Capteurs pour Arduino et autres microcontrôleurs – Un aperçu complet

Les capteurs sont les yeux et les oreilles d’un système Arduino, transformant le monde analogique et numérique qui nous entoure en un langage compréhensible par les microcontrôleurs. Ici, nous vous proposons un aperçu de tous les différents capteurs que vous pouvez utiliser avec un Arduino et des microcontrôleurs similaires (MCU).

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Capteurs

Capteurs de température

Les capteurs de température permettent aux cartes Arduino de détecter la chaleur ou le froid ambiant. Parmi les plus populaires, on trouve les LM35, DS18B20, et DHT11. Une fois connectés à un Arduino, ces capteurs fournissent des informations qui peuvent être utilisées dans des stations météo ou des systèmes de chauffage domestique. En résumé, ils permettent à votre projet Arduino de « ressentir » la température et d’agir en conséquence.

Ils existent sous différentes formes et tailles. Le LM35 illustré ci-dessous ressemble à un transistor :

Le DS18B20 est un capteur de température étanche avec un câble :

Et le DHT11 peut mesurer l’humidité en plus de la température

Points clés à prendre en compte

Le LM35 produit une tension analogique proportionnelle à la température. Assurez-vous que la sortie ne dépasse pas le niveau de tension que l’entrée analogique de l’Arduino peut supporter. Voir notre tutorial on how to connect the LM35 to an Arduino.

Le DS18B20 peut fonctionner en « mode alimentation parasite » (deux fils) ou avec une alimentation externe (trois fils). Vérifiez qu’il est correctement câblé selon le mode choisi. N’oubliez pas la résistance de tirage nécessaire (généralement 4,7k ohms) sur la ligne de données. Consultez notre tutoriel sur how to connect the DS18B20.

Le DHT11 est généralement un capteur 3,3V, bien qu’il existe des versions tolérantes au 5V. Veillez à ne pas dépasser sa tension maximale. Comme le DS18B20, le DHT11 nécessite une résistance de tirage (généralement 10k ohms) sur sa ligne de données. Enfin, le DHT11 n’est pas très précis et assez lent. Ne l’interrogez pas trop fréquemment : il faut attendre 1 à 2 secondes entre chaque mesure. Consultez notre tutoriel sur how to use the DHT11 and DHT22 with an ESP32.

En général, les capteurs de température analogiques sont sensibles aux parasites électriques. Utilisez des câbles torsadés, blindés, ou ajoutez un petit condensateur (par exemple 10nF) entre la sortie du capteur et la masse (près du capteur). Il faudra aussi calibrer la lecture du capteur avec une source de température connue pour obtenir des mesures précises.

Capteurs d’humidité

Les capteurs d’humidité mesurent la teneur en eau de l’air. Ils permettent à un Arduino de « sentir » et de quantifier l’humidité ambiante. Vous pouvez utiliser ces capteurs pour activer des appareils comme des déshumidificateurs ou des ventilateurs lorsque certains seuils sont atteints.

Nous avons déjà mentionné le capteur DHT11 de température et d’humidité plus haut. Un autre capteur d’humidité populaire est le DHT22 (ou AM2302). Il s’agit d’une version améliorée du DHT11, avec une plage de mesure plus large et une meilleure précision. Ci-dessous, une photo du DHT22. Vous pouvez facilement les distinguer : le DHT11 est bleu et le DHT22 est généralement blanc.

Il existe l’excellente Adafruit DHT library pour lire les mesures de ces capteurs. Consultez aussi notre tutorial on how to use DHT11 and DHT22 sensors with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

En plus des mêmes précautions que pour les capteurs de température, veillez à ne pas placer les capteurs d’humidité près de l’eau ou dans des zones à forte condensation. Une exposition prolongée à une humidité élevée peut endommager les capteurs.

Capteurs d’humidité du sol

Les capteurs d’humidité du sol sont similaires aux capteurs d’humidité, mais ils mesurent la teneur en eau du sol et peuvent être directement exposés à l’eau. Ils sont particulièrement utiles pour le jardinage ou l’agriculture, où un niveau d’humidité optimal est crucial pour la santé des plantes. En « sentant » l’humidité ou la sécheresse du sol, ils peuvent déclencher l’arrosage automatique lorsque la terre devient trop sèche. Voir notre tutorial on how to build an automatic watering system.

