Publié le 24 octobre 2019 - par

Détecteur de gaz Anavi – ESP8266

J’ai déjà eu l’occasion de vous présenter à plusieurs reprises les kits proposés par Léon Anavi. Cette fois c’est un détecteur de gaz qu’il propose, basé sur un ESP8266.

Détecteur de Gaz avec écran OLED basé sur un ESP8266

Les différents kits

  ANAVI Gas Detector Starter Kit Advanced Kit Developer Kit Family Kit
ANAVI Gas Detector Yes Yes Yes Yes Yes (x4)
MQ-135 Gas Sensor No Yes Yes Yes Yes (x4)
Acrylic enclosure No Yes Yes Yes Yes (x4)
0.96” OLED display No Yes Yes Yes Yes (x4)
USB to serial debug cable No Yes Yes Yes Yes (x4)
Temperature and humidity sensor (HTU21D) No No Yes Yes Yes (x4)
Light sensor (BH1750) No No No Yes Yes
Barometric pressure sensor (BMP180) No No No Yes Yes

J’ai reçu le Starter Kit pour les essais, il comprend les éléments suivants :

Capteur de Gaz

Le capteur de gaz est un MQ-135 dont vous pouvez télécharger la notice. Ce capteur est utilisé dans les équipements de contrôle de la qualité de l’air pour les bâtiments/bureaux. Il réagit à différents gaz : NH3, NOx, alcool, benzène, fumée, CO2 , etc.

Ecran OLED 0,96″

L’écran est livré avec le connecteur et le câble de liaison.

Adaptateur USB – Série

Dans le starter kit il y a cet adaptateur USB-Série pour le débogage.

Support plexiglass

Très bien emballé et protégé, comme le reste du matériel, le support en plexiglas est prêt à l’emploi, il suffira de retirer le film de protection.

Carte ESP8266

L’ESP8266 est monté sur une carte conçue par Léon Anavi. Elle est développée avec KiCAD en opensource (voir les sources).

Open Source

Comme tous les précédents produits IoT, ANAVI Gas Detector est un projet entièrement open source qui combine du matériel open source avec des logiciels libres et open source. Il a été certifié par l’Open Source Hardware Association sous l’UID BG00000018.

Les outils logiciels libres et open source KiCad et OpenSCAD ont été utilisés pour concevoir ANAVI Gas Detector et son boîtier acrylique. Le code source et les schémas sont disponibles sur GitHub. Toutes les produits sont fabriquées à Plovdiv, en Bulgarie.

Utilisation du détecteur

Le détecteur de gaz ANAVI est facile à utiliser. Vous n’avez pas besoin d’être un génie de la technologie pour l’utiliser. Vous pouvez l’assembler sans outil car il suffit d’un tournevis (et d’une pince note de framboise314) pour monter l’écran OLED sur le boîtier en acrylique. Que vous soyez un débutant en domotique ou ingénieur qualifié, ANAVI Gas Detector peut être le point de départ de nombreux projets.

Il peut par exemple servir de carte de développement pour la domotique. Les connecteurs supplémentaires pour les modules de capteurs I²C vous permettent de connecter divers capteurs et de découvrir le développement sur ESP8266.

A quoi ça sert ?

  • Surveillance de la qualité de l’air intérieur
  • Surveillance de la température et de l’humidité intérieures pour la domotique
  • Enregistrement des données dans des plates-formes logicielles open source comme Home Assistant, OpenHAB, Domoticz, ThingSpeak, etc.
  • Prototypage et développement rapide de logiciels IoT
  • Apprentissage du développement de logiciels embarqués

Caractéristiques & Spécifications

  • CPU : Processeur 32 bits Tensilica L106 (ESP8266)
  • Connectivité : Wi-Fi 802.11 b/g/nCapteur de gaz : MQ-135 pour la qualité de l’air ou tout autre capteur de gaz analogique 5 V MQ
  • Périphériques : Mini écran OLED, broches d’accès UART pour créer un firmware personnalisé, bouton reset, trois emplacements pour capteurs I²C
  • Compatibilité : Arduino IDE, PlatformIO, Home Assistant, OpenHAB, ThingSpeak, MQTT, et tout navigateur web moderne
  • Certification : Open Source Hardware Association (OSHWA) BG00000018
  • Dimensions : 75 mm x 40 mm

Capteurs et modules supportés

Le détecteur de gaz ANAVI est livré prêt à l’emploi et prend nativement en charge les modules suivants :

  • Capteur de gaz MQ-135 pour la qualité de l’air
  • Ecran OLED I²C 0.96
  • HTU21D I²C capteur de température et d’humidité
  • BH1750 Capteur I²C pour la lumière
  • Capteur BMP180 I²C pour température et pression barométrique
  • APDS-9960 Capteur I²C pour la détection des couleurs et des gestes

Vous pouvez également raccorder n’importe quel autre capteur de gaz 5 V MQ ou capteur I²C, mais vous devrez vous charger de leur intégration logicielle.

