Brevet FR2593996A1 — publié le 19870814

La présente invention concerne un dispositif d'arrosage automatique programmé par un système électronique analogique qui fonctionne à partir d'informations issues d'une sonde hygrométrique et d'une cellule photo résistante sensible à l'intensité de la lumière du jour . Cet ensemble permet de commander à l'avance le fonctionnement d'électrovannes raccordées à un circuit d'eau d'engrais liquide, afin de réaliser l'arrosage de cultures, de forët, de jardins, etc On connaissait jusqu'à présent de nombreux dispositifs semblables , utilisant généralement une seule voie d'eau programmés par une simple horloge mécanique , afin d'obtenir un arrosage à une date fixée à l'avance, avec un horaire pré-déterminé D'autres dispositifsplus sophistiqués utilisent un système électronique de type logique, toujours commandé par une horloge mécanique, hydraulique ou électronique, qui, une fois programmée, réalise l'arrosage du terrain à une date et à une heure déterminées à l'avance, quels que soient les saisons, l'ensoleillement et l'humidité du sol Tous ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients et notamment - Une rigidité dans le fonctionnement, qui ne tient pas compte des variations climatiques, - Une dépense importante d'eau pour des arrosages inutiles, - Une perte de pression d'eau dans le tube arroseur unique qui est commandé par une seule électrovanne, - Une mauvaise fiabilité d'emploi et un réglage difficile, - Une grande sensibllité à la corrosion, - Un coût d'utilisation important La présente invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un boitier alimenté par le réseau électrique, un témoin de mise sous tension , une cellule photo sensible , un commutateur automatique ou manuel jour-nuit, une sonde hygromètrique raccordée au boitier , un circuit électronique analogique générant des signaux électriques impulsionnels cathodiques et anodiques activant et dépassivant la sonde , un oscillateur et des circuits électroniques de traitement de ces signaux, un séquenceur et un générateur d'impulsions commandant l'ouverture ou la fermeture d'un jeu d'électrovannes placé sur un circuit d'arrosage, et une pompe L'invention ainsi caractérisée présente de nombreux avantages, et notamment - une grande souplesse remploi - une économie d'eau , rationalisée en fonction des conditions climatiques - une adaptation à différents circuits d'arrosage et à différentes sources de liquide ( ruisseau, réservoir, etc...) - un réglage souple du débit d'eau et un fonctionnement indépendant des coupures de courant - une parfaite étanchéité et une bonne résistance à la corrosion La présente invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre indicatif dans une réalisation préférentielle . En effet, l'invention couvre toutes les variantes électroniques de commandes d'un nombre infini d'électrovannes La figure 1 représente le boitier extérieur du dispositif de commande de l'arroseur La figure 2 représente les schémas synoptiques du dispositif La figure 3 représente le schéma électronique détaillé de l'invention En se reportant à la figure 1 on trouve le boitier étanche (22) vu de face portant tous les boutons de réglage et les indicateurs de marche .L'intérieur de ce boitier contient l'électronique dont le raccordement électrique est situé dans le prolongement du boitier au niveau (20) . Le raccordement est obtenu au moyen de cables introduits dans les deux orifices étanches {21J . Le troisième orifice étanche (19) est utilisé pour raccorder les électrodes de mesure de conductibilité (23) du sol, au moyen d'un cable de longueur suffisante . Les raccordements électriques sont obtenus en retirant le capot (20) retenu sur le socle par les points de fixation (18) que l'on dévisse Sur la face avant du boitier, on trouve le témoin de mise sous tension (1), la cellule photo sensible (2) , le commutateur nuit-jour (3) et le bouton (4) permettant de fonctionner en automatique ou en manuel Le bouton (5) est utilisé pour réaliser le réglage du taux d'humidité général de toutes les voies Les boutons 6, 7, 8 et 9 représentent les interrupteurs de mise en marche des quatre électrovannes , lorsqu'on utilise ce nombre de possibilités ;; il est possible de multiplier le nombre d'électrovannes selon les besoins ) Les témoins lumineux 10, 11, 12, 13 indiquent le bon fonctionnement de ces voies , tandis que les boutons 14, 15, 16, 17 sont des potentiomètres destinés au réglage du taux d'humidite sur le site que l'on désire arroser, correspondant aux électrovannes 1,2,3, 4 Suivant une caractéristique importante de l'invention, on a représenté sur la figure 2 le schéma synoptique de l'électronique commandant l'arrosage des sites L'alimentation électrique (24) du boitier est obtenue, soit au moyen du secteur, soit au moyen d'une tension continue issue d'une batterie d'accumulateurs 12 ou 24 volts Le champ électrique utilisé par cette électronique est une tension alternative ou continue de 12, 24 e- 220 volts Cette tension alimente les électrovannes 25, 2t, 27 et 28 ainsi que la pompe (29) servant à