Brevet FR2281721A1 — publié le 19760312

La présente invention concerne l'arrosage modulé individuel de chaque travée de plantes dans les serres, en fonction du pourcentage d'humidité du sol et du degré d'humidité relative de l'air ambiant, avec bassinage automatique d'un temps prédéterminé sur tous les circuits. Les dispositifs connus à ce jour n'utilisent que des systèmes programmés par des minuteries nécessitant l'intervention d'un opérateur pour le déclenchement des postes d'arrosage, soit simultanément, soit Indépendamment les uns des autres, ce qui ne correspond pas forcément à la demande en eau des plantes en tant que quantité, soit en plus ou en moins dans chaque travée, chacune de ces travées devant recevoir, en principe, des pourcentages d'eau différents en fonction du degré hygrométrique relatif de la serre. Le présent dispositif permet d'éviter ces inconvEtients. lia durée d'arrosage pré-déterminke en mesure numérique, est déterminée soit par la sonde-sol, soit par la sonde hygrométrique. La durée est transmise ensuite successivement aux circuits de mise en service. L'appareil comporte un ensemble de deux sondes relié aux amplificateurs i transistors de mesure dont les indications sont transmises à travers l'interrupteur horaire des circuits de mise en forme, à un circuit à pré-sélection numérique. Un autre circuit numérique détermine le temps d'arrosage pré-sélectionné pour les sélecteurs des circuits d'électrovannes. Le principe de la mesure est basé sur la variation de la résistance du sol entre les électrodes, selon qutil est plus ou moins humide et la mesure elle-mtme est transmise par le cabale coaxial à l'armoire de commandes Les dessins annexés illustrent schématiquement pour plusieurs cas d'arrosage, le processus des opérations et donnent la composition des sondes : La figure 1 est le schéma général qui montre la disposition respective des modules, pour des mesures racines et feuilles0 La figure 2 est un schéma qui montre la disposition des modules, qui permet la commande des électro-vannese La figure 3 est un schéma qui montre la disposition des modules, pour une mesure en racines. La figure 4 est un schéma qui montre la disposition des modules, pour une mesure en feuilles. La figure 5 est un schéma qui montre la disposition des modules pour un arrosage en racines, à une direction. La figure 6 est un schéma qui montre la disposition des modules, pour un arrosage par bassinage en feuilles, à une direction. Les figures 7 à 10 montrent respectivement les vues élévation, profil, plan et coupe suivant Â & de la figure 7, d'une sonde en racines avec plaque centrale isolante entre les électrodes. Les figures 11 - 12 montrent en élévation et plan, un système de sonde-feuilles, pour mesure du pourcentage hygrométrique de l'air ambiant. Les figures 13 - 14 montrent en élévation et plan un système de sonde-racines, pour mesure du pourcentage d'humidité dans le sol. Les figures 15 à 17 montrent en élévation, profil et pl un système de sonde-racines qui constitue une variante du système suivant figures 13 - 14. Les figures 18 à 21 montrent en élévation, coupe-profil, vue arrière et coupe-plan, un système de sonde-feuilles qui constitue une variante du système suivant figures 11 - 12. Les figures 22 à 27 sont des schémas qui montrent les dispositions et fonctionnements des circuits respectifs des divers modules repérés de 50 à 55. La figure 28 est un schéma qui montre la disposition des circuits pour un sélecteur destiné à effectuer une mesure en feuilles. Sur le schéma d'ensemble figure 1, les circuits préconisés, utilisables pour diverses combinaisons, sont représentés0 Nous trouvons successivement 1)- sonde-racines ; 2)- Mesure en pourcentage d'humidité du sol ; 3)- Réglage en pourcentage d'humidité du sol ; 4)- Réglage différentiel en plus, de l'humidité du sol ; 5)- Sonde hygroteste (en l'air) ; 6)- Mesure de l'hygrométrie relative ; 7)- réglage en pourcentage de l'humidité relative ; 