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« Capteur CO2 Labfab » : différence entre les versions

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Capteur CO2 Labfab (voir la source)

Version du 25 février 2022 à 16:51

4 723 octets ajoutés ,  25 février 2022
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[[Fichier:Capteur CO2 Labfab Recto.jpg|vignette|250x250px|Prototype de capteur CO2]]
[[Fichier:Capteur CO2 Labfab Recto.jpg|vignette|250x250px|Façade du capteur CO2 Labfab ]]


Le capteur CO<sub>2</sub> est un projet collaboratif initié par le réseau des [[LabFab|Labfab]] de Rennes en partenariat avec la [[Maison de la consommation et de l'environnement|MCE]] (Maison de la consommation et de l'environnement). L'objectif est de proposer un capteur, facile à monter, permettant de mesurer la concentration de CO<sub>2</sub> dans une pièce. Le résultat du calcul du seuil de concentration de CO<sub>2</sub> s'affiche en '''ppm''' ([https://fr.wikipedia.org/wiki/Partie_par_million partie par million]) et suit un code couleur pour déterminer si l'aération est suffisante.
Le capteur CO<sub>2</sub> est un projet collaboratif initié par le réseau des [[LabFab|Labfab]] de Rennes en partenariat avec la [[Maison de la consommation et de l'environnement|MCE]] (Maison de la consommation et de l'environnement). L'objectif est de proposer un capteur, facile à monter, qui permet une [[mesure de CO2]] dans une pièce. Le résultat du calcul du seuil de concentration de CO<sub>2</sub> s'affiche en '''ppm''' ([https://fr.wikipedia.org/wiki/Partie_par_million partie par million]) et suit un code couleur pour déterminer si l'aération est suffisante.


Ce capteur permet donc de déterminer les périodes d'aération dans des espaces fermés, notamment dans le cadre scolaire. En effet, une concentration élevée de CO<sub>2</sub> dans une salle de classe a pour conséquence possible la baisse de la concentration et même un état de somnolence.
Ce capteur permet donc de déterminer les périodes d'aération dans des espaces fermés, notamment dans le cadre scolaire. En effet, une concentration élevée de CO<sub>2</sub> dans une salle de classe a pour conséquence possible la baisse de la concentration et même un état de somnolence.
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=== Seuils de concentration de CO<sub>2</sub> ===
=== Seuils de concentration de CO<sub>2</sub> ===
Le lien entre la concentration de CO<sub>2</sub> et la qualité de l'air dans une pièce permet d'établir des seuils de référence<ref>Plus d'informations sur le lien entre la concentration de CO2 et le besoin d'aération d'une pièce : [http://nousaerons.fr/documents/fiches_aeration_mesure_co2_nousaerons_v1-3.pdf fiche pratique de nousaerons.fr]</ref> :
Le lien entre la concentration de CO<sub>2</sub> et la qualité de l'air dans une pièce permet d'établir des seuils de référence<ref>Plus d'informations sur le lien entre la concentration de CO2 et le besoin d'aération d'une pièce : [http://nousaerons.fr/documents/fiches_aeration_mesure_co2_nousaerons_v1-3.pdf fiche pratique de nousaerons.fr]</ref> :[[Fichier:Capteur CO2 Labfab Verso.jpg|vignette|250x250px|Dos du capteur]]
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+
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|<span style="color:red">ROUGE</span>
|<span style="color:red">ROUGE</span>
|> 1000 ppm
|> 1000 ppm
|Il faut aérer et il n'est pas conseiller de rester dans la pièce  
|Il faut aérer et il n'est pas conseillé de rester dans la pièce  
|}
|}
Attention, les valeurs ci-dessus sont valables si la concentration en CO<sub>2</sub> de l'air extérieur est autour de 410ppm. En cas de pic de pollution, elle peut monter à 500 ou 600ppm. Dans ce cas, il faut modifier les seuils : par exemple une concentration mesurée en extérieur à 510 ppm implique de rajouter 100ppm à tous les seuils du tableau ci-dessus.
Attention, les valeurs ci-dessus sont valables si la concentration en CO<sub>2</sub> de l'air extérieur est autour de 410ppm. En cas de pic de pollution, elle peut monter à 500 ou 600ppm. Dans ce cas, il faut modifier les seuils : par exemple une concentration mesurée en extérieur à 510 ppm implique de rajouter 100ppm à tous les seuils du tableau ci-dessus.
[[Fichier:Schema seuils capteur CO2.png|alt=Schéma seuils du capteur CO2|vignette|792x792px|Schéma seuils du capteur CO2|centré]]


== Outils et matériels ==
== Outils et matériels ==


=== Matériels ===
=== Matériels ===
[[Fichier:Ernest II.jpg|Éclaté des matériels composants le capteur CO2|vignette|395x395px]]
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+
|+


!Matériels  
!Matériels  
!Quantité
!Qte
!Prix
!Caractéristiques
!Caractéristiques
!Image
!Image
|-
|-
|LED - M5 Atom matrix
|Carte programmable -
M5Stack ATOM Matrix
|1
|1
|
|18 €
|Carte miniature de la marque M5Stack basé sur ESP32.
 
