Petit projet d'automatisation (porte poulailler)

[baune]

Bonjour à tous !

Cela fait bien longtemps que je consulte cette section du forum pour tout un tas de questions que j'ai eu à me poser en électronique...
J'en profite pour remercier tout les participants qui m'ont bien souvent aidés sans le savoir, notamment certains membres actifs que l'ont voient enrichir le forum depuis des années !!!

Alors aujourd'hui je viens vers vous pour discuter d'un petit projet.
L'objectif est de concevoir un système qui commande automatiquement l'ouverture et la fermeture d'une "trappe" de poulailler, le matin et le soir (selon la lumière).
Bon pour remettre dans le contexte, je n'ai pas fais de vrai projet électronique depuis des années et la reprise du sujet est fastidieuse (bien que passionnante).
Alors je vous préviens, j'ai surement fais des erreurs de conception et je risque de faire des erreurs de langages ou des confusions...


J'ai déjà établis un 1er schéma relativement simple dont j'aimerais vérifier la pertinence avec vous et éventuellement, débattre de solutions différentes.

Les paramètres et contraintes sont simples :
Paramètres : Fait-il nuit ou jour ? La porte est elle en position ouverte ou en position fermée ?
Contraintes : Bien que les poules rentrent d'elles-même dès lors que la luminosité baisse (gros nuages ou tombée du jour), il reste le risque que les poules mettent du temps à rentrer pour divers raisons.
Pour éviter d'offrir des poules retardataires aux renards, deux solutions sont exploités :
prendre une marge sur la luminosité de déclenchement + temporisation importante avant action moteur (au cas ou la baisse de lumière serait brutale).
J'imagine éventuellement l'ajout d'une fonction qui comparerait l’état avant et après la grande tempo et annulerait l'action si changement.
Il faut aussi une marche forcée pour l'ouverture ou la fermeture de la porte/trappe (On-Off-On).

Alors vous allez me dire qu'il suffirait d'utiliser une "prise programmable", mais ce serait tellement moins amusant !




Détails des fonctions :

_Capteur de lumière [S=1=Jour / S=0=Nuit] = LDR en pont diviseur de tension (réglable) suivis de 2 transistors à émetteur commun..

_Tempos 1 et 2 du capteur lumière = Deux inverseurs trigger de Schmitt avec circuits RC pour éviter des changements d'état intempestif de la détection lumière (phare de voiture, petits nuages...).
De l'ordre de 50sec (x2) -> Il faudra donc maintenir un état "stable" ~ 2min pour déclencher la fonction suivante.

_Détection de l'état de la porte et de la lumière, réalisé à l'aide de portes & et d'un inverseur :
-> Seulement s'il fait nuit et que la porte est ouverte, U5A=1; Seulement s'il fait jour et que la porte est fermée, U5B=1.
Suivis par une porte OU EXCLUSIF qui déclenchera le 555 (grande tempo) si une des deux portes & est à 1.

_Grande temporisation : Activation du 555 en monostable dont la durée d'état haut est réglable (~15min à <60min).

_Détection "fin de grande tempo" et "mémorisation de l’état de la porte" pour commander le moteur sur toute sa course.
Réalisée par deux bascules D. La "Marche forcée" est réalisée par les entrées Preset des bascules.

_Sélection du sens de rotation moteur en fonction de l'état de la porte :
Réalisé par les deux portes & restantes sur le CI, entrées reliées aux bascules D et aux contactes de porte inversés.
-> sur chaque "branche" du circuit (rotation moteur gauche et rotation droite), Si la bascule D = 1 et que le contact de porte = 0 (|=1) Alors la sortie est à 1.

_Activation du moteur :
Le moteur sera commandé par deux relais connectés en "Pont en H", chacun étant précédé par un transistor (courant bobine max=30mA), commandés par la fonction précédente.


Voila le topo !

Les questions restant en suspens sont les suivantes :
Le moteur (50mA/12v) a une force de 14 N.cm (9t/min en charge).
Sera-il suffisant à votre avis, pour porter une charge de l'ordre de 2 à 3Kg, voir un peu plus ?
Et quel système mécanique puis-je employer ???
-> Je pense ouvrir la trappe par le haut, celle ci serait calée dans une glissière et tirée par deux poulies reliées à une petite roue sur moteur qui enroulerais le câble (solution imparfaite!).
Aussi, quelles sécurité concernant le moteur (condo, diodes...)
Niveau découplage, je ne suis pas sur d'être bon.

