La mortalité accidentelle de tout un lot de truites est le cauchemar des aquaponistes. Pour prévenir les accidents majeurs, il faut surveiller en permanence la circulation, l’aération et la température de l’eau. Pour ce faire, la réception d’une alerte par SMS sur son smartphone ou téléphone portable permet d’intervenir à temps. Mais les équipements clés en main qui répondent à ce besoin sont onéreux et peu évolutifs. Voici donc un montage à faire soi même pour environ 95 euros. Tout est détaillé pour pouvoir le modifier à volonté selon les situations rencontrées… ou les imperfections à corriger! (Soyez indulgent sur le code et sur le montage car c’est mon premier prototype).
Ajout du 10/12/2020
Après presque un an d’utilisation, tout fonctionne parfaitement hormis les sondes de détection des vibrations. Le programme a été légèrement modifié en février pour réaliser 10 mesures espacées de 3 secondes toutes les 5 minutes, au lieu d’une seule toutes les 7 minutes sur chaque sonde de vibration, ce qui a supprimé les quelques alertes erronées. Tout a très bien fonctionné pendant quelques mois puis les vibreurs ont commencé à « se coller » de temps à autres, puis de plus en plus souvent. Conclusion : ce type de composant n’est pas prévu pour vibrer en continu, ou bien trop bas de gamme. Pour le reste, les alertes en cas de défaillance sur la circulation de l’eau ou la température sont très fiables.
Ajout du 06/09/2020
Dégâts de rats sur câble électronique de la sonde de débit.. Le sectionnement du câble a provoqué un court circuit ayant altéré la carte arduino. Ce qui a nécessité de changer la carte. Conclusion : mettre les câbles sous gaine pour les protéger des rongeurs.
Postulat de départ
La construction du boitier d’alerte respecte plusieurs principes constitutifs du projet « truites aquaponiques »:
–Frugal. Fabriquer au moins cher, avec des technologies anciennes (lowtech)
–Simple. Eviter l’usine à gaz en se concentrant sur l’objectif principal. Ainsi, les suivis de pH, oxygène, nitrates, nitrites, teneur en différents éléments minéraux ne seront pas pris en compte. Idem pour la collecte de données en continu.
–Résilient. Un système rustique, peu sensibles aux aléas extérieurs, fiable.
–Evolutif. Construction documentée pour permettre une adaptation à d’autres contextes ou à d’autres besoins.
–Partagé. Le code est libre de droits. Il utilise des portions de codes disponibles en open source.
Analyse des options possibles pour recevoir une alerte
La première option repose sur le réseau internet. Le composant ESP32 communique par wifi avec une box internet et envoie un mail via l’application Pushover par exemple. Avantage : pas de coût de fonctionnement. Contrainte : disposer d’une box internet à proximité.
La seconde option repose sur le réseau téléphonique. Une carte arduino et un shield GPRS SIM900 permettent l’envoi de SMS sur un téléphone portable. Avantage : système passe partout. Inconvénient : un abonnement mensuel pour la carte SIM (1.5 € à 2 €/mois selon le fournisseur).
Nous retiendrons la seconde option pour son adéquation à tous les contextes.
95 € de fournitures pour construire le système d’alerte
Pour notre projet, il faut acquérir:
– une carte Arduino UNO R3 : 10 €
– un shield GPRS SIM900 : 20 €
– un Mini Onduleur Back-UPS : 35 €
– Une sonde température étanche DS18B20 : 5€
– Une sonde de débit YFS201 : 5 €
– Deux sondes de détection des vibrations SW18010 : 5 €
– Une carte SIM : 5 €
– une résistance de 4.7 Khoms
– des menues fournitures (étain, fils, boitier étanche, vernis) : 10 €
Les branchements entre les éléments
Une fois les zones de branchements protégées par du scotch, deux couches de « vernis » tropicalisent les cartes. Cela évite les dysfonctionnements, ou pire les courts-circuits, dus à la condensation sur les cartes.