Cette carte à la particularité d'avoir une taille miniature.
|[[Fichier:Matrix.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|[[Fichier:Matrix.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|-
|Capteur CO<sub>2 -</sub> SenseAir S8
|Capteur CO<sub>2 -</sub> SenseAir S8
|1
|1
|
|30 €
|Capteur de CO2 assez standard recommandé par [https://nousaerons.fr/ nousaerons.fr]
 
Attention, il existe parfois des contrefaçon (les capteurs les moins cher d'internet peuvent en être).
|[[Fichier:SenseairS8.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|[[Fichier:SenseairS8.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|-
|Câbles dupont  
|Câbles dupont -
Mâle > Femelle
|4
|4
|
|0,20 €
|Petits câbles de prototypage avec un côté dit femelle et un côté du mâle.
 
Vous en aurez besoin de 4 au total.
|[[Fichier:Jumpers MF.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|[[Fichier:Jumpers MF.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|-
|Plaque de contreplaqué en bois
|Bois -
Plaque de contreplaqué
|1
|1
|1€
|Dimension : 22 cm x 6 cm
|Dimension : 22 cm x 6 cm
Épaisseur : 3 mm
Épaisseur : 3 mm
|[[Fichier:Bois 3mm.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|[[Fichier:Bois 3mm.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|-
|Cable usb-c
|Cable -  
USB-C
|1
|1
|
|5€
|Câble de type USB-C à brancher sur l'alimentation (normalement) de type USB-A.
|[[Fichier:Usb C.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|[[Fichier:Usb C.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|-
|Alimentation 5V
|Alimentation USB -
5V
|1
|1
|5€
|Minimum 800mA.  
|Minimum 800mA.  
Un chargeur de téléphone portable ou une batterie externe.
Un chargeur de téléphone portable ou une batterie externe.
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|}
|}


[[Fichier:Capteur CO2 Labfab Verso.jpg|vignette]]
=== Outils pour préparer le capteur ===
{| class="wikitable"
|+
!Outils
!Caractéristiques
!Image
|-
|Découpeuse laser
|Une machine de découpe laser
Taille minimum 22cm par 6cm - pouvant couper 3mm
|[[Fichier:Découpe Laser.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|Ordinateur avec logiciel Arduino
|Un ordinateur équipé du logiciel [https://www.arduino.cc/en/software Arduino]
|[[Fichier:Ordinateur.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|-
|Fer à souder
|Un fer à souder avec de l’étain (si possible sans plomb)
|[[Fichier:Fer à souder.jpg|sans_cadre|100x100px]]
|}[[Fichier:Ernest II.jpg|Éclaté des matériels composants le capteur CO2|vignette|342x342px]]
=== Cas particulier : Vous préparer un atelier de fabrique de capteurs ? ===
Pour amorcer au mieux la fabrique de capteurs, pour une association, pour une école ou toute autre structure, nous vous conseillons dans un premier temps de '''bien jauger le public cible''' de votre atelier. Ce capteur CO2 à été imaginé pour être réalisé par un '''large éventail de public''' ; public qui n'est pas nécessairement accoutumé aux bidouilles aux codes et autre montage de projets.
* Vous pouvez donc, si '''votre groupe est composé de makers''' invétéré ou en herbes : commander l'ensemble du matériel, réunir les outils (ou vous déplacer à l'endroit adéquat où ils se trouvent : fablab, EPN, ateliers ...)  et commencer directement le montage des capteurs CO2 en suivant nos tutoriels.


=== Outils ===
* Vous pouvez aussi, si '''votre groupe est composé de parfaits néophytes''', préparer quelques étapes (soit une soit les deux) qui les aiderons à monter leur capteur sans crainte.
* Découpeuse laser
*# Soudez les capteurs CO2 comme décrit dans l'étape de montage nommé prérequis.
* Ordinateur
*# Téléverser les codes Arduino dans Cartes programmables Atom Matrix comme décrit dans l'étape de programmation.
* Fer à souder


=== Fichiers à télécharger ===
=== Fichiers à télécharger ===
Ligne 109 : Ligne 152 :


== Montage ==
== Montage ==
'''Prérequis :''' téléchargez le plan de découpe du capteur CO<sub>2</sub>.
'''Prérequis :'''  
* '''Téléchargez''' les plans de découpe (ci-dessus), puis, avec une découpeuse laser, '''sortez l'ensemble des pièces''' nécessaire au montage du capteur CO2.
* Pour ce tutoriel, soudez l'ensemble des broches du Senseair S8 du "côté intérieur" de manière à ce que les broches remontent le long de sa partie boitier comme sur le schéma ci-après :
[[Fichier:Sens de soudure - capteur CO2 labfab.jpg|sans_cadre|379x379px]]
 
'''Montage du boitier :'''


{|
{|
![[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape A.jpg|sans_cadre]]
![[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape A.jpg|sans_cadre]]
!Etape 1
|'''Étape 1'''
Rassemblez les éléments électroniques et les pièces découpées au laser ensemble.
![[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape B.jpg|sans_cadre]]
![[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape B.jpg|sans_cadre]]
!Etape 2
|'''Étape 2'''
Emboîtez les deux pièces interne B sur la pièce interne A.
|-
|-
|
|
Ligne 123 : Ligne 173 :
|-
|-
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape C.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape C.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 3'''
|'''Étape 3'''
Emboîtez l'ensemble des pièces internes à la pièce du dessous.       
 
🔍 <u>Note</u> : La partie haute de l'ensemble interne doit se trouver du côté USB. La partie basse doit se trouver du côté CO2. 
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape D.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape D.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 4'''
|'''Étape 4'''
Placez le capteur CO2 dans l'ensemble interne.
 
🔍 <u>Note</u> : Les broches doivent ressortir vers l’intérieur du montage.
|-
|-
|
|
Ligne 133 : Ligne 189 :
|-
|-
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape E.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape E.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 5'''
|'''Étape 5'''
'''1.''' Branchez les câbles Dupont sur le capteur :
 
- Branchez le câble + (en rouge sur l'illustration) sur G+.
 
- Branchez le câble - (en noir sur l'illustration) sur Go.
 
'''2.''' Passez les jumpers (câbles Dupont) dans les petits trous de part et d'autre de la pièce de dessous.
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape F.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape F.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 6'''
|'''Etape 6'''
'''1.''' Passez à nouveau les câbles Dupont dans le trou large central (celui avec des annotations).
'''2.''' Branchez enfin les câbles Dupont sur l'Atom Matrix :
- Branchez le câble + (en rouge sur l'illustration) sur 5v.
- Branchez le câble - (en noir sur l'illustration) sur G.
⚠ <u>Attention</u> : En cas d'inversion votre capteur sera "grillé".
|-
|-
|
|
Ligne 143 : Ligne 215 :
|-
|-
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape G.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape G.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 7'''
|'''Étape 7'''
'''1.''' Placez l'Atom Matrix dans son emplacement.
 
'''2.''' Posez la pièce du dessus sur l'Atom Matrix.
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape H.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape H.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 8'''
|'''Étape 8 '''
Clipsez les 8 entretoises autour du capteur.
 
|-
|-
|
|
Ligne 153 : Ligne 230 :
|-
|-
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape I.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape I.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 9'''
|'''Étape 9'''
Vérifiez une dernière fois les branchements.
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape J.jpg|sans_cadre]]
|[[Fichier:CapteurCO2 Labfab étape J.jpg|sans_cadre]]
|'''Etape 10'''
|'''Étape 10'''
Branchez votre capteur via USB :
 
- Sur un ordinateur, pour programmation ou usage simple ;
 
- À l'alimentation, pour l'utiliser directement.
|-
|-
|
|
Ligne 162 : Ligne 245 :
|
|
|}
|}
=== Assembler les pièces ===


== Programmation  ==
== Programmation  ==
Ligne 216 : Ligne 297 :


Le téléversement prend un peu de temps. En bas à droite, une barre de défilement se remplit en vert. Quand c'est terminé, du texte va défiler sur fond noir tout en bas de la fenêtre : attendre la fin de défilement du texte. Les leds de la carte M5 Atom Matrix doivent s'allumer quand c'est fini. Le capteur est alors fonctionnel.
Le téléversement prend un peu de temps. En bas à droite, une barre de défilement se remplit en vert. Quand c'est terminé, du texte va défiler sur fond noir tout en bas de la fenêtre : attendre la fin de défilement du texte. Les leds de la carte M5 Atom Matrix doivent s'allumer quand c'est fini. Le capteur est alors fonctionnel.
=== Envoi de la donnée sur un serveur ===
Cette fonctionnalité est en cours de développement. Les données envoyées par le capteur de développement situé à l'espace numérique de la Maison de Quartier La Touche sont consultables à cette adresse : https://thingspeak.com/channels/1601344/charts/1