Un capteur courant utilisant une fourche résistive YL-69 illustrée ci-dessous. Bien qu’ils soient bon marché, ils se corrodent très rapidement en fonctionnement continu.

Une meilleure option dans la plupart des cas est le EK1940 , illustré ci-dessous. Il s’agit d’un capteur d’humidité du sol capacitif et donc plus résistant à la corrosion. Pour plus de détails, lisez notre tutoriel sur how to use a capacitive soil moisture sensor with Arduino.

Points clés à prendre en compte

Comme mentionné plus haut, les capteurs d’humidité basés sur la résistance se corrodent très vite et deviennent inutilisables. Vous pouvez limiter ce problème en activant le capteur moins souvent, par exemple tous les deux jours. Les capteurs capacitifs sont une meilleure option, mais même ceux-ci se dégradent avec le temps.

Enfin, ces capteurs sont aussi sensibles à la température. Il peut être utile d’ajouter un capteur de température pour compenser les variations de mesure dues à la température ambiante.

Capteur de pluie

Les capteurs de pluie pour Arduino fonctionnent comme les capteurs d’humidité résistifs, mais avec une distance plus faible entre les électrodes. La résistance entre les électrodes change avec la présence de gouttes d’eau, ce qui permet de détecter la pluie. Voici la photo d’un tel capteur de pluie :

Points clés à prendre en compte

Les capteurs de pluie basés sur la résistance souffrent du même problème que les capteurs d’humidité : ils se corrodent rapidement et cessent de fonctionner de façon fiable. Une application plus adaptée que la détection de pluie pourrait être la détection d’inondation, par exemple pour alerter en cas de fuite de machine à laver.

Capteurs de débit d’eau

Les capteurs de débit d’eau, comme le YF-S201, mesurent la vitesse à laquelle l’eau circule dans un tuyau. À l’intérieur, ils contiennent un rotor magnétique et un capteur à effet Hall qui génère un signal d’impulsions. La fréquence des impulsions augmente avec le débit d’eau.

Vous pouvez utiliser ce type de capteur pour surveiller la consommation d’eau, détecter des fuites ou réguler le débit dans des systèmes d’irrigation, par exemple.

Points clés à prendre en compte

Assurez-vous d’installer le capteur dans le bon sens : il y a une entrée et une sortie. Pour des mesures précises, il faudra aussi calibrer la sortie du capteur pour qu’elle corresponde au débit réel. Notez que le YF-S201 délivre un signal 5V (lorsqu’il est alimenté en 5V). Enfin, le débit d’eau peut être irrégulier et il faut aussi tenir compte des parasites électromagnétiques. Il est souvent nécessaire d’implémenter un filtrage ou un anti-rebond pour obtenir des mesures stables.

Capteurs de gaz

Un type de capteur de gaz très courant avec Arduino est la série de capteurs MQ . Ils peuvent mesurer différents types de gaz : MQ-2 Capteur de fumée, MQ-3 Capteur d’alcool, MQ-4 Capteur de méthane, MQ-5 Capteur de gaz naturel GPL, MQ-6 Capteur d’isobutane propane, MQ-7 Capteur de monoxyde de carbone, MQ-8 Capteur d’hydrogène, MQ-9 Capteur de monoxyde de carbone, MQ-135 Capteur de qualité de l’air. Il existe un kit complet sur Amazon qui les regroupe tous :

Lorsque des niveaux dangereux de gaz sont détectés, ils peuvent déclencher des alarmes ou activer des systèmes de ventilation. Nous avons plusieurs tutorials on how to use these gas sensors with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Si vous essayez de détecter des gaz dangereux, assurez-vous de travailler dans un endroit bien ventilé ou d’utiliser des protections adaptées.

Les capteurs MQ possèdent généralement un chauffage intégré. Il faut attendre quelques minutes (> 5 min) avant d’obtenir des mesures stables. Comme pour la plupart des capteurs, il faudra aussi les calibrer pour des mesures précises.

Enfin, les capteurs MQ fonctionnent en 5V. Cependant, certaines cartes Arduino, comme l’Arduino Due, fonctionnent en 3,3V. Faites attention aux niveaux logiques compatibles.

