Qu’est-ce qu’un capteur environnemental ?
Les capteurs environnementaux sont des capteurs utilisés pour détecter et mesurer quantitativement des informations environnementales dans le milieu environnant.
Ils mesurent divers paramètres environnementaux tels que la température, l’humidité, l’intensité lumineuse, la concentration de CO2, la pression atmosphérique et le bruit, ainsi que des capteurs pour détecter les corps humains. Récemment, certains produits ont incorporé plusieurs capteurs environnementaux dans un petit boîtier de type USB afin d’améliorer la commodité de l’évaluation.
Utilisations des capteurs environnementaux
Les capteurs environnementaux sont parfois utilisés seuls pour afficher des informations, mais le plus souvent ils servent à détecter des informations environnementales externes pour le contrôle d’autres équipements ou dispositifs.
Parmi les exemples d’utilisations spécifiques, on peut citer les équipements nécessitant un contrôle de la température et de l’humidité, les portes et éclairages automatiques activés par l’approche d’un être humain, les automobiles, les avions, les émissions de gaz d’échappement et la détection des occupants. Dans les automobiles, l’objectif est de mesurer l’air extérieur, la température et l’humidité intérieures, ainsi que le rayonnement solaire, afin de déterminer la température et le débit d’air du climatiseur.
Ils sont également utilisés dans les avions pour contrôler l’attitude de l’appareil.
Principe des capteurs environnementaux
Le principe des capteurs environnementaux est de convertir les informations à détecter, telles que la température et l’humidité de l’environnement, en signaux électriques à l’aide de divers phénomènes physiques et de les constater sous forme de valeurs quantitatives. Les capteurs environnementaux ciblent généralement des entrées externes (informations météorologiques, lumière, obstacles, sons, etc.), et de nombreux capteurs ont la capacité d’amplifier et d’émettre des signaux faibles ou de convertir des unités de mesure.
Les capteurs environnementaux typiques, les capteurs de température et d’humidité très polyvalents, sont souvent intégrés dans un dispositif, mais la température et l’humidité sont mesurées séparément, et la température est généralement détectée par des thermocouples ou des thermistances. Les thermocouples utilisent la différence de potentiel entre deux fils métalliques différents. Les thermistances peuvent détecter la température à l’aide d’un élément résistif composé d’un fil métallique et d’un semi-conducteur à oxyde métallique.
Parmi ces derniers, les thermistances NTC sont largement utilisées car elles présentent une corrélation négative où la mobilité des électrons augmente et la résistance diminue à mesure que la température augmente, ce qui rend la relation entre la température et la résistance facile à comprendre. Les capteurs d’humidité mesurent la quantité de vapeur d’eau dans l’air et la convertissent en humidité par rapport à la quantité maximale de vapeur d’eau qui peut exister dans l’air. Il en existe deux types : l’un qui mesure les variations de capacité des semi-conducteurs et l’autre qui mesure les variations de résistance des semi-conducteurs. La détection par résistance est moins chère, mais il convient de noter que la précision de la mesure est inférieure à celle du type de capacité.
Parmi les autres types de capteurs environnementaux, citons les capteurs optiques et les capteurs d’éclairement qui détectent la lumière telle que les rayons infrarouges et ultraviolets. Ces capteurs utilisent des photodiodes qui utilisent l’effet photoélectrique et des photorésistances compatibles avec différentes longueurs d’onde pour détecter l’intensité de la lumière. La plupart de ces capteurs détectent également le rayonnement infrarouge émis par le corps humain.
Autres informations sur les capteurs environnementaux
1. Les capteurs environnementaux comme indicateurs d’éveil
Les capteurs de CO2, qui sont un type de capteurs environnementaux, sont parfois utilisés comme indicateurs d’éveil dans une pièce. Ils mesurent principalement la concentration de dioxyde de carbone produite par la respiration humaine et peuvent être utilisés dans des lieux où de nombreuses personnes se rassemblent, comme les salles de conférence et les salles d’attente des hôpitaux.
La teneur en dioxyde de carbone est également spécifiée comme l’une des normes de qualité de l’air dans les normes de gestion de l’assainissement environnemental des bâtiments et dans d’autres normes. La norme stipule que la teneur en dioxyde de carbone doit être maintenue en dessous d’environ 1 000 ppm à l’intérieur des bâtiments. Les conditions dans lesquelles de nombreuses personnes se réunissent n’étant pas spécifiées, la ventilation est laissée à l’appréciation de chacun.
Dans les lieux où de nombreuses personnes se rassemblent, tels que les crèches et les salles de classe, si la concentration en dioxyde de carbone est trop élevée, elle est censée avoir un effet sur la concentration humaine et donc améliorer l’efficacité du travail.
2. Miniaturisation des capteurs environnementaux
Les technologies liées aux capteurs ont progressé ces dernières années et les capteurs environnementaux deviennent également plus petits. Certains des plus petits capteurs environnementaux mesurent moins de 1 cm et peuvent être utilisés dans divers domaines tels que la médecine, l’agriculture et la fabrication.
Des capteurs environnementaux de type USB sont également disponibles. Plus petits qu’une clé USB standard, ils peuvent être alimentés par USB pour fonctionner en continu et peuvent être connectés à un réseau également par Bluetooth pour transmettre les données de mesure.
Toutefois, lorsqu’ils sont connectés au port USB d’un PC, les valeurs du capteur de température risquent de ne pas être mesurées correctement en raison de la chaleur du PC lui-même ; il est donc recommandé d’utiliser un câble d’extension.