Prendre soin des plantes - Réalisation

Projet Comment prendre soin des plantes de l'établissement en été ?

Phase de réalisation

Suite

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Règles de sécurité : Pas de mise en marche du système sans validation du circuit par l'enseignant. Pas de test avec de l'eau sauf sur le banc d'essai dédié.

REALISATION

Schéma et montage

CHOIX DES COMPOSANTS

Chaîne d'information

REALISATION

Aides pour programmer

CHOIX DES COMPOSANTS

Chaîne d'énergie

REALISATION

Impression en 3D

CHOIX DES COMPOSANTS

Autres composants

REALISATION

Application mobile

CHOIX DES COMPOSANTS

Chaîne d'information

A l'aide de la liste des composants ci-contre (cliquer pour avoir des détails !), compléter la partie "chaîne d'information" de la fiche : Afin de valider que vous avez fait les bons choix de capteurs, compléter également le bas de la fiche pour identifier à quoi ils vont servir.

CHOIX DES COMPOSANTS

Chaîne d'énergie

A l'aide de la liste des composants ci-contre (cliquer pour avoir des détails !), compléter la partie "chaîne d'énergie" de la fiche :

CHOIX DES COMPOSANTS

Autres composants

Les composants électroniques (carte micro:bit, relais, batterie) doivent être placés dans un boîtier afin de les protéger de l'eau. Ce boîtier pourra être réalisé à l'imprimante 3D. Les tablettes de l'établissement pourront être utilisées pour y mettre une application. De l'outillage divers (tournevis, marteau, pinces...) peut être mis à disposition. En-dehors du matériel ci-dessus, vous devrez apporter du matériel de chez vous :

A l'aide des propositions ci-contre, compléter la partie "chaîne d'énergie" de la fiche :

• Une plante, ou bien un simple pot avec de la terre dedans. La hauteur du pot ne doit pas dépasser 12 cm.
• Un récipient pour servir de réservoir d'eau. Attention, il doit être assez large pour que la pompe puisse être placée dedans, mais pas trop haut afin de ne pas risquer que le câble électrique y soit immergé.
• Des éléments décoratifs.

RÉALISATION

Schéma et montage

Afin de ne rien oublier sur le schéma, compléter le tableau avec les composants de la chaîne d'énergie et de la chaîne d'information. Afin que le matériel électronique soit disponible pour toutes les classes, vous devrez refaire votre montage à chaque séance, et le démonter à la fin. Ceci permettra à chaque élève du groupe d'avoir fait le montage au moins une fois. Pour que ce soit plus facile de se souvenir du montage, faire un schéma avec l'ensemble des composants du système, qui indique comment ces composants sont connectés entre eux. Indiquer les règles de sécurité (exemple : ne pas immerger le haut du capteur de niveau d'eau) La batterie, la pompe et le relais sont déjà connectés entre eux pour des raisons de sécurité. Ne pas mouiller les composants électriques. Manier avec grande précaution et sans tirer les fils pour ne rien débrancher. Cette partie ne doit pas être démontée.

RÉALISATION

Aides pour programmer

Tu ne te rappelles plus comment on fait pour programmer et mettre le programme sur la carte ? C'est par ici !

Tester les différents composants ci-contre, et remplir le carnet de laboratoire (partie "Test des composants"). Cliquer sur chaque composant pour avoir de l'aide. Créer le programme qui permettra à la carte micro:bit de piloter le système complet. Tester ce programme et remplir le carnet de laboratoire (partie "Test du système").

Règles de sécurité : ► Pas de mise en marche du système sans validation du circuit par l'enseignant. ► Pas de test avec de l'eau sauf sur le banc d'essai dédié.

RÉALISATION

Impression en 3D

Afin de bien définir le besoin, commence par remplir le tableau de la fiche "conception du boîter de protection", puis réalise le croquis du boîtier. Pour accéder au compte Tinkercad de l'équipe : - Accède à : https://www.tinkercad.com/joinclass : - Entre ton code de classe puis ton code de connexion - Crée une nouvelle conception 3D Réalise le modèle 3D du boîtier. Le couvercle doit être placé à côté du contenant. Voici deux aides pour utiliser Tinkercad : Signale à l'enseignant quand ta création est terminée, afin de pouvoir réaliser avec lui l'impression en 3D.

RÉALISATION

Application mobile

Commence par réfléchir à l'application mobile que tu souhaites réaliser : - Note sur la fiche "Conception de l'application mobile" les fonctionnalités de l'application mobile, c'est-à-dire les informations qu'elle affiche, et ce qu'elle permet de commander à distance. - Représente sur la fiche à quoi pourrait ressembler l'application mobile. Tu peux t'inspirer des exemples suivants : Connecte-toi sur App Inventor ici (Clique sur "Continue Without An Account" à la première connexion) : Attention : relève bien le code sur ta fiche, sinon tout sera à refaire la séance prochaine ! Réalise dans un premier temps une première application simple pour comprendre le fonctionnement d'App Inventor, en suivant ce tutoriel uniquement jusqu'à l'étape 19 : Signale à l'enseignant quand ce travail est terminé, afin qu'il t'aide d'une part pour tester cette première appli sur une tablette, et d'autre part pour la réalisation de l'application mobile de ton projet.