Capteurs de pression barométrique

Les capteurs de pression barométrique mesurent la pression exercée par le poids de l’atmosphère. La pression barométrique est corrélée à l’altitude et aux conditions météorologiques. Les BMP180 et BMP280 sont des capteurs très utilisés pour cela. Ci-dessous, une photo du BMP280 :

Le BMP280 est une version améliorée du BMP180, mais un peu plus chère. Il existe un excellent comparison of these two and other pressure/temperature sensors. Et voici notre tutoriel sur how to use the BMP280 with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Le BME280 existe en version 3,3V ou 5V. Choisissez celle qui correspond aux niveaux logiques de votre carte. Le BME280 communique via I2C et vous pouvez utiliser la Adafruit BMP280 library pour cela. Enfin, le BME280 mesure non seulement la pression, mais aussi la température et l’humidité, ce qui en fait un excellent capteur pour les stations météo, par exemple.

Capteurs de lumière

Des dispositifs comme la LDR (résistance dépendante de la lumière) ou la BH1750 permettent aux montages Arduino de mesurer l’intensité de la lumière ambiante. Ils fonctionnent en faisant varier leur résistance ou en produisant une tension de sortie en fonction de la lumière reçue. Ces capteurs sont essentiels dans des applications comme l’éclairage automatique, où l’intensité lumineuse détermine si les lumières doivent s’allumer ou s’éteindre.

Vous trouverez ci-dessous une photo d’un module capteur LDR typique pour Arduino.

Il possède un potentiomètre et un comparateur différentiel (LM393) pour produire une sortie numérique lorsque l’intensité lumineuse dépasse un seuil défini. Voir notre tutoriel sur how to use such a sensor module with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Notez que certains modules LDR ont une sortie analogique et une sortie numérique, ou seulement l’une des deux. Selon votre application, vous aurez besoin d’un signal analogique (pour faire varier l’intensité) ou d’un signal numérique (pour allumer/éteindre). Vérifiez aussi le bon niveau logique (5V ou 3,3V).

Les LDR réagissent différemment selon la longueur d’onde de la lumière et ne sont généralement pas parfaitement linéaires. Leur résistance dépend aussi de l’angle de la source lumineuse et, dans une moindre mesure, de la température ambiante.

Capteurs infrarouges

Au cœur d’un capteur infrarouge (IR) se trouve une photodiode ou un phototransistor sensible à la lumière infrarouge, généralement dans la plage de 700 nm à 1 mm. Le principe de base est qu’ils détectent et mesurent la lumière réfléchie par un objet. Vous pouvez les utiliser pour la détection de proximité, la détection d’objets ou les robots suiveurs de ligne.

Ci-dessous, une photo d’un module capteur infrarouge d’évitement d’obstacle typique :

Points clés à prendre en compte

Notez que les capteurs IR sont sensibles aux interférences d’autres sources lumineuses (IR), ce qui peut provoquer de fausses lectures. Dans les espaces restreints, les réflexions peuvent aussi poser problème.

La portée de détection varie selon les capteurs. Le capteur IR ci-dessus a une portée réglable entre 2 et 30 cm. Cependant, la distance de commutation dépendra de la réflectivité de l’objet et potentiellement de la température ambiante.

Les modules capteurs IR produisent des sorties numériques et/ou analogiques. Pour la détection d’objets, il vous faut une sortie numérique, tandis que pour la mesure de distance, il vous faut une sortie analogique.

Récepteurs IR

Les récepteurs IR sont essentiellement des capteurs IR avec de l’électronique supplémentaire, ce qui leur permet de décoder les signaux modulés envoyés par un émetteur IR (généralement à 38kHz). On les trouve souvent en kit : le module récepteur et le module émetteur :

Nous avons un tutoriel sur how to use an IR receiver and remote with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Les récepteurs IR présentent les mêmes problèmes potentiels que les capteurs IR. De plus, si vous souhaitez communiquer avec un émetteur existant, assurez-vous que les fréquences de modulation de l’émetteur et du récepteur correspondent. Le protocole de communication des différents récepteurs peut être assez complexe. Heureusement, il existe la bibliothèque IRremote qui couvre de nombreux protocoles et fonctionne sur la plupart des cartes.

