IPX800 V4 : Arrosage automatique

De GCE Electronics
Aller à : navigation, rechercher

Arrosage automatique

Arrosage V4 presentation.png
Nom Arrosage automatique
Famille IPX800 V4
Wiki créé le 05/02/2018
Wiki mis à jour le 10/02/2018
Auteur fgtoul

Présentation

Le système d’arrosage que nous allons concevoir comporte 3 zones. Entièrement autonome, l’IPX800 V4 déclenchera l’arrosage de chaque zone en fonction d’un planning établi, le tout sécurisé par un capteur de niveau placé dans la citerne ou le forage, afin de protéger la pompe en cas de manque d'eau.

En cas de pluie, un capteur sur lequel il est possible de déterminer un seuil de déclenchement, permet de différer l’arrosage.

Vous pourrez piloter le système à distance grâce à l’interface web de l’IPX800 V4, ou encore localement avec des boutons poussoirs.

Les quatres premiers boutons permettent de déclencher l’arrosage en manuel, pour une zone et pour une durée déterminée.

Le dernier permet de mettre le système fonction ou de l’inhiber avec la fonction Saison/Hors saison.

Pour un bon fonctionnement, il conviendra de protéger les électrovannes par un filtre et un régulateur de pression, adaptés aux dispositifs d'arrosage (tuyères, goutteurs, asperseurs, ...).

Si la pompe n'est pas équipée d'un clapet anti-retour, il faudra en ajouter un sur le réseau.


En plus du capteur de pluie capable de suspendre un arrosage par temps pluvieux, Il est tout à fait envisageable de faire des économies  d'eau supplémentaires en utilisant une Applet IFTTT comme "Rain Tomorrow?" pour reporter un arrosage dans le cas où de la pluie serait au  programme du lendemain.

Schéma de principe

Le matériel utilisé :

  • IPX800 V4 + alimentation 12V
  • Boutons poussoirs Normalement Ouverts
  • Capteur de Pluie Normalement Fermé
  • Capteur de niveau Normalement Fermé
  • Electrovannes 24VDC (1) Normalement fermées + Filtres + régulateurs de pression
  • Alimentation 24VDC (1)
  • Pressostat
  • Réservoir à membrane
  • Pompe
  • Clapet anti-retour
  • Disjoncteur magnéto-thermique à puissance réglable (il faudra adapter le modèle à la pompe)
  • Disjoncteur différentiel 30mA
  • Disjoncteurs et Fusibles
  • Contacteur 240VAC
Note (1) : si vous utilisez des électrovannes en 24 VAC, il faudra utiliser une alimentation adaptée.

Schéma pour 240VAC monophasé :

Arrosage V4 Principe5.png

Le réseau hydraulique :

sur le réseau, le ballon (réservoir à membrane) fonctionne en surpresseur et permet de générer une réserve utile d'eau sous pression, qui pourra être utilisée sans redémarrer la pompe. Cela réduit donc les à-coups dûs aux arrêts-redémarrages de la pompe et augmente sa durée de vie. Au démarrage, une pompe consomme entre 5 à 7 fois sa puissance nominale. Le ballon permet donc de réduire également la consommation d'énergie.

La pompe est commandée par un pressostat. Ce dispositif permet d'ouvrir ou fermer un contact électrique, en fonction de 2 pressions qui déterminent les consignes :

  • La consigne haute : lorsque le réservoir atteint la pression haute attendue, la pompe s'arrête.
  • La consigne basse : lorsque la pression descend en dessous du seuil bas, la pompe démarre.

Ces pressions doivent être déterminées en fonction du modèle du réservoir et du volume d'eau nécessaire pour la réserve.

Branchements électriques à adapter : Si votre réseau hydraulique ne comporte que des points électriquement pilotables par l'IPX800 (cas des électrovannes), vous pourrez alors relier le pressostat (Point  A ) au point  N . Ainsi, l'alimentation de la pompe sera asservie à une demande d'arrosage. Si par contre, votre réseau comporte des points non contrôlables (cas des robinets), alors la pompe ne pourra pas être pilotée par l'IPX800. Dans ce cas, le Point  A  devra être relié au repère  P . De cette manière, l'ouverture d'un robinet enclenchera la pompe (en fonction de la pression) mais à condition seulement que le niveau d'eau soit correct dans la citerne ou le forage (capteur de niveau). Le schéma ci-dessus est présenté avec une liaison  A  -  P , car le système comprend 2 robinets.

