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Capteurs - Environnement
[Mise à jour le 20/5/2024]
1. Généralités sur les grandeurs physiques
1.1 Température
- Ressource : Wikipédia
1.2 Humidité
- Ressource : Wikipédia
1.3 Pression
- Ressource : Wikipédia
2. Capteurs de température et de pression
2.1 BMP280
2.1.1 Présentation
- Source : wiki Adafruit
Ce capteur est basé sur le circuit BMP280 et mesure la pression atmosphérique, la température et l'altitude. Le BMP280 se compose d'un élément de détection de pression piézorésistif et d'un ASIC à signal mixte.
L'ASIC effectue des conversions A/D et fournit les résultats de conversion et les informations spécifiques au capteur. Il communique avec un microcontrôleur via un bus I2C ou SPI.
- Distributeur : Gotronic
- Caractéristiques
- Alimentation: 3,3 à 5 Vcc
- Interface I2C (SLA = 0x76 ou 0x77 idem BME280):
- sur connecteur Qwiic ou Stemma QT
- sur pastilles femelles au pas de 2,54 mm
- Interface SPI:
- sur pastilles femelles au pas de 2,54 mm
- Plages de mesure:
- température: -40°C à 85°C
- pression: 30 à 110 kPa
- altitude: en fonction de la pression
- Précision:
- température: ±1°C
- pression: ±1 hPa
- altitude: ±1 m
- Sortie 3,3 Vcc/100 mA maxi
- Dimensions: 19,2 x 17,9 x 2,9 mm
- Schéma-blocs
- Chronogrammes
- Relevé des signaux du bus I2C faite lors d'une mesure : P=991,81hpa et T=21,33°C. A télécharger ici.
2.1.2 Bibliothèques
- A partir du gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino, installer :
A venir
A venir
2.1.3 Exemples de code
- Resource : wiki Adafruit
- Exemple de l'IDE Arduino pour tester le capteur
Dans l'IDE Arduino, sélectionner : Fichier → Exemples → Adafruit BMP280 Library → bmp280test
A venir
A venir
3. Capteurs de température et d'humidité
3.1 HYT-221
3.1.1 Présentation
- Source : GitHub
Capteur capacitif numérique d'humidité et de température relative présentant une précision de base de ±1,8% HR, calibré et compensé en température. Communication via le bus I²C (adresse 0x28 par défaut).
- Distributeur : Gotronic
- Caractéristiques
- Alimentation: 2,7 à 5,5 Vcc
- Consommation: <22 µA à 1 Hz (850 µA maxi)
- Consommation en veille: <1 µA
- Plage de mesure:
- 0 à 100% HR
- -40°C à 125°C
- Précision:
- ±1,8% HR
- ±0,2°C
- Hystérésis: < ±1% HR
- Interface: I²C (SLA = 0x28 - modifiable entre 0x00 et 0x7F)
- Dimensions: 16 x 10 x 6 mm
- Documentation
- PDF à télécharger ici
3.1.2 Bibliothèques
- Intégré à l'exemple ci-dessous.
- Intégrée au code de l'exemple ci-dessous
- A venir
3.1.3 Exemples de code
![](/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?w=40&tok=2c5e03&media=materiels:capteurs:htr:github.png)
- Exemple pour tester le capteur
A télécharger sur Github..
- Mise en oeuvre du capteur avec un afficheur OLED
- Description : mesure de la température et de l'humidité à l'aide d'un capteur HYT221, test des boutons-poussoirs et affichage sur un écran Oled Adafruit SH1107.
- Matériels
- Carte à microcontrôleur : Adafruit Feather Huzzah ESP8266 + Support Particle
- Afficheur : Adafruit OLED SH1107
- Code Arduino
- *.cpp
// Matériels : Adafruit Feather Huzzah ESP8266 + Support Particle, Adafruit OLED SH1107, HYT221, câble Qwiic // Logiciel : Arduino // A ajouter #include <SPI.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SH110X.h> // Adresse I2C par défaut de HYT 221, 271, 371 #define HYT_ADDR 0x28 #define BUTTON_A 0 #define BUTTON_B 16 #define BUTTON_C 2 // Constructeurs Adafruit_SH1107 display = Adafruit_SH1107(64, 128, &Wire); void setup() { // Bus I2C Wire.begin(); Wire.setClock(400000); display.begin(0x3C, true); // L'addresse de l'afficheur est 0x3C par défaut // Configuration de l'affichage display.setRotation(1); // Affichage horizontal display.setTextSize(1); display.setTextColor(SH110X_WHITE); display.clearDisplay(); // Pour ne pas afficher le logo Adafruit chargé // automatiquement à la mise sous tension // Connexion des boutons-poussoirs pinMode(BUTTON_A, INPUT_PULLUP); pinMode(BUTTON_B, INPUT_PULLUP); pinMode(BUTTON_C, INPUT_PULLUP); } void loop() { double humidity; double temperature; // Efface le buffer display.clearDisplay(); // Test des boutons display.setCursor(0, 0); if (!digitalRead(BUTTON_A)) display.print("[A]"); if (!digitalRead(BUTTON_B)) display.print("[B]"); if (!digitalRead(BUTTON_C)) display.print("[C]"); // Titre display.setCursor(30, 0); display.println("HYT221"); Wire.beginTransmission(HYT_ADDR); // Début de la transmission avec le capteur HYT221 Wire.requestFrom(HYT_ADDR, 4); // Nécessite 4 octets // Read the bytes if they are available // Les deux premiers octets sont l'humidité, les deux suivants la température if (Wire.available() == 4) { int b1 = Wire.read(); int b2 = Wire.read(); int b3 = Wire.read(); int b4 = Wire.read(); Wire.endTransmission(); // Fin de la transmission avec le capteur HYT221 // Calcul de l'humidité int rawHumidity = b1 << 8 | b2; rawHumidity = (rawHumidity &= 0x3FFF); humidity = 100.0 / pow(2, 14) * rawHumidity; // Calcul de la température b4 = (b4 >> 2); int rawTemperature = b3 << 6 | b4; temperature = 165.0 / pow(2, 14) * rawTemperature - 40; // Affichage display.setCursor(0, 12); display.print("Temperature: "); display.print(temperature); display.println("C "); display.print("Humidite: "); display.print(humidity); display.println("% "); // Infos display.setCursor(5, 52); display.print("Appuyer sur A, B, C"); display.display(); } else { display.println("Pas de mesure"); } }
Télécharger le projet PlatformIO pour VSCode.
