Cas pratique d’utilisation d’un capteur

Cours utilisation d’un capteur, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Généralités sur les capteurs

Les capteurs sont très largement utilisés de façon courante et sont essentiels pour la robotique. Ils sont les yeux, les oreilles, les doigts et dans certains cas peu courants l’odorat et le goût d’un système robotique. L’Arduino sait gérer un grand nombre de capteurs et de nombreuses librairies sont venues simplifier leur utilisation au cours des dernières années.
En effet, là où il fallait faire des calculs de conversion et de mise à l’échelle des signaux reçus, il suffit d’appeler une fonction qui les réalisera à la place et de récupérer un résultat. Comme dans d’autres domaines de l’informatique, la réutilisation de code éprouvé et optimisé joue un rôle de levier très important dans le développement d’applications dont les fonctionnalités peuvent s’étoffer et devenir de plus en plus riche dans un environnement d’exécution de plus en plus compact (pensez à la taille d’un Arduino Nano ou micro).
Il reste trois préoccupations essentielles dans l’utilisation des capteurs : leur robustesse, leur fiabilité et leur précision. La robustesse est proche de la fiabilité mais un capteur fiable peut donner des signaux réguliers et à un niveau reflétant bien la grandeur physique qui le fait agir et tomber en panne à la moindre chute de température ou après quelques heures de fonctionnement. A l’inverse, un capteur robuste et résistant à toute épreuve peut donner de temps en temps des valeurs fantaisistes et se laisser divertir par des perturbations de son environnement. La précision est le résultat d’un compromis. Du capteur grand public à l’instrument de mesure de laboratoire, il y a un monde et détecter une présence n’est pas forcément équivalent à mesurer une distance au millimètre près. La précision, comme les deux autres facteurs influe fortement sur le coût de ces équipements et sur l’effort pour les mettre en œuvre de façon satisfaisante. Il est en effet question d’ajustements, de calibrage, de calcul et de correction d’erreurs qu’un circuit programmable comme l’Arduino peut correctement gérer mais qui ne pourra pas donner une précision meilleure que celle du plus faible de ses capteurs.
Mais dans le cadre de ce workshop, les préoccupations seront plus basiques puisque nous nous limiterons à une mesure approchée de quelques grandeurs physiques.

Une démonstration

Une démonstration va permettre de se familiariser avec 3 capteurs : un capteur de température, un capteur de lumière visible et un capteur de rayonnement infrarouge. Pour illustrer, chaque capteur est couplé avec un actionneur.
Il ne reste qu’à déterminer le comportement attendu de l’Arduino pour écrire l’algorithme puis le code correspondant. Pour rester pragmatique et laisser entrevoir des possibilités d’application, un besoin est exprimé pour chaque cas.