Le schéma électrique

Schéma présenté pour 240VAC monophasé :

Arrosage V4 schema simple 4.png

Remarque : ici le pressostat est représenté en liaison  A  -  N  (voir plus haut le schéma de principe). Pensez à adapter le branchement en liaison A-P si nécessaire.


   Le schéma est présenté avec des électrovannes à solénoïde 24VDC et avec des alimentations vendues par GCE.
   Les alimentations et les protections par fusibles (courant CC) ou par disjoncteur (courant AC) sont à adapter en fonction des consommations réelles, du type de vannes et du nombre d’extensions connectées sur l’IPX800.En cas de construction neuve  ou rénovation profonde, la norme NF C15-100 interdit l'usage de fusible et impose les disjoncteurs.

Branchement du niveau à flotteur

Le branchement proposé ci-dessus suppose une distance raisonnable entre l’IPX et le flotteur. Mais si la distance est trop importante, la chute de tension provoquée sur l’entrée digitale empêchera la détection de la fermeture du contact du flotteur. Il faudra alors modifier le branchement de manière à alimenter le capteur avec une tension supérieure, 12V ou plus, nous prendrons par exemple la tension 24 VDC et placerons un relais 24 VDC intermédiaire :

Arrosage V3 schemaNiveau.png


Variantes

  • En complément ou en remplacement du capteur de pluie, vous pouvez utiliser des capteurs d’humidité du sol.

Certains modèles comportent une sortie relais et se branchent donc de la même maniere sur une entrée digitale, d’autres sont équipés d’une sortie analogique. Il faudra donc connecter ces derniers sur une entrée analogique de l’IPX800. Il faudra définir les seuils haut et bas. Le franchissement du seuil haut (sol très humide) passe OFF le relais 5. Au contraire, un sol sec (sous le seuil bas) met le relais ON.

  • Sur l'entrée digitale 3 disponible, vous pouvez raccorder un compteur d'eau froide à impulsions.

Compteur-d-eau-froide-a-impulsion.jpg

Il faudra créer un scénario pour que chaque impulsion incrémente un compteur interne de l'IPX800 du volume correspondant. Si le compteur délivre 1 imp/litre, un scénario et un compteur seront suffisants.

Arrosage V4 scene3b.png

Si le compteur d'eau délivre plusieurs impulsions par litre, il faudra utiliser 2 compteurs internes, le premier incrémentant le second en fonction du nombre d'impulsions par unité de volume.

Exemple avec un compteur à 4 imp/litre : 
Le compteur 1 reflètera la quantité d'eau totale consommée
Le compteur 2 compte les impulsions par volume.

Scène A : lien entrée digitale avec compteur 2

Evènement : Entrée Digitale 03

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Incrémentation ; valeur=1]


Scène B : incrément du compteur 1 après 4 impulsions

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 01 [ Incrémentation; valeur =1]


Scène C : RAZ compteur 2

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Set; valeur =0]

Sorties relais

Description

Relais 1 : Ce relais est directement piloté par l'IPX800. Lorsqu'un démarrage de l'arrosage est demandé, l'IPX800 passe ce relais ON afin d'alimenter les électrovannes et la pompe.

  • état OFF : L'alimentation 240Vac est coupée.
  • état ON : L'alimentation 240Vac est active.

Relais 2 : Le niveau d'eau

  • état OFF : Manque d'eau
  • état ON : Niveau d'eau correct.

Un niveau bas interdit le fonctionnement de l'arrosage, même en mode manuel.

Relais 6, 7 et 8 : Ces relais sont pilotés par les Plages horaires. Ils activent ou désactivent l'alimentation 24 VDC des électrovannes en fonction du planning d'arrosage par zone.

  • état ON : En mode manuel ou automatique, l'arrosage est permis sur la zone.
  • état OFF: L'arrosage est inhibé sur la zone, en mode manuel ou automatique.

Les relais retombent automatiquement à l'état OFF au bout d'une temporisation propre à chaque zone.

Configuration

Sur l'IPX800 V4, à partir du menu Administrateur, vous pouvez nommer les sorties via le menu Périphériques / Sorties Relais

Arrosage V4 sorties2.png

Commandes et capteurs

Description

Entrée digitale 1 : Le niveau à flotteur.

Ce capteur constitue une sécurité de fonctionnement pour la pompe. Le capteur doit être de type NF (fermé lorsque le niveau est satisfaisant).

Si le capteur est de type NO, il conviendra de modifier le scénario lié à l'entrée.

