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Comment créer un circuit électronique ?

Elina, Théo, et Antonio, étudiants à la FabAcademy ont appris à réaliser un circuit électronique avec toutes les étapes : designer, usiner, souder, programmer.

Selon Wikipédia, un circuit électronique est un ensemble de composants électroniques interconnectés à l’aide d’un circuit imprimé (appelé « board » en anglais) dont le but est de remplir une fonction.
Dans le programme de la FabAcademy, une semaine est dédiée à la production électronique. Voici quelques étapes importantes pour la réalisation d’un circuit électronique.
La documentation beaucoup plus détaillée par Elina, Théo, et Antonio est disponible sur le site de la FabAcademy.

Dessiner le circuit : Le design

Pour commencer l’exercice, il faut apprendre à réaliser le design du circuit imprimé (board) sur KICAD. Ce logiciel libre permet la conception de schémas électroniques et de circuits imprimés. Les étudiants ont été invités à modifier un circuit existant fourni par la FabAcademy en y ajoutant une LED et un bouton. Une fois la technique maitrisée, ils ont redessiné entièrement le circuit. Ce dessin de circuit est une image au format PNG, qu’il faut ensuite transformer en G-CODE, langage de programmation qui permet de programmer les mouvements de la fraiseuse numérique pour l’étape suivante.

Usiner, souder, programmer

Il existe deux méthodes pour graver son circuit imprimé : la gravure chimique et le fraisage. La gravure chimique est une méthode très précise, cependant les produits sont très toxiques. La méthode avec la fraiseuse a donc été privilégiée.
Grâce au logiciel Vpanel qui permet le dialogue entre le logiciel et la machine, il a fallu importer l’image dessinée auparavant. C’est également avec le logiciel que les différents paramètres ont été ajustés (vitesse de déplacement de la broche et surveillance du fraisage dans les différents axes X, Y et Z). Avant le fraisage final, plusieurs tests ont été réalisés avec différentes mèches.

Une fois le circuit imprimé, il a fallu souder les composants avec de l’étain. Les composants choisis étaient un microcontrôleur, des Pins, une résistance, un condensateur et un régulateur. Pour vérifier que le travail a été correctement réalisé , il a ensuite fallu tester la carte avec un multimètre.
Une fois tout cela réalisé, les étudiants ont pu flasher la carte, c’est-à-dire envoyer un programme sur la puce.

Documentation complète sur la réalisation d’une carte électronique :
Documentation d’Elina
Documentation de Théo
Documentation d’Antonio

Construire un système d’autoguidage RTK, ils l’ont fait… en open-source !

Autoguidage RTK, une version à prix réduit qui fonctionne !

Le projet a débuté en 2020 et aujourd’hui le montage du prototype fonctionne ! Jean-Marie NOËL et Richard PAUWELS, agriculteurs dans l’Oise, ont réussi à monter un système d’autoguidage RTK sur un tracteur qui date de 1999 (un CASE MX 120).
Les premiers tests réalisés à l’arrière d’AgriLab ont été concluants. Le tracteur a réalisé plusieurs allers-retours, avec demi-tours, de manière autonome sur une même ligne. Si au départ la conduite automatisée était assez nerveuse, après plusieurs réglages, elle est devenue agréable.
Les tests en plein champ ont également été positifs : le tracteur a pu être commandé sans intervention humaine pour réaliser un demi-tour en bout de parcelle. Après ce premier succès, un second tracteur est en train d’être équipé, puis ce sera le tour de la moissonneuse-batteuse !

Comment construire son autoguidage RTK à coût réduit ?

Avant de corriger la trajectoire, il faut déjà connaitre la position : celle du tracteur, et celle des roues.

Une antenne GPS a donc été installée à l’avant du tracteur pour connaitre sa position en temps réel. Un capteur d’angle a également été installé sur une des deux roues avant.
Dans la cabine on retrouve une carte électronique qui recueille les informations de positionnement. Elle est branchée à un ordinateur de bord et connectée via le réseau GSM 3G/4G pour recueillir les données correctives des balises RTK. (voir le schéma sur le wiki). Recueillir ces données correctives est possible grâce au réseau Centipède, un réseau de bases GNSS RTK mutualisé en libre accès. Il s’agit d’un réseau ouvert de partage de balises RTK accessibles à tous (instituts, particuliers, privés, agriculteurs, partenaires publics).

Une fois toutes les données recueillies par la carte électronique, la correction peut se faire. La carte électronique est branchée sur un moteur situé à l’arrière du volant. Ce moteur entraine ensuite un pignon qui entraine une couronne fixée au volant. C’est cet entrainement de la couronne et du volant qui permet de guider le tracteur de manière automatique.

Au niveau coût, il faudra compter 1 500€ pour l’achat des différentes pièces (antenne, capteurs, moteur d’entrainement, Arduino, …) ainsi qu’un PC ou une tablette (environ 500 €).
On peut donc obtenir une solution complète à moins de 2000 €… à condition de passer le temps nécessaire pour le monter soi-même.

Une communauté autour de l’autoguidage RTK et du logiciel AGOPENGPS

Construire sa solution d’autoguidage présente deux intérêts:

-Un coût relativement faible par rapport aux solutions commerciales : une solution équivalente coûterait environ 15 000 € à l’achat, à laquelle il faudrait rajouter 1 000 € d’abonnement par an.

-L’indépendance technologique : lorsque l’on construit sa solution, on la comprend. On est ainsi capable de la réparer, sans avoir à faire appel à un dépanneur.

Lorsqu’on se lance, il faut passer du temps à faire des recherches (souvent en anglais), suivre les forums, les groupes dans les réseaux sociaux. Heureusement, il existe une communauté internationale autour du logiciel AGOPENGPS et de l’autoconstruction d’autoguidage RTK. Les personnes impliquées y partagent leurs découvertes, leurs astuces, mais aussi leurs difficultés.
La communauté française est en train de monter un Wiki, ce qui évitera aux nouvelles personnes qui souhaitent se lancer dans l’aventure de devoir repartir du début, et se poser les mêmes questions.

L’autoguidage RTK n’est pas une recette toute faite. Il existe plusieurs façons de le faire. Il faut donc être imaginatif. L’Opensource en agriculture présente un réel intérêt, car les solutions travaillées sont modulables, flexibles… et donc adaptées à tous.

Où trouver les tutos, wiki et réseaux sociaux de la communauté AGOPENGPS et RTK ?

Par définition, un wiki n’est jamais terminé ! Il est donc important de se documenter régulièrement sur le web, car cette liste n’est pas exhaustive.

Le groupe Facebook de la communauté AGOPENGPS : https://www.facebook.com/groups/agopengpsfrance

La communauté AGOPENGPS et le GitHub :
https://agopengps.discourse.group/
https://github.com/farmerbriantee/AgOpenGPS

Le groupe Telegram AGOPENGPS France:
https://t.me/AgOpenGps_France

AgOpenGPS documentation non officielle :
http://aogwiki.synology.me/doku.php?id=presentation

La documentation en cours de Jean-Marie NOËL et Richard PAUWELS
http://agrilab.unilasalle.fr/gps-rtk-libre/

Article précédent : Autoguidage RTK à prix intéressant, c’est possible
Vidéo précédente :

Cultiver l’ortie en Hauts-de-France : le projet URTI-K

Les Hauts-de-France : 1ère région agricole du pays

Avec 2,1 millions d’hectares de terres agricoles (soit 2/3 de la superficie du territoire), la région Hauts-de-France est la 1ère région agricole du pays.
La région produit par exemple 2/3 des pommes de terre et 10% du lait en France. Le territoire excelle également dans la production de blé.

Si les céréales (orge, blé, maïs) occupent 60% des terres arables en France, plusieurs agriculteurs ont choisi de se diversifier. Certains cherchent à adopter une agriculture plus résiliente (la diversification des cultures permet de réduire l’utilisation de phytosanitaires et d’engrais); d’autres cherchent à développer des productions de niches.

Avec le réchauffement climatique certains agriculteurs produisent désormais de la patate douce, de la spiruline et certains… des orties !
Voir ci-dessous le reportage réalisé par France 3 Hauts-de-France.

Cultiver et valoriser l’ortie

Les vertus de l’ortie sont multiples:

Fertilisant : En macérant des orties hachées, on peut obtenir un purin d’ortie. Une recette bien connue des jardiniers qui pourront profiter de ce purin pour son pouvoir fongicide et insecticide.
-Alimentaire : L’ortie est une plante comestible, riche en fer, en protéines, mais également en calcium. Elle contient 8 acides aminés essentiels.
-Médicinales : L’ortie est une plante connue pour son pouvoir diurétique, mais aussi dépurative, anti-inflammatoire, etc.

L’ortie, perçue davantage comme une plante indésirable, possède en réalité de nombreuses propriétés. C’est ce qui a poussé 6 agriculteurs des Hauts-de-France à se lancer dans le projet Urti-K, initié à AgriLab.

« C’est une plante qui pousse partout où on ne la souhaite pas, mais quand on veut la mettre quelque part elle ne veut pas venir ! » explique Bernard de Franssu, agriculteur à Villers-Chatel. Les 6 agriculteurs vont donc tester différents dosages d’azote et différents paillages (anas de lin, copeaux de bois, paille de blé et enfin couvert végétal à base de trèfle blanc).

Hugues d’Hautefeuille, sylviculteur à l’origine du projet Urti-K, explique qu’ils vont travailler d’abord 1 hectare cette année, 3 hectares l’année prochaine, et 10 hectares l’année suivante.

L’objectif serait de créer une filière ortie dans les Hauts-de-France, dont les débouchés seraient multiples : alimentaires (notamment pour l’alimentation équine), pharmaceutiques, cosmétiques, mais aussi dans le textile et les engrais.

Retrouver la page du projet ci-dessous :