materiels:capteurs:environnement:environnement [WEBGE Wikis]

Cette page est en lecture seule. Vous pouvez afficher le texte source, mais ne pourrez pas le modifier. Contactez votre administrateur si vous pensez qu'il s'agit d'une erreur.
[[materiels:accueilmateriels|{{ :iconemaison.jpg?nolink&30|Sommaire Matériels}}]]

===== Capteurs - Environnement =====

[Mise à jour le 1/5/2024]

==== 1. Généralités sur les grandeurs physiques====
===1.1 Température ===
  * **Ressource** : <html><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C3%A9rature" target="_blank">Wikipédia</a></html>
===1.2 Humidité ===
  * **Ressource** : <html><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Humidit%C3%A9" target="_blank">Wikipédia</a></html>
===1.3 Pression ===
  * **Ressource** : <html><a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pression" target="_blank">Wikipédia</a></html>

----


==== 2. Capteurs de température et de pression ====
{{ :materiels:capteurs:environnement:bmp280.jpg?nolink&250|BMP280 Adafruit}}
=== 2.1 BMP280 ===
== 2.1.1 Présentation ==
  * //**Source**// : <html><a href="https://learn.adafruit.com/adafruit-bmp280-barometric-pressure-plus-temperature-sensor-breakout/overview" target="_blank">wiki</a><b> Adafruit</b></html>

<callout type="info" icon="true">Ce capteur est basé sur le circuit BMP280 et mesure la pression atmosphérique, la température et l'altitude. Il communique avec un microcontrôleur via le bus I2C ou SPI.</callout>

  * //**Distributeur**// : <html><a href="https://www.gotronic.fr/art-capteur-de-t-et-de-pression-bmp280-23891.htm" target="_blank">Gotronic</a></html>

  * //**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

{{ :materiels:capteurs:acrobate.gif?nolink&40|}}
  * //**Documentation**//
    * PDF à télécharger <html><a href="https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP280-DS001-11.pdf" target="_blank"><strong>ici</strong></a></html>

\\

== 2.1.2 Bibliothèques == 
<tabs> 
  * [[#tab-bmp280duino_1|Arduino UNO]]
<pane id="tab-bmp280duino_1">
  * //Bibliothèque à installer dans l'IDE Arduino// \\ {{ :materiels:capteurs:environnement:libbmp280adafruit.png?nolink |}}
</pane>
</tabs>

\\

{{ :materiels:capteurs:environnement:code.png?nolink|}}
== 2.1.3 Exemples de code == 
<tabs>
  * [[#tab-bmp280duino_2|Arduino UNO]]
<pane id="tab-bmp280duino_2">
  * //**Resource**// : <html><a href="https://learn.adafruit.com/adafruit-bmp280-barometric-pressure-plus-temperature-sensor-breakout/overview" target="_blank">wiki</a><b> Adafruit</b></html>

{{ :materiels:capteurs:distance:arduinoico.png?nolink&40|}}
  * **//Exemple de code pour un Arduino Uno, MKR1010//** \\ Dans l'IDE Arduino, sélectionner : Fichier → Exemples → Adafruit BMP280 Library → bmp280test
</pane>
...
</tabs>
==== 3. Capteurs de température et d'humidité ====
=== 3.1 HYT-221 ===
{{ :materiels:capteurs:hyt221.jpg?nolink&120|}}

== 3.1.1 Présentation ==
  * //**Source**// : <html><a href="https://github.com/stylesuxx/Arduino-HYT-221-I2C" target="_blank">GitHub</a></html>

<callout type="info" icon="true">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).</callout>

  * //**Distributeur**// : <html><a href="https://www.gotronic.fr/art-humidistance-digitale-hyt221-19933.htm" target="_blank">Gotronic</a></html>

  * //**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

{{ :materiels:capteurs:acrobate.gif?nolink&40|}}
  * //**Documentation**//
    * PDF à télécharger <html><a href="https://my.avnet.com/wcm/connect/0b4b56cb-ed7b-4cc1-a7c7-cbdc21910724/HYT+221+%28with+membrane+filter%29.pdf?MOD=AJPERES&CVID=oMycvj1" target="_blank"><strong>ici</strong></a></html>
{{ :materiels:capteurs:htr:github.png?nolink&40|}}
  * <html><a href="https://github.com/stylesuxx/Arduino-HYT-221-I2C/blob/master/i2c_temp/i2c_temp.ino" target="_blank"><strong>Télécharger</strong></a></html> un exemple pour tester le capteur. 