Il est possible d’être prévenu par notification lorsque le niveau d’eau passe sous le seuil bas.

Le message devra être paramétré sur l'évènement OFF de l’entrée digitale 1.


Entrée digitale 2 : Le capteur de pluie.

Le capteur doit être de type NF.

En cas de pluie (seuil réglable), le contact s'ouvre, ce qui suspend l'arrosage en mode automatique.

Si le capteur est de type NO, il conviendra de modifier le scénario lié à l'entrée.


Entrée digitale 4 : Le mode Auto/manuel

Le bouton poussoir de type NO permet de sélectionner le mode de fonctionnement automatique ou manuel. Si vous rétablissez le mode automatique juste après un cycle manuel, il y aura cumul de cycles sur les zones.

Vous pouvez laisser le mode manuel actif pour interdire les cycles automatiques à venir sur la journée. Il est possible de forcer le retour du mode automatique par la mise en place d'un timer en fin de journée.


Entrées digitales 5, 6, 7 : Inclusion de zone

Chaque bouton poussoir (de type NO) autorise ou interdit le fonctionnement de l'électrovanne en charge de la zone correspondante relais 6, 7 et 8).

  • En mode automatique : pendant l'arrosage, il est possible d'inclure ou exclure l'électrovanne sans avoir à intervenir sur les timers de l'IPX800.

La zone sera automatiquement réactivée lors de la prochaîne période d'arrosage. Chaque inclusion de la zone au cycle d'arrosage en cours relance la temporisation.

  • en mode manuel : ces boutons permettent d'inclure ou exclure les électrovannes du cycle d'arrosage en cours. Chaque inclusion relance la temporisation sur le relais correspondant.


Entrée digitale 8 : La saisonnalité.

Le bouton poussoir de type NO permet d'activer la saison d'arrosage ou d'y mettre fin.

Configuration

Sur l'IPX800 V4, à partir du menu Administrateur, vous pouvez nommer les entrées via le menu Périphériques / Entrées digitales.

Arrosage V4 Entrees.png

Les plages horaires

L'automatisation de notre système d'arrosage repose entièrement sur la mise en place d'horaires.

Nos consignes horaires détermineront la durée de l'arrosage. Le relais d'une zone sera mis à l'état ON en début de plage horaire, puis OFF en fin de plage horaire.

Nous pouvons également déterminer le fonctionnement du mode manuel : désactivation systématique ou non, en fin de journée.

Voici un tableau présentant un exemple de programmation :

Arrosage V4 Planning2.png


Voici comment les Timers sont mis en place sur l'IPX800, suivant l'exemple ci-dessus :

Par le menu Administrateur/Périphériques, configurons une à une nos plages horaires.

Exemple de saisie avec la Zone Z3, tous les jours de 18:00 à 21:30

Arrosage V4 Planning4b.png

Au final :

Arrosage V4 Planning3c.png

Vous remarquerez que nous avons créé une plage horaire de 23:29 à 23:30 tous les jours. Celle-ci sera utilisée pour rétablir le mode automatique quotidiennement.

La programmation

Les sorties virtuelles

Nous avons configuré tous nos éléments de base (Entrées, Sorties, Horaires). Nous devons créer des scènes afin d'établir les interactions entre eux.

Nous nous aiderons de sorties virtuelles pour notre programmation.

Par le menu Administrateur/Périphériques, nommons nos sorties virtuelles

Arrosage V4 Virtuelles.png



Les sorties virtuelles 11, 12 et 13 feront office de tempo pour les arrosages manuels des zones respectives Z1, Z2 et Z3.

Réglez la valeur Tb en secondes sur chacune d'elles (Valeur max = 13743 soit 3h49 environ)

Si l'arrosage manuel d'une zone doit durer plus longtemps, il faudra réactiver la tempo de la zone par un nouvel appui sur le bouton poussoir correspondant.

Remarque :  par défaut, l'unité de temps de l'IPX800 V4 est la seconde. Vous pouvez le vérifier dans le menu Administrateur/Réseau/Paramètres

Le champ "DIVISION TA/TB" doit être OFF
* OFF = l'unité est la seconde
* ON  = l'unité est le 1/10 de seconde

Les scènes

Arrosage V4 ProgrammationSimple.png

ED=Entrée Digiale ; SV = Sortie Virtuelle ; CPT = Compteur ; Horaire = Plage Horaire ; RELAIS = Sortie Relais

Exemples :
ED1 = Entrée Digitale N°1 ; Horaire10 = Plage Horaire N°10 ; CPT1(INC=1) = Compteur N°1 (Incrémentation de 1)
CPT2(SET=0) = Compteur 2 ( Set Valeur=0)


Exemple de programmation avec la scène 2 :

Si la quantité de pluie est insuffisante, l'entrée digitale 2 est ON. L'IPX800 bascule l'état de la sortie virtuelle 2 et le relais 4 à ON.

