Comment fonctionnent les différents capteurs Arduino ?

L'une des grandes choses à propos d'Arduino est l'extensibilité de la plate-forme. Des dizaines de capteurs différents sont disponibles sur le marché, chacun assurant une fonction unique, vous permettant de mettre en œuvre toutes les idées de projets que vous pourriez avoir.

Comprendre les différents capteurs disponibles et leurs applications est en fait l'un des domaines les plus importants sur lesquels vous pouvez vous concentrer en tant qu'amateur d'Arduino.

Si vous êtes sérieux à ce sujet, vous allez de toute façon rencontrer la plupart de ces capteurs tout en faisant des expériences initiales de base. Mais il est bon de comprendre ce qu'ils font exactement et comment vous pouvez les combiner pour obtenir les meilleurs résultats.

Concepts de base

Une carte Arduino en elle-même n'est pas très utile. Vous pouvez y télécharger de petits programmes et leur faire effectuer des opérations de base, mais le matériel est assez limité pour tout de réels usages informatiques (du moins par rapport aux offres alternatives du marché, comme les modèles moins chers de Raspberry Pi).

La véritable puissance de la plate-forme réside dans les différents capteurs et autres modules que vous pouvez attacher à la carte de base. Avec seulement quelques fils de liaison et quelques lignes de code, vous pouvez avoir une configuration de base qui suit une propriété particulière et génère des données pertinentes via votre Arduino.

Les capteurs se présentent sous différentes formes et tailles, et certains sont destinés à être combinés avec d'autres pour un effet complet. Cependant, la plupart peuvent être utilisés seuls et, dans certains cas, vous pourrez même les connecter dans des circuits autonomes, sans même avoir besoin d'un contrôleur Arduino.

En rapport: Grands projets Arduino pour les débutants

Capteurs populaires expliqués

Jetons un coup d'œil à certains des capteurs les plus populaires que vous rencontrerez et voyons comment ils fonctionnent sous le capot.

Capteur de lumière

Un capteur de lumière, comme son nom l'indique, peut être utilisé pour détecter les changements dans le niveau de lumière ambiante. Cela peut être utile pour contrôler l'éclairage dans divers environnements. Par exemple, éteindre les lumières de votre maison lorsqu'il fait noir dehors ou ajuster l'intensité des lampes chauffantes lorsque vous faites pousser des plantes.

La plupart des capteurs de lumière Arduino sont implémentés via un capteur de lumière LDR (Low Dynamic Range) de base, ce qui leur donne une sensibilité plus faible par rapport aux modules plus avancés comme les photodiodes et résistances. Néanmoins, un capteur de lumière LDR de base devrait fournir une sensibilité suffisante pour la plupart des projets de loisirs.

Capteur de température

Les capteurs de température sont généralement mis en œuvre avec une thermistance NTC (coefficient de température négatif) ou PCT (coefficient de température positif).

La seule différence du point de vue de l'utilisateur est la façon dont vous devez interpréter les valeurs de sortie. Certains capteurs peuvent comporter un convertisseur interne qui gère cette partie pour vous, essayant de normaliser la sortie de la plupart des capteurs de température sur le marché.

Capteur d'humidité

Les capteurs d'humidité sont souvent intégrés aux capteurs de température, les deux étant proposés en tant qu'unité appariée. Ils peuvent également être trouvés en tant qu'appareils autonomes. La plupart des capteurs d'humidité Arduino sont capacitifs, ce qui signifie qu'ils mesurent les changements d'humidité à travers une fine bande d'un matériau qui modifie sa capacité par rapport à l'humidité environnante.

Capteur de mouvement

Le nom d'un capteur de mouvement est quelque peu trompeur. Ils ne détectent en fait aucun mouvement, mais plutôt des changements dans les niveaux de rayonnement infrarouge ambiant.

Le rayonnement infrarouge est émis par pratiquement tout et tout le monde, et les humains sont particulièrement « chauds » à cet égard en raison de leur température corporelle plus élevée par rapport à l'environnement. Pour cette raison, lorsqu'un humain entre dans la portée d'un capteur de mouvement, sa présence est détectée, mais le capteur n'a jamais mesuré de mouvement réel en premier lieu.

Capteur de proximité

La plupart des capteurs de proximité pour Arduino sont basés sur la conception infrarouge classique. Le capteur émet des faisceaux de lumière infrarouge dirigés droit devant, qui sont ensuite réfléchis par toutes les surfaces qu'ils frappent.

Le capteur détecte les faisceaux de retour et mesure la différence de temps entre l'émission d'un faisceau et sa réception en retour. De cette façon, il peut estimer la distance parcourue par les faisceaux avec une grande précision et sans consommer beaucoup d'énergie.

Accéléromètre

Les accéléromètres sont utilisés pour mesurer les changements d'accélération, qui peuvent être utilisés pour identifier les changements de position et de vitesse. Ils sont généralement réalisés par un petit cristal à côté d'un objet d'une certaine masse, relié à un ressort léger très sensible.

Tout mouvement de l'ensemble de l'installation provoque le déplacement de la masse, exerçant une pression sur le cristal. Le cristal peut ensuite convertir les changements de pression en signaux électriques, indiquant la quantité d'accélération actuellement appliquée au corps.

En rapport: Qu'est-ce qu'Arduino? Que pouvez-vous faire avec? Expliqué

Quand une version plus chère a-t-elle un sens ?

Certains capteurs ont des équivalents plus chers. Pour un simple projet de bricolage, vous devriez généralement vous contenter d'une version moins chère de chaque capteur dont vous avez besoin. Cela est particulièrement vrai pendant la phase de prototypage, où vous piratez généralement tout avec des câbles de démarrage et ne vous souciez pas vraiment d'optimiser l'espace ou la consommation d'énergie.

Mais à mesure que vous vous rapprochez de la fin de votre projet, vous voudrez peut-être vous tourner vers des capteurs plus avancés et durables. Certains d'entre eux peuvent rendre votre appareil plus économe en énergie (ce qui peut faire une énorme différence dans les configurations alimentées par batterie), tandis que d'autres peuvent augmenter le niveau de précision des mesures que vous obtenez.

Un problème que vous pourriez rencontrer lors du passage de capteurs moins chers à des capteurs plus chers est que cela pourrait invalider les étalonnages initiaux de votre appareil. Si vous avez effectué tous les étalonnages sur un capteur moins précis, vous devrez peut-être ajuster certaines choses lors du passage à des versions plus avancées. Dans ce cas, il pourrait être plus judicieux de commencer par le capteur le plus précis en premier lieu.

Choses à garder à l'esprit sur les projets de bricolage

Parfois, vous pouvez implémenter vos propres capteurs avec les bonnes pièces. Mais vous devez vous rappeler qu'une partie du prix que vous payez pour un modèle préfabriqué va au-delà des matériaux de base et de l'effort de construction.

Vous investissez également dans quelque chose qui a été soigneusement testé et calibré, et vous saurez que vous pouvez vous fier aux mesures qu'il fournit (dans une certaine plage de précision). Bien que vous puissiez garantir la même chose pour vos propres homologues, cela peut prendre beaucoup plus de temps et d'efforts pour les amener à ce point.

Les 10 meilleurs projets MIDI Arduino pour les débutants

Faites de la musique avec votre Arduino en le connectant à l'un de ces instruments MIDI DIY.

Lire la suite

A propos de l'auteur