Pour les mesures physiques environnementales utilisant des capteurs élémentaires miniatures tels que capteurs électrochimiques, capteurs optiques (visible, sélectif, UV, IR), humidité, gaz, température, conductivité ... tant pour les mesures directes que les mesures indirectes, le concept de senseurs câblés apporte une solution séduisante pour la réalisation de petits capteurs numériques hybrides, d'une grande facilité de développement et de déploiement.
Depuis quelques années, l'arrivée en force de nouvelles technologies fortement intégrées comme les MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) donnent accès à toute une nouvelle gamme de micro-capteurs faible coût comme : accéléromètres, magnétomètres, gyroscopes, capteurs de pression, qui enrichissent encore les possibilités de couplages pour aboutir à des capteurs miniatures très spécifiques.
Le concept de senseurs câblés est particulièrement bien adapté à l'évaluation rapide de nouveaux types de senseurs. De plus l'ajout de senseurs auxiliaires comme par exemple la température permet, outre le fait d'avoir une donnée environnementale supplémentaire essentielle, de pouvoir également compenser les éventuelles dérives d'autres senseurs par une phase d'étalonnage du capteur et ainsi d'avoir une précision accrue sur sa plage de température de fonctionnement.
Ci-contre, évaluation de senseurs sur une platine température + pression barométrique, et sur une platine accéléromètre-magnétomètre 3 axes.
La bonne connaissance des caractéristiques et des performances des divers senseurs, permet par la suite une meilleure sélection pour leurs utilisations dans des applications réelles.
L'arrivée des MEMS permet une nouvelle vision de l'intégration des capteurs notamment en mécatronique.
Fortement intégrée, la platine électronique supporte à la fois les capteurs et un microprocesseur qui assure le traitement des signaux électriques issus des capteurs afin d'élaborer et transmettre de véritables données d'information calibrées dans des unités déterminées. Cette structure est également très bien adaptée pour les mesures indirectes où par exemple un rayonnement est utilisé pour quantifier une concentration gazeuse : au lieu de transmettre l'information brute du senseur, le capteur renvoie l'information pertinente recherchée.
La communication numérique sur un câble coaxial miniature vers un équipement concentrateur destiné à retransmettre ensuite les informations vers une informatique via le media le plus adapté (USB, Ethernet, radio, GSM ...), constitue un deuxième intérêt favorisant les installations les plus diverses : laboratoires, chambres d'analyse, installations extérieures, serres ...
Enfin, l'identification numérique unique du capteur, permet à l'informatique de reconnaître automatiquement le type du capteur dès sa connexion.
Application : un capteur optique d'analyse sélective
Dans cet exemple d'application, une platine de type SenseurCable est équipée de 3 capteurs optiques sélectifs : UV, visible et IR, et retransmet numériquement ses données 4 fois par seconde.
Ci-dessous un enregistrement de la lumière du jour à la tombée de la nuit telle que mesurée par les 3 senseurs.
- Echelle logarithmique, valeurs normalisées à t = 0
- Ultraviolets (violet)
- Lumière visible (vert)
- Infrarouges (rouge)
Application : un capteur hybride luminosité-température-humidité
La réunion de senseurs luminosité, température et humidité sur une même platine, forme un capteur numérique hybride parfaitement adapté à l'enregistrement de données environnementales.
Capteur d'humidité en développement (Test avec solutions salines saturées)
Tests hygrométriques avec sables et argiles (Evolution vers équilibre hydrique en volume clos)
Enregistrement pour test de qualité de la mesure (Evolution vers équilibre hydrique en volume clos)