Si la quantité de pluie est suffisante, l'entrée digitale 2 passe OFF. L'IPX800 met la sortie virtuelle 2 et le relais 2 à OFF.

Si vous avez opté pour ne pas mettre de voyant sur le Relais 4, vous ignorez son pilotage dans le résultat du scénario.

Arrosage V4 EntreeN2simple.png

Exemple de programmation avec la scène 3 :

Cette scène incrémente le compteur 2 de l'IPX800 V4 à chaque impulsion délivrée par le compteur d'eau sur l'entrée digitale 3.

NB : les scènes 3, 4 et 5 dépendent de votre choix concernant l'installation d'un compteur à impulsions.

  • Si vous n'avez pas de compteur, ces 3 scènes peuvent être ignorées.
  • Si votre compteur génère 1 impulsion par unité de volume, seule la scène 3 est nécessaire. Le compteur 2 contiendra alors la consommation d'eau.
  • Si votre compteur génère plusieurs imp/unité de volume, Créez les scènes 3,4 et 5 en adaptant les deux dernières. Le compteur 1 contiendra alors la consommation d'eau.

Arrosage V4 scene3b.png

Exemple de programmation avec la scène 5 :

Lorsque le compteur 2 atteint le nombre attendu d'impulsion pour une unité de volume, l'IPX800 incrémente le compteur 1 et remet le compteur 2 à zéro. La scène 5 réalise la remise à zéro.

Arrosage V4 scene5.png

Exemple de programmation avec la scène 17 :

Dès que l'IPX800 V4 détecte que c'est le jour et l'heure de déclencher un arrosage automatique sur la zone 1, elle passe la sortie virtuelle 8 à l'état ON.

Lorsque l'heure est passée, les évènements "Plage Horaire" passent automatiquement à l'état OFF, l'IPX800 met donc la sortie virtuelle 8 à l'état OFF..

Les scènes 17, 18 et 19 doivent être adaptées en fonction des plages horaires que vous avez créées.

Arrosage V4 scene17.png

Exemple de programmation avec la scène 23 :

Avant de décider si un arrosage automatique est possible sur la zone 1, l'IPX800 V4 doit vérifier les différentes conditions :

  • le mode manuel doit être désactivé (la sortie virtuelle 3 doit être OFF. Nous utiliserons donc le bloc "NON" pour autoriser une action.)
  • le niveau d'eau doit être correct (la sortie virtuelle 1 doit être ON)
  • Le capteur de pluie ne doit pas avoir reçu la quantité d'eau nécessaire pour le faire passer OFF, la sortie virtuelle 2 doit donc être ON.
  • La saison doit être activée. La sortie virtuelle 4 doit être ON
  • le jour et l'heure sont corrects. La sortie virtuelle 8 doit avoir été passée à l'état ON par la scène 17.

Si toutes ces conditions sont réunies, l'IPX800 met la sortie virtuelle 14 à l'état ON, un arrosage automatique est à faire. Sinon, l'IPX800 la met à l'état OFF.


Arrosage V4 scene23.png

Le pilotage

Pour la supervision de votre système d'arrosage avec l'IPX800 V4, vous devez créer des widgets sur les tableaux de bord.

Nous avons d'abord les commandes par boutons poussoirs. L'action des boutons poussoirs étant momentanée (c'est le principe du poussoir), nous avons dû utiliser des sorties virtuelles pour mémoriser les changements d'état demandés. Cces sorties virtuelles pourront être contrôlées via l'interface de l'IPX800 V4 (Dashboard), et cela nous arrange bien, car je vous rappelle que les entrées physiques ne sont pas pilotables par scénario, ni par l'interface.

Liste des sorties virtuelles de notre système, pilotables via l'interface :

Arrosage V4 PilotageVirtuelles2.png

Ajoutez un widget de type "Pilotage Relais/Entrées virtuelles / Sorties virtuelles"

Prenons exemple avec la sortie virtuelle 3 :

Arrosage V4 PilotageVirtuelleN3.png

Résultat sur le dashboard :

Arrosage V4 PilotageVirtuelleN3db.png

De la même manière, créez les autres widgets pour les autres sorties virtuelles.