J'aimerais ajouter une système de détection d'erreur (type : la porte ne se ferme pas ou les états sont incohérents), actionnant un buzer par exemple.
Eventuellement, ajouter une détection de "batterie faible" (d'ailleurs les deux batteries 6v pourrait être remplacée par une 12v mais j'ai deux piles 6v en rab).

Choix de composants :
Diodes : 1N4148 (vd=1v, 200mA)
Q = 2n5551
LDR = VT935G (80Mw, 1MOhm = nuit / 40K mini en lumière)

CI:
1 Monostable SA555 PG4 (les composants doivent résister à de faibles températures, je suis dans le haut-Doubs!!!).
6 Inverseurs Trigger de Schmitt = M74HC14BR1
2 OU Exclusif à 2 entrées = 74HCT84N (sur le schéma il s'agit d'une "ou-non exclusive", mais je peux utiliser l'inverseur restant à la place du "non")
4 Portes & à 2 entrées = 74HC08
2 Bascules D = 74HC74

2x Relais = TSC-105L3H (SPDT) : Vbobine=5v/30mA; Tension contact max = 24V et Courant contact min=1mA /max=1A (2.07€)
1x Moteur DC : 20-30mA no load courant (=courant mini déclenchement ?), 50mA/12V 14t/min - 9t/min en charge, 14N.cm (20€)
1x Régulateur de tension 5v = L7805ABV : 7,5v à 35v; S=4.8v à 5.2v pour 1A max; -1mv/°C

Les valeurs des composants discrets sont indiquées sur le schéma.
Bien sur, j'ai besoin d'une consommation au minimum afin de préserver la ressource d'énergie et d'un cout le plus faible possible pour mon porte-feuille
Ces choix sont le résultat d'une étude des datasheet et recherches internet ! Mais mes connaissances sont très limités (surtout pour les calculs et effets induits)...

J'aimerais être rassuré quant à l'efficacité et la faisabilité du schéma / fonctions et évaluer la pertinence des composants/valeurs choisis.
Pour l'instant, j'ai tout élaboré seul (enfin, grâce à vous et internet!), mais là, avant de passer commande j'aimerais vérifier mon étude avec des passionnés.

Le prix total des composants est d'une 50aine d'Euros.
Auquel s'ajoutera la sérigraphie et prototypage.

Merci de votre participation à ce projet, je comprend qu'il n'est pas évidant de répondre à mes question...
En tout les cas, merci de m'avoir lut jusqu'ici
Au plaisir,

Vincent
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[DAUDET78]

Il y a des dizaines de discussion sur le poulailler ! Fait une recherche sur le forum avec ce mot clef ....

[mag1]

Bonjour,

J'ai pas encore vu le schéma, mais je remplacerais tout cela par un petit picaxe à 3 euros.

MM

[baune]

Merci de vos réponses rapides...

C'est bête mais j'ai cherché les fonctions distinctement sans penser à chercher l'ensemble, enfin j'avais trouvé quelques trucs pas pratiques pour moi.
Je vais potasser un peu les sujets.

C'est vrais que c'est "une usine à gaz" pour ce que c'est... et chère!
Mais les picaxe nécessite une programmation (à priori?) et je ne suis pas sure de pouvoir la réaliser sans y passer beaucoup de temps.


Au fait, j'ai voulu éditer mon message car j'ai dit que la fonction "choix du sens moteur" etait réalisé par les deux portes & à la fin.
Il n'en est rien, c'est bien les bascules D qui actionne un sens ou l'autre, les portes & à la fin servent à arrêter le moteur une fois en position ouvert ou fermé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mag1]

Oui, bien sûr, il faut programmer un peu, mais c'est du basic, ultra simple à programmer directement sur un port série de PC.

Voici des pages qui donneront des exemples, d'autres y sont arrivés (voir la discussion sur le portail coulissant).

http://electromag1.wifeo.com/

MM

[PIXEL]

hello ,

je ne vois aucun reset sur cette usine à gaz , ni "chien de garde"

donc en cas de coupure de jus ou de parasite , tout ça va partir en live...

à la grande joie des renards locaux

[luc_1049]

bonjour

Quelques idées à recadrer avec les habitudes des volatiles et du renard :

Le renard rusé , ne serait il pas tenté de rentrer dans le poulailler avec les poules ?
Auquel cas sans doute ferait il beaucoup de bruit dans le poulailler, déclencher une alarme ?

