Superviser la piscine et le jardin d’une résidence secondaire avec Domoticz, Arduino et ESP8266

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Quelques clés pour gérer votre jardin et votre piscine à distance

Quoi de plus agréable, dès le début du printemps et jusqu'aux premiers frimas d'automne, qu'une petite maison de village en Haute-Provence, entre Luberon et Verdon ? Nul besoin de grands extérieurs pour prendre ses repas à l'ombre d'une loggia, et se prélasser sur un transat au bord d'une petite piscine. On favorisera l'espace floral,  les pareterres de plantes vivances et annuelles, et  les bacs profonds qui permettent aux rosiers et aux jasmins de partir en exploration  des claustras et les murets de clôture. Un vieil olivier au centre de tout cela, et voici vôtres les clés du paradis. Enfin, presque, dans la mesure où il faut bien retourner de temps en temps à Paris, et que tous ces aménagements, pourtant  simples à vivre quand vous êtes là, font vite comprendre qu'ils ont besoin qu'on s'occupe d'eux.

Un prérequis : pouvoir compter sur des personnes de confiance

La maison et les intérieurs ne nécessitent pas vraiment de soin particulier quand on s'absente. Un petit système d'alarme et une caméra d'intérieur bien placée suffiront à vous rassurer.

Les extérieurs sont plus exigeants, dès le début du printemps et jusqu'à le fin de l'automne. Vers la fin Avril vous mettez votre piscine en service - sortie d'hivernage - et vous attendez que vos plantes, fleurs, et arbustes  s'épanouïssent. Le postulat de base est simple : tous ont besoin de soins périodiques. Commençons par la piscine. Vous aurez soin de la laisser bâchée en votre absence. D'abord pour des raisons de sécurité, car bien tendue votre bâche supporte le poids d'une personne. Ensuite, elle évite que feuilles et organismes bloquent trop vite le circuit de filtration, qui doit continuer à fonctionner. Enfin, elle stabilise le niveau d'eau, en limitant l'évaporation et le trop plein de pluies - souvent acides - en période d'orage.

Les végétaux, eux, ont besoin d'un arrosage fréquent et en profondeur - comptez deux fois par semaine en période de fortes chaleurs estivales - , mais aussi de désherbage, de taille, et  aussi d'ajouts d'engrais et de produits de protection contre les maladies et les nuisibles.

Au regard de ma propre expérience. lors des absences, il faut pouvoir faire appel à des professionnels en qui vous avez confiance, et établis dans le voisinage immédiat de la résidence . Vous pouvez ainsi leur déléguer l'initiative de procéder aux travaux qui s'imposent.

Juste un dernier détail : le métier de paysagiste et celui de pisciniste sont différents, et pas souvent assurés par une même personne.

Votre gestion à distance : l'utilité des caméras

Imaginez vos retours de villégiature. Le paysagiste et le pisciniste sont prêts à prendre le relais, avec la périodicité qui a été convenue. Vous, vous avez généreusement arrosé le jardin, et vous avez procédé à un dernier entretien de la piscine, avant de la couvrir avec la bâche.

 

 

De quoi pouvoir dormir sur vos deux oreilles jusqu'à votre prochain séjour, programmé pour dans un mois ? Peut-être, avec un peu de chance ... mais des événements tels qu'un épisode météorologique, ou une panne sur le système de filtration de la piscine, peuvent vous conduire à devoir prendre des décisions . Votre paysagiste et votre pisciniste disposent d'une capacité à intervenir  par eux-mêmes. Reste qu'en tant que propriétaire, il vous appartient souvent de pouvoir exprimer un avis, de valider une proposition. Et ça c'est difficile à faire par téléphone ou par mail.

Voici alors mon premier conseil d'ordre technique . Je vous encourage à installer  une ou plusieurs caméras d'extérieur . Elles vous aideront à comprendre une situation, en temps réel . J'utilise une caméra SRICAM SP008 prévue pour l'extérieur ; elle dispose d'une motorisation et d'une capacité de vision de nuit. Je la pilote à distance depuis l'application pour Android mise à disposition par le fournisseur . Et j'en suis plutôt satisfait . J'ai fait en sorte de ne pas disposer d'angle de vision vers la voie publique, c'est interdit par la loi . Attention aussi, l'application SRICAM n'assure aucune garantie de confidentialité des vues prises . Mais tant qu'il s'agit de visualiser l'état du jardin et de la piscine, en mon absence, j'accepte cette brêche de sécurité.