Modifier la sonde de débit
Quant à la sonde de débit, après démontage et vernissage de la carte, le câble d’origine fait place à un câble de 2.5 m de longueur. La flasque de fermeture reprend sa place après application de joint silicone sur le pourtour, les vis et sur l’arrivée du câble.
Cette sonde s’implante sur un tuyau d’arrivée d’eau du bassin à poisson avec un trou de diamètre 20 mm. La sonde ne mesure pas le débit total, mais un débit partiel, indicateur d’un fonctionnement normaL
Modifier la sonde de température
La sonde de température DS18B20 est vendue comme étant étanche. Sur les sondes que j’ai reçues, la membrane thermorétractable ne faisait pas totalement obstacle à l’eau. Les mesures étaient au départ erronées jusqu’à une mise hors d’usage de la sonde. C’est pourquoi il faut noyer la sonde et un bout du câble dans un mastic synthétique.
Modification des capteurs de vibrations
Les capteurs de vibrations, après tropicalisation à l’aide vernis et rajout d’un câble, sont insérés dans un tuyau de plastique rigide. Un bout est façonné à chaud pour pouvoir être vissé sur le corps de la pompe à air. Ce capteur informe le microcontrôleur Arduino du bon fonctionnement des pompes. Le code a du être adapté à un fonctionnement intermittent de 15 mn par demi-heure. Il pourra être simplifié en cas de fonctionnement continu des pompes.
Un boitier pour accueillir les cartes
Le tout est installé dans un boitier électrique étanche en perçant les trous nécessaires aux branchements, aux fenêtres pour les diodes de fonctionnement et l’accès au bouton poussoir pour la mise en route du shield.
Le programme d’alerte par SMS
Le programme est téléchargeable ici (fichier pdf – version 1.3).
Il faut remplacer les XXXXXXXXX par le numéro du téléphone portable qui recevra les SMS ou les appels téléphoniques (9 chiffres, sans le zéro de départ). Les seuils de température sont déclarés dans temperatureLimiteMax et temperatureLimiteMin. Ce sketch peut être copié-collé dans l’IDE-Arduino, puis compilé et téléversé dans la carte électronique Arduino UNO. Pour plus de détail sur le SIM900 et les commandes AT .
Ce programme surveille la température de l’eau, l’arrivée d’eau dans les bassins à truite et le fonctionnement des deux pompes à air. Un dysfonctionnement est signalé par SMS, puis au bout de trois alertes par appel téléphonique. La valeur des sondes est interrogeable à distance par SMS. Ce programme est facilement modifiable pour s’adapter à chaque configuration ou à d’autres besoins.
Installation du système d’alerte dans les bassins
La mise en place du dispositif dans l’installation « Truites aquaponiques » est simple. La sonde de débit s’implante sur le tuyau d’arrivée d’eau dans le bassin à truites. La sonde de température étanche plonge dans le bassin. Les sondes de détection de vibration se vissent sur les pompes à air. Le mini onduleur se branche sur le réseau électrique. La carte SIM900 s’allume en pressant le bouton adhoc pendant deux secondes. Le boitier et le mini onduleur se placent à l’abri du soleil direct pour éviter une surchauffe des cartes.
Le fonctionnement du dispositif d’alerte
Le système observe l’écoulement de l’eau en entrée de bassin. Cette arrivée d’eau dans le cas présent est continue, fluctuante en débit mais jamais nulle. Si l’écoulement de l’eau s’arrête suite à une coupure d’électricité, l’onduleur maintien les mesures pendant plusieurs heures. Si la pompe tombe en panne, le débit devient nul et le reste. Enfin si l’eau vient à manquer, l’arrêt d’écoulement est ponctuel et irrégulier. Dans ce dernier cas, on recevra des SMS d’alerte, non pas toutes les 7 minutes, mais avec un pas de temps plus élevé.