Vous parlez de tempo, vous pourriez peut être envisager de compter le nombre de poules rentrées, soit elles ont leurs habitudes chacune sur un perchoir dédié ou à l'entrée en les forçant à passer dans un sas l'une après l'autre avec un système de cellule pour les compter et éventuellement compter un intru, le renard !
Quelles caractéristiques vous permettrait de distinguer une poule d'un renard, sa couleur, sa hauteur, sa vitesse ?
Sinon vous ne garantissez pas que le renard ne puisse pas rentré dans le poulailler soit dans le flot des poules ou avant ou après !
Voir un système de puce et de lecture sans fil, mais là c'est sans doute plus compliqué !

Une tempo si elles ne sont pas toutes rentrées déclencherait une alarme.
Pour parfaire la gestion de la baisse de lumière, si vous mettiez un microcontrôleur avec un horodateur une fonction calcul du lever du jour ou de la nuit serait plus sure.

cdlt

[baune]

Merci de votre participation, c'est intéressant de confronté une étude

Pour le Pixate, c'est une solution sexy, je vais regarder d'un peu plus près !!!
Cela dit, le plus chère du circuit c'est le système moteur, mais l'ensemble serait beaucoup plus simple.

Chien de garde... C'est vrai que je n'ai aucune sécurité du système en lui même; s'il y a un parasite ou une coupure lors d'une manœuvre, la porte se retrouverait en position de "non contact" et le système ne s’enclencherait plus.
Il faudrait utiliser une autre tempo alors...

Concernant vos idées, luc, elles sont intéressantes et certaines m’ont travaillées depuis longtemps.
En vérité, le renard pourrait attaquer en pleine journée, ou avant la tombée de la nuit (cela m'est déjà arrivé 2 fois).
Un détecteur de présence de renard serait pas mal... et très commercial !
J'ai imaginé concevoir un détecteur spécifique mais sur quoi ? La masse, la couleur, la fréquence du renard, la hauteur ?
La faisabilité m'est apparue trop complexe et j'ai laisser tombé; mais cela serait idéal !
Si vous avez des pistes en ce sens, il serait intéressant d'y réfléchir car cela intéresserait nombre de gens !

Par contre, effectuer un comptage serait surement plus simple, mais le nombres de poules est variable (= afficheur et interface de prog).
Et j'ai eu peur des erreurs (la poule peut sauter, stationner, passer l'une sous l'autre -> ça arrive souvent, se suivre de très près)...

Pour parfaire la gestion de la baisse de lumière, si vous mettiez un microcontrôleur avec un horodateur une fonction calcul du lever du jour ou de la nuit serait plus sure.

Horodateur ? Ce serait une horloge autorisant la fermeture ou l'ouverture sur une plage horaire mais aussi en fonction de la lumière ?
C'est pas mal, à condition alors d'utiliser un microcontroleur.


Mais dites moi, concernant le schéma tel qu'il est présenté, hors-mis les points abordés, serait il électriquement fonctionnel ou me suis-je planté ???



Au plaisir de vous lire,
Vincent

[luc_1049]

Bonjour

Pour l'horodateur, il faut effectivement un microcontrôleur et l'idée est donc bien d'ouvrir ou fermer en tenant compte de l'heure (plage horaire) ce qui vous permettrait de vous affranchir de la détection de la lumière, sinon c'est une sécurité en plus. La lumière peut aussi être utile si vous voulez le cas exceptionnel d'une éclipse !

Pour le schéma, vite fait je ne vois pas de capacité de découplage ni explicitement de fonction anti -rebond.

Comme vous le dites vous même c'est compliqué en terme de fils au regard d'une fonction avec micro qui vous permettra de faire de l'auto contrôle, détection de panne et de redémarrer automatiquement.

Je ne connais pas le picaxe, mais cela semble bien adapter, cela vous permettra de faire un séquenceur assez facilement. Prenez en un avec une marge d'entrées sorties, sinon à défaut un peu de logique pour multiplexer les signaux... Attention à sa gamme de température de fonctionnement.

Puisque vous maîtrisez la logique électronique, vous devriez vous adaptez à un micro, car vous avez des bases d'électronique hardware et resterez proche du matériel dans votre codage, vous avez toute les chances de réussir, même si vous trébucherez sur quelques bug au début !

Vous dites qu'une poule peut passer sur une autre, sauf comme je le suggérais à faire un sas un couloir bien dimensionné par rapport à la dimension d'une poule. Un tapis spécifique ne permettrait il pas de forcer le passage de l'une après l'autre.

Concernant les moyens de dicriminer un renard, il faudrait peut être se rapprocher de chasseurs, d'agriculteur... L'idée de la masse pourquoi pas.
Il faut sans doute détecter sur la base de la conjonction de plusieurs facteurs.
cdlt