IPX800 V3 : Arrosage automatique

De GCE Electronics
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Arrosage automatique
Arrosage V3 presentation.png
Nom Arrosage automatique
Famille IPX800 V3
Wiki créé le 01/02/2018
Wiki mis à jour le 10/02/2018
Auteur fgtoul

Présentation

Le système d’arrosage que nous allons concevoir comporte 3 zones. Entièrement autonome, l’IPX800 V3 déclenchera l’arrosage de chaque zone en fonction d’un planning établi, le tout sécurisé par un capteur de niveau placé dans la citerne ou le forage, afin de protéger la pompe en cas de manque d'eau.

En cas de pluie, un capteur sur lequel il est possible de déterminer un seuil de déclenchement, permet de différer l’arrosage.

Vous pourrez piloter le système à distance grâce à l’interface web de l’IPX800 V3, ou encore localement avec des boutons poussoirs.

Les quatres premiers boutons permettent de déclencher l’arrosage en manuel, pour une zone et pour une durée déterminée.

Le dernier permet de mettre le système fonction ou de l’inhiber avec la fonction Saison/Hors saison.

Pour un bon fonctionnement, il conviendra de protéger les électrovannes par un filtre et un régulateur de pression, adaptés aux dispositifs d'arrosage (tuyères, goutteurs, asperseurs, ...).

Si la pompe n'est pas équipée d'un clapet anti-retour, il faudra en ajouter un sur le réseau.

Schéma de principe

Le matériel utilisé :

  • IPX800 V3 + alimentation 12V
  • Boutons poussoirs Normalement Ouverts
  • Capteur de Pluie Normalement Fermé
  • Capteur de niveau Normalement Fermé
  • Electrovannes 24VDC Normalement fermées + Filtres + régulateurs de pression
  • Alimentation 24VDC
  • Pressostat
  • Réservoir à membrane
  • Pompe
  • Clapet anti-retour
  • Disjoncteur magnéto-thermique à puissance réglable (il faudra adapter le modèle à la pompe)
  • Disjoncteur différentiel 30mA
  • Disjoncteurs et Fusibles
  • Contacteur 240VAC


Schéma pour 240VAC monophasé :

Arrosage V3 Principe4.PNG

Le réseau hydraulique :

sur le réseau, le ballon (réservoir à membrane) fonctionne en surpresseur et permet de générer une réserve utile d'eau sous pression, qui pourra être utilisée sans redémarrer la pompe. Cela réduit donc les à-coups dûs aux arrêts-redémarrages de la pompe et augmente sa durée de vie. Au démarrage, une pompe consomme entre 5 à 7 fois sa puissance nominale. Le ballon permet donc de réduire également la consommation d'énergie.

La pompe est commandée par un pressostat. Ce dispositif permet d'ouvrir ou fermer un contact électrique, en fonction de 2 pressions qui déterminent les consignes :

  • La consigne haute : lorsque le réservoir atteint la pression haute attendue, la pompe s'arrête.
  • La consigne basse : lorsque la pression descend en dessous du seuil bas, la pompe démarre.

Ces pressions doivent être déterminées en fonction du modèle du réservoir et du volume d'eau nécessaire pour la réserve.

Branchements électriques à adapter :

Si votre réseau hydraulique ne comporte que des points électriquement pilotables par l'IPX800 (cas des électrovannes), vous pourrez alors relier le pressostat (Point  A ) au point  N . Ainsi, l'alimentation de la pompe sera asservie à une demande d'arrosage. Si par contre, votre réseau comporte des points non contrôlables (cas des robinets), alors la pompe ne pourra pas être pilotée par l'IPX800. Dans ce cas, le Point  A  devra être relié au repère  P . De cette manière, l'ouverture d'un robinet enclenchera la pompe (en fonction de la pression) mais à condition seulement que le niveau d'eau soit correct dans la citerne ou le forage (capteur de niveau). Le schéma ci-dessus est présenté avec une liaison  A  -  P , car le système comprend 2 robinets.

Le schéma électrique

Schéma présenté pour 240VAC monophasé :

Arrosage V3 schemaSimple.png

Remarque : ici le pressostat est représenté en liaison  A  -  N  (voir plus haut le schéma de principe). Pensez à adapter le branchement en liaison A-P si nécessaire.

   Le schéma est présenté avec des alimentations 12 V et 24V  vendues par GCE.
   Les électrovannes utilisées sont des modèles à solénoïde 24V.
   Les alimentations et les protections par fusibles sont à adapter en fonction des consommations réelles, du type de vannes et du nombre d’extensions connectées sur l’IPX800..
   
   Les relais 1,2,3,4 et 5 sont connectés en série. Cela permet d'alimenter le circuit en 240 VAC (relais 5) si toutes les conditions sont remplies (fonction ET logique).
   
   Les relais 6, 7 et 8 pilotent les électrovannes.
   
   Le pressostat est présenté avec une connexion A-N (voir les explications plus haut).

Branchement du niveau à flotteur

Le branchement proposé ci-dessus suppose une distance raisonnable entre l’IPX et le flotteur. Mais si la distance est trop importante, la chute de tension provoquée sur l’entrée digitale empêchera la détection de la fermeture du contact du flotteur. Il faudra alors modifier le branchement de manière à alimenter le capteur avec une tension supérieure, 12V ou plus, nous prendrons par exemple la tension 24 VDC et placerons un relais 24 VDC intermédiaire :

Arrosage V3 schemaNiveau.png

Variantes

  • En complément ou en remplacement du capteur de pluie, vous pouvez utiliser des capteurs d’humidité du sol.

Certains modèles comportent une sortie relais et se branchent donc de la même maniere sur une entrée digitale, d’autres sont équipés d’une sortie analogique. Il faudra donc connecter ces derniers sur une entrée analogique de l’IPX800. Il faudra définir les seuils haut et bas. Le franchissement du seuil haut (sol très humide) passe OFF le relais 4. Au contraire, un sol sec (sous le seuil bas) met le relais ON.

  • L'entrée digitale 3 est disponible. Vous pouvez y connecter un compteur d'eau à impulsions.

Compteur-d-eau-froide-a-impulsion.jpg

Sur l'IPX800 vous devrez lier cette entrée à un compteur.

Arrosage V3 compteur.png

Sorties relais

Description

Relais 1 : Ce relais est directement piloté par le capteur de niveau.

  • état OFF : manque d'eau
  • état ON : niveau d'eau correct.

Un niveau bas interdit le fonctionnement de l'arrosage, même en mode manuel.

Relais 2 : Mode automatique/manuel

  • état ON : mode manuel.
  • état OFF : mode Auto.

Relais 3 : Saisonnalité.

Ce relais permet la mise hors service de l'arrosage automatique. L'IPX800 reste alimentée.

Le mode manuel outrepasse cette condition.

  • état OFF : mode hors saison
  • état ON : saison en cours

Relais 4 : Ce relais est directement piloté par le capteur de pluie.

  • état OFF : le seuil réglé a été dépassé. L'arrosage est inutile.
  • état ON. le seuil réglé n'est pas dépassé. L'arrosage est nécessaire.

Relais 5 : Ce relais est piloté par les plages horaires de l'IPX800. Il est donc mis à l'état ON en fonction du planning d'arrosage.

Il permet de couper l'alimentation 240 VAC sur le transformateur des électrovannes et de la pompe lorsque l'arrosage est inactif.

Son retour à l'état OFF se fait automatiquement par Timer en fin de journée.

Relais 6, 7 et 8 : Ces relais sont pilotés par les Timers. Ils activent ou désactivent l'alimentation 24 VDC des électrovannes en fonction du planning d'arrosage par zone.

  • état ON : en mode manuel ou automatique, l'arrosage est permis sur la zone.
  • état OFF : l'arrosage est inhibé sur la zone, en mode manuel et automatique.

Les relais retombent automatiquement à l'état OFF au bout d'une temporisation propre à chaque zone.

Configuration

Vous allez devoir configurer les sorties sur l'IPX800. Voici un tableau des caractéristiques à renseigner :

Arrosage V3 ConfigRelais.PNG


Note 1 : Le paramètre Tb est exprimé en dixièmes de seconde (10 = 1 seconde).
Sa valeur maximale est 65535 (soit l'équivalent de 1h49).

Si la durée d'arrosage de la zone doit excéder la valeur maximale, il faudra configurer plusieurs plages successives d'arrosage en déterminant une durée moyenne.

Exemple de configuration avec le relais Ch6 (durée souhaitée de l'arrosage : 20 minutes) :

Arrosage V3 ConfigRelaisN6.PNG

Commandes et capteurs

Description

Entrée digitale 1 : Le niveau à flotteur.

Ce capteur constitue une sécurité de fonctionnement pour la pompe. Le capteur doit être de type NF (fermé lorsque le niveau est satisfaisant).

Si le capteur est de type NO, il conviendra de modifier la configuration de l'entrée.

Cette entrée digitale pilote le relais 1.

Il est possible d’être prévenu par notification lorsque le niveau d’eau passe sous le seuil bas.

Le message devra être paramétré sur le champ Push2 de l’entrée digitale 1.


Entrée digitale 2 : Le capteur de pluie.

Le capteur doit être de type NF.

En cas de pluie (seuil réglable), le contact s'ouvre. L'IPX800 ouvre le relais 4 (état OFF) ce qui interdit l'arrosage en mode automatique.

Si le capteur est de type NO, il conviendra de modifier la configuration de l'entrée.


Entrée digitale 4 : Le mode Auto/manuel

Le bouton poussoir de type NO permet de sélectionner le mode de fonctionnement automatique ou manuel.Il pilote le relais 2. Si vous rétablissez le mode automatique juste après un cycle manuel, il y aura cumul de cycles sur les zones.

Vous pouvez laisser le mode manuel actif pour interdire les cycles automatiques à venir sur la journée. Il est possible de forcer le retour du mode automatique par la mise en place d'un timer en fin de journée.

Il n'est pas recommandé de passer en manuel dans les plages horaires où un arrosage automatique est susceptible d'être lancé. Il y aurait modification des inclusions de zones à votre insu.


Entrées digitales 5, 6, 7 : Inclusion de zone

Chaque bouton poussoir (de type NO) autorise ou interdit le fonctionnement de l'électrovanne en charge de la zone correspondante relais 6, 7 et 8).

  • En mode automatique : pendant l'arrosage, il est possible d'exclure l'électrovanne sans avoir à intervenir sur les timers de l'IPX800.

La zone sera automatiquement réactivée lors de la prochaîne période d'arrosage. Chaque inclusion de la zone au cycle d'arrosage en cours relance la temporisation.

  • en mode manuel : ces boutons permettent d'inclure ou exclure les électrovannes du cycle d'arrosage en cours. Chaque inclusion relance la temporisation sur le relais correspondant.


Entrée digitale 8 : La saisonnalité.

Le bouton poussoir de type NO permet d'activer la saison d'arrosage ou d'y mettre fin. Il pilote le relais 3.

Configuration

Arrosage V3 ConfigEntrées.PNG


exemple avec l’entrée digitale 5

Arrosage V3 EntréeN5c.png

Exemple avec le bouton poussoir sur l'entrée digitale 8:

Arrosage V3 ConfigEntréeN8.PNG

Les Timers

L'automatisation de notre système d'arrosage repose entièrement sur la mise en place d'horaires (Timers).

Nous avons vu plus haut que les relais pilotant les électrovannes ont une durée de fonctionnement programmée (paramètre Tb).

Ainsi, nos consignes horaires ne devront produire que l'ordre de mise en route, l'arrêt étant automatique.

Par contre, le relais 5 est asservi à la mise en route de l'arrosage. Son arrêt devra être programmé par Timer.

Nous pouvons également déterminer le fonctionnement du mode manuel : désactivation systématique ou non, en fin de journée.

Voici un tableau présentant un exemple de programmation :

Arrosage V3 ConfigTimers.PNG

Voici comment les Timers sont mis en place sur l'IPX800, suivant l'exemple ci-dessus :

Arrosage V3 Timers.PNG

Les Timers 60 et 61 rétablissent le mode automatique tous les jours et coupent le 240 VAC sur le système d'arrosage.

Les Timers 62 à 64 établissent le démarrage des zones 1 à 3 le Lundi.

Les timers 66 à 68 établissent le démarrage de l'arrosage le Mardi.

Créez de la même manière un timer par jour et par zone.

Remarque : vous constatez le mode EMPTY au lieu de ON sur les Timers 66 et 68. Cela permet d'activer ou désactiver facilement une zone dans le planning, sans avoir à détruire et recréer le Timer. La maintenance du planning est facilitée.

Pilotage à distance

Par l'interface de l'IPX800 :

l'entrée 5 est accessible à distance. Passer ON pour un mode manuel.

Les relais 6, 7 et 8 peuvent être pilotés à distance pour l'inclusion/exclusion des zones. Ils devront être actionnés avec le relais 5.

Le relais 3 peut être actionné pour activer ou inhiber la saison d'arrosage.


Pour aller plus loin

A l'usage, le pilotage local du système via les boutons poussoirs peut paraître compliqué à cause du manque de visibilité concerfnant l'état des entrées/sortiées de l'IPX800.

Pour faciliter les manipulations, il est nécessaire de rajouter des voyants sur les sorties relais de notre IPX800.

Attention : certains voyants sont en 240VAC, d'autres en 24VDC. En fait, dans notre exemple nos électrovannes sont alimentées en 24VDC, d'où les voyants 24V. Si vous utilisez des électrovannes ayant une autre tension de commande, il faut adapter les voyants.

La programmation de l'IPX800 n'est pas à modifier pour le fonctionnement des voyants.

Schéma pour 240VAC monophasé :

Arrosage V3 schemaComplet.png

Remarque : ici le pressostat est représenté en liaison  A  -  N  (voir plus haut le schéma de principe). Pensez à adapter le branchement en liaison A-P si nécessaire.


Description complète des relais et voyants

Relais 1 : Ce relais est directement piloté par le capteur de niveau.

  • état OFF : un voyant rouge signale un manque d'eau
  • état ON : un voyant vert signale un niveau d'eau correct.

Un niveau bas interdit le fonctionnement de l'arrosage, même en mode manuel.

Relais 2 : Mode automatique/manuel

  • état ON : mode manuel. Le voyant est rouge.
  • état OFF : mode Auto. Le voyant est vert

Relais 3 : Saisonnalité.

Ce relais permet la mise hors service de l'arrosage automatique. L'IPX800 reste alimentée.

Le mode manuel outrepasse cette condition.

  • un voyant rouge signale un mode hors saison
  • un voyant vert sgnale un mode "saison en cours"

Relais 4 : Ce relais est directement piloté par le capteur de pluie.

  • état OFF : le seuil réglé a été dépassé. L'arrosage est inutile. Le voyant est rouge.
  • état ON. le seuil réglé n'est pas dépassé. L'arrosage est nécessaire. Le voyant est vert.

Relais 5 : Ce relais est piloté par les plages horaires de l'IPX800. Il est donc mis à l'état ON en fonction du planning d'arrosage.

Il permet de couper l'alimentation 240 VAC sur le transformateur des électrovannes et de la pompe lorsque l'arrosage est inactif.

Son retour à l'état OFF se fait automatiquement par Timer en fin de journée.

Relais 6, 7 et 8 : Ces relais sont pilotés par les Timers. Ils activent ou désactivent l'alimentation 24 VDC des électrovannes en fonction du planning d'arrosage par zone.

Vous choisissez de ne mettre que les voyants rouges :

  • à l'état ON, le voyant rouge est éteint. En mode manuel ou automatique, l'arrosage est permis sur la zone.
  • à l'état OFF, le voyant rouge est allumé. L'arrosage est inhibé sur la zone, en mode manuel ou automatique.

Vous ajoutez les voyants verts pour une lisibilité plus grande de l'état du système :

  • voyant rouge et voyant vert éteints : Fonctionnement normal en attente d'un cycle d'arrosage.
  • Voyant rouge allumé. Vert éteint : zone exclue. Pas d'arrosage possible.
  • voyant rouge éteint. Vert allumé : arrosage en cours sur la zone.

Rappel : les relais 6 7 et 8 retombent automatiquement à l'état OFF au bout d'une temporisation propre à chaque zone.