et commande des composants
Etude préalable
Diagramme FAST
Voici le diagramme FAST réalisé afin de déterminer les éléments nécessaires à la réalisation mais également pour se rendre compte du prix potentiel que le projet pourrait coûter. Ce diagramme a été réalisé sous le logiciel Dia.
Dimensionnement des éléments du système
=> Bac de culture : On choisit de cultiver dans un premier temps une seule plante, il suffit donc d'un pot classique d'environ 1.5 L (12*12*13 cm).
=> Pompe : On se base sur une culture classique telle qu'une tomate. Selon le site [1], une telle plantation consomme environ 2 à 4 litres d'eau par mètre cube dans le nord de la France, contre 3 à 6 dans le sud. On souhaite prendre en compte toutes les possibilités donc la plage de consommation s'étend de 2 à 6 L/m3. Notre pot a une contenance d'environ 1,9*10-3 m3. La pompe devra donc fournir entre 4 mL/h et 11mL/h.
=> Moteur : Etant donné le type de pompe désirée, on alimentera par des moteurs 12V.
=> Batterie : On rechargera le(s) moteur(s) avec des batteries de type 12V, 1,3A/h. http://www.mouser.fr/ProductDetail/Panasonic-Battery/LC-R121R3P/?qs=sGAEpiMZZMso%252bSMtTqBO3xGxn9JPitCrOBZbEkM2j%2fQ%3d