Faites attention aux indicateurs Niveau et Pluie, le contrôle ne doit pas être activé.

Il ne devraient pas être modifiables manuellement.


Voici les widget complets permettant de gérer le système d'arrosage.

Arrosage V4 PilotageVirtuelleDB.png

Pour aller plus loin

A l'usage, le pilotage local du système via les boutons poussoirs peut paraître compliqué à cause du manque de visibilité concernant l'état des entrées/sorties de l'IPX800.

Pour faciliter les manipulations, il est nécessaire de rajouter des voyants sur les sorties relais de notre IPX800.

Attention : certains voyants sont en 240VAC, d'autres en 24VDC. En fait, dans notre exemple nos électrovannes sont alimentées en 24VDC, d'où les voyants 24V. Si vous utilisez des électrovannes ayant une autre tension de commande, il faut adapter les voyants.

Le schéma avec les voyants

Le câblage principal ne subit aucun changement. Nous nous contentons d'ajouter des voyants sur les relais, ainsi que les relais inutilisés dans le schéma précédent.

Arrosage V4 schemaComplet2.png

Remarque : ici le pressostat est représenté en liaison  A  -  N  (voir plus haut le schéma de principe). Pensez à adapter le branchement en liaison A-P si nécessaire.

Description

Relais 1 : Ce relais est directement piloté par l'IPX800. Lorsqu'un démarrage de l'arrosage est demandé, l'IPX800 passe ce relais ON afin d'alimenter les électrovannes et la pompe.

  • état OFF : le voyant est éteint. L'alimentation 240Vac est coupée.
  • état ON : le voyant vert est allumé. L'alimentation 240Vac est active.

Relais 2 : Le niveau d'eau

  • état OFF : un voyant rouge signale un manque d'eau
  • état ON : un voyant vert signale un niveau d'eau correct.

Un niveau bas interdit le fonctionnement de l'arrosage, même en mode manuel.

Relais 3 : Mode Automatique / Manuel

  • état ON : mode manuel. Le voyant est rouge.
  • état OFF : mode Auto. Le voyant est vert

Relais 4 : Ce relais est directement piloté par le capteur de pluie.

  • état OFF : le seuil réglé a été dépassé. L'arrosage est inutile. Le voyant est éteint.
  • état ON. le seuil réglé n'est pas dépassé. L'arrosage est nécessaire. Le voyant est vert.

Relais 5 : La saisonnalité Ce relais permet la mise hors service de l'arrosage automatique. L'IPX800 reste alimentée.

Le mode manuel outrepasse cette condition.

  • un voyant rouge signale un mode "hors saison"
  • un voyant vert sgnale un mode "saison en cours"

Relais 6, 7 et 8 : Ces relais sont pilotés par les Plages horaires. Ils activent ou désactivent l'alimentation 24 VDC des électrovannes en fonction du planning d'arrosage par zone.

  • à l'état ON, le voyant est éteint. En mode manuel ou automatique, l'arrosage est permis sur la zone.
  • à l'état OFF, le voyant rouge est allumé. L'arrosage est inhibé sur la zone, en mode manuel ou automatique.

Les relais retombent automatiquement à l'état OFF au bout d'une temporisation propre à chaque zone.

 Sur les relais 6, 7 et 8, il est possible d'ajouter les témoins verts optionnels présentés sur le schéma. Dans ce cas, leur signification serait :
- voyant rouge et voyant vert éteints : Fonctionnement normal en attente d'un cycle d'arrosage.
- Voyant rouge allumé. Vert éteint : zone exclue. Pas d'arrosage possible.
- voyant rouge éteint. Vert allumé : arrosage en cours sur la zone.

Remarque : Le câblage des relais 2, 3, 4 et 5 est facultatif.

L'usage des voyants facilite l'utilisation locale avec les boutons poussoirs. Mais vous pouvez utiliser ces 4 relais à d'autres fins si vous le souhaitez.


La programmation

Les relais nouvellement équipés de voyants devront être ajoutés dans la programmation existante.

Dans le tableau ci-dessous, les relais sont ajoutés en italique ( scènes 1, 2, 7, 11 et 30) :

Arrosage V4 Programmation3.png

Et voici l'exemple de création de la scène 2 :

Arrosage V4 scene2.png