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TerraDome : mini serre tropicale avec Arduino

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Difficulté:

Je vous propose la création d'une serre d'intérieur pour plantes et fleurs tropicales en forme de dôme octogonal.

Elle est pilotée par un Arduino Mega qui régule la température et l'éclairage grâce à différents capteurs et un affichage LCD.

Elle dispose aussi de portes à la Jurassic Park (ou Jurassic World) qui s'ouvre quand la température est trop élevée dans la serre.


Dimensions : 50 x 50 x 45 cms

Temps passé : 35H (hors étude)

Outillage : Scie circulaire, défonceuse, perceuse à colonne, scie à onglet, scie sauteuse, Dremel, outillage à main...


Matériel :

  • Arduino Mega 2560
  • Eclairage LED pour plantes TRU-PL-WR
  • Programmateur horaire
  • Capteur de lumière Fayalab 801-NU0014
  • Capteur de température et humidité DHT11 Velleman VMA311
  • Alim LED à courant constant TRU-NETZTEIL-8W 700mA
  • Module LCD et clavier Velleman VMA203 (Shield Arduino)
  • 2 Mini-servo analogique Modelcraft Y-3009
  • Alimentation CA/CC 230V 5V 3A Mean Well RS-15-5
  • Nappe de liaison 40 broches Velleman VMA414
  • Carte 2 relais 5 V SMTRELAY02
  • 2 Module Led RGB Velleman VMA307
  • 2 Voyants standards (Orange / bleu)
  • 2 LED 10 mm TRU COMPONENTS
  • MDF (Medium) 19 et 10mm
  • Polystyrène transparent 2,5 mm (Plexi)
  • Ventilateur Alim PC 80mm
  • Tapis chauffant pour reptile 220V 7W ChenRui
  • Peinture, quincaillerie...


Matériel :

Budget : 1€

Etape 1 : Modélisation 3D

J'ai dessiné le Terradome en 3D en utilisant Tinkercad.

Pour l'octogone j'ai utilisé un polygone à 8 côtés, j'ai ajouté un plus petit en mode perçage et j'ai fusionné le 2 pour ne garder que les bords.

Les fenêtres sont des "boîtes" de couleur transparente.

Etape 2 : Vidéo

Vidéo de présentation et détail de la construction complète.

Etape 3 : Découpe du bois

J'ai utilisé du médium (MDF) de 19mm pour la base et 10mm pour le reste.

Pour avoir un octogone à 8 côtés égaux, j'ai utilisé un site internet où je rentrer le rayon du cercle (25 cm). Ce qui me donne des côtés de 20,71 cm.

https://www.toutcalculer.com/geometrie/surface-octogone-regulier.php

J'ai découpé les contours avec une scie circulaire, et les découpes internes avec la scie sauteuse.

J'ai également fait un trou d'un diamètre de 8 cm avec une scie cloche pour le ventilateur.

Fichiers :

Etape 4 : Rainures pour les vitres

J'ai créé des rainures sur la moitié de l'épaisseur du bois pour encastrer les fenêtres. Pour cela j'ai utilisé une Dremel avec son accessoire de défonceuse (335).

Pour le toit, les fenêtres étant en pente, j'ai utilisé une fraise triangle avec ma défonceuse.

Je termine avec l'arrondi de tous les bords avec ma défonceuse fixée sous l'établi.

Etape 5 : Peinture

J'ai appliqué une couche d'apprêt pour bois et 2 couches de peinture grise.

Etape 6 : Découpe des vitres

Pour les fenêtres, j'ai utilisé du polystyrène transparent de 2,5 mm d'épaisseur. Plus résistant que le verre et facile à travailler, il offre une belle transparence.

Je l'ai coupé avec mon Dremel DSM20 qui fait une coupe nette sans éclats.

J'ai mesuré la distance entre la lame et le bord de la semelle, je dessine 2 lignes sur la planche de bois, et je l'ai utilisée comme guide pour couper toutes les fenêtres.

Etape 7 : La base

Les fenêtres sont collées avec du silicone transparent, qui rend étanche en même temps.

Etape 8 : Le toit

Pour le toit du dôme, j'ai commencé par coller le bas des fenêtres, je les ai tenues entre elles avec du ruban adhésif, et j'ai ajouté le dessus.

J'ai ensuite joint tous les bords au silicone et lissé les joints avec de l'eau et du savon.

Etape 9 : Ventilation

J'ai récupéré le ventilateur sur une alimentation d'ordinateur hors service.

Je l'ai testé sous 5V au lieu de 12V, la vitesse est faible mais suffisante pour cette utilisation.

J'ai soudé de fins fils blancs qui seront cachés dans les joints des fenêtres. Le ventilateur est ensuite vissé sur le dôme avec sa grille de protection.

Etape 10 : Divers

Pour faciliter l'ouverture (lors de l'arrosage des plantes par exemple), j'ai installé 2 charnières à l'arrière.