Deux  conseils avant de clore le sujet de la vidéosurveillance. D'abord je vous invite à  prévenir les personnes  qui interviendront sur vos extérieurs du fait qu'ils puissent être filmés . Un préalable à la relation de confiance . Et ensuite oubliez les dispositifs d'alerte attachés à votre caméra, tels que détection de niveau sonore ou de mouvement . Submergé par la quantité de fausses alertes, vous prendriez vite vos caméras en grippe.

Caméra SRICAM SP008

Caméra - Vue Jardin

Caméra - Vue Piscine

L'ouverture avec Arduino, ESP8266, et le portail Domoticz

J'espère vous donner l'envie de développer, installer, qualifier et utiliser vos propres objets connectés . Avec les technologies Arduino, ESP8266 et Domoticz . Vous trouverez bien sûr du soutien  et de la matière à partager sur www.philoc.fr, avec en particulier les tutoriels et les contenus de la bibliothèque .

 

Voici le moment d'aborder la complémentarité entre les différentes entités et technologies mises en oeuvre .  Les objets sont reliés par le WiFi de la résidence à l'Internet. Ils communiquent avec le portail Domoticz par des messages courts et structurés, selon les protocoles  MQTT / JSON .

Il se peut que vous  contractiez, par contagion, le goût et l'envie de découvrir la Haute-Provence . Je vous invite alors à venir en découvrir un peu plus sur ce si beau pays au travers des images et des textes publiés sur mon autre site, www.philsite.fr.

Ergonomie de supervision

Avec Domoticz, je peux contrôler la résidence à distance depuis mon smartphone, lui-même ayant accès au portail  de supervision, installé dans ma résidence principale, sur mon serveur web.

Accueil

Histogramme

Je visualise donc sur le smartphone les valeurs remontées par les capteurs, et je reçois une alerte par sms ou par mail lors d'une situation anormale. Je dispose aussi des enregistrements de ces mesures, sous forme d'histogrammes tracés sur différentes périodes (journalière, hebdomadaire, mensuelle) . Pour ce qui concerne les actions à distance, je les déclenche au coup par coup depuis le smartphone, ou je programme la plage horaire de ces actions  au niveau du portail Domoticz . L'ergonomie de supervision est donc à la fois très simple d'emploi et très performante.

Nous allons maintenant expliquer comment les objets connectés ont été définis . Chacun d'eux est en mesure de répondre à un constat de besoin défini au préalable.

Réalisation n°1 - Supervision de la filtration de la piscine à distance

Objectif n° 1

Régler les plages horaires de filtration depuis mon smartphone.

Constat

Le bloc de filtration semi-enterré de la piscine dispose d'un programateur horaire, réglable localement . Il est fragile et pas commode d'accès . Comme les heures de filtration doivent être modifiées chaque fois que la température de l'eau fluctue de 2°c ,  je devais jusqu'alors, en mon absence, filtrer assez longtemps pour supporter de fortes températures, donc souvent au delà du temps suffisant . Je gaspillais donc de l'électricité et du produit désinfectant .

Solution 1/2

J'ai donc installé un switch SONOFF Basic en coupure sur l'alimentation secteur de la pompe de filtrage . Activable et désactivable au coup par coup ou par plannification, il se superpose au programmateur mécanique du bloc de filtration, qui a été conservé. Je dispose ainsi d'une solution de repli, en cas de panne de l'électronique de contrôle.

Sonoff Basic

Solution 2/2

J'ai choisi d'installer, au niveau du bloc instruments, un capteur multifonctions, construit sur un coeur  Arduino / ESP 8266 . Pour le cas traité ici,  il est doté d'un microphone MAX9814 , et il remonte en continu une mesure du niveau sonore sous le capot. Cette mesure de bruit me confirme que les opérations de marche-arrêt sur la pompe de filtration s'effectuent correctement, et aux temps prévus.