augmenter la pression dans les canalisations d'arrosage Le fonctionnement des électrovannes est commandé par des relais ou transistors de puissance 30, 31, 32, 33 eux-mêmes pilotés par le séquenceur (34) .Ce dernier génére des impulsions d'excitation des transistors de puissance 30, 31, 32 et 33 qui commandent l'ouverture et la fermeture des électrovannes Le réglage des impulsions de sortie du séquenceur est obtenu par des potentiomètres 14, 15, lt, 17, dont les plots correspondent au-dessus du boitier de la figure 1 Le séquenceur est commandé par un générateur d'impulsions (35) placé en amont qui acremente les signaux Le séquenceur (34) est commandé au moyen d'une porte logique (36) qui s'ouvre lorsque les comparateurs (37) et (38) reçoivent des informations satisfaisantes de la cellule photo sensible (2) ( réglée par le potentiomètre (39) ) et de la sonde (23)( réglée par le potentiomètre (5 ) ) Un second ocmparateur (38) analyse les informations issues de la sonde d'humidification (25), elle-même réglée par le potentiomètre fol . Les informations issues des comparateurs (37) et (38) servent à commander l'ouverture de la porte logique (36) La sonde (25) est protégée de toute corrosion par l'application continue d'un train d'impulsions anodique et cathodique issu de l'oscillateur (40) Il est possible de régler le fonctionnement des électrovannes du circuit d'arrosage manuellement en dissociant les comparateurs du séquenceur en agissant sur l'interrupteur (4-) Enfin, au niveau du comparateur (37) portant la cellule photosensible, on peut actionner le fonctionnement du dispositif de comparaison soit le jour, soit la nuit , en agissant sur l'interrupteur (3). En se reportant à la figure 3, on trouve les éléments électroniques composant les différents éléments décrits à la figure 2 . Ainsi, l'alimentation électrique (24) est composée d'un transformateur (43), suivi d'un pont à diodes (44), complété par une série de capacités branchées en parallèle C2, C3, C4 , et d'une régulation de tension (45) afin d'obtenir en sortie une tension continue de 12 volts. On obtient également sur signal alternatif directement à la sortie du transformateur (43) . les diodes D20 et D21 branchées directement-sur le transformateur (43) fournissent une tension continue de 24 volts et actionnent la diode électroluminescente (1) indiquant la mise en marche de l'appareil sur le boitier du capot La pompe de surpression (29) est directement alimentée à partir du secteur par un courant de 220 volts L'oscillateur (40) générant des impulsions cathodiques et anodiques servant à protéger les électrodes de la sonde (2) est composé des portes logiques P1, P2, P3 couplées avec une capacité C1 et une résistance R2 représentant une constante de temps Le comparateur (37) est composé d'une porte logique -(48) et d'un amplificateur (47) monté en cGmparateur L'équilibre des impédances est obtenu par l'adjonction des résistances R14, R15, R16 variables permettant le réglage de la luminosité Le comparateur (38) analysant les signaux de la sonde de mesure hygromètrique (25) comporte un amplificateur A2 monté en comparateur. Les résistances R10, Roll, R12, R13 et R16 variables permettent l'adaptation des impédances, afin de régler la sonde hygromètrique Cette adaptation d'impédances est complétée par la capacité C 5 Les signaux issus de la sonde hygromètrique du type impulsionnelle, sont redressés par deux diodes DY et DB Les comparateurs (37) et (38) sont connectés à une porte logique (36) qu'ils commandent.La connection de cette porte logique (36) au séquenceur (34) est obtenue par un amplificateur opérationnel Al branché en comparateur et associé aux diodes D5, D6, D10 , aux capacités C10, C13 ,et à l'amplif1cateur (50). Une borne du générateur d'impulsions (35) associée aux résistances R21 et R20 et aux capacités Cli et C12, est directement reliée aux résistances R6, R7, R8, R9 utilisées pour le réglage du transistor de puissance servant de relais T1, T2, T3, T4, T5, servant à actionner l'ouverture des électrovannes 25 26, 27, 28 La seconde borne du générateur d'impulsions est directement raccordée au séquenceur (34) par l'intermédiaire de lwacrémenteur (50) Le séquenceur (34) pilote les . transistors T1, T2, T3, T4, T5, qui alimentent les différentes électrovannes 25, 26, 27, 28 Les diodes électroluminescentes LEDl, LED2, LED 3, LED 4 indiquent le bon fonctionnement du circuit .Celui-ci est redressé par les diodes 916, D17, D18, D19 Le réglage des impédances est obtenu notamment par les résistances R6, R7, R8, R9 couplées à une série de diodes . FONCTIONNEMENT En se reportant à la figure 1 on établit le branchement du boitier en utilisant les sorties étanches (21), le capot (20) étant retiré après le dévissage des joints de fixation (18) . On connecte-successivement l'arrivée du courant de la pompe (29) alimentée directement par du 120 ou 220 volts alternatif, la sonde (23) constituée par des électrodes d'acier inoxydable et les différentes électrovannes gui seront alimentées par une tension alternative de 24 volts prélevée au niveau du réseau après