Capteurs de flamme

Les capteurs de flamme sont similaires aux capteurs de lumière et IR, mais ils sont spécialement conçus pour détecter la lumière dans la plage visible et infrarouge produite par les flammes. Vous pouvez les utiliser pour détecter des incendies et activer des systèmes d’alerte.

Ils sont généralement proposés sous forme de modules avec un comparateur différentiel intégré et un potentiomètre, ce qui permet de régler le seuil d’activation :

Points clés à prendre en compte

Notez que la portée de ces capteurs est assez limitée et qu’il est difficile de détecter une petite flamme à plus d’un mètre. De plus, la lumière du soleil ou certains éclairages artificiels peuvent provoquer de fausses alertes. Placez le capteur à l’abri d’autres sources lumineuses.

Capteurs de couleur

Les capteurs de couleur détectent et différencient différentes couleurs. Pour les capteurs de couleur RVB, la sortie sera trois signaux analogiques correspondant à l’intensité du rouge, du vert et du bleu. Un capteur RVB courant est le TCS-34725 illustré ci-dessous :

Consultez notre tutoriel sur how to use TCS34725 RGB color sensor with an ESP32.

Points clés à prendre en compte

Les capteurs RVB peuvent être affectés par l’éclairage ambiant. De plus, les filtres internes du capteur pour le rouge, le vert et le bleu ne sont pas toujours parfaitement distincts, ce qui peut entraîner un certain recouvrement. En général, il faudra calibrer le capteur pour obtenir des mesures précises dans un environnement donné. Enfin, notez que les variations de température peuvent aussi influencer le capteur.

Capteurs de champ magnétique

Les capteurs de champ magnétique, ou magnétomètres, sont utilisés dans les applications de boussole, de navigation ou pour détecter la présence de matériaux magnétiques. La photo ci-dessous montre un module magnétomètre basé sur la puce HMC5883L , qui permet de mesurer le champ magnétique sur trois axes :

Points clés à prendre en compte

Les appareils électroniques ou sources magnétiques proches peuvent perturber les mesures. Placez le capteur loin des haut-parleurs, moteurs, objets métalliques et autres sources d’interférences magnétiques. Il faudra aussi calibrer le capteur pour des mesures précises.

Capteurs à effet Hall

Bien que les capteurs à effet Hall, comme les magnétomètres, détectent les champs magnétiques, ils sont plus souvent utilisés pour d’autres applications comme la détection de vitesse ou de position. Par exemple, en fixant un petit aimant sur un objet en rotation, vous pouvez compter le nombre de tours par minute avec un capteur à effet Hall. Voir notre tutoriel sur how to use a hall effect sensor to build a tachometer.

Vous trouverez ci-dessous une photo du module capteur A3144 utilisé dans ce tutoriel :

Points clés à prendre en compte

Notez que l’A3144 est sensible aux champs magnétiques de polarité sud. Assurez-vous d’utiliser le bon pôle magnétique pour activer le capteur. L’aimant doit aussi être suffisamment puissant.

Vérifiez la plage de tension recommandée pour l’A3144. Il faut généralement une résistance de tirage externe pour un fonctionnement correct.

Enfin, les capteurs à effet Hall sont sensibles aux interférences électromagnétiques externes. Prévoyez un bon emplacement ou un blindage. Un condensateur de découplage près des broches d’alimentation du capteur peut aussi aider à filtrer le bruit.

Capteurs de courant

L’effet Hall peut aussi être utilisé pour mesurer le courant électrique dans un circuit. Cela permet d’assurer une isolation électrique entre le circuit mesuré et le capteur. Les applications courantes des capteurs de courant sont la protection des équipements électroniques contre les surintensités et la surveillance de la consommation d’énergie.

L’ACS712 illustré ci-dessous est un détecteur de courant basé sur l’effet Hall. Voir notre tutoriel sur how to use the ACS712 current sensor with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

L’ACS712 existe en différentes versions selon le courant maximal mesurable (par exemple 5A, 20A, 30A). Vérifiez toujours que vous utilisez la bonne version pour votre application.

Les interférences électromagnétiques externes peuvent perturber les mesures et un blindage supplémentaire peut être nécessaire. De même, la température ambiante peut influencer la mesure du capteur.

