Le nom d’un appareil ne permet pas toujours de deviner facilement ses fonctions. C’est le cas de l'Earth Listener de la firme belge Velleman et c'est bien dommage. Le descriptif est heureusement parfaitement 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 enfin 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 comporte 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.

Assemblage facile

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 ce petit boîtier, mais il faut d’abord assembler le tout.
 
Le kit de l'Earth Listener de Velleman 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 pas parmi les « Téléchargements », mais parmi les « Instructions ». Vous y trouverez 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 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 des trous de fixation de la carte étant trop près des connecteurs. La solidité et le fonctionnement de l’Earth Listener n’en souffrent pas du tout.
 

Mise en service

Le microcontrôleur est préprogrammé. La notice n’en parle pas mais, avant de tout refermer, nous conseillons vivement de tester les divers éléments de l’appareil ainsi que le logiciel. Il vaut mieux prévenir que souffrir…

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. Avant de refermer le boîtier, n’oubliez pas de retirer les autocollants de protection de l’écran et du vibreur qui se trouve sous la carte des capteurs.

Les panneaux en bois du boîtier sont découpés au laser et les bords sont bien nets. Faites attention, quand vous introduisez la carte mémoire SD par l'ouverture prévue à cet effet de ne pas faire glisser votre carte au-dessus de son réceptacle ou en-dessous, elle tombera dans le boîtier qu'il faudra rouvrir pour la récupérer. Si vous enregistrez des données, vous serez amené à changer la carte de mémoire assez souvent. Il est donc conseillé de réduire la hauteur de la fente en collant à l’intérieur du boîtier une bande de carton ou de bois aux dimensions parfaitement ajustées.

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 assez simples et intuitives. J'ai quand même eu besoin de consulter le manuel 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 ajustée.

Utilisation

L’Earth Listener détecte automatiquement la présence d’une carte de mémoire et crée un fichier DATALOG.CSV, dans lequel 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. La fréquence d’enregistrement des données est basse, les conditions atmosphériques évoluent lentement.

Faute d’horloge en temps réel dans 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 Maxim pour des mesures horodatées, mais ils ont omis de signaler que le logiciel ne supportait pas encore ce module (au moment où je l'ai testé)…

All About Values : une question de valeurs

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 riche d'enseignements utiles.

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. Les unités de mesure peuvent aussi 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. Dès que c'est souhaitable ou nécessaire, on pourra donc aérer une pièce. À la rédaction d’Elektor, nous ne sommes jamais d'acoord sur l’ouverture des fenêtres ; les uns y tiennent, les autres ne le supportent pas. Avec un arbitre électronique comme celui-ci, ce sera désormais plus facile.
Nous n’avons pas encore eu l’occasion de tester la détection d’éclairs, mais elle fonctionne, puisque l’électricité statique produite lors du déplacement d’une chaise sur la moquette suffit parfois à déclencher le capteur. Sachez qu'il convient donc d'éloigner l’appareil des sources potentielles d’interférences !

L'Earth Listener est disponible dans le-choppe d’Elektor au prix de 134,96 € pour nos membres.
(190261)