8)- Interrupteur horaire 9)- Mise en forme de la mesure de l'humidité du sol 10)- Mise en forme de la mesure de l'humidité relative 11)- pré-sélection numérique ; 12)- Réglage du temps maxi 13)- Commutateur de pré-sélection manuelle ou automatique ; 14)- Nesure du temps pré-sélectionné ; 15)- Sélecteur des circuits d' électro-vannes ; 16)- Réglage modulé des circuits 17)- Circuits des électro-vannes de 1 à 11, avec possibilité d'extension. Descriptdon des sondes préconisées, permettant la mise en fonction des divers modules, tels ceux repérés de 50 à 55 (figures 22 à 27). Sondes-racines La sonde-racines (figures 7 à 10), permet la mesure du pourcentage d'humidité dans le sol en se basant sur la variation de la résistance du sol entre les électrodes. Cet ensemble comporte : un bottier PCV 44, de forme carrée fermé sur une face par un couvercle 45 ; à l'intérieur, une résistance d' équilibre 46 et une diode 47 reliées à un cible coaxial 48 qui conduit à l'amplificateur ; deux électrodes 49-50, solidaires par fils de la résistance d'équilibre 46, sont coudées respectivement en 51 à 450, sur lesquelles le bottier 44 vient se fixer par tous moyens. Pour augmenter la rigidité des électrodes 49-50, ces dernières sont cintrées en 51 vers I'extérieur, Elles sont fixées sur une plaque isolante intermédiaire 52 qui dépasse vers le bas et latéralement d'au moins quatre à cinq fois la largeur des électrodes. La plaque 52 est fixée sur les électrodes 49-50 au moyen de vis, rivets 53 ou autre moyen, de telle sorte qu'aucune partie métallique n'affleure la surface interne de la plaque, afin d'éviter les pertes de courant tellurique par transmission directe a d'une électrode à l'autre. La sonde-racines (figures 13-14) permet, comme la sonderacines figures 7 à 10, la mesure du pourcentage d'humidité dans le sol en se basant sur la variation de la résistance du sol entre les électrodes. Cet ensemble comprend un bottier PCTV 21 dans lequel deux électrodes 22-25 sont solidaires de la résistance d'équilibre 24 et une diode 25 reliées à un cible coaxial 26 qui conduit à l'amplificateur. La sonde-rWcines (figures 15 à 17), possède les mimes caractéristiques de fonctionnement que la sonde-racines (figures 7 à 10. Cet ensemble comprend : un bottier PU 54 muni sur l'avant d'un couvercle amovible 55 ; une résistance d'équilibre 56 et une diode 57, reliées à un cible coaxial 60 qui conduit à l'amplificateur ; à l'extérieur du bottier 54 sont fixées latéralement deux électrodes 61-62, dont l'une des fixations 63-64 est reliée par fils 63-A et 64-A aux plots 58-59 ; des plaques isolantes 65-66 sont fixées intérieurement le long des faces latérales du bottier pour éviter les interactions des électrodes 61-62 sur le fil conducteur. Sondes-feuilles : Le système sonde-feuilles (figures 11-12) qui permet la mesure du pourcentage hygrométrique de l'air ambiant, comprend un ensemble de deux électrodes 18-19 fixées sur un support isolant 20 ayant une surface 21 en résine époxy sensible à l'humidité de l'air. Ces deux électrodes sont constamment en contact par l'intermédiaire de la surface dépolie 21, tant que cette dernière reste humide et sont reliées, par fils, d'une part à une capacité 21 (afin de donner une constance de temps de la mesure) et d'autre part à un cible coaxial 23 qui conduit à l'amplificateur. la sonde-feuilles (figures 18 à 21) permet, comme la sonde suivant figures 11-12, la mesure du pourcentage hygrométrique de l'air ambiant et comprend : un bottier PCV 67 avec couvercle amovible 68 ; une résistance d'équilibre 69 et une diode 70 reliées à des plots 71-22 et à un cible coaxial 73 qui conduit à l'amplificateur ; une plaque 74 qui forme capacité, recouvre la face extérieure AR du bottier et reçoit deux électrodes 75-76, dont l'une des fixations 77-78 est reliée par fils 79-80 aux plots 71-72 qui restent constamment en contact par l'intermédiaire de la surface dépolie 81, tant que cette dernière reste humide. Les modules