Pompe

Cette micro pompe submersible est conçue pour fonctionner aussi bien immergée que hors de l'eau. Néanmoins, pour être amorcée facilement, il est préférable de la plonger dans l'eau. Ne jamais immerger l'extrémité du fil électrique. Caractéristiques techniques :

• Tension d'alimentation : 3-6 V
• C.Courant : 150 ~ 370 mA
• Levage de la pompe : 25-45 cm
• Débit : 80-100 L/H
• Puissance : 0,4 ~ 2 W

Capteur d'humidité

Le capteur délivre une valeur analogique (une tension) en fonction de la teneur en eau. La carte micro:bit convertit cette tension en nombre. Pour pouvoir déclencher l'arrosage quand la terre est trop sèche, il va falloir d'abord connaître les valeurs délivrées par le capteur selon la teneur en eau. Voir programme ci-contre, à tester dans une terre très sèche, humide et trempée. La broche indiquée dans le programme (P0, P1, P2...) doit être la même que celle du BitMaker sur laquelle arrive le fil jaune du câble. A faire : tester le capteur suivant ce qui est indiqué ci-dessus, et compléter le carnet de laboratoire.

Programme pour tester le capteur Les tests doivent être réalisés sur le banc d'essai

Carte micro:bit et son extension

La carte micro:bit est le "cerveau" de votre système, mais pas seulement. Elle contient des composants qui peuvent remplir d'autres fonctions dans la chaîne d'information :

• Un capteur de température
• Des leds pouvant afficher une information
• Un haut-parleur
• Une antenne pour envoyer ou recevoir des informations en bluetooth

L'extension, appelée "BitMaker", permet de connecter les composants externes à la carte micro:bit.

Détecteur de mouvement

Ce détecteur de mouvement miniature est capable de détecter les mouvements d'une personne ou d'un animal avec une portée de 2 mètres. Il renvoie une valeur booléene : valeur haute s'il y a détection, valeur basse s'il n'y en a pas. Documentation fabricant sur ce lien :

Capteur de niveau d'eau

Détecteur de niveau d'eau. Ce module se raccorde sur le port I2C de l'extension BitMaker de la carte micro:bit.Attention à ne pas immerger la partie électronique du module sous peine de court-circuit et de destruction. Documentation fabricant sur ce lien :

Capteur de niveau d'eau

let pourcent = 0let niveau = 0basic.forever(function () { pourcent = 0 niveau = 0 let bas = pins.i2cReadBuffer(0x77, 8)let haut = pins.i2cReadBuffer(0x78, 12)for (let i = 0; i <= 7; i++) { if (bas[i] > 100) { niveau += 1 } } for (let j = 0; j <= 11; j++) { if (haut[j] > 100) { niveau += 1 } } pourcent = niveau * 5 basic.showNumber(pourcent) basic.pause(1000)})

Pour mettre le code sur la carte

Cette partie ne doit surtout pas être au contact de l'eau, sinon le capteur sera détruit.

Celui-ci doit impérativement être branché au connecteur "I2C" du Bitmaker. Voici le programme qui permet de tester le capteur. Ce programme donne le pourcentage d'eau, comme ce qui est écrit sur le capteur (0 = pas d'eau, 100 = de l'eau jusqu'à la dernière barre blanche). A faire : implémenter le programme sur la carte micro:bit, et tester si les valeurs affichées sont cohérentes. Tester uniquement sur le banc d'essai.

Relais

Ce module relais agit comme un interrupteur automatique et permet de commander l'allumage et l'extinction de la pompe avec la carte micro:bit.

Tuyau

Ce tuyau en PVC cristal souple permet d'amener l'eau en mouvement jusqu'à la plante.

Capteur de lumière

Ce capteur de lumière fournit une valeur analogique en fonction de l'intensité lumineuse mesurée, allant de 0V à 5V (si la carte micro:bit est alimentée en 5V). Documentation fabricant sur ce lien :

Capteur d'humidité

Ce module capteur d'humidité permet de connaître la concentration d'eau dans la terre. Le capteur délivre une valeur analogique en fonction de la teneur en eau. La partie supérieure du capteur ne doit pas être en contact avec de l'eau. Documentation fabricant sur ce lien :

Crée ton programme - Va sur https://makecode.microbit.org/ : - Crée un nouveau projet : - Assemble les blocs pour faire ton programme.

Vérifie sur l'écran d'ordinateur si ton programme fonctionne

Mets ton programme sur la carte microbit Clique sur ce logo en bas de la page : Ouvre l'explorateur de fichiers Va dans le dossier Téléchargements Clique sur le fichier du programme (clic gauche) En maintenant le clic gauche enfoncé, fais glisser le fichier dans le dossier "MICROBIT" et attends que ça charge.

Relais

Pour que le relais laisse passer le courant (position "allumé") ou ne laisse pas passer le courant (position "éteint"), il faut sélectionner les blocs ci-contre. La broche indiquée dans le programme (P0, P1, P2...) doit être la même que celle du BitMaker sur laquelle arrive le fil jaune du câble. A faire : tester ce qui se passe quand le relais est mis en position allumé ou en position éteint, et compléter le carnet de laboratoire.

Les tests peuvent être réalisés devant l'ordinateur (donc sans eau)

Batterie

Ces 4 piles rechargeables, assemblées dans le coupleur de piles, permettent d'obtenir une batterie délivrant une tension d'environ 5 V.

Exemple très simple d'application pour commander un objet à distance

Exemple d'application pour afficher des informations, le design de l'application est plus complexe