== Utilisation ==
== Utilisation ==


=== Signification des leds ===
=== Signification des LED ===
A l'allumage, le capteur affiche des leds blanches le temps de récupérer la première valeur. Ensuite la couleur des leds va changer en fonction du seuil correspondant aux taux de concentration de CO2 mesuré.
{| class="wikitable"
 
|+
Attention, si les leds clignotent en rouge, c'est qu'il y a un problème de branchement : vérifiez le schéma de branchement des câbles Dupont.
!Couleur de la LED
 
!Signification
Attention, si les leds clignotent en orange, c'est le signe que la procédure de calibration est lancée. Si vous ne l'avez pas demandée, débranchez l'alimentation du capteur et vérifiez en appuyant sur l'écran de leds que le bouton intégré fonctionne. (voir plus bas, section calibration).
!Résolution
|-
|Blanche
|Le capteur CO<sub>2</sub> récupère les premières valeurs.
|Patientez quelques secondes.
La couleur des LED changent en fonction du seuil de concentration de CO<sub>2</sub>.
|-
|Rouge - Clignote
|In problème de branchement.
|Consultez le schéma de branchement des câbles Dupont.
|-
|Orange - Clignote
|La procédure de calibration se lance.
|Si vous n'avez pas configuré la procédure de calibrage :
# débranchez le câble USB-C de l'alimentation du capteur CO<sub>2</sub>.
# Appuyez sur l'écran de LED pour vérifier que le bouton intégré fonctionne.
Résultat : un clic retentit.
|}


=== Alimentation ===
=== Alimentation ===
Ligne 231 : Ligne 332 :
=== Calibration ===
=== Calibration ===
Il est important que le capteur soit bien calibré, pour assurer une fiabilité des valeurs. La procédure de calibration consiste à placer le capteur à l'air extérieur : celui-ci a une concentration de CO2 d'environ 400ppm et servira de référence pour le capteur.
Il est important que le capteur soit bien calibré, pour assurer une fiabilité des valeurs. La procédure de calibration consiste à placer le capteur à l'air extérieur : celui-ci a une concentration de CO2 d'environ 400ppm et servira de référence pour le capteur.
# placez le capteur en extérieur : vous aurez certainement besoin d'une rallonge électrique, ou d'une batterie externe pour alimenter le capteur en électricité.
# Placez le capteur en extérieur : vous aurez certainement besoin d'une rallonge électrique, ou d'une batterie externe pour alimenter le capteur en électricité.
# attendez quelques minutes que la valeur se stabilise.
# Attendez quelques minutes que la valeur se stabilise.
# faites un appui long (3s) sur le panneau de leds : sous ce panneau se cache un bouton. Les leds se mettent alors à clignoter en orange, ce qui indique le lancement de la procédure de calibration
# Faites un appui long (3s) sur le panneau de leds : sous ce panneau se cache un bouton. Les LED se mettent alors à clignoter en orange, ce qui indique le lancement de la procédure de calibration
# attendez la fin du clignotement : cela peut durer plusieurs minutes.  
# Attendez la fin du clignotement : cela peut durer plusieurs minutes.  
# les leds passent au vert, le capteur est maintenant prêt à être placé en intérieur. Vous pouvez débrancher l'alimentation, la calibration reste mémorisée même quand le capteur est éteint.
# Les LED passent au vert, le capteur est maintenant prêt à être placé en intérieur. Vous pouvez débrancher l'alimentation, la calibration reste mémorisée même quand le capteur est éteint.


=== Placement du capteur ===
=== Placement du capteur ===
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Ces conseils sont issus de la documentation publiée par nousaerons.fr : http://nousaerons.fr/documents/fiches_aeration_mesure_co2_nousaerons_v1-3.pdf, page 13
Ces conseils sont issus de la documentation publiée par nousaerons.fr : http://nousaerons.fr/documents/fiches_aeration_mesure_co2_nousaerons_v1-3.pdf, page 13


== Retour sur erreurs ==
== Références ==
<references />
<references />
[[Catégorie:Fabrication numérique]]
[[Catégorie:Fabrication numérique]]
[[Catégorie:Qualité de l'air intérieur]]
[[Catégorie:Ambassad'air]]
[[Catégorie:Mesure citoyenne]]
Pierre-André Souville
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