MAX9814

Bloc de filtration semi-enterré

Capteur multi-fonctions installé dans le bloc de filtration

Objectif n° 2

Etre prévenu d'un niveau de température excessif à l'intérieur du bloc instruments.

Constat

Les heures de filtrages les plus efficaces sont celles où il fait le plus chaud . Mais en période de canicule, quand la pompe de filtration est en marche, la température sous le capot  instruments atteint des valeurs élevées, voisines de 50 °c . Le moteur de la pompe disjoncte parfois, quand il lui est nécessaire de se protéger . Il se réarme automatiquement aux bout de quelques minutes, quitte à être conduit à bientôt re-disjoncter . Inutile d'expliquer que c'est  néfaste pour la durée de vie des instruments.

Solution

Le capteur multifonctions installé dans le bloc instruments est alors doté d'un périphérique BMP180 . Il remonte vers le portail en continu la mesure de température (°C), d'humidité (%), et de pression atmosphérique (Pa). Le dépassement du seuil de température annonciateur d'une disjonction fait l'objet d'une alerte sur mon smartphone. Ainsi prévénu d'un épisode de fortes températures, je peux momentanément modifier les plages horaires au niveau circuit SONOFF Basic, et filtrer quand il fait moins chaud .

BMP180

Objectif n° 3

Etre prévenu du besoin d'opérer un contre-lavage du filtre à sable et d'un nettoyage de la pisicine.

Constat

Même s'il est convenu de périodes d'entretien par le pisciniste, il est tentant de pouvoir être prévenu par l'électronique que le skimmer est bouché ou que le filtre à sable est saturé. En mode local, on dispose pour cela d'un manomètre à aiguille qui prévient d'une trop grande pression dans le circuit . Quand c'est le cas, il faut intervenir rapidement. Le problème, c'est que le manomètre n'est pas connecté au réseau, et il qu'il faut ouvrir le capot instruments pour y avoir accès.

Solution

C'est encore ici le circuit MAX9814 qui apporte la solution. Un filtre à sable encrassé, un skimmmer bouché conduisent à modifier, généralement à la hausse, le niveau sonore dans le bloc instruments . J'ai constaté une variation de l'ordre de 10 à 15b par rapport au niveau sonore nominal de 85 dB . L'évolution est bien visible sur les courbes histogrammes du portail Domoticz .

MAX9814

Objectif n° 4

Etre prévenu d'un risque d'inondation au niveau du bloc instruments.

Constat

Les instruments de filtration, et l'arrivée de l' alimentation élecrique étant dans un local semi enterré, il est arrivé que de forts orages  inondent le bloc, malgré le capot . J'ai eu aussi le cas d'une inondation du bloc instruments du fait d'une rupture du bouchon de vidange du filtre à sable. De ce fait, par deux fois, la pompe de filtration a dû être changée, avec de l'ordre de 500 €  pour un remplacement.

Solution

Le capteur multifonctions se voit alors doté d'un télémètre HC-SR04 qui mesure la distance avec le sol, quand le bloc instrument est sec, ou avec le niveau d'eau en cas d'inondation, depuis la tête du capteur . Celle-ci contient toute l'électronique , y compris le télémètre,  et se situe à 23/25 cm du sol. Elle est donc  elle-même protégée lors d'un début d'inondation .

HC-SR04

Réalisation n°2 - Optimiser l'arrosage automatique en mode goutte-à-goutte

Objectif n° 1

Régler les plages horaires d'arrosage depuis mon smartphone.

Constat

Pour cadencer les temps d'arrosage automatique,  quand j'étais absent, j'utilisais jusqu'alors un programmateur Gardena, non raccordé au réseau, et vissé sur le robinet d'arrivée d''eau. Sous le programmateur, j'avais mis en série un filtre anti-calcaire, un réducteur de pression, puis des vannes d'aiguillages pour distribuer l'eau vers les trois départs de tuyaux d'arrosage du jardin.