qui comportent des circuits électroniques ont une contexture particulière et telle que les composants sont tous scellés dans leur bottier par une ratière plastique thermo durcissable d'un pouvoir diélectrique très élevé. Cette matière se présente sous différentes couleurs afin de sélectionner les modules. Le fonctionnement général du oystème, d'après la disposition des divers modules, suivant figure 1 est le suivant : la sonde-racines 1 mesure le pourcentage d'humidité dans le sol. Cette mesure est transmise à l'amplificateur de mesure d'humidité 2 contrôlé par le réglage progressif 3 en pourcentage de l'humidité du sol et le réglage différentiel en plus 4, qui permet le balancement de l'arrosage. Cette mesure est transmise à travers l'interrupteur horaire 8 au circuit 9 de mise en forme de la mesure d'humdité, relié au pré-sélecteur numérique Il contrôlé lui méme par le réglage du temps maximum 12 et le commutateur de présélection automatique ou manuel 13. Le circuit numérique 14 permet de transmettre le temps de pré-sélection au sélecteur 15 des circuits d'électro-vnnee 17 contrtlé par le circuit modulateur 16 du temps pré-sélectionnd en plus ou en moins, ce qui permet de doser l'arrosage avec précision suivant l'avancement de chaque travée. La sonde hygroteste 5 mesure le pourcentage d'humidité relative dans l'air, transmise à l'amplificateur de mesure 6 contrtlé par le réglage en pourcentage d'humidité relative 7. Cette mesure est transmise à travers l'interrupteur horaire 8 au circuit 10 de mise en forme, relié au pré-sélecteur numérique il. On retrouve ensuite le meme processus de mesure et de sélection que pour la sonde-racines 1. D'appareil à mesure numérique peut dtre utilisé dans tous les cas d'un report de mesure sur d'autres circuits. Leamodules électroniques peuvent & re disposés de telle sorte qu'ils puissent permettre de faire des mesures séparées, soit pour une mesure en racine avec la sonde 1 ou une mesure d'humidité relative de l'air ambiant avec la sonde 5. Dans le cas de la mesure en racine (figure 9), la sonde 1 mesure le pourcentage d'humidité dans le sol, qui est transmise à l'amplificateur 2 contlé par le réglage progressif en pourcentage de l'humidité 3, de telle sorte que le réglage différentiel en plus 4, permette le balancement de I1 arrosage. Cette mesure est transmise à travers l'interrupteur horaire 8 au circuit 9 de mise en forme de la mesure, relié au sélecteur des circuits 15 contrôlé par la modulation 16 sur les circuits d'électro-vannes 17. Cette modulation 16 permet le bassinage automatique variable de chaque travée. L'arrosage en racines à 1 direction (figure 5), nécessi- te 1 module M50 (figure 22), réunissant les circuits 1 - 2 - 3 4 - 8 - 17. Dans ce circuit nous trouvons une sonde SR repère 26, un ampli à 3 transistors effectuant une double mesure de référence Ri (27) humidité en moins ; R2 (28) humidité en plus jusqu'à 100% d'humidité et nous trouvons l'alimentation générale de l'amplificateur 29 à l'éleetro-vanne 17 contrôlé par l'interrupteur horaire 8 (figure 5). Dans le cas de mesure humidité relative de l'air ambiant (figure 4), la sonde 5 transmet la mesure à l'amplificateur 6 contrôlé par le réglage en pourcentage de l'humidité relative 7, de telle sorte que cette mesure est transmise à travers l'interrupteur horaire 8 au circuit 10 de mise en forme de la mesure relié au sélecteur des circuits 15 contrôlé par la modulation 16 sur les circuits d'électrovannes 17. Cette modulation 16 permet le bassinage automatique variable de chaque travée. L'arrosage par bassinage en feuilles (pour le plant), ou mesure relative de l'air à 1 direction (figure 6), nécessite un module 52 (figure 24) réunissant les circuits 5 - 6 - 7 - 8 10 - 17. Dans ce circuit, nous trouvons I sonde SF 30 ; un ampli de mesure 31 (T8 - 29) contrôlé par un réglage de sensibilité 32 qui agit ensuite sur un temporisateur 33 (T7-C1-51) de la durée d'arrosage, de la seconde à plusieurs minutes, à l'6lectrovanne 17 contrôlé par l'interrupteur horaire 8 (figure 6). Le module 51 (figure 23) (en liaison avec le module 50) comprend le circuit 5-6-7-8-9-10-12-15-16-17. Dans ce circuit, nous trouvons une sonde SF 34, un ampli de mesure 35 (T5-T6) contrôlé par un réglage de sensibilité 36 (R3), un circuit de mise en forme 9 et 10 (figure 1), par T4 (37). Ce circuit commande le sélecteur à 2 pistes 58. Exemple de mesure, soit en racines (figure 3), soit en feuilles (figure 4) Dans le cas d'arrosage d'une durée supérieure à 5 minutes Bans mesure numérique, la sonde, pour agir, demande une durée d'arrosage d ' environ trente minutes. Le modulateur 16 est réglé à trois minutes, correspondant au temps de passage sur chaque dlectro-vnnnes. Donc, pour totaliser trente minutes, il faudra dix passages du sélecteur sur 1, qui est la mesure de référence. Cela permet d'avoir une modulation sur les autres circuits d' électro-vannes, puisque le temps de passage sera réglé en plus ou en moins du temps de la référence 1. Dans l'exemple mesure racine et feuilles, pour plusieurs circuits d' électrovannes, les modules 50 et 51 (figures 22-23) sont nécessaires. Les mesures du module 50 en racines et en feuilles du module 51, commandent la mise en forme 9 et 10 (figure 1) (constante de temps variable), déterminée à travers le sélecteur t5 par F4 (39), dont le réglage varie selon la position du sélecteur qui avance d'un pas à chaque fin du temps de passage. Si an passage, le sélecteur se trouve en présence de R5 (40), retour à zéro, ou un circuit d' électro- vannes mis hors service, le sélecteur avance immédiatement au suivant, etc. Si par exemple il n'y a que quatre circuits d'électro- vannes à partir du Sème circuit, le retour vers le zéro se fait instantanément et recommence ai la mesure indique encore un arrosage insuffisant. La mise en forme (constante de temps) est déclenchée par la mesure en racines et en feuilles. Lia modulation est obtenue par les différentes valeurs de R sur les positions du sélecteur 15 (repère 38), c' est-à-dire sur la durée du temps de passage. L'appareil qui comporte une mesure numérique modulée, garde en mémoire toutes les mesures qui déterminent la durée des arrosages malgré une coupure de plusieurs heures du secteur et dans ce cas, l'arrosage repart, là où il était en cours de fonctionnement. Détail de fonctionnement de la mesure numérique. (1 molule 50 - 1 module 51). Ces deux modules (figure 1) reçoivent successivement la mesure en feuilles ou en racines, mis en forme par 9 et 10 du module 51 qui fait avancer un relais pays à pas 1 1 à une certaine cadence réglée par 12, puis une fois la mesure terminée, le sélecteur s'arrête sur un point. Au même instant le sélecteur 14 se met à fonctionner à une cadence variable suivant le circuit réglé par 16, à chaque fois que le sélecteur 14 trouvera le même point que 11, il y a arrêt d'arrosage, puis changement de circuit d'électrovanne par le sélecteur 15 et cela jusqu'au circuit de remise à zéro de tous les sélecteurs. Exemple de mesure du temps mis en mémoire et modulation. On suppose que pour parcourir 12 points à raison dintervalles de 5 minutes, il faudrait 1 heure. Donc, pour 30 minutes il faut 6 points pour le sélecteur 11, du temps présélectionné. 1 )- Le sélecteur 14 est réglé par 16, au moyen du premier circuit correspondant à l'électrovanne. À une cadence de 5 minutes nous aurons au sixième point, 30 minutes. 2 )- 2ème circuit d'électrovannes : la cadence est réglée à 1 minute : donc, pour arriver au 6ème point, il faut 6 minutes. 