\\

== 3.1.2 Bibliothèques ==
<tabs>
  * [[#tab-hyt221duino_1|Arduino UNO]]
  * [[#tab-hyt221esp8266_1|ESP8266 (Arduino)]]
<pane id="tab-hyt221duino_1">
  * A venir
</pane>
<pane id="tab-hyt221esp8266_1">
  * // Intégrée au code de l'exemple ci-dessous//
</pane>
</tabs>

\\

{{ :materiels:capteurs:environnement:code.png?nolink|}}
== 3.1.3 Exemples de code == 
<tabs> 
    * [[#tab-hyt221duino_2|Arduino UNO]]
    * [[#tab-hyt221esp8266_2|ESP8266 (Arduino)]]
<pane id="tab-hyt221duino_2">
  * A venir
</pane>
<pane id="tab-hyt221esp8266_2">
  * **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. \\ {{ :materiels:capteurs:environnement:affhyt221.jpg?nolink&650 |}} 
    * //Matériels// 
      * Carte à microcontrôleur : [[microc:uc:esp8266|Adafruit Feather Huzzah ESP8266 + Support Particle]]
      * Afficheur : [[materiels:afficheurs:ada1107|Adafruit OLED SH1107]]  \\ 
    * //Code Arduino//
{{ :materiels:capteurs:distance:arduinoico.png?nolink&50|}}
<code cpp *.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");
  }
}
</code>

{{ :arduino:uc:platformioico.png?nolink&50|}}
<callout type="tip" icon="true"><html><a href="https://webge.fr/doc/wikis/code/Arduino/ARD_PIO_ESP8266_HYT221.zip" target="_blank">Télécharger</a></html> le projet PlatformIO pour VSCode.</callout>
</pane>
</tabs>
\\ \\
=== 3.2 DHT22 ===
  * //Source// : <html><a href="https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Temperature_and_Humidity_Sensor_Pro/" target="_blank">Wiki</a> <b>Seeed studio</b></html> 

== 3.2.1 Présentation ==
{{ :materiels:capteurs:environnement:dht22.jpg?nolink&150|DHT22 - ADAFRUIT}}
<callout type="info" icon="true">Ce capteur de température et d'humidité (version pro DHT22) compatible Grove utilise une thermistance CTN et un capteur capacitif et délivre une sortie digitale régit par un protocole 1 fil spécifique (différent du 1 wire de Dallas).</callout>

  * //**Distributeur**// : <html><a href="https://www.gotronic.fr/art-capteur-d-humidite-et-de-t-grove-101020019-18964.htm" target="_blank">Gotronic</a></html>

  * //**Caractéristiques**//
    * Interface: compatible Grove
     * Alimentation: 3,3 à 6 Vcc
    * Consommation: 1,5 mA
    * Plage de mesure:
      * température: -40°C à 80°C (±0,5°C)
      * humidité: 5 à 99% HR (±2%)
    * Temps de réponse: 6 à 20 secondes
    * Interface : signal TOR (<html><a href="https://webge.fr/doc/projets/datasheets/DHT22.pdf" target="_blank" title="pdf">protocol spécifique 1 fil</a></html>)
    * Dimensions: 40 x 20 x 11 mm

 {{ :materiels:capteurs:acrobate.gif?nolink&40|}}
  * //**Documentation**//
    * PDF à télécharger <html><a href="https://joy-it.net/files/files/Produkte/SEN-DHT22/Datasheet%20SEN-DHT22.pdf" target="_blank"><b>ici</b></a></html>

\\

== 3.2.2 Bibliothèques == 
<tabs>
  * [[#tab-dht22duino_1|Arduino UNO]]
  * [[#tab-dht22pico_1|RPi Pico (µPython)]]
<pane id="tab-dht22duino_1">
  * A partir du gestionnaire de bibliothèques de l'**IDE Arduino**, installer : \\
{{ :materiels:capteurs:environnement:bibliodht22.png?nolink |}}
</pane>
<pane id="tab-dht22pico_1">
A venir
</pane>
</tabs>

\\

== 3.2.3 Exemple de code ==
<tabs>
  * [[#tab-dht22duino_2|Arduino UNO]]
  * [[#tab-dht22pico_2|RPi Pico (µPython)]]
<pane id="tab-dht22duino_2">
  * **//Ressource//** : <html><a href="https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Temperature_and_Humidity_Sensor_Pro/" target="_blank">Wiki</a> seeedstudio</html>

{{ :materiels:capteurs:distance:arduinoico.png?nolink&40|}}
  * //**Exemple de code pour une Arduino Uno, MKR1010**// \\ Dans l'IDE Arduino, sélectionner : Fichier -> Exemples -> DHT sensor library -> DHTtester
</pane>
\\ \\
<pane id="tab-dht22pico_2">
A venir
</pane>
</tabs>

