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La métrologie appliquée aux capteurs

Cette page est une tentative pour réaliser des mesures correctes à partir de capteurs électroniques.

Objectifs

• Réaliser des mesures fiables
• Prendre en considération les tolérances de nos capteurs
• Mesurer efficacement et le moins possible pour économiser la consommation électrique
• Réduire le taux d'erreur
• Produire des données de qualité

Une première application basique

Un petit objet connecté qui mesure divers paramètre atmosphérique. J'utilise un ESP8266 avec un capteur BME280 et un capteur DHT22.

Avec le BME280

Je mesure 3 grandeurs :

• Température (en °C)
• Humidité relative (en %)
• Pression atmosphérique (en hPa)

Avec le DHT22

Je mesure 2 grandeurs :

• Température (en °C)
• Humidité relative (en %)

Avec l'ESP8266

Je mesure :

• la tension d'alimentation du dispositif

Liste des problèmes rencontrés

• Les capteurs ont une précision discutable mais documentée
• Les valeurs mesurés varient d'une mesure à l'autre
• De temps à autres, les capteurs retournent des mesures incorrectes
• De temps à autres, les capteurs ne retournent aucune mesure

Première approche naive

• On effectue un minimum de 3 mesure sur chaque grandeur à une fréquence de mesure de 0,5 Hz (1 mesure toute les 2 secondes).
• Si lors d'une mesure on rencontre une erreur, on effectue une mesure supplémentaire sur toutes les métriques (car cela ne coûte pas beaucoup plus cher de mesurer toutes les grandeurs, le plus consommateur en énergie étant le temps d'attente entre les mesures à entretenir la connexion Wi-Fi).
• On effectue au maximum un nombre limité de mesure. Si un capteur ne répond aucune valeur correcte on abandonne.
• De toute les mesures effectués, on écarte les erreurs, et on prend la valeur médiane.