3 )- 3ème circuit d'électrovannes : la cadence réglée par 16 est de 8 minutes : donc, pour arriver au 6ème point, nous aurons mis un temps de 48 minutes. De l'application de ces principes, découle le système d'arrosage modulé. Pour une mesure en racines et en feuilles pour un circuit d'électrovanne (module 53 - figure 25), nous trouvons le circuit de mesure en raçines du module 50 : T1-T2-T3 (41) et le circuit de mesure en feuilles du module 52 : T7-T8-T9 (42) figure 24. Remarques générales sur les modules 50-51-52-53. Le module 50 (figure 22) a la particularité d'effectuer deux mesures racines successivement, grâce à deux valeurs de référence différentes de RI à l'arrêt. R1 déclenche l'arrosage et met en fonction la valeur R2 qui effectuera l'arret. Ce système permet des écarts avec le + ou le - dans les 100%. Ce passage est possible grâce à T3 (figure 22), qui garde en mémoire la première mesure et actionne les contacts des relais R et T. Le module 51 (figure 23), est destiné à effectuer une mesure en feuilles mais à surtout pour fonction de faire avancer le sélecteur pas à pas (38). La durée de passage varie suivant la valeur de R (39). Si plusieurs valeurs sont différentes au sélecteur, le temps sera modulé, ou plusieurs points du sélecteur groupés sur une valeur déterminée de 54. Ceux-ci se trouvent reliés par un connecteur CE (43). Par exemple (figure 28) : R4 relié à 1-4-7 ......... = temps : 3 minutes R4 bis relié à 2-5-8 ..... = temps : 2 minutes R4 ter relié à 3-6-9 ..... = temps : 5 minutes R5 : retour rapide au 0. Nous obtenons ainsi une modulation suivant l'exemple de la figure. T4 (37) ne fonctionne qu'après avoir reçu une mesure racine du module 50, ou une mesure en feuilles de T5 et T6 (35 > . Le nombre de directions possibles est illimité. Le module 52 (figure 24) a la particularité d'effectuer une mesure en feuilles par T8 et T9 (31), qui enclenchent le relais RE4. Ce dernier met en circuit T7 (33) dont la temporisation est déterminée par R1 et C1. Le temps va de la seconde à la minute suivant la valeur RI. La sensibilité de la mesure en feuilles est déterminée par la valeur de R2 (32), selon l'emploi du module 52 (mesure en feuilles et bassinage) pour le plant dont le degré d'humidité est très élevé. Nous remarquons qu'au repos, C1 sert à filtrer le courant continu nécessaire pour la mesure et passe à la temporisation et en même temps la sonde est court-circuitée par T1, afin d'éviter l'influence de 28. Ce système permet de mesurer avec exactitude lrépaisseur d'eau sur la sonde, cette épaisseur d'eau correspondant à celle déposée sur la feuillue de la plante. La constante de temps est particulière à d'autres temporisateurs, car le relais au repos C1 se trouve chargé et R1 est hors-circuit, ce qui assure une stabilité de ce circuit. Quand le relais s' enclenche à ce moment là, C1 se trouve relié à la base de T7 et la mise en circuit de RI sur C1, assure la temporisation de celui-ci. Le module 53 à 1 direction (figure 25), a la particularité d'effectuer séparément une mesure racines, comme le circuit du module 50 et d'effectuer une mesure en feuilles, comme le circuit du module 52. Pendant la mesure racines, la mesure feuilles est annulée afin d'éviter le bassinage en feuilles, néfaste pendant l'arrosage en racines. La disposition du module 54 (figure 26) permet une mesure en feuilles pour plusieurs circuits d'électrovannes commandés par un sélecteur. Il comprend : un amplificateur de mesure en feuilles (déjà décrit) ; un réglage de sensibilité Ri ; un réglage minimum R2 ; un amplificateur T1-?2 ; un relais sensible à 4 circuits inverseurs RAM ; un temporisateur T3 (temporisation assurée par Cl et R3) ; un temps de repos R5-C2 ; un retour à zéro assuré par RZ un relais sensible à quatre inverseurs RAT et un sélecteur à 2 pistes. La disposition du module 55 (figure 27) permet une mesure en raçines pour plusieurs circuits d'électrovannes commandés par un sélecteur. il comprend : un amplificateur de mesure racines (déjà décrit) un réglage minimum R1 ; un réglage maxi R2 ; un amplificateur T4-T5-T6 ; un relais sensible à 4 circuits inverseursRAS ; un temporisateur 3 (temporisation assurée par Cl et R5) ; un temps de repos R5-C2 ; un retour à zéro assuré par RZ ; un relais sensible à quatre inverseurs RAD et un sélecteur à deux pistes. Fonctionnement du sélecteur commun aux modules 54 et 