Dernière mise à jour :
15/05/2009
Présentation
Le détecteur d'humidité décrit ici permet
d'allumer une led en présence ou en l'absence d'humidité.
En remplaçant la led par un relais, de nombreuses applications
peuvent être envisagées : commande d'arrosage automatique
de plantes, avertisseur de débordement d'un récipient
(qui pourrait bien être une baignoire), etc. Pour la
détection, le circuit fait usage d'un capteur
réalisé sur circuit imprimé, et une tension
alternative est utilisée entre les deux électrodes du
capteur, afin de les protéger contre l'oxydation rapide, et donc
prolonger leur durée de vie. Le montage ne fait appel
qu'à des composants courants, que vous pouvez vous procurer sans
aucune difficulté. Un montage un peu plus simple et un peu moins
performant peut-être, est présenté à la page
Détecteur
d'humidité 002.
Schéma
Deux lignes en dessous.
Principe général
Ce montage est composé de deux parties : un émetteur et
un récepteur. Entre les deux, un capteur sur circuit
imprimé constitué de deux séries de pistes
imbriquées les une avec les autres, à la manière
de deux peignes mis "l'un dans l'autre" sans que les dents se touchent.
Quand le capteur ne reçoit rien, les électrodes (pistes A
en bleu et pistes B en rouge) restent bien isolées, et la
résistivité entre les deux est très
élevée, empêchant tout signal de passer facilement
de l'une à l'autre. Effet capacitif ? Oui tout à fait, ce
type d'alignement de pistes constitue un condensateur, mais sa valeur
est faible par rapport à la fréquence du signal qui est
utilisé ici. En d'autre termes, capacité parasite
d'accord, mais pas assez grande pour qu'elle soit gênante dans
notre cas. Quand le capteur reçoit de l'eau, ne serait-ce que
quelques gouttes, et si cette eau n'est pas parfaitement pure, le
signal émis par l'émetteur passera d'une piste à
l'autre (de A vers B) et sera reçu avec une amplitude suffisante
pour être détectée.
Emetteur
Une seule porte logique à trigger de Schmitt (porte U1:A d'un
CD4093) suffit pour cela. Vous avez un doute ?
Hop
!
Récepteur
Récepteur est un bien grand
mot. Il s'agit juste d'un
circuit qui est capable de réceptionner un signal alternatif,
tout en restant insensible à une tension continue. Ca vous
rappelle quelque chose ? Oui, on sent un peu le
condensateur
là-dedans. Mais à lui tout seul, il ne suffirait pas
à rendre la fonction souhaitée ici. Car ce que nous
voulons, ce n'est pas seulement récupérer un signal
alternatif, mais "transformer" ce dernier en une tension continue.
Parce qu'une tension continue est bien plus pratique à utiliser
pour commander l'allumage d'une led, d'un relais, d'une sirène,
que sais-je d'autre. Alors on ajoute quelques composants et le tour est
joué. Par exemple, la diode D1, le condensateur C4 et la
résistance R3. Ces trois composants redressent et filtrent le
signal alternatif, pour le transformer en une tension (presque)
continue. Le sens de la diode vous chagrine ? Je l'ai mise dans ce sens
parce qu'en absence de signal alternatif au point B (très grande
résistivité entre électrodes du capteur), la
sortie de la porte logique U1:B reste à l'état haut. Pour
éviter d'ajouter un inverseur, il suffit de travailler avec un
état logique bas à l'état actif. Voilà, on
a presque fait le tour. Le reste est de la logique de base : la porte
logique U1:C est de type inverseuse (comme ses soeurs utilisées
dans le montage) et fournit donc un état logique haut quand son
entrée est à l'état bas. La porte U1:D fait de
même, ce qui permet de disposer d'un état logique haut ou
bas en absence de signal alternatif au point B, au choix. Et donc de
décider si la commande est positive quand le détecteur
est humide ou sec. "Coule", non ?
Réglage de la sensibilité
Vous pouvez faire varier la valeur de R2 pour ajuster la
sensibilité du détecteur dans une certaine mesure. Cette
résistance forme en effet un pont diviseur avec les
condensateurs C2 et C3 - qui présentent une certaine
impédance, fonction de sa valeur capacitive et de la
fréquence du générateur, et la sonde CAPT01 qui y
est raccordée en série. En diminuant la valeur de R2,
vous réduisez la sensibilité du détecteur,
puisqu'il faudra une résistance série équivalente
(C2 + CAPT01 + C3) plus faible pour une même tension alternative
à l'entrée de la porte U1:B. Si vous souhaitez un
réglage progressif, rien n'interdit de remplacer R2 par un
potentiomètre de forte valeur (il n'est pas aisé de
trouver un potentiomètre de 10 MO, aussi devrez-vous
peut-être faire quelques tests avec un potentiomètre de
plus faible valeur, associé à une résistance en
série).
