Ingénierie
Capteur de CO₂ et de qualité de l'air en DIY
Un capteur de CO₂ de la taille d'un porte-clés à ~30 € — étude de marché, premier PCB, sonde photoacoustique Sensirion SCD40/41 et STM32 L0 basse consommation réglé à 265 µA en moyenne, erreurs comprises.
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Commencer par le marché, pas par le circuit
Avant de tracer le moindre schéma, le projet se demande s’il a lieu d’être. Le cahier des charges : un capteur haut de gamme, une alimentation sur batterie, un format assez petit pour un porte-clés, trois mois sans recharge, une mesure toutes les 1 à 20 minutes. Les capteurs du commerce se vendent entre 30 et 60 €, mais tiennent environ une journée sur batterie et font la taille d’un étui à lunettes — il y avait donc une place à prendre. Un tour qualitatif auprès d’amis, puis un sondage de 45 réponses à l’école d’ingénieurs, ont confirmé un intérêt modéré et pointé vers une cible à 20 €, du gabarit d’une clé de voiture. Pas une révolution, et l’article le dit franchement.
Capteur, bus et premier PCB
Le Sensirion SCD40/41 mesure le CO₂ par spectroscopie photoacoustique : une lumière infrarouge accordée sur la bande d’absorption du CO₂ excite les molécules, et les variations de pression qui en résultent sont captées par un minuscule microphone dans la chambre. Autour, le bus I2C porte la sonde et le SPI pilote l’écran e-paper et la carte SD, des transistors PMOS coupant l’alimentation de chacun pour approcher une consommation nulle au repos. Le microcontrôleur est un STM32 L0, choisi après l’abandon d’une première carte à PIC à cause d’un programmateur à 100 €. La carte a été panélisée sous KiCad pour loger plusieurs exemplaires dans une seule commande de 100 × 100 mm.
Ce que les erreurs ont coûté
L’article surligne ses propres erreurs en rouge. Les résistances de tirage de l’I2C avaient été oubliées sur la première carte : il a fallu les rajouter au fil, puis les rebrancher sur le PMOS d’alimentation du capteur quand il est apparu qu’elles fuyaient du courant en permanence. Le firmware est du C nu sous STM32CubeIDE, avec des en-têtes maison inspirés des bibliothèques Arduino et de la datasheet de l’écran, plus un script ImageMagick d’une ligne pour générer les images d’affichage. Un banc de test à shunt et ADC de précision a permis de descendre la consommation moyenne à 265 µA pour une mesure toutes les 10 minutes. Le point rédhibitoire restait l’alimentation : une pile bouton CR1225 de 50 mAh ne suivait pas. La V1 est un prototype d’apprentissage, pas un produit — la V2 passera à un accumulateur lithium rechargeable, un circuit de charge et un port USB-C.