La vie en boucles

Enregistreur de données aquaponiques

La comparaison du comportement thermique des deux systèmes aquaponiques TA_2400 et TA_500 nécessite un enregistrement des températures. La surveillance porte sur 6 points de mesure. Or la collecte manuelle de ces données est astreignante et insuffisante en fréquence. D’où l’intérêt d’utiliser un enregistreur de données automatique. Car la compréhension, puis la maîtrise, des échanges thermiques constitue la clé pour un élevage réussi de la truite. Cette collecte d’informations permettra également d’automatiser le maintien de la température de l’eau autour d’une température de consigne. Ceci grâce à une électrovanne pilotée par un programme. Laquelle permettra de profiter au maximum des moments ensoleillés d’hiver lorsqu’il faut maintenir l’eau à 10°C. Et également, des nuits claires estivales permettant le refroidissement radiatif passif de l’eau.

Rappel des six points de mesure de la température sur un système aquaponique

Six sondes de températures sont positionnées sur le système aquaponique pour comprendre les transferts techniques et piloter la zone de modulation de la température. Une sonde dans le bassin témoin TA_2400. Une autre dans le bassin TA_500. Une troisième en sortie du bac de culture pour mesurer l’effet graviers. Une quatrième enterrée à -60 cm dans le sol pour apprécier l’effet tampon du sol. Une cinquième en sortie de la zone de modulation de la température. Enfin une dernière sous abri pour mesurer la température de l’air au dessus de l’installation.

Enregistreur automatique  des températures d'un système aquaponique, 
avec six points de mesure toutes les 10 minutes
Enregistreur automatique des températures d’un système aquaponique,
avec six points de mesure toutes les 10 minutes

Un enregistreur de données DIY, encore appelé « datalogger »

Le choix technologique devrait logiquement se porter sur une solution privilégiant le wifi, la consultation en direct des données et l’archivage sur le cloud par exemple. Ce que l’on peut obtenir avec un composant ESP32/8266. Or tout le monde ne dispose pas du wifi sur le site des bassins aquaponiques. C’est pourquoi j’ai fait le choix d’une solution technologique un peu dépassée, mais passe partout: le datalogger.

Le datalogger est construit autour d’une carte Arduino Uno. Un shield additionnel pilote le stockage d’information sur une carte SD ainsi qu’une horloge temps réel intégrée. Les 6 sondes de température étanches DS18B20 sont branchées sur une seule entrée. Des capteurs, dont des sondes de températures supplémentaires, sont ajoutables à volonté. Ultérieurement, ce même dispositif utilisera les données des sondes pour piloter une électrovanne selon les conditions externes. Remarque : du joint silicone renforce l’étanchéité des sondes.

Les éléments constitutifs de l'enregistreur de données ou "datalogger"
Les éléments constitutifs de l’enregistreur de données ou « datalogger »

Les références des composants  utilisés :

Ce datalogger  équipé de 6 sondes de températures coûte entre 25 € et 40 € selon les fournisseurs retenus (port compris, boitier non compris):
– Carte arduino Uno : 8 €
– 6 sondes étanches DS18B20 capteurs de température : 6 x 4.39 € chez VS-elec
– Une résistance 4.7 K ohms
– Shield datalogger avec lecteur de carte SD et horloge intégrée : 5.29 € chez VS-elec

 
Le datalogger assemblé, avec deux sondes de température branchées
Le datalogger assemblé, avec deux sondes de température branchées
Le datalogger terminé, en boitier étanche, avec les 6 sondes de températures
Le datalogger terminé, en boitier étanche, avec les 6 sondes de températures

Un programme évolutif pour l’enregistreur de données

L’écriture du programme ne pose pas de difficultés particulières. Car je me suis appuyé sur 2 ressources : https://www.carnetdumaker.net/articles/fabriquer-un-systeme-dacquisition-de-mesures-datalogger-avec-une-carte-arduino-genuino/ et http://tiptopboards.free.fr/arduino_forum/viewtopic.php?f=5&t=68. Le fichier final gère actuellement 6 sondes de températures. Pour ceux que cela intéresse, je tiens le fichier de code à disposition, gracieusement. Merci de formuler la demande par mail .

Les données disponibles sur la carte SD.

L’enregistreur de données enregistre toutes les dix minutes les températures des 6 sondes. Ainsi, les données horodatées sont disponibles dans un fichier au format CSV . Ce fichier est stocké sur la carte SD. Il affiche les températures au 1/100è de degré. En réalité, le pas de mesure est de 0.06 degré et la précision de la mesure voisine de +/-0.1°C.

Suivi thermique du bassin aquaponique TA_500 le 31/12/2020
 avec activation du réchauffement solaire
Suivi thermique du bassin aquaponique TA_500 le 31/12/2020
avec activation du réchauffement solaire

7 Comments

  1. Olivier C.

    Bonjour, pourquoi ne pas utiliser un modem sigfox? Presque toute la France est couverte, ça consomme rien en énergie, c’est très peu chère (~15€ le modem) et c’est conçu pour l’IOT donc parfait pour ce type de projets. L’abonnement réseau est de l’ordre de 3€ par an (autant dire rien du tout).

    • jcgoudeau

      Bonjour, merci pour ce rappel sur l’opportunité d’utiliser les réseaux dédiés à l’internet des objets: Sigfox et Lora. Il y a 7 ans, j’avais suivi la mise au point d’un piège à pyrales à poser dans les maïs, utilisant la technologie Sigfox. Cela fonctionnait moyennement avec notamment des trous dans la couverture du territoire. La couverture satellitaire en cours va, il est vrai, changer la donne. N’ayant pas de culture électronique, je suis resté sur cette mauvaise impression et je n’ai pas creusé cette piste qui pourrait trouver de beaux développements pour le pilotage de tous les objets connectés dans une installation aquaponique.

      • Olivier C.

        J’utilise actuellement sigfox pour ma serre aquaponique afin de mesurer le pH, l’humidité et la température, ça marche super bien, mais bon j’habite en ville, pas à la campagne.

  2. Jean-Luc

    Bonjour Jean-Claude,
    Très bon article comme d’habitude, une mine d’information, mais pas du tout « DIY » pour moi. J’en suis pas encore là ….
    Bonne année à tous les aquaponistes
    Jean-Luc B

  3. Anonyme

    C est tres aimable de ta part de faire profiter tout le monde de tes recherches .c est un beau cadeau de fin d annee pour les aquaponiste .ca merite d etre recompense .

  4. Dupont

    Super matos un peu technique cela serait cool de pouvoir l acheter prêt 💵 à l emploi … si possible je suis acquéreur,, merci 🙏

    • jcgoudeau

      N’ayant aucune compétence en électronique, je ne peux pas et ne souhaite pas en faire un produit commercial. Je partage juste un peu de débrouillardise pour accéder à des données utiles pour la gestion thermique en aquaponie. Pour vérifier qu’un système aquaponique isolé au maximum le jour et au minimum la nuit permet de passer les canicules sans encombres pour la truite, sans dépenser un € en énergie.

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