J'ai percé 4 trous sur 10 mm de profondeur et j'ai découpé 4 tubes en plastique qui serviront de pieds.

Etape 11 : Les portes

Les portes sont inspirées par Jurassic World (ou Parc).

J'ai créé une base qui contient les 2 servomoteurs et 2 LED avec des chutes de bois et des tasseaux.

Les portes sont en contreplaqué de 5 mm collé à la colle à bois. Elles sont actionnées par leurs axes de 0 à 90 degrés.

Les voyants orange et bleu imitent ceux de la clôture Jurassic Parc.

Etape 12 : Electronique : unité principale

Pour l'unité principale j'ai utilisé une boîte de récupération que j'ai découpée pour s'adapter à l'afficheur.

Bien sûr, un Arduino Mega est surdimensionné pour ce projet mais j'ai utilisé ce que j'avais sous la main. Un Arduino Uno est suffisant.

L'Arduino est directement alimenté en 5V alors soyez sûr de votre alimentation car nous ne passons pas par le régulateur dans ce cas !

Pour l'affichage c'est facile car j'ai utilisé un shield, il se connecte directement à l'Arduino sans aucun câblage.

Etape 13 : Electronique : module Tic Tac

Pour le module Tic Tac, j'ai utilisé une platine de test où j'ai soudé les composants (le capteur de température / humidité, le capteur de lumière et les 2 LED RGB). Les alimentations sont ainsi regroupées, ce qui limite le nombre de fils.

Tout est regroupé dans une boîte de bonbons TicTac, percée en dessous pour le capteur de température. Il est connecté à l'unité principale par une nappe de fils avec des picots pour l'Arduino.

Etape 14 : Electronique : module de puissance

La partie de puissance (sous la serre) comprend:


  • Une alimentation 230V -> 5V DC 3A qui alimente tous les composants basse tension
  • Une alimentation à courant constant 700mA pour l'éclairage à LED (comme requis dans la document).
  • Une carte à 2 relais pour contrôler le chauffage et la lumière (220 V)

Etape 15 : Code Arduino

J'ai utilisé 4 bibliothèques (dans le ZIP):

  • LiquidCrystal.h: pour gérer l'affichage LCD
  • RGBLED.h: pour les 2 LED RVB
  • Servo.h: pour les 2 servomoteurs
  • PID_v1.h: pour le contrôle de température PID


L'écran affiche en continu la température, le niveau d'humidité et le niveau de luminosité (1 à 10)


Les boutons + et - (haut et bas) règlent la température

Les boutons < et > (gauche et droite) règlent le seuil de luminosité pour déclencher l'éclairage


Les lumières ne peuvent s'allumer / s'éteindre que toutes les 60 secondes pour éviter des déclenchements intempestifs.


Le groupe chauffage + ventilation + portes est contrôlé par la même partie de code:


Si la température dépasse le point de consigne + 2 ° C (ex 30/27 ° C):

  • Les LED s'allument en bleues
  • Le chauffage s'éteint
  • Les portes s'ouvrent (indiqués par des LED orange / bleues)
  • Le ventilateur tourne


Si la température est inférieure à la consigne - 2 ° C (ex 24/27 ° C):

  • Les LED s'allument en rouge
  • Le chauffage démarre
  • Les portes se ferment (indiquées par des LED orange / bleues)
  • Le ventilateur s'arrête


Dans les autres cas (ex 28/27 ° C):

  • Les LED s'allument en vert
  • Le chauffage reste en veille
  • Les portes restent fermées
  • Le ventilateur reste arrêté


Fichiers :

Etape 16 : Électronique: chauffage et éclairage

Le bandeau LED accélère la croissance des plantes. Grâce à la forte proportion de lumières rouges et bleues nécessaires à la photosynthèse, l'ensemble du spectre lumineux est couvert, ce qui favorise la croissance des plantes.

Pour le chauffage, j'ai utilisé un tapis chauffant 7W spécial reptile qui émet une chaleur douce. Comme je vais régler la température à travers l'électronique, j'enlève le rhéostat.

Pour éteindre le système la nuit, j'ai utilisé un simple programmateur horaire.

Etape 17 : Plantes et décorations

J'ai commandé 4 plantes tropicales sur Internet:

  • Cryptanthus Bivittatus - L'étoile terreste
  • Fittonia verschaffeltii - Rose et vert
  • Hoya Kerrii - Plante coeur
  • Begonia bowerae Tiger


Pour le moment elles sont petites, il n'y a plus qu'à attendre que ça grandisse !

J'ai ajouté du gravier blanc et de l'écorce de pin pour la décoration. Et bien sûr, un dinosaure une Jeep Jurassic Park pour rester dans le thème!

Etape 18 : Fini !

Terminé !

Dites-moi ce que vous en pensez et posez-moi vos questions, je répondrai avec plaisir ;)

Etape 19 : Juste pour le fun !

Le premier incubateur de dinosaures avec Arduino! ;)

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