Capteurs de tension

Les capteurs de tension DC simples sont réalisés comme des diviseurs de tension qui réduisent des tensions élevées à un niveau sûr pour l’Arduino. Ils sont utiles pour surveiller l’état et la charge des batteries. Ci-dessous, une image d’un tel capteur pour petites tensions DC :

Points clés à prendre en compte

Assurez-vous que le capteur de tension est adapté aux tensions que vous souhaitez mesurer ! Si vous voulez mesurer des tensions élevées, choisissez des capteurs avec isolation galvanique ou optique pour protéger l’Arduino.

Enfin, les capteurs de tension peuvent être influencés par le bruit électromagnétique des appareils ou fils à proximité. Un blindage supplémentaire et une bonne mise à la terre peuvent être nécessaires.

Capteurs d’inclinaison

Les capteurs d’inclinaison, souvent constitués d’un simple interrupteur à bille ou à mercure, déterminent l’orientation ou l’inclinaison d’un objet. Connectés à un Arduino, ils peuvent signaler si un objet a été incliné ou a dépassé un certain angle. On les utilise souvent dans les alarmes, les jouets ou comme détecteurs d’orientation simples.

La photo ci-dessous montre un module capteur d’inclinaison avec une puce comparateur supplémentaire pour un signal de sortie propre :

Consultez notre tutoriel sur how to interface a tilt switch sensor with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Les capteurs d’inclinaison sans électronique supplémentaire produisent souvent un signal de sortie bruité et nécessitent un filtrage ou un anti-rebond. Certains capteurs d’inclinaison peuvent aussi nécessiter des résistances de tirage.

Les capteurs d’inclinaison simples produisent une sortie numérique (incliné ou non), tandis que les capteurs plus avancés fournissent un signal analogique proportionnel à l’angle d’inclinaison. Notez aussi que certains capteurs détectent l’inclinaison sur un seul plan, d’autres sur plusieurs.

Capteurs de vibration

Les capteurs de vibration simples sont similaires aux capteurs d’inclinaison. Ils contiennent un petit ressort qui touche un contact lorsque le capteur est secoué. Cependant, ils ne sont pas activés par l’inclinaison, seulement par la vibration. Les applications typiques sont la détection de chocs pour les robots ou la détection de bris de vitre dans les systèmes d’alarme.

Les modules de capteurs de vibration typiques, comme celui illustré ci-dessous, possèdent une électronique supplémentaire qui active une sortie numérique lorsqu’une vibration est détectée.

Points clés à prendre en compte

Les capteurs de vibration simples, sans électronique de détection, produisent un signal très bruité et nécessitent un code plus complexe pour le filtrage et la détection. Contrairement aux capteurs d’inclinaison, les capteurs de vibration sont généralement non directionnels.

Accéléromètres et gyroscopes

Ce sont en fait des versions plus avancées des capteurs d’inclinaison et de vibration. Au lieu de signaux numériques, ils renvoient des signaux analogiques proportionnels à l’accélération, à l’inclinaison ou à la vitesse angulaire. On les utilise souvent dans les manettes de jeu, les drones pour la stabilisation, ou les objets connectés pour suivre l’activité.

La photo ci-dessous montre un module accéléromètre et gyroscope typique pour Arduino, basé sur la puce MPU-6050. Voir notre tutoriel sur how to use a MPU-6050 pour plus de détails.

Points clés à prendre en compte

Les accéléromètres et gyroscopes peuvent nécessiter une calibration pour des mesures précises. Le MPU6050, par exemple, peut présenter une dérive gyroscopique qu’il faudra compenser.

Modules GPS

Les modules GPS, comme le NEO-6M, permettent aux systèmes Arduino de recevoir des données de localisation depuis les satellites. Ils fournissent des informations telles que la latitude, la longitude, l’altitude et même l’heure. Associés à Arduino, ils permettent des fonctionnalités basées sur la localisation, essentielles pour le suivi d’objets, les drones, la navigation de véhicules et divers projets géolocalisés.

Pour plus de détails, consultez notre tutoriel sur how to use the NEO-6M for GPS navigation.

Points clés à prendre en compte

La précision du module GPS NEO-6M dépend du nombre de satellites suivis et il peut mettre un certain temps à obtenir un « fix » satellite. Si le module n’a pas été alimenté depuis longtemps, le « cold start » peut être beaucoup plus long. Un « hot start » (après une courte coupure) est plus rapide.