Le système observe également le fonctionnement des airlifts, ainsi que la température de l’eau. Les alertes envoyées informent donc sur un arrêt du flux d’eau, un arrêt de l’airlift 1 et/ou de l’airlift 2 et un dépassement des températures limites maximale et minimale. Le nombre de SMS d’alerte toutes les 7 minutes est limité à trois, puis complété par un appel téléphonique. Il est possible d’interroger à distance les sondes par SMS.
Après une intervention consécutive aux alertes, la carte Arduino Uno doit être débranchée puis rebranchée pour provoquer une remise à zéro des compteurs de SMS envoyés.
Un dispositif évolutif
La tentation est forte de faire évoluer le système de surveillance. Par exemple en rajoutant une sonde pH, puis des capteurs pour l’oxygène dissous, l’ammoniac, les nitrites, les nitrates, le fer, le potassium, la température de la serre, l’intensité lumineuse pour les plantes… et pourquoi pas enregistrer en continu ces données dans une base de données… puis les consulter à distance… et activer une vanne ou un moteur avec son téléphone portable, où que l’on se trouve. Tout cela est possible à partir du montage proposé. Mais est-ce utile? Certes au démarrage d’un système, il faut faire quelques mesures pour suivre l’évolution mais depuis plus d’un an je ne fais plus aucune mesure de pH (eau neuve à pH 8!), nitrates et compagnie, hormis le suivi de la température de l’eau en période très chaude ou très froide. Et tout va bien!
Seuls la température, l’écoulement de l’eau et le fonctionnement des pompes à air méritent vraiment une surveillance permanente. Et peut-être le pH selon le type d’eau neuve utilisée.
Bilan économique du dispositif d’alerte DIY
L’investissement total est d’environ 95 €. Et le coût de fonctionnement annuel est de 18 € avec une carte SIM Réglomobile. Or la mortalité d’un lot de 60 truites élevé pendant 1 an avec 60 kg de pellets équivaut à une perte de 150 € à 200 € en frais engagés. Ou bien encore à une perte de 500 € en équivalent produit fini. Un seul incident majeur évité sur 10 ans suffit à rentabiliser l’opération. C’est en quelque sorte une assurance.
Remerciements
Merci à Alexandre, Philippe et Valentin pour leurs précieux conseils, notamment pour la tropicalisation des cartes, l’analyse des options et les ressources biblio.
Waouh! On trouve tout sur votre site. Je suis en pleine recherche sécurisation de mes airlifts. Après deux années de maturation, je me lance enfin dans le projet comme t’air eau. C’est d’ailleurs par cet intermédiaire que j’ai connu l’aquaponie. Votre site est une source de renseignements, de conseils vraiment précieux. Tout ça pour tout le monde Merci beaucoup!
Merci pour le retour d’appréciation. Concernant cet article, il est ancien. J’ai, depuis, revu le dispositif d’alerte à base d’ESP32, avec un ESP32 chargé de surveiller les coupures d’électricité et relayer les alertes provenant des ESP32 esclaves installés sur les autres systèmes aquaponiques et surveillant la pression d’air dans le réseau d’aération.
Bonjour
Je viens de refaire le programme pour en faire u autre pour une alarme congelateur
j’ai donc supprimé les parties qui ne me sont pas utiles (debit vibrations…) pour ne garder que les sondes de temperature
Quand je compile le programme j’ai une erreur (updateSerial was not declared in the scope)
A quoi ça sert ou que dois je mettre
Je n’ai pas branché la carte ni mis le telephone et le message pour le sms
Puis je supprimer update Serial
Merci
Cordialement
Alain SUAU
Tres bon article
Bonjour,
Envoyez-moi votre programme sur cette adresse mail : accueil@truitesaquaponiques.com
J’y jetterai un coup d’oeil.