55. Le sélecteur avance quand RAM est en position de travail et RAT au repos, pendant un temps très court déterminé par R5-C2. Le temps de travail de RAT est déterminé par R3 et C1, et sélectionné par la piste P1. RZ est connecté å la mise en arrêt d'un circuit EV, ce qui détermine un temps très court. Le sélecteur avance alors rapidement jusqu'à ce qu'il se trouve connecté à R3. La piste P2 sélectionne les circuits EV correspondants. Le contact auxiliaire CA est en position fermée pendant la sélection et maintient le relais RAM en position de travail, malgré l'annulation de la sonde SF à travers l'amplificateur de Tl-T2. REVENDICÂTIONS 1 )- Système arroseur à mesure électronique numérique modulée qui permet de sélectionner les durées d'arrosage individuel de chaque travée dans les serres, en fonction du pourcentage d'humidité du sol et du degré d'humidité relative de l'air ambiant. Différents modules reliés à des sondes, sont groupés dans un ordre-prédéterminé et transmettent des indications à des amplificateurs de mesure , aux circuits de mise en forme et aux circuits à présélection numérique. 20)- Système d'arroseur suivant revendication 1 caractérisé par le fait que : les différents modules indépendamment utilisés ont respectivement pour fonction (seuls ou en combinaisons), la mesure en pourcentage de lthumidité du sol par le réglage différentiel en plus ou en moins ; la mesure de lthygrométrie relative de l'air ; la mise en forme des mesures ; la pré-sélection numérique ; le réglage du temps maxi ; la mesure du temps pré-sélectionné ; la sélection des circuits de vannes ; la mesure numérique modulée. 3 )- Système d'arroseur suivant revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que : le dit système comporte an sus des modules spécifiés, un ensemble de sondes reliées à des amplificateurs à transistors ; les sondes comprennent une sonde-raçines et une sonde-ai-tF--(hygrosétriqúe) qui travaillent indépendamment l'une de l'autre et qui permettent respectivement le réglage en temps de la durée d'arrosage, après transmission des indications aux modules intéressés. 4 )- Système d'arroseur suivant revendication 3 caractérisé par le fait que : la sonde-feuilles comprend un ensemble d1électro- des solidaires d'une résistance d'équilibre et d'une diode ; une surfaça intermédiaire dépolie relie les zones sensibles entre elles et assure le contact entre les dites zones tant quelle conserve une humidité de surface ; la matière composant la surface intermé faire dépolie est constituée par de la résine époxy. 5 )- Système d'arroseur suivant revendication 3 caractérisé par le fait que : la sonde-raçines comporte deux électrodes extérieures réunies par fil au système pré-asplificateur intérieur de la sonde ; ces électrodes sont cintrées vers l'extérieur sur toute leur hauteur et séparées par une plaque isolante ; le boitier qui contient la résistance et la diode est fixé et en appui sur l'extré- mité des électrodes repliées en équerre ; que les électrodes de la sonde-raçines peuvent titre séparées du boitier qui contient la résistance et la diode d'équilibre. 6 )- Système d'arroseur suivant revendications 1 et 2, ca ractérisé par le fait que : l'e,nsemblewdes circuits modulaires sont tous scellés dans (ou aes) boitier en matière plastique thermodurcissable à pouvoir diélectrique élevé ; la matière plastique se présente sous différentes couleurs, pour la sélection des modules entre eux. 7 )- Système d'arroseur suivant revendications 2 et 6 caractérisé par le fait que : les différents modules électroniques peuvent être disposés de telle sorte qu'ils permettent diverses combinaisons susceptibles de faire des mesures séparées, soit en raçines ou en feuilles, soit pour mesures combinées, raçines et feuilles. 8 )- Système d'arroseur suivant revendication 1 caractérisé par le fait que : la mesure numérique modulée garde en mémoire les données qui déterminent les durées d'arrosages, malgré les coupures du secteur.