==== 4. Capteurs atmosphériques ====

=== 4.1 BME280, BME680 ===
== 4.1.1 Présentation ==
  * //**Sources**// : site <html><a href="https://www.sparkfun.com/products/15440" target="_blank">sparkfun</a></html>
{{ :materiels:capteurs:environnement:bme280qwiic.jpg?nolink|}}

<callout type="info" icon="true">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.</callout>

  * //**Distributeurs**// : <html><a href="https://www.gotronic.fr/art-capteur-bme280-sen-15440-32528.htm" target="_blank">Gotronic</a></html>

  * //**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)

{{ :materiels:capteurs:acrobate.gif?nolink&40|}}
  * //**Documentation**//
    *  PDF à télécharger <html><a href="https://cdn.sparkfun.com/assets/e/7/3/b/1/BME280_Datasheet.pdf" target="_blank"><strong>BME280</strong></a>, <a href="https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/3660/BME680.pdf" target="_blank"><strong>BME680</strong></a></html> 

\\

== 4.1.2 Bibliothèques ==  
<tabs>
  * [[#tab-bme280duino_1|Arduino UNO]]
  * [[#tab-bme280pico_1|RPi Pico(µPython)]]
  * [[#tab-bme280esp32_1|ESP32 (Arduino)]]
<pane id="tab-bme280duino_1">
A venir
</pane>
<pane id="tab-bme280pico_1">
  * // A installer dans le Raspberry Pi Pico//
    * <html><a href="https://github.com/RuiSantosdotme/ESP-MicroPython/blob/master/code/WiFi/HTTP_Client_IFTTT_BME280/BME280.py" target="_blank">Télécharger</a></html> 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).
</pane>

<pane id="tab-bme280esp32_1">
  * // A installer dans l'IDE// \\
{{  :materiels:capteurs:biblio_sparkfun_bme280.png?nolin  |}} \\

  * // Un premier exemple pour tester le capteur// \\ -> Fichier -> Exemples -> SparkFun BME280 -> **Example1_BasicReadings.ino**
</pane>
</tabs>

\\

{{ :materiels:capteurs:environnement:code.png?nolink|}}
== 4.1.3 Exemples de code ==
<tabs>
  * [[#tab-bme280duino_2|Arduino UNO]]
  * [[#tab-bme280pico_2|RPi Pico(µPython)]]
  * [[#tab-bme280esp32_2|ESP32 (Arduino)]]
<pane id="tab-bme280duino_2">
A venir
</pane>
<pane id="tab-bme280pico_2">
  * **Ressource**
    * <html><a htef="https://randomnerdtutorials.com/micropython-bme280-esp32-esp8266/" target="_blank">MicroPython: BME280 with ESP32 and ESP8266 (Pressure, Temperature, Humidity)</a></html> sur Random Nerd Tutorials

//Exemple de code pour un **Raspberry Pi Pico**//
<code python *.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)
</code>
</pane>

<pane id="tab-bme280esp32_2">
  * ** 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 <html><a href="https://www.sparkfun.com/qwiic#products" target=""><strong>Qwiic</strong></a></html> de Sparkfun. \\ {{ :materiels:afficheurs:bme280sh1107.jpg?nolink&600 |}}
    * //**Matériels**// 
      * Carte à microcontrôleur : [[arduino:uc:esp8266|Adafruit Feather Huzzah ESP8266 + Support Particle]]
      * Afficheur : [[materiels:afficheurs:ada1107|Adafruit OLED SH1107]] 
    * //**Code Arduino**//
{{ :arduino:arduino.png?nolink&50|}}
//Exemple de code pour un **ESP32 Feather Huzzah**//
<code cpp *.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);
}
</code>

{{ :arduino:uc:platformioico.png?nolink&50|}}
<callout type="tip" icon="true"><html><a href="https://webge.fr/doc/wikis/code/Arduino/ARD_PIO_ESP8266_OLED128x64_BME280.zip" target="_blank">Télécharger</a></html> le projet PlatformIO pour VSCode.</callout>
</pane>
</tabs>

=== 4.2 SCD41 ===
  * **Capteur de CO², température et humidité**. Voir [[materiels:capteurs:gaz:gaz|Capteurs - Gaz]]

=== 4.3 SGP30 ===
  * **Capteur de qualité de l'air intérieur (CO², COV, éthanol, H2)**. Voir [[materiels:capteurs:gaz:gaz|Capteurs - Gaz]]