Le BME680 - senseur environnemental + fonctionnement d'un senseur Gaz COV

Cet article sur le BME680 est aussi l'occasion d'expliquer le fonctionnement d'un senseur de gaz COV (Composés Organique Volatile).
Bonne lecture,
Dominique

 

BME680 - le senseur environnemental par excellence 
Le BME680 est un senseur un peu particulier...  plus complet en fonctionnalité que le BME280, ce petit senseur contient des éléments permettant le relevé de la température, humidité, pression barométrique et gaz COV.
BME680

Le BME680 fonctionne aussi bien sur un bus SPI que sur un bus I2C.

La version breakout (ci-contre) d'Adafruit propose des convertisseurs de niveau logique (permettant d'exploiter le senseur directement en logique 5V et logique 3V.

Ce qui fait du BME680 un capteur de choix, c'est son prix abordable.

Ce produit créer par Adafruit dispose d'une bibliothèque Arduino et Circuit Python.

Voir aussi la fiche technique du BME680 pour plus de détails techniques sur les différents éléments du senseur.
Voir la section "tutoriel" sur notre fiche produit pour plus d'informations sur les bibliothèque et exploitation sous Arduino.


Tout le monde se fait une bonne idée de l'exploitation d'un senseur de température, senseur de pression et senseur d'humidité... le BME280 et BMP280 on rendu ces relevés très abordables.
Par contre, qu'est ce qu'un senseur COV et comment cela fonctionne t'il?
 
Les gaz COV? Kaséko?Les gaz COV sont des composés organiques volatiles, l'évaluation de ces gaz donne une idée relativement bonne de la qualité de l'air.
Dans les gaz COV, nous retrouvons les solvants organiques (voir cette liste sur Wikipedia reprenant l'Acetone, Ethanol, Méthanol, etc), les imbrûlés (par exemple, issus d'une mauvaise combustion, des produits de raffinage, etc).
Les gazs COV également d'origine biotique (dit COVB) émis par les plantes ou d'un procédé de fermentation. Les gaz COV d'origine biotique représente d'ailleurs 90% des émissions de gaz COV. 
Wikipedia nous apprend par ailleurs que ces gaz sont plus ou moins biodégradables par des bactéries et champignons, par certaines plantes ou qu'ils peuvent être dégradés par rayonnement UV ou par l'ozone. Sujet à approfondir sur la page Composé Organique Volatile de Wikipédia.

Comment fonctionne la détection de gaz COV?
Le senseur COV utilise une plaque Metal Oxyde (dit MOX), un matériaux semi-conducteur poreux et granuleux. Cette dernière est chauffée par un courant, la plaque capture les composés COV dans son environnement direct, ce qui modifie la résistance du métal oxyde... résistance qui peut être relevée de façon diverses afin de déterminer déterminer une concentration de gaz.
Fonctionnement d'un senseur COV Métal Oxyde (dérivé de all-electronics.de)

Limite de la méthode MOX
Le procédé présente une limite évidente... il n'y a pas de distinction entre les différents gaz! Le senseur réagit à la quantité de COV dans l'air.
Il n'empêche que le senseur le senseur offre une bonne idée générale de la qualité de l'air.

Calibration souhaitée pour des mesures précises
Le senseur est réalisé à partir d'une plaque Metal Oxyde et d'électrodes sur un élément chauffant. Il va de soit que deux senseurs fabriqués l'un après l'autre ne seront jamais identique. La fabrication du senseur présentera donc une variabilité d'un senseur à l'autre. Variabilité que l'on retrouve inévitablement dans les mesures.

Deux senseurs côte à côte (ou l'un remplaçant l'autre dans un montage) retournent des valeurs de mesure COV sensiblement différentes... même si ces mesures brutes donnent une bonne idée de la qualité générale de l'air.

Comme pour tous les senseurs gaz, une phase de calibration est nécessaire si vous désirez des mesures de précision -OU- pour compenser la variabilité des senseurs (ce qui permet de remplacer un senseur en adaptant le mesures avec un coefficient de correction)?

Où acheter