Une caméra type chasseur d images ayant regard sur les débits, sur un thermomètre sur les bulleuses et les poissons avec réception sms cela peut être plus facile à acquérir !!!
Ah oui, c’est une solution à laquelle je n’avais pas pensé. La caméra de chasse GSM permet une surveillance à distance du système pour un coût modique et aucun bidouillage électronique. Cette solution a toutefois un point faible : il n’y a pas d’alerte automatique si bien que l’on peut passer à côté d’une défaillance de la pompe en pleine nuit. Cela reste toutefois une solution très accessible pour une surveillance à distance, ce qui n’est déjà pas si mal. Merci pour le partage de l’idée.
Bonjour Jean-Claude, je découvre l’aquaponie avec plaisir et intérêt. A propos de caméra connectée j’en utilise une pour surveiller l’irrigation, entièrement autonome ( panneau solaire, liaison gsm en 4g) et montée sur dôme. réolink GO pt à 300 euro environ. Détection de mouvement avec enregistrement sur carte SD. Si ça peut donner des idées.
Jacky, Bonne découverte de l’aquaponie. Merci pour la suggestion.
Encore un super article !
merci Jean-Claude
Bonjour,
J’aime beaucoup votre approche de faire un système orienté développement durable, économie circulaire, autonomie et low tech. Votre volonté de réduire l’énergie nécessaire pour votre système et donner du sens a ce type de production a vraiment une grande valeur. Je démarre en aquaponie et de tout ce que j’ai trouvé sur internet, vos articles sont particulièrement intéressants. Coupler la puissance innovante de l’électronique Arduino et l’aquaponie apporte l’autonomie nécessaire au développement de ce type de concept dans les jardins familiaux. J’habite a Versailles, ou je construis un sytème compact avec seulement 1 000 litres d’eau au fond du jardin. Malgré cela , je vais mettre des truites dans le système (j’adore les truites fraiches ;-). je viens souvent en Vendée à Jard sur mer. Un jour, quand nous ne serons plus confinés, je serais très intéressé pour vous rencontrer et voir de prêt votre système. Un GRAND MERCI pour le partage de votre expérience.
Merci pour votre message. Je vous accueillerai avec plaisir à Luçon, le moment venu.
Super, l’idée avec les détecteurs de vibrations. je suis aussi en train de voir pour faire une gestion avec un arduino sur mon système. Je garde précieusement cet article et le partage sur mon magazine flibboard ( https://flipboard.com/@rbonnin/aquaponie-l4tp54jcy )
Un nouvel article très intéressant en effet et qui mérite de s’y attarder, merci Jean-Claude !
Je suis d’accord avec toutes tes conclusions à un détail près : la sonde pH peut s’avérer très utile, surtout sur des systèmes plus importants en taille.
Une question : est il possible de faire une commande par SMS pour recevoir l’état de lecture des paramètres des capteurs à un instant t ?
Merci encore et au plaisir de suivre les évolutions de ton dispositif !
Merci guillaume. Oui il est possible de programmer une interrogation de la sonde par SMS avec les commandes AT appropriées. Je ne l’ai pas exploré car la marche était suffisamment haute pour moi dans un premier temps. On peut même donner des ordres pour activer un relais pour ouvrir ou fermer une électrovanne par exemple. Pour l’instant je vais me concentrer sur des capteurs à vibration pour détecter le fonctionnement des airlifts (2 € le capteur !). Puis comprendre pourquoi la sonde de température est capricieuse avec des mesures de temps à autres fausses.
Salut .je suis dans réalisation d’un tel système . Mais avec l’utilisation d’un pH-mètre et la température. Mais je bloqué sur la conception du programme, si une personne peut m’aider car je fais encore mes premiers pas en programmation.
Bonjour,
Je veux bien jeter un œil sur votre programme. Merci de l’envoyer en pièce jointe sur l’adresse mail accueil@truitesaquaponiques.com
Génial, merci.