De plus, les modules GPS fonctionnent généralement mal en intérieur à cause du signal satellite faible. Il est préférable de les utiliser à l’extérieur, avec une vue dégagée du ciel.

Capteurs à ultrasons

Les capteurs à ultrasons utilisent des ondes sonores pour mesurer des distances. On les retrouve souvent dans les systèmes d’évitement d’obstacles en robotique ou dans les capteurs de stationnement pour véhicules. Un capteur à ultrasons très populaire est le HC-SR04 illustré ci-dessous :

Consultez notre tutoriel sur how to use the HC-SR04 ultrasonic sensor for distance measurements.

Points clés à prendre en compte

Le HC-SR04 a une portée typique de 2 cm à 400 cm. Les mesures en dehors de cette plage ne seront pas fiables. De plus, les conditions ambiantes comme la température, l’humidité et le flux d’air influencent la mesure. La forme de la cible joue aussi un rôle : la cible idéale est une surface dure, plate et perpendiculaire au capteur. Les surfaces molles, inclinées ou courbes peuvent absorber ou dévier le son. Pour des mesures plus fiables, les capteurs de distance laser sont préférables.

Capteurs de distance laser

Comme les capteurs à ultrasons, les capteurs de distance laser servent à mesurer des distances, mais utilisent la lumière au lieu du son. Par rapport aux capteurs à ultrasons, ils sont beaucoup plus précis et rapides.

Le VL53L0X, le VL53L1X, ou le TOF10120 sont de petits capteurs de distance laser IR qui utilisent le principe du Time-of-Flight (ToF) pour mesurer la distance. Ils calculent le temps que met une impulsion laser à être réfléchie par la cible et en déduisent une distance très précise en millimètres.

Points clés à prendre en compte

Bien que les capteurs de distance laser soient beaucoup plus précis et robustes que les capteurs à ultrasons, ils restent sensibles aux conditions ambiantes comme la lumière du soleil, la poussière ou les appareils émettant des IR. De plus, la portée du capteur dépendra de la réflectivité de la cible : les matériaux foncés absorbent plus de lumière, ce qui réduit la portée effective.

Capteurs de mouvement PIR

Les capteurs de mouvement, comme les capteurs infrarouges, détectent le rayonnement infrarouge. Cependant, les capteurs de mouvement sont spécialement conçus pour détecter les variations de rayonnement IR causées par le mouvement de personnes (ou d’animaux). Connectés à un Arduino, ils peuvent déclencher des actions comme allumer la lumière lorsqu’une personne entre dans une pièce ou activer une alarme en cas de mouvement inattendu.

La photo ci-dessous montre un module de détection de mouvement très courant, basé sur la puce HC-SR501. Voir notre tutoriel pour plus de détails sur how to use this module with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Les capteurs PIR nécessitent généralement un temps de préchauffage (souvent 30 secondes à 1 minute) après la mise sous tension.

Pendant l’utilisation, des variations rapides de température ambiante ou une forte lumière du soleil peuvent provoquer de fausses détections. De même, les appareils qui émettent de la chaleur ou des IR peuvent perturber le capteur. Enfin, le capteur ne fonctionnera pas s’il est placé derrière un matériau qui absorbe les IR, comme du verre épais par exemple.

Capteurs de mouvement radar

Les capteurs radar, contrairement aux capteurs PIR, peuvent être placés derrière un matériau non transparent et détecter le mouvement de façon fiable. Ils utilisent des ondes radio pour détecter la présence d’objets (en mouvement).

Un module radar courant compatible Arduino est le RCWL-0516, un capteur de proximité à micro-ondes populaire pour son faible coût et sa portée relativement longue.

Points clés à prendre en compte

Les capteurs radar comme le RCWL-0516 peuvent détecter le mouvement à travers les murs et ont un rayon de détection de 360 degrés. Ils sont cependant bloqués par un blindage métallique. En raison de leur longue portée (plusieurs mètres) et de leur large angle de détection, il ne faut pas placer plusieurs capteurs trop près les uns des autres, sinon ils se perturberont mutuellement.

