Banc d’essai : kit Earth Listener de Velleman

27 mai 2019, 11:53
Le nom d’un appareil ne révèle pas toujours ses fonctions, et c’est le cas de l'Earth Listener de la firme belge Velleman. Le descriptif est quant à lui bien plus explicite : « L'Earth Listener est un capteur basé sur Arduino qui mesure différentes valeurs environnementales pour indiquer la qualité de l'air ». L’appareil lit la température, le taux d’humidité, la pression atmosphérique, le taux équivalent CO2 (eCO2), et le taux de substances organiques volatiles (TVOC, Total Volatile Organic Compound) ; le résultat des mesures est affiché sur un écran tactile TFT et peut être sauvegardé sur une carte mémoire SD. Il y a aussi un capteur AS3935, qui détecte les éclairs – avec possibilité d’alarme – et donne une indication de la distance au centre de l’orage dans un rayon de 40 km.

Le programme de l’Arduino est à code source ouvert, et le shield permet l’ajout de six capteurs supplémentaires. Cela fait pas mal de possibilités pour un aussi petit boîtier (tout est relatif), mais il faut d’abord assembler le tout.
 
Le kit avec ses composants.
Comme c’est souvent le cas de nos jours, la documentation n’est disponible que sur le site du fabricant. Ne la cherchez cependant pas sous le lien « Téléchargements », mais bien en suivant « Instructions ». Vous trouverez sur cette page les caractéristiques de l’appareil, les instructions de montage, le manuel de l’utilisateur et les données relatives à la qualité de l’air (All About Values). Nous y reviendrons.

Pour l’assemblage de l’appareil vous n’aurez besoin que de la clé hexagonale fournie avec le kit, pour serrer les vis à six pans creux de 2,5 mm. Une pince plate peut aider à maintenir certaines pièces en place, mais ça marche aussi avec les doigts. Il ne faut rien d’autre, même pas un fer à souder ! La notice d’assemblage en anglais est très claire et illustrée avec suffisamment de photos ; si vous suivez bien les instructions, votre appareil sera prêt à l’emploi en deux temps, trois mouvements.

Nous n’avons relevé qu’un petit défaut, et encore… La notice mentionne que la carte ATmega2560 peut être fixée avec deux vis au lieu de quatre ; en réalité, on ne peut pas faire autrement, deux trous de fixation de la carte étant trop près des connecteurs. La solidité et le fonctionnement de l’Earth Listener n’en souffrent heureusement pas.
 

Le microcontrôleur est préprogrammé, et bien que la notice n’en parle pas, nous conseillons vivement de tester d’abord les divers éléments de l’appareil et le logiciel avant de tout refermer. Il ne devrait pas y avoir de problème, mais il vaut mieux prévenir que guérir…

Après la mise sous tension, l’afficheur devrait confirmer la détection des trois capteurs ; si c’est bien le cas on peut terminer le montage. N’oubliez quand même pas de retirer les autocollants de protection de l’écran et du vibreur – qui se trouve sous la carte des capteurs – avant de refermer le boîtier.

Les panneaux en bois du boîtier sont découpés au laser et les bords sont bien nets. Il y a cependant un léger souci avec l’ouverture pour une carte mémoire SD : si vous ne faites pas attention (comme nous…) et que vous introduisez la carte au-dessus ou sous le support, il vous faudra ouvrir le boîtier pour la récupérer. Si vous souhaitez utiliser l’appareil pour enregistrer des données, il vous faudra changer la carte mémoire régulièrement ; il est alors conseillé de coller une bande de carton ou de bois à l’intérieur du boîtier pour rendre l’ouverture plus petite.

Après avoir terminé le montage, vous voudrez sans doute vous mettre à l’ouvrage avec le stylet fourni. Les commandes de l’écran tactile sont relativement simples et intuitives, mais il faudra tout de même consulter le manuel de l’utilisateur de temps à autre.

Dans les paramètres (roue dentée en bas, à droite de l’écran), il vous faudra tout d’abord indiquer si l’appareil est utilisé à l’intérieur ou à l’extérieur, pour que la sensibilité du détecteur d’éclairs AS3935 soit correctement ajustée.
L’Earth Listener détecte automatiquement la présence d’une carte mémoire et crée un fichier DATALOG.CSV, où une ligne avec les données recueillies est enregistrée chaque seconde. Si le fichier est déjà présent sur la carte, les données sont ajoutées à la fin. Nous estimons que la fréquence d’enregistrement des données est un peu élevée, les conditions atmosphériques n’évoluent a priori pas si rapidement.

Comme il n’y a pas d’horloge temps réel intégrée à l’appareil, chaque session commence à zéro. C’est à vous qu’il appartient de noter les dates et heures de début (ou de fin…) pour pouvoir traiter les données avec exactitude par la suite. Velleman suggère d’ajouter un module équipé d’un circuit DS1302 de chez Maxim pour des mesures horodatées, mais ils ont omis de signaler qu’au moment de la rédaction, le logiciel ne supportait pas encore ce module…

La plupart d’entre nous ne sont pas familiers des mesures du taux de particules organiques, ou autres, dans l’air. La section All About Values de la documentation, relative au capteur CCS811 (TVOC et eCO2), est donc la bienvenue.

La température et l’humidité influencent bien entendu les mesures du taux de particules et de l’équivalent CO2. Il n’est donc pas étonnant que le capteur BME280 (température, humidité et pression atmosphérique) soit sur le même circuit imprimé. Le boîtier et le dégagement de chaleur de l’électronique faussent aussi les mesures, mais ces erreurs sont systématiques. Il est donc relativement aisé de les compenser avec deux constantes dans le programme de l’Earth Listener.
Il faut donc un certain temps après la mise sous tension pour que les mesures réalisées par l’appareil soient stables, même si ce n’est pas précisé dans le manuel de l’utilisateur.

Le code source du logiciel du microcontrôleur de l’Earth Listener est disponible sur GitHub et peut donc être modifié par tout un chacun. La version du logiciel lors de notre test était la V3.2, c’est entretemps la V3.4 qui peut être téléchargée. Nous n’avons pas constaté de modification sensible, mais les unités de mesure peuvent désormais être celles en vigueur de l’autre côté de l’Atlantique : degrés Fahrenheit et miles.
 

Conclusion

L’Earth Listener est un appareil pratique et bien conçu, qui trouvera sa place aussi bien à la maison qu’au bureau. Il est prêt à l’emploi tel quel, mais il offre également des possibilités d’extension : à vous d’imaginer lesquelles...

On retrouve les fonctions classiques de thermomètre, baromètre et hygromètre, ainsi que la mesure du taux de particules et de l’équivalent CO2, qui permettent d’évaluer la qualité de l’air environnant. On pourra dès lors aérer une pièce lorsque c'est souhaitable ou nécessaire. Même au sein de la rédaction d’Elektor il n’y a jamais de consensus pour l’ouverture d’une fenêtre ; avec un arbitre électronique, ce sera plus facile.
Nous n’avons pas encore eu – heureusement – l’occasion de tester la détection d’éclairs, mais elle fonctionne : l’électricité statique produite lors du déplacement d’une chaise sur la moquette suffit parfois à déclencher le capteur. C’est aussi bon à savoir : il convient éloigner l’appareil des sources potentielles d’interférences !

L'Earth Listener est disponible dans l’e-choppe d’Elektor au prix de 134,96 € pour les membres.
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