Fonctionnement des capteurs électroniques

[dugarib]

Bonjour,

Je souhaite comprendre comment fonctionne un capteur de température, par exemple celui de mon frigo.

Je comprends qu'il "capte" des changements de température, qu'il envoie cette information via un semi-conducteur à la carte-mère, qui prend alors la décision, ou pas, de démarrer le compresseur.

Ma question est la suivante : pensez-vous que dès que j'ouvre la porte (en admettant qu'il n'y ait pas d'interrupteur sur la porte), le contact de l'air chaud va entraîner ce courant immédiatement vers la carte-mère ?

C'est pour un pari...

Ma conviction est la suivante :
De deux choses l'une
- soit le capteur est super sensible, auquel cas il doit y avoir fréquemment des différences de température qui déclenchent le système (et donc ce n'est peut-être pas l'air de l'extérieur qui va être responsable du courant, celui-ci existe peut-être déjà)
- soit le capteur n'est pas très sensible, auquel cas il n'est pas du tout sûr que l'air de l'extérieur va le réchauffer suffisamment pour atteindre le seuil de sensibilité. En tout cas pas dans la seconde, peut-être après de longues secondes.

Est-ce que ce raisonnement est juste ou je me trompe sur le fonctionnement des capteurs ?

Merci pour tout retour intéressant!

Cordialement
-----

[Positron1]

Salut,
Le capteur a une certaine hystérésis, si tu ouvres ton frigo dés qu'il vient de s'arrêter il va mettre un certain temps pour redémarrer

[dugarib]

Merci!

Ce que tu dis là est valable même sur les capteurs les plus modernes et perfectionnés qui soient ?

En dehors de l'hysteresis qui va jouer sur la vitesse de réaction, est-ce que mon raisonnement qui tient à la sensibilité est juste : soit c'est très sensible et donc le capteur réagit sans arrêt, soit il ne l'est pas et donc il ne réagit pas systématiquement ?

Merci encore!

[Positron1]

Re,

le capteur réagit sans arrêt

Effectivement, sa résistance réagit au dixième de degré et pour stabiliser sa fonction le capteur est plaqué mécaniquement au freezer d'où l'hystérésis

[A voir en vidéo sur Futura]

[dugarib]

Merci pour cette réponse.
Désolé, je n'ai pas compris le placement au freezer dont tu parles.

Je vais présenter ma question autrement :
Selon un pote, l'ouverture de la porte du frigo entraîne immédiatement une entrée d'air chaud (ça je suis d'accord), et cette entrée d'air chaud va forcément déclencher un courant inexistant jusque-là , et immédiatement , à cause de la sonde. En gros, il dit que s'il y avait une led en série, celle-ci serait forcément éteinte avant que j'ouvre, s'allumerait forcément au moment de l'ouverture, et immédiatement.

Ce que je prétends moi, c'est que: si le capteur est hyper sensible à la température, alors c'est qu'il doit déclencher sans arrêt des choses à l'intérieur (donc que ma led théorique doit s'allumer et s'éteindre sans arrêt même quand le frigo est fermé --> elle est donc peut-être déjà allumée quand j'ouvre) ; s'il n'est pas hyper sensible, alors il n'est pas certain qu'il déclenche qqch que dès que j'ouvre la porte (et donc ma led théorique s'allumera peut-être avec un temps de retard ou même pas du tout).

Je ne parle d'aucun frigo en particulier, notre discussion est théorique. Ce que je prétends, c'est qu'à cause du raisonnement que j'ai fait au-dessus, on ne pourra jamais trouver de système qui fonctionne comme il le décrit.

(Bien sûr, on ne parle pas de ce qui peut se déclencher mécaniquement via l'ouverture de la porte, via un interrupteur situé sur la porte. On ne parle que de l'effet de l'air chaud qui entre).

Alors, selon toi, ça peut exister un système comme il le décrit ?

Un grand merci pour ta réponse, c'est en fait un pari assez important (trop difficile d'expliquer le contexte!).

A bientôt, et j'espère à te lire (toi et pourquoi pas d'autres que cette question théorique pourrait intéresser)!

dugarib

[jiherve]

Bonjour,
en effet sur un frigo la régulation de température est faite sur le freezer ou sur le compartiment congélation s'il y en a un et le compresseur ne redémarre et ne s’arrête que si l’écart entre la consigne(Tc) et la température réelle (Tr) est de plusieurs degrés (c'est çà l'hysteresis Th) en clair et de façon simplifiée:
si Tr >= Tc +Th alors le compresseