Brevet FR2763476A3 — publié le 19981127

FR 2763476 A3 19981127 FR 9706173 A 19970521 La présente invention concerne un dispositif d'arrosage pour plantes en pot et, plus particulièrement, un dispositif d'arrosage pour fournir l'eau automatiquement et en temps voulu afin d'éviter que les plantes en pot soient soumises à des apports d'eau inadéquats ou irréguliers. La culture de plantes en pot dans les habitations est très populaire depuis longtemps mais on rencontre souvent des difficultés dans l'entretien de ces plantes. Par exemple, des plantes différentes ont des besoins différents de fourniture d'eau et il n'est pas toujours facile à un propriétaire de se souvenir des jours où certaines plantes doivent etre arrosées pour les conserver dans le meilleur état. En outre, si un propriétaire est absent pour une longue durée, les plantes souffrent d'un manque d'eau. D'autre part, les plantes peuvent être exposées à un arrosage inapproprié par une personne, par exemple un voisin, qui peut ne pas avoir une bonne connaissance de tous les différents besoins d'arrosage à effectuer. rl existe donc depuis longtemps un besoin non satisfait pour un dispositif d'arrosage qui peut automatiquement fournir la quantité exacte d'eau, aux intervalles désirés. La présente invention apporte une solution basée sur les limitations décrites ci-dessus. Un objet principal de la présente invention est de procurer un dispositif d'arrosage pour plantes en pot qui peut commander la fourniture d'eau automatiquement et en temps voulu pour éviter l'exposition des plantes en pot à des apports d'eau inappropriés. Conformément à un aspect de la présente invention, on obtient un dispositif d'arrosage pour plantes en pot qui peut fournir de l'eau automatiquement et en temps voulu aux plantes en pot et qui peut être placé dans un mode d'humidité fixe ou dans un mode de quantité fixe, en fonction du caractère des plantes en pot. Dans un mode d'humidité fixe, on peut détecter l'humidité du sol au moyen d'une sonde de détection d'humidité insérée dans le sol et on compare ensuite la valeur d'humidité détectée à une valeur prédéterminée de limite supérieure/limite inférieure d'humidité. Le dispositif d'arrosage fournit de l'eau en cas d'humidité insuffisante du sol, et on fixe la valeur d'humidité prédéterminée afin d'ajuster l'humidité appropriée aux diverses plantes. Conformément à un autre aspect de la présente invention, on obtient un dispositif d'arrosage pour plantes en pot qui est dans un mode de quantité fixe. On peut régler l'intervalle de temps entre jours d'arrosage et la quantité d'eau fournie à chaque fois, au moyen de commutateurs rotatifs montés sur un panneau de commande, pour tenir compte des différentes exigences des plantes. Entre le mode d'humidité fixe et le mode de quantité fixe, il n'est pas nécessaire de remplacer le circuit de commande et il suffit de le commuter au moyen d'un commutateur interne. Conformément à encore un autre aspect de la présente invention, on obtient un dispositif d'arrosage pour plantes en pot dans lequel une touche d'essai et une lampe indicatrice sont installées sur le panneau de commande pour tester le fonctionnement normal du dispositif d'arrosage et fournir en outre une indication de marchearrêt à chaque intervalle fixe, respectivement. Conformément à encore un autre aspect de la présente invention, on obtient un dispositif d'arrosage pour plantes en pot dont le boitier est de construction commode. Une carte de circuit imprimé pour circuit de commande est prévue sous la forme d'un panneau de commande sur une surface avant duquel sont installés les commutateurs rotatifs et sur la surface arrière duquel est formé le circuit de commande. En outre, la carte de circuit imprimé du circuit de commande permet d'accéder facilement aux piles d'a limentation, pour la commodité de leur remplacement. Conformément à encore un autre aspect de la présente invention, on obtient un dispositif d arrosage pour plantes en pot, dans lequel la sonde de détection d'humidité est sous la forme d'une longue bande sur des surfaces respectives de laquelle sont formés un long ruban de film de carbone et une pluralite de films de carbone séparés espacés. Chaque film de carbone séparé est connecté en série avec une première extrémité respective de l'une d'une pluralité de résistances, et une deuxième extrémité respective de chacune des résistances est connectée en parallèle pour former une électrode unique. Cette électrode et une autre électrode formée par la longue bande de film de carbone décrite plus haut sont connectees simultanément au circuit intégré de commande. On détecte les valeurs