Capteurs de force

Les capteurs de force, comme le FSR402, sont des résistances sensibles à la force (FSR) qui changent de résistance selon la pression appliquée. Ces capteurs sont fins, légers et faciles à intégrer, idéaux pour des projets interactifs allant des interfaces sensibles à la pression aux systèmes de détection de poids ou de toucher plus complexes.

Voir notre tutoriel sur how to use the FSR402 force sensor.

Points clés à prendre en compte

N’appliquez pas une force supérieure à la capacité maximale du capteur (10kg pour le FSR402), cela pourrait l’endommager ou fausser son étalonnage. Avec le temps, la sortie du capteur peut dériver à cause de l’usure des matériaux ou d’autres facteurs. De plus, les capteurs de force ne sont pas forcément linéaires sur toute leur plage.

Capteurs de poids

Les capteurs de poids, ou cellules de charge, sont des capteurs de force conçus pour mesurer le poids. On les utilise dans les balances, les distributeurs automatiques ou toute application nécessitant la mesure du poids d’objets.

La photo ci-dessous montre une cellule de charge typique. On les achète souvent par 4 avec un module amplificateur.

Points clés à prendre en compte

Comme pour les capteurs de force, évitez de surcharger la cellule. Des charges répétées peuvent entraîner de la fatigue, de la dérive et une perte de précision. Pour des mesures précises, il faudra calibrer les capteurs avec un poids connu et lisser les mesures.

Capteurs de flexion

Les capteurs de flexion sont un autre type de capteur de force qui change de résistance lorsqu’ils sont pliés. Associés à Arduino, ils permettent de mesurer l’ampleur d’une flexion, utile dans les objets connectés portables, la robotique pour mesurer l’angle d’une articulation, ou les gants de jeu détectant les mouvements de la main.

Ci-dessous, une photo d’un capteur de flexion :

Points clés à prendre en compte

Les capteurs de flexion ont un rayon de courbure maximal. Ne le dépassez pas, sinon vous risquez d’endommager le capteur !

En général, il faut utiliser un montage diviseur de tension avec les capteurs de flexion pour convertir les variations de résistance en variations de tension lisibles par l’Arduino.

Capteurs de son

Les capteurs de son sont conçus pour détecter les ondes sonores de leur environnement. Intégrés à Arduino, ils peuvent mesurer l’intensité sonore et déclencher des réactions à des claquements de mains, des cris ou des motifs sonores spécifiques. On les retrouve dans les appareils à commande vocale ou les systèmes de surveillance du bruit.

Il existe de nombreux modules de détection sonore faciles à connecter à un Arduino. Par exemple, voici un module courant illustré ci-dessous.

Points clés à prendre en compte

Les modules de détection sonore renvoient soit un signal numérique lorsque le son dépasse un seuil, soit un signal analogique proportionnel au volume sonore. Les modules simples, comme celui ci-dessus, ne distinguent pas les fréquences et ne peuvent pas détecter des mots spécifiques.

Capteurs de rythme cardiaque

Des dispositifs comme le pulse sensor ou le MAX30102 sont conçus pour surveiller le rythme cardiaque. Connectés à Arduino, ils peuvent lire et analyser le rythme cardiaque, fournissant des informations sur la santé ou la forme physique. On les utilise dans les montres connectées, les bracelets fitness ou les projets DIY de diagnostic santé.

Pour un exemple d’application, lisez notre tutoriel sur how to use the MAX30100/MAX30102 with an Arduino.

Points clés à prendre en compte

Le MAX30102 utilise des LED rouges et infrarouges pour mesurer la saturation en oxygène. La lumière ambiante, surtout le soleil direct, peut perturber ces mesures. Protégez le capteur des sources lumineuses externes.

Résumé

Nous vous avons présenté ici un aperçu des différents types de capteurs couramment utilisés avec Arduino et des microcontrôleurs similaires. Pour plus de détails sur la connexion de ces dispositifs, consultez notre Articles on inputs and sensors et les liens de l’article. Nous avons aussi un overview article on all the different types of sensors you can connect to an Arduino.

Si vous souhaitez explorer une grande variété de ces capteurs, voici un kit avec un large choix de capteurs :

Liens utiles

• The Geek Pub : List of Arduino sensors and modules
• Tutorial45 : Top Arduino Sensors