Cette solution robuste fonctionnait bien, mais ne me permettait pas de régler à distance les temps d'arrosage, en fonction de la météorologie, ou des vues de l'état du jardin remontées par la caméra.

Chaîne électrovanne

Solution

J'ai donc inséré, entre le filtre anticalcaire et le réducteur de pression, une électrovanne 12V ( le 12V est selon les textes de la sécurité électrique une très basse tension de sécurité, sans risque léthal ) . Celle-ci est contrôlée par des transistors MOSFETs, eux-mêmes gérés par un coeur ESP8266 . J'y avais déjà consacré un article sur www.philoc.fr. Par précaution j'ai conservé la coupure d'arrosage en tête, par le programmateur Gardena. En cas de défaillance ou de panne électronique, l'électrovanne, si elle reste ouverte, est sous la protection du programmateur Gardena. J'évite ainsi le risque d'une consommation excessive d'eau en cas de panne. Si l'electrovanne reste fermée (c'est son état par défaut en l'absence d'électronique), je devrai demander au paysagiste de se déplacer et rétablir de circuit d'arrosage initial.

Electrovanne 12V avec commande à distance

Objectif n° 2

Régler les plages horaires d'arrosage en fonction de l'humidité du sol.

Constat

Même en étant sur place, il m'est difficile de connaître le temps nécessaire  pour un arrosage au goutte à goutte en profondeur. Je trouve utile de disposer d'un point de mesure de l'humidité du sol, si possible prélevée à 15 cm de la surface.

Capteur humidité sol

Solution

La caméra motorisée donne déjà une bonne indication de l'état des plantes du jardin, et du besoin d'arrosage en particulier. Afin de disposer d'une information plus précise, j'ai installé un capteur au niveau d'une arrivée de goutte à goutte . Sur coeur ESP8266, et  doté d'un circuit KY70, il remonte une mesure représentative de l'hygrométrie du sol, prélévée par deux électrodes enfichées dans le sol. La mise à l' échelle s'effectue en centibars (cb).

Pendant deux mois, ce capteur a très bien fonctionné. Mais sous l'effet de l'humidité et de l'électrolyse, les électrodes se sont corrodées puis détruites. J'ai alors prototypé mon propre circuit d'électrodes en utilisant deux vis gavanisées de 15 cm de long, enfichées dans un support bois, espacées de 2 cm . Je les ai isolées depuis la tête jusqu'à 1 cm des pointes avec du scotch d'électricien. Dans l'état actuel, c'est économique, robuste, et le taux d'humidité est prélevé en profondeur. Il me reste à perfectionner le circuit d'électrodes pour obtenir une image plus linéaire du besoin d'arrosage.

Electrode d'origine , hors service

Electrode prototype : 2 vis, support, isolant

Alimentation des capteurs ; connectivité WiFi

J'ai été amené à distribuer une alimentation basse tension continue aux objets connectés. La valeur nominale est de 12 VDC / 1A max. pour le circuit de contrôle de l'électrovanne et celui du capteur multifonctions utilisé au niveau du bloc piscine. Le capteur d'arrosage utilise lui du 5 VDC / 200 mA. Privilégiant les critères de robustesse et de coût, j'ai tiré, depuis des blocs convertisseurs d'alimentation secteur, et jusqu'aux objets connectés, du câble 2 brins flexibles sous gaine PVC, par préférence à une alimentation solaire installée au pied de chaque capteur.

Pour assurer la connectivité WiFi en extérieur, et compenser la médiocrité de la couverture  WiFI en local procurée par ma box SFR, j'ai eu recours à un répéteur NETGEAR installé sous un auvent en extérieur. J'en avais déjà eu besoin pour la caméra motorisée.

J'ai commencé à optimiser la consommation des capteurs par le biais des instruction de mise en sommeil/réveil attachées à la technologie ESP8266, mais il me reste à effectuer un bilan plus précis de la consommation électrique de mon application de supervision. J'estime la puissance consommée à un ordre de 5 Watts, à comparer au 1000 Watts de la pompe de filtration de la piscine. L'installation est donc ainsi déjà à-même de générer des économies d'énergie.

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