le transformateur En se reportant à la figure 2 le séquenceur (34) commande au moyen d'impulsions électriques les électrovannes 25, 26, 27, 28 pour des durées définies et spécifiques pour chaque électrovanne le séquenceur (34) répartit la durée d'arrosage en séquences.Ainsi, si le-temps d'arrosage des quatre électrovannes a été fixé par l'utilisateur, pour des raisons techniques, à 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes et bO minutes, le séquenceur va commander la durée d'arrosage de la première électrovanne pour une durée de 3 minutes, puis s'arrête, tandis que la seconde électrovanne va s'ouvrir pour une durée de 6 minutes ; l'arrosage terminé pour cette seconde électrovanne, la troisième va s'ouvrir pour une durée de 9 minutes, et ainsi de suite jusqu'à la dernière électrovanne .Ensuite, le cycle repart de façon à atteindre les saquences de durée définies au depart , soit 15, 30, 45 et 60 minutes Les intervalles de temps où l'arrosage na pas lieu laissent au sol et aux plantations le temps d'absorber le liquide et évitent les inondations L'arrêt du dispositif s'obtient en basculant les interrupteurs 6, 7, 8, et 9 sur la position ARRET Grâce à la cellule (2) l'appareil se mettra en marche soit au lever du jour, en placant le commutateur (3) sur la position "jour", soit à la tombée de la nuit en choisissant la position "nuit" Afin de régler le débit d'eau exact dont le terrain a besoin, il faut placer les interrupteurs 6, 7, 8 et 9 sur la position 'marche , placer l'interrupteur nO 4 sur la position automatique, et régler le taux d'humidification souhaité grâce au bouton 5 . Toutes ces opérations agissent sur les interrupteurs 30, 31, 32, 33 et sur les comparateurs 37 et 38 de la figure 2 Après avoir réglé les boutons 14, 15, 16 et 17 représentés aux figures 1 et 2 , on déclenche l'arrosage au moyen de l'interrupteur 3. Lorsque l'arrosage est trop important ou insuffisant sur un site, on réalise le réglage de 1'électrovanne correspondante au moyen des boutons 14, 15, 16 et 1/. On régle le débit global au moyen du bouton 5 L'appareil est conçu pour fonctionner automatiquement, cependant, il est possible d'utiliser la position 'manuel" du commutateur (4) qui met la sonde hygrométrique (23) hors circuit, ce qui provoque un cycle d'arrosage sans fin Revendication 1 Dispositif d'arrosage automatique programmable caractérisé en ce qu'il comporte un boitieralimenté par le réseau électrique ou une batterie d'accumulateurs, un convertisseur de tension, un témoin de mise sous tension , une cellule pohtosensible un commutateur automatique ou manuel, un commutateur de mise en fonctionnement nuit-jour, une sonde hygrométrique, un circuit électronique analogique générant des signaux impulsionnels cathodiques ou anodiques, un oscillateur, et des comparateurs électroniques de signaux, un séquenceur et un générateur d'impulsions commandant des relais provoquant l'ouverture ou la fermeture d'un jeu d'électrovannes, et une pompe de surpression Revendication 2 Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le déclenchement et l'arrêt de l'arrosage sont obtenus au moyen d'informations issues d'une sonde hygromètrique (23) commandant une ou plusieurs voies d'arrosage Revendication 3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de protéger la sonde hygrome tri que (23), constituée de deux électrodes de mesure de conductibilité, est un oscillateur 40 qui applique à ces électrodes des impulsions anodiques et cathodiques dépolarisantes Revendication 4 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les signaux émis par la sonde sont réglés par un potentiomètre (5), analysés par un comparateur (38) qui actionne une porte logique (36) commandant automatiquement le séquenceur (35) et les relais 30, 31, 32, 33 des électrovannes Revendication 5 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'obtenir des cycles de durée arrosage spécifiques à chaque électrovanne est un séquenceur (34) qui commande l'ouverture de chaque électrovanne suivant un cycle programmé à l'avance pour une durée totale d'arrosage spécifique pour chaque électrovanne préal ablement défini Revendication 6 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensoleillement est apprécié au moyen d'une cellule photosensible (2), réglée par un potentiometre (39) dont les signaux sont traités par un comparateur (37) Revendication 7 Dispositif selon la rvendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'activer automatiquement le séquenceur (34) est une porte logique (36) qui ne s'ouvre que lorsque les comparateurs (37) et (38) émettent des signaux simultanément Revendication 8 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de commander, soit le jour, soit la nuit, le boitier d'arrosage, est un interrupteur (3) intervenant sur les informations émises par la cellule photo-sensible (2) et agissant sur le comparateur (37) Revendication 9 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réglage de l'installation est établi automatiquement en fonction du taux d'humidité au moyen des boutons de réglage 5, 14, 15, 16 et 17