- A venir
3.2 DHT22
- Source : Wiki Seeed studio
3.2.1 Présentation
Le module Grove DHT22 de Seeed Studio est basé sur un module numérique de mesure de la température et de l’humidité AM2302 de AOSONG. Les détails internes du module ne sont pas connus, mais la documentation, accessible accessible ci-dessous, nous apprend qu’il se compose :
- d'un capteur de température, d'un capteur d’humidité capacitif (les capteurs sont calibrés automatiquement)
- d'un microcontrôleur 8bits chargé de corriger et de transmettre les mesures sous forme numérique (16bits) via un bus spécifique 1 fil (différent du 1 wire de Dallas) à une distance < 30m sous 5V ou 0,1m sous 3,3V.
- d'un capteur de température, d'un capteur d’humidité capacitif (les capteurs sont calibrés automatiquement)
- d'un microcontrôleur 8bits chargé de corriger et de transmettre les mesures sous forme numérique (16bits) via un bus spécifique 1 fil (différent du 1 wire de Dallas) à une distance < 30m sous 5V ou 0,1m sous 3,3V.
- Distributeur : Gotronic
- Caractéristiques
- Interface: compatible Grove
- Alimentation: 3,3 à 6 Vcc max
- Consommation: 1,5 mA
- Plage de mesure:
- température: -40°C à 80°C (précision ±0,5°C) (résolution = 0,1°C)
- humidité: 5 à 99% HR (précision ±2%) (résolution = 0,1%)
- Echantillonage : 2s
- Interface : protocol spécifique 1 fil (différent du One wire de Dallas)
- Dimensions: 40 x 20 x 11 mm
- Application typique
- Chronogrammes
- Protocole (voir datasheet)
- Exemples de mesures à télécharger ici.
3.2.2 Bibliothèques
- A partir du gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino, installer :
A venir
A venir
3.2.3 Exemple de code
- Ressource : Wiki seeedstudio
- Exemple de l'IDE Arduino pour tester le capteur
Dans l'IDE Arduino, sélectionner : Fichier → Exemples → DHT sensor library → DHTtester
A venir
A venir
4. Capteurs atmosphériques
4.1 BME280, BME680
4.1.1 Présentation
- Sources : site sparkfun
Capteur environnemental mesurant la température, la pression barométrique et l'humidité ! Ce capteur est idéal pour toutes sortes de capteurs météorologiques / environnementaux et peut être utilisé à la fois en I²C et en SPI.
- Distributeurs : Gotronic
- Caractéristiques
- Alimentation: 3,3 à 5 Vcc
- Plages de mesure:
- température: -40°C à 85°C
- humidité: 0 à 100% HR
- pression: 300 à 1100 hPa
- Précision:
- température: ±1°C (±0,5°C pour le BME680)
- humidité: ±3%
- pression: ±1 hPa (0,12hPa pour le BME680)
- Interfaces:
- I2C: sur connecteur Qwiic de Sparkfun ou Stemma QT d'Adafruit.
- Adresse I2C (BME280, BMP280): SLA = 0x76 ou 0x77 idem BMP280
- SPI: sur pastilles femelles au pas de 2,54 mm (connecteurs mâles à souder inclus)
- Bloc-diagram
- Documentation
- Schéma à télécharger ici
- Chronogrammes
- Relevé des signaux du bus I2C faite lors d'une mesure : H=63,87% et T=19,5°C. A télécharger ici.
