Simulation et réalisation d’un détecteur de fumée

Aujourd’hui, un détecteur ou avertisseur autonome de fumée est à conseiller dans toute habitation, car les chiffres de déclenchement d’incendie ne cessent de s’augmenter et les dégâts deviennent de plus en plus graves. C’est pour cela nous avons eux l’idée de vous présenté un projet de tel sorte.

Les capteurs

Le capteur est l’élément indispensable à la détection des grandeurs physiques, vu qu’il permet de mesurer les effets des phénomènes de toutes natures qui agissent sur l’environnement de l’homme, l’évolution de nos jours due à la liaison entre la machine et l’homme est le parfait exemple.

Définition d’un capteur

Un capteur est un mécanisme ou dispositif ayant la possibilité de transformé une grandeur physique en une grandeur électrique exploitable.

Constitution d’un capteur

Le capteur est constituer de :
• Corps d’épreuve: élément mécanique qui réagit sélectivement à la grandeur à mesurer (appelée aussi mesurande). Il a pour but de transformer la grandeur à mesurer en une autre grandeur physique dite mesurable.

• Elément de transduction : élément sensible lié au corps d’épreuve. Il traduit les réactions du corps d’épreuve en une grandeur électrique constituant le signal de sortie.

• Boîtier: élément mécanique de protection, de maintien et de fixation du capteur.

• Module électronique de fonctionnement : il a, selon les cas, les fonctions suivantes:
– alimentation électrique du capteur (si nécessaire)
– mise en forme et amplification du signal de sortie
– filtrage, amplification
– conversion du signal (CAN,…)

Caractéristiques d’un capteur

Les liens entre un capteur et la grandeur qu’il mesure sont définis par ses caractéristiques d’emploi.
Sensibilité : C’est le rapport entre la variation du signal de sortie et la variation du signal d’entrée S=∆g⁄∆m.
g= signal de sortie, m=signal d’entrée.
Etendue de mesure : C’est les valeurs extrêmes pouvant être mesurée par le capteur
Résolution : Plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur.
Rapidité : Temps de réaction du capteur. La rapidité est liée à la bande passante.
Précision : Aptitude du capteur à donner une mesure proche de la valeur vraie.

Types de capteurs 

Si l’on s’intéresse aux phénomènes physiques mis en jeux dans les capteurs, on peut classer ces derniers en deux catégories.
• Capteurs actifs
• Capteurs passifs

Capteur actif : 
Fonctionnant en générateur, un capteur actif est généralement fondé dans son principe sur un effet physique qui assure la conversion en énergie électrique de la forme d’énergie propre au mesurande : énergie thermique, mécanique ou de rayonnement.

Capteur passif : 
Il s’agit généralement d’impédance dont l’un des paramètres déterminants est sensible à la grandeur mesurée.

Thermométrie par diodes et transistors: 
Les composants utilisés, diodes ou transistors au silicium montés en diode (base et collecteur reliés), sont alimentés dans le sens direct à courant constant ; la tension à leurs bornes qui est en fonction de la température peut donc être la grandeur électrique de sortie du capteur de température qu’il constitue la sensibilité thermique S d’une diode ou d’un transistor monté en diode est voisine de -2,5mV/°C. Cette sensibilité dépend du courant inverse, ce dernier peut varier de façon importante d’un composant à l’autre. Ces composants peuvent être utilisés dans une gamme de température entre -50°C à 150°C.

Thermomètre à résistances métallique : 
Les thermo résistances sont des dispositifs de contrôle thermique avec de bonnes caractéristiques de linéarité; possibilité d’utilisation dans une large plage de températures, (températures maximales de l’ordre de 900 ° C). L’unique inconvénient réside dans leur faible sensibilité. Les mesures de température effectuées au moyen de thermomètres à résistance sont, en fait, beaucoup plus précises et plus fiables que celles des thermocouples. Normalement, les thermomètres à résistance métallique sont identifiées par les initiales du matériau utilisé pour sa construction, à savoir Pt = Platine, Nickel = Ni, etc …), suivi de leur résistance nominale à une température de 0°C La plage d’utilisation de thermomètres à résistance industrielle est comprise entre -200 et + 850 ° C. Les thermomètres à résistance sont subdivisés principalement en deux sous-catégories:
• Capteurs PT100 (communément appelés “sondes PT100”)
• Capteurs PTC (communément appelés “sondes PTC”)
• Capteurs PT1000