Comment ça marche ?

Capteur de gaz MQ-135

Les capteurs de gaz MQ à faible coût sont populaires dans la communauté maker. Ils sont largement utilisés pour mesurer la qualité de l’air, faire soi-même des éthylotests ou détecter les fuites de gaz. Il s’agit de capteurs de gaz analogiques pour une utilisation à l’intérieur. La plupart d’entre eux fonctionnent à 5 V.

Il existe une grande variété de capteurs de gaz MQ en fonction de leur sensibilité. Les modèles les plus populaires sont MQ-135 (pour la qualité de l’air), MQ2 (pour le méthane, le butane, le GPL, la fumée), MQ-3 (alcool, éthanol, fumée), MQ-7 (monoxyde de carbone) et MQ-9 (monoxyde de carbone et gaz combustibles).

Principe de fonctionnement du MQ-135

Tous les capteurs de gaz MQ fonctionnent selon les mêmes principes. Il y a un chauffage intégré qui fournit l’environnement de travail requis. Une couche sensible voit sa conductivité augmenter au fur et à mesure que la concentration de gaz augmente. En fonction de la conductivité, le capteur délivre des données analogiques dans une plage de 0 à 5 V. La sensibilité au gaz nécessite un étalonnage et dépend également de la température et de l’humidité.

Etalonnage du capteur

Les capteurs de gaz MQ soient bon marché et pratiques, mais il y a quelques contraintes. Ils nécessitent un temps de préchauffage important. La première fois que le capteur est mis sous tension, il doit fonctionner dans un d’air “propre” pendant au moins 24 heures (48 heures recommandé pour le MQ-135) pour être étalonné. Ensuite, pour chaque mesure, il faut jusqu’à quelques minutes pour que le réchauffeur fournisse l’environnement de travail requis avant que le capteur puisse mesurer correctement. Les capteurs MQ détectent les gaz dans l’air auxquels ils réagissent, mais ils ne peuvent pas fournir d’informations précises sur un gaz spécifique en parties par million (ppm). Avec le temps, la sensibilité du capteur MQ diminue, il est donc recommandé de changer le capteur périodiquement. Pour cette raison, le détecteur de gaz ANAVI n’a pas de capteur de gaz MQ intégré et l’utilisateur peut facilement remplacer le capteur.

Mesure de la tension analogique

En utilisant un convertisseur analogique-numérique (ADC), le détecteur de gaz ANAVI lit les données du capteur. Le logiciel open source est spécialement développé pour le MQ-135. En fonction de la valeur de sortie analogique du capteur, le détecteur de gaz ANAVI détermine si la qualité de l’air intérieur est bonne, moyenne ou mauvaise. Ces informations sont affichées sur le mini écran OLED ainsi que sur les LED verte, jaune et rouge de la carte. Puisqu’il s’agit d’un logiciel open source, les développeurs peuvent facilement le modifier et l’ajuster pour d’autres capteurs de gaz MQ, par exemple MQ-2 ou MQ-3. Les broches UART du détecteur de gaz ANAVI vous permettent de flasher un firmware personnalisé sur la carte.

Montage

Ecran OLED

Mettez une des petites vis, une rondelle puis  insérez l’écran derrière le plexi et serrez délicatement ! (voir cet article sur le blog)

Mettez ensuite les autres vis SANS SERRER car l’écran est fragile. Si vous avez peur que ça se dévisse, mettez une petite goutte de vernis à ongle sur l’écrou pour le fixer à la vis (tous les maker ont du vernis à ongle dans leur caisse à outils 🙂 )

Carte et ESP8266

Mettez en place les 4 vis de la plaque inférieure. Là vous pouvez serrer.

Avant de monter la carte, lisez le paragraphe suivant : Connecter l’écran

Posez dessus la carte du détecteur de gaz

Finissez le montage en mettant les écrous au dessus de la carte et en les serrant.

Connecter l’écran

Pour tout vous sire avec mes deux mains gauches et mes gros doigts, j’ai eu beaucoup de difficultés à connecter les fils dans le connecteur de la carte qui se retrouve dans le pli du plexi et sous l’écran si vous montez la carte en premier. Je vous conseille de connecter l’écran sur la carte avant de monter celle-ci sur le fond du plexi. Après vous faites bien comme vous voulez, hein ?

Connecter le capteur

Là c’est fastoche, il suffit de mettre le capteur MQ dans le connecteur.

Démarrer l’appareil

Mise sous tension avec une alim de RasPi et sa prise micro-USB… Tout va bien, l’écran affiche le message d’accueil. l’AP porte l’ID 43319 (que vous retrouverez ci-dessous).

Bon, là va falloir être patient et laisser tourner la bestiole en continu au moins 24h (48h c’est mieux) dans une pièce aérée où l’air est de bonne qualité (pas de meubles suédois fraîchement montés dans les environs). Si le temps le permets, ouvrez même la fenêtre pour avoir des conditions idéales d’étalonnage).