d'humidité à dif férentes positions par insertion de la sonde de détection d'humidité dans le sol, de sorte que le circuit de commande détermine l'humidité du sol au moyen d'un circuit de transfert RC après détection de la quantité d'eau contenue dans le sol par la sonde de detection d'humidité comportant les films de carbone double face décrits plus haut et après sa conversion en une valeur d'impédance du sol. De plus, les composants de ce dispositif sont peu coûteux à l'achat et à l'entretien. Ainsi, en plus de procurer les avantages du contrôle automatique de l'humidité et du faible coût, les films de carbone double face de la sonde de détection d'humidité en forme de lon- gue bande peuvent empêcher l'oxydation ou la corrosion, ce qui assure une plus longue durée de vie utile. En outre, la construction de la sonde de détection d'humidité sous la forme d'une longue bande permet de détecter toutes les valeurs d'humidité à différentes positions, hautes ou basses, dans le sol simultanément. Par conséquent, le dispositif de la présente invention est supérieur au dispositif usuel de détection d'humidité à semiconducteurs de petite dimension qui est limité à la détection d'une zone ponctuelle seulement, et le présent dispositif permet une détection stable et sûre de l'humidité. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif d'arrosage conforme à la présente invention la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle du boitier associé à une pompe à eau d'un dispositif d'arrosage conforme à la présente invention la figure 3 est une vue de côté de la carte de circuit imprimé-circuit de commande d'un dispositif d'arrosage conforme à la présente invention la figure 4 est une vue générale du dispositif conforme à la présente invention la figure 5 est une vue schématique de l'élément de sortie d'eau d'un dispositif d'arrosage conforme à la présente invention la figure 6 représente schématiquement les films de carbone sur les surfaces avant et arrière de la sonde de détection d'humidité conforme à la présente invention les figures 7 et 8 sont des schémas des panneaux de commande en mode d'humidité fixe et en mode de quantité fixe conformes à la présente invention ; et la figure 9 est un schéma de principe du circuit de commande conforme à la présente invention. I1 doit être bien entendu, toutefois , que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Comme représenté sur la figure 1, un dispositif d'arrosage conforme à la présente invention comprend un boitier 10 comportant un compartiment de moteur 11 et un compartiment de piles électriques 13 à l'intérieur, pour couplage avec un moteur 14 et pour réception de piles 131. Une pompe à eau 20 s'étend vers le bas à partir d'une face inférieure du boitier 10. Un élément de sortie d'eau 50 et une sonde de détection d'humidité 60 sont respectivement connectés à un tuyau de refoulement d'eau 52 et à un câble étanche 64 s'étendant vers l'extérieur à partir d'une face du boitier 10. Une carte de circuit imprimé inférieure 15, sur laquelle est formé un circuit d'excitation de moteur, est reliée au moteur 14 et placee au-dessus de celui-ci. Deux trous de pivot 17 sont définis respectivement dans une partie su périeure de deux côtés opposés du boîtier 10. Une carte de circuit imprimé de commande 30 comprend deux commutateurs rotatifs 34,35, une touche d'essai 36 et une lampe indicatrice 37. Chacune de deux agrafes 31 est fixée respectivement à un des deux cotés opposés de la carte de circuit de commande 30. Chaque agrafe 31 comporte un téton 32 en saillie sur une face d'extrémité et chaque téton 32 est reçu de façon pivotante dans un trou respectif des trous de pivot 17, de sorte que la carte de circuit de commande 30 est reçue de façon pivotante dans le boitier 10 et qu'on peut donc accéder aux piles 131, comme représenté sur la figure 3. Une pluralité de lames de ressort 12 sont prévues dans le compartiment des piles 13 du boîtier 10 et elles s'étendent vers le haut pour assurer un maintien en position lorsque la carte de circuit de commande 30 est disposée à l'intérieur du boitier 10. Une pluralité de points de contact sur une surface inferieure de la carte de circuit de commande 30 correspondent aux positions des piles, de sorte que l'énergie électrique des piles 131 est directement fournie à la carte de circuit de commande 30 sans nécessiter de connexions par des conducteurs électriques. Une unité centrale de traitement (CPU) à circuit intégré spécifique de l'application (ASIC), à montage de surface, formant une boucle de commande, est prévue pour décider si le moteur 14 est en marche ou à l'arrêt et si le temps de fonctionnement du moteur est long ou court. En variante, l'opération de pompage et la durée de fonctionnement de la pompe à eau 20 sont déterminées en fonction de la comparaison entre les états de réglage des deux commutateurs rotatifs 34,35. La pompe à eau 20, représentée du côté gauche de la figure 1, comprend un manchon d'arbre 21 dans lequel passe un arbre d'entraînement 22, et une pluralité de bagues de positionnement 23 montées autour de l'arbre 22, un conduit d'eau 27, une plaque de pompe à eau 24, un couvercle inférieur 25 et un ensemble d'ailettes de pompage 26. Une extrémité supérieure de l'arbre d'entrainement 22 dans le manchon d'arbre 21 est accouplée à un arbre rotatif du moteur 14, et l'extrémité inférieure de l'arbre 22 est accouplée à l'ensemble d'ailettes 26. Une extrémité supérieure et une extrémité inférieure du manchon d'arbre 21 sont connectées respectivement au. boitier 10 et à la plaque de pompe à eau 24, tandis que l'ensemble d'ailettes 26 est placé entre la plaque de pompe à eau 24 et le chapeau inférieur 25. Une extrémité inférieure du conduit d'eau 27 est raccordée à un côté de la plaque de pompe à eau 24, et son extrémité supérieure est raccordée au tuyau de refoulement d'eau 52 par l'intermédiaire d'une chambre de passage d'eau 16 définie dans un angle de la surface inférieure du boîtier 10, comme représenté sur la figure 2. Dans cette configuration, l'eau est pompée dans le tuyau de refoulement d'eau 52 comme résultat de la rotation de l'ensemble d'ailettes 26 de la pompe à eau 20 après mise en service du moteur 14. La figure 2 illustre l'assemblage des composants précités. Comme représenté sur les figures 1 et 2, un capot étanche à l'eau 40 comportant une fenêtre d'observation transparente 41 empêche l'eau de pénétrer dans le dispositif d'arrosage. Les figures 5 et 6 illustrent respectivement les constructions détaillées de l'élément de sortie d'eau 50 et de la sonde de détection d'humidité 60. Comme représenté sur la figure 5, une partie inférieure de l'élément de sortie d'eau 50 est connectée à une pointe 51, par assemblage mutuel. Un passage 502 s'étend de la partie supérieure de l'élément de sortie d'eau 50 à sa partie inférieure et il communique avec une pluralité d'orifices de sortie 501. La figure 6 comprend une vue de face et une vue arrière de la sonde de détection d'humidité 60, dans laquelle des films de carbone sont sous la forme d'une première longue bande 61 et sous une deuxième forme de bandes séparées 62 mutuellement espacées. La longue bande de film de carbone 61 et les bandes séparées de film de carbone 62 sont respectivement formées sur les surfaces avant et arrière de la sonde. Chaque film de carbone séparé 62 comprend une feuille mince interne de cuivre s'étendant jusqu'à une base fixe 601 respectivement et connectée en série avec une résistance 63 individuellement, ces résistances étant elles-memes connectées en parallèle pour former une borne unique s' étendant vers l'extérieur. Par conséquent, un signal de sortie est engendré entre la borne unique décrite ci-dessus et une autre borne formée par le film de carbone à longue bande 61. Une fonction de la sonde de détection d'humidité 60 est que des impédances différentes apparaissent sur les films de carbone de la surface avant et de la surface arrière du fait des impédances engendrées par l'eau contenue dans le sol. Les films de carbone séparés 62 sont prévus à différentes positions pour détecter les valeurs d'impédance de l'eau contenue à divers endroits du sol, l'impédance de sortie variant ainsi de façon inverse à l'humidité du sol, de sorte qu'on peut détecter l'humidité du sol. La sonde de détection d'humidité 60 décrite cidessus détecte également en même temps l'humidité du sol à différentes profondeurs,et l'oxydation ou la corrosion résultant de l'invasion d'eau est évitée par adoption de l'utilisation de films de carbone pour procurer une plus longue durée de vie utile. La figure 9 est un schéma de principe du circuit de commande conforme à la présente invention. Ce circuit comprend un microprocesseur à puce unique 712, un commutateur de mode 711, un dispositif 72 de test et d'indication de fourniture d'eau, un élément de fixation de limite supérieure 73, un élément de fixation de limite inférieure 74, une alimentation en énergie 75, un régulateur de tension 76, un moteur et un élément de pompage d'eau 77, un générateur de base de temps 78, un circuit de transfert RC 79 et une sonde de détection d'humidité 60. L'élément de fixation de limite supérieure 73 et l'élément de fixation de limite inférieure 74, qui sont une pluralité de contacts de sélection formés par les deux commutateurs rotatifs précités 34,35, sont connectés au microprocesseur à puce unique 71. Le circuit de transfert RC 79, qui est constitué de résistances et de condensateurs, est connecté à une borne de sortie de la sonde de détection d'humidité 60. Ce circuit de transfert RC 79 peut être chargé en réponse à l'impédance indiquée par la sonde de détection d'humidité 60. On détermine l'humidité du sol sur la base d'une relation entre le temps nécessaire pour charger les condensateurs à une valeur prédéterminée et l'humidité du sol. Le fonctionnement du moteur et de la commande de pompage d'eau 77 est commandé par la sortie du microprocesseur à puce unique 71. Le commutateur de mode 711 placé sur un côté du microprocesseur à puce unique 71 permet une commutation entre le mode à humidité fixe et le mode à quantité fixe. Dans une application pratique, avec référence à la figure 4, on peut introduire la pompe à eau 20 du boitier 10 dans un récipient 70 d'usage général ou analogue. On insère la pointe 51 de l'élément de sortie d'eau 50 et la sonde de détection d'humidité 60 dans la terre du pot 80. Une partie d'extrémité distale de la sonde de détection d'humidité 60 est complètement insérée dans le sol pour fournir une mesure précise d'humidité du sol. Les orifices 501 de l'élément de sortie d'eau 50 sont disposés légèrement au-dessus d'une surface supérieure de la terre dans le pot 80. Dans les conditions décrites ci-dessus, la carte de circuit intégré de commande précitée 30 est établie en mode d'humidité fixe, comme illustré par le panneau de commande de la figure 7. On fixe la valeur de limite supérieure et la valeur de limite inférieure de l'humidité au moyen des deux commutateurs rotatifs 34,35 respectivement. Lorsque la sonde de détection d'humidité 60 détecte que l'humidité du sol n'est pas suffisante, l'élément de sortie d'eau 50 reçoit automatiquement de l'eau pompée dans le récipient 70 et fournit l'eau par l'intermédiaire de l'élément de sortie d'eau 50 afin d'humidifier le sol après une certaine temporisation. L'opération décrite ci-dessus se poursuit jusqu'à ce que l'humidité du sol augmente et atteigne la valeur de consigne. De façon similaire, lorsque l'humidité du sol est trop grande, on arrête temporairement l'opération de fourniture d'eau. Ainsi, l'état d'humidité du sol est maintenu égal à la valeur de consigne, par détection répétée de l'état d'humidité du sol. La touche d'essai 36 prévue sur la face supérieure du panneau de commande est prévue pour déterminer si la carte de circuit imprimé de commande 30 est dans un état de fonctionnement normal et sa lampe indicatrice 37 est prévue pour s'allumer/ s'éteindre une fois à chaque opération de détection. Si la carte de circuit intégré de commande précitée 30 est établie en mode de quantité fixe, comme représenté sur le panneau de commande de la figure 8, on peut enlever la sonde de détection d'humidité 60 sans aucun effet. Dans ce mode de quantité fixe, l'intervalle de temps entre deux jours séparés pour la fourniture d'eau et la quantité d'eau fournie sont respectivement fixés au moyen des deux commutateurs rotatifs 34,35, et la carte de circuit imprimé de commande 30 exécute une opération de marche/arrêt à intervalle de temps fixe en fonction de l'état prédéterminé, de sorte que les plantes en pot sont arrosées à heure fixe et en une quantité d'eau fixe. En ce qui concerne le fonctionnement en mode d'humidité fixe, le dispositif d'arrosage détecte la quantité d'eau contenue dans le sol, toutes les six minutes après mise sous tension, afin d'éviter un défaut de fonctionnement et d'économiser l'énergie. Si le sol est trop sec après comparaison avec une valeur d'humidité prédéterminée, le dispositif pompe de l'eau pendant deux secondes (environ 20 ml), il compte le nombre de fois où l'eau est pompée, et il détermine si le nombre est plus grand que 15. Cette étape vise principalement à éviter la vidange complète du récipient et elle détecte ainsi une situation anormale produite de sorte qu'elle passe directement à l'étape suivante après deux allumages de la lampe indicatrice. Si le sol est trop humide après comparaison avec la valeur d'humidité prédéterminée,le fonctionnement du dispositif d'arrosage est retardé pendant 60 minutes et, ensuite, on détermine à nouveau la quantité d'eau contenue dans le sol puisque la vitesse d'évaporation de l'eau est relativement lente dans le cas où le sol contient trop d'eau, et on compare ensuite à une valeur à l'état sec. On règle l'humidité du sol afin de la maintenir à une valeur prédéterminée, conformément au fonctionnement cyclique. En ce qui concerne le fonctionnement en mode de quantité fixe, après mise sous tension, le dispositif d'arrosage lit une valeur d'intervalle prédéterminée fixée sur un commutateur rotatif et il établit le nombre cumulé de fois à zéro, puis il accumule l'intervalle et lit l'intervalle accumulé. Cette valeur d'intervalle accumulée est comparée à la valeur d'intervalle précédemment accumulée puis elle est comparée à la valeur d'intervalle prédéterminée pour voir si elles sont les mêmes. Si le commutateur rotatif a été tourné pour régler la durée, le comptage ci-dessus est recommencé. Si le commutateur rotatif n'a pas été tourné pour ce réglage, alors le moteur de pompe à eau entraîne la pompe à eau pour fournir de l'eau en une quantité fixe. Ensuite, la valeur de temps accumulée est mise à zéro et les étapes décrites ci-dessus sont répétées après fourniture de la quantité d'eau à utiliser. En conséquence, la présente invention procure un dispositif d'arrosage automatique pour plantes en pot ayant une structure compacte et deux modes de sélection, à humidité fixe et à quantité fixe, pour arroser périodiquement les plantes en pot de manière à leur éviter un arrosage inapproprié. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'arrosage pour plantes, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (10) pour contenir des piles électriques (131) et un moteur (14), un trou de vidange étant défini dans un côté dudit boîtier (10) des moyens de pompage d'eau (20) s'étendant d'une partie inférieure dudit boîtier (10) à un récipient (70), lesdits moyens de pompage d'eau (20) pompant l'eau contenue dans ledit récipient (70) et l'envoyant audit boîtier (10) par l'intermédiaire d'un conduit d'eau (27), et refoulant ladite eau à partir dudit trou de vidange des moyens de sortie d'eau (50) raccordés audit trou de vidange dudit boitier (10) par l'intermédiaire d'un tuyau de refoulement d'eau (52) une carte de circuit imprimé-circuit de commande (30) comportant des commutateurs rotatifs (34,35) pour effectuer une sélection d'humidité fixe/quantité fixe, et comportant un circuit de commande pour effectuer l'excitation électrique dudit moteur (14) ; et des moyens de détection d'humidité (60) connectés audit boitier (10) par des conducteurs électriques dans un câble étanche (64), lesdits moyens de détection d'humidité (60) étant sous la forme d'une longue bande sur une surface avant et une surface arrière de laquelle sont formés une pluralité de contacts d'électrode à diverses positions, lesdits moyens de détection étant directement introduits dans le sol desdites plantes en pot. 2.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel ladite carte de circuit imprimé-circuit de commande (10) est reliée de façon pivotante audit boîtier (10), à l'intérieur de celui-ci, ce qui permet d'accéder facilement aux piles (131) pour la commodité de leur remplacement. 3.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel ladite carte de circuit imprimé-circuit de commande (30) comporte en outre une touche d'essai (36) et une lampe indicatrice (37) installées sur ladite carte. 4.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel ledit boîtier (10) comporte une pluralité de lames de ressort (12) à l'intérieur, pour retenir ladite carte de circuit imprimé-circuit de commande (30). 5.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de sortie d'eau (50) sont fixés à une pointe (51) pour introduction dans le sol. 6.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1 , dans lequel une chambrede passage d'eau (16) est formée à un angle dudit boîtier (10) pour permettre un écoulement entre lesdits moyens de pompage d'eau (20) et lesdits moyens de sortie d'eau (50). 7.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel la partie supérieure dudit boitier (10) est couverte par un couvercle étanche (40). 8.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 1, dans lequel une longue bande de film conducteur (61) est formée sur une surface desdits moyens de détection d'humidité (60) et une pluralité de films conducteurs séparés espacés (62) sont formés sur une autre surface desdits moyens de détection d'humidité (60). 9.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 8, dans lequel ledit film conducteur est essentiellement une couche de film de carbone. 10.- Dispositif d'arrosage de plantes suivant la revendication 8, dans lequel une extrémité de chacun des dits films conducteurs séparés espacés (61) est connectée à une première extrémité respective de l'une d'une pluralité de résistances(63) en série et une deuxième extrémité respective de chacune des résistances est connectée en parallèle pour former une borne unique.