4.1.2 Bibliothèques
- A partir du gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino, installer :
ou
![](/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?media=materiels:capteurs:environnement:sparkfunbme280.png)
- A partir du gestionnaire de bibliothèques de l'IDE Arduino, installer :
ou
![](/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?media=materiels:capteurs:environnement:sparkfunbme280.png)
- A installer dans le Raspberry Pi Pico
- Télécharger le code de la bibliothèque BME280 sur Github, le copier dans un fichier BME280.py et l'installer dans le dossier /lib sur le raspberry Pi Pico. Modifier éventuellement l'adresse du composant dans le code de la bibliothèque (0x76 par défaut), ou 0x77 (par ex: sparkfun).
4.1.3 Exemples de code
- Exemple de l'IDE Arduino pour tester le capteur. Dans l'IDE Arduino, sélectionner :
- Adafruit : Fichier → Exemples → Adafruit BME280 Library → bme280test
- Sparkfun : Fichier → Exemples → SparkFun BME280 → Example1_BasicReadings
- Exemple de l'IDE Arduino pour tester le capteur
Dans l'IDE Arduino, sélectionner : Fichier → Exemples → SparkFun BME280 → Example1_BasicReadings
- Mise en oeuvre du capteur avec un afficheur OLED
- Description : mesure de de la température, de l'humidité et de la pression à l'aide d'un capteur Sparkfun BME280, test des boutons-poussoirs et affichage sur un écran Oled Adafruit SH1107. L'écran et le capteur sont reliés via le système Qwiic de Sparkfun.
- Matériels
- Carte à microcontrôleur : Adafruit Feather Huzzah ESP8266
- Afficheur : Adafruit OLED SH1107
- Code pour un ESP Feather Huzzah
- *.cpp
// Matériels : Adafruit Feather Huzzah ESP8266 + Support Particle, Adafruit OLED SH1107, Sparkfun BME280, câble Qwiic // Logiciel : Arduino #include <SPI.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SH110X.h> #include "SparkFunBME280.h" #define BUTTON_A 0 #define BUTTON_B 16 #define BUTTON_C 2 // Constructeurs Adafruit_SH1107 display = Adafruit_SH1107(64, 128, &Wire); BME280 bme_280; // L'adresse du circuit BME280 est 0x77 par défaut void setup() { // Bus I2C Wire.begin(); // Initialisation Wire.setClock(400000); // Fast I2C display.begin(0x3C, true); // L'addresse de l'afficheur est 0x3C par défaut // Configuration de l'affichage display.setRotation(1); // Affichage horizontal display.setTextSize(1); // Horizontal display.setTextColor(SH110X_WHITE); display.clearDisplay(); // Pour ne pas afficher le logo Adafruit chargé // automatiquement à la mise sous tension // Test de la communication avec le capteur if (bme_280.beginI2C() == false) { display.println("DEFAUT(s)"); display.println("1. Le capteur BME280 ne repond pas ! "); display.println(); display.print("BLOCAGE du PROGRAMME"); display.display(); // Transfert du buffer sur l'écran while (1) delay(10); // Blocage du programme } // Connexion des boutons-poussoir pinMode(BUTTON_A, INPUT_PULLUP); pinMode(BUTTON_B, INPUT_PULLUP); pinMode(BUTTON_C, INPUT_PULLUP); } void loop() { // Efface le buffer display.clearDisplay(); // Test des boutons display.setCursor(0, 0); if (!digitalRead(BUTTON_A)) display.print("[A]"); if (!digitalRead(BUTTON_B)) display.print("[B]"); if (!digitalRead(BUTTON_C)) display.print("[C]"); // Titre display.setCursor(20, 0); display.println("Sparkfun BME280"); // Humidité display.setCursor(0, 12); display.print("Humidite : "); display.print(bme_280.readFloatHumidity(), 0); display.println("%"); // Pression en hPa display.setCursor(0, 22); display.print("Pression : "); display.print(bme_280.readFloatPressure() / 100, 0); display.println("hPa"); // Température display.setCursor(0, 32); display.print("Temp : "); display.print(bme_280.readTempC(), 1); display.print("C"); // Infos display.setCursor(5, 52); display.print("Appuyer sur A, B, C"); // yield(); display.display(); // Transfert du buffer sur l'écran delay(10); }
Télécharger le projet PlatformIO pour VSCode.
- Ressource
- MicroPython: BME280 with ESP32 and ESP8266 (Pressure, Temperature, Humidity) sur Random Nerd Tutorials
- Exemple de code pour un Raspberry Pi Pico
- *.py
from machine import Pin, I2C from time import sleep import bme280 # bibliothèque du capteur (installée dans /lib # RP2 - Pin assignment i2c = I2C(1,scl=Pin(7), sda=Pin(6), freq=400_000) while True: bme = bme280.BME280(i2c=i2c) temp = bme.temperature hum = bme.humidity pres = bme.pressure print('Temperature: ', temp) print('Humidity: ', hum) print('Pressure: ', pres) sleep(5)
4.2 SCD40, SCD41
- Capteur de CO², température et humidité. Voir Capteurs - Gaz
4.3 SGP30
- Capteur de qualité de l'air intérieur (CO², COV, éthanol, H2). Voir Capteurs - Gaz