Pour les utilisations futures, le firmware va faire chauffer l’élément du capteur et l’étalonnage sera plus rapide (quelques minutes).

Se connecter à l’IoT en WiFi

En plus de l’écran, vous pouvez accéder à l’AP (Access Point = Point d’accès) WiFi de l’ESP8266. Sur un smartphone, sélectionnez ANAVI Gas Detector. Le téléphone se connecte en WiFi sur l’AP. (voir cet article sur le blog)

Vous pouvez configurer le WiFi pour connecter le détecteur de Gaz à votre box.

La rubrique info vous donne (comme son nom l’indique) des informations sur l’appareil.

Pensez à noter (copier) le (long) N° de machine qui vous servira pour la contrôler. Vous voyez au passage que le MQTT est prévu et que vous pourrez relier le capteur de gaz à un broker MQTT.

Conclusion

Voici encore un montage très accessible proposé par Léon ANAVI. Il permet de monter à moindre coût un capteur de gaz rapidement opérationnel (comptez 15 minutes) et d’avoir un objet connecté disponible pour des tests ou des développements.

Sources

Page CrowdSupply

https://www.crowdsupply.com/anavi-technology/gas-detector

Boutique ANAVI

http://anavi.technology/#products

Manuel utilisateur

https://github.com/AnaviTechnology/anavi-docs/blob/master/anavi-gas-detector/anavi-gas-detector.md

Fichiers KiCad

https://github.com/anavitechnology/anavi-gas-detector

Sketch Arduino pour ESP8266

https://github.com/anavitechnology/anavi-gas-detector-sw

Trucs et astuces

http://anavi.org/

Sur Linux.org

https://linuxfr.org/news/nouvelle-carte-oshw-pour-mesurer-la-qualite-de-l-air-interieur#

Capteur de gaz sur CNX software

Getting Started with ANAVI Gas Detector Starter Kit and Home Assistant

Guide de montage

Fonctionnement

Consommation électrique du détecteur

 

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. Auteur de plusieurs livres sur le Raspberry Pi publiés aux Editions ENI.

10 réflexions au sujet de « Détecteur de gaz Anavi – ESP8266 »

  1. Ping : Détecteur de gaz Anavi – ESP8266 – Framboise 314, le Raspberry Pi à la sauce française…. – Jhc Info

  2. Spic

    Bonjour,

    je m’interroge sur la notion “d’air propre”. Si je configure la solution chez moi et que la qualité de l’air n’est pas top (après tout sans aucune mesure faite avant il est difficile de connaître la qualité de l’air de son domicile de manière objective).

    Comment s’assurer que les valeurs d’étalonnage de sont pas trop élevées ?

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour
      Vous avez tout à fait raison !
      La doc préconise l’étalonnage dans un air “propre” et j’ai repris ce terme 🙂
      une pièce ou il n’y a pas de meuble suédois (ou autre) récent avec une fenêtre ouverte fera l’affaire. C’est sur qu’en hiver l’étalonnage ne va pas être facile 😀
      mais je pense que si vous avez un endroit où il n’y a pas de source de VOC ça devrait aller…
      Un endroit extérieur abrité devrait aussi convenir (vous n’êtes pas près de Rouen ?)
      désolé de ne pouvoir en dire plus…
      cordialement
      François

      Répondre
  3. Laurent

    Bonjour et merci pour cet article.
    Un tel kit étant parfait pour expérimenter, et dans ce sens, j’encourage les utilisateurs à se rendre compte de l’importance du positionnement du capteur de température/humidité par rapport à l’ESP8266 et au capteur de pollution.
    Les deux ont tendance à chauffer, et si le capteur de température/humidité se trouve trop proche et/ou à la verticale au dessus (la chaleur ayant tendance à monter), la mesure est faussée.
    Ayant pas mal expérimenté sur des configurations similaires, j’ai déjà eu des écarts allant jusqu’à +5°C et de plus de 10% d’humidité relative, c’est énorme.
    Il existe des cartes toutes faites comprenant un capteur de pollution et un capteur de température/humidité proches et sur le même PCB chez Sparkfun ou des clones chinois (https://www.sparkfun.com/products/14348) et c’est une très mauvaise idée (Sparkfun propose même de compenser en logiciel ce défaut).

    En résumé : si vous voulez faire une station météo, attention à la mise en oeuvre, ce n’est pas trivial.

    Répondre
  4. Bill

    Merci !!!!!! C’est toujours un plaisir de lire les posts créés
    par de vrais professionnels. J’en ai marre de ces articles sans nom, fantômes.
    C’est la raison pour laquelle il était si bon de jeter un coup d’œil sur un article persuasif.
    Je visite l’écrivain a la connaissance du terrain c’est le sujet en plus de
    une expertise pratique. Ce type d’information est toujours
    plus favorable que les idées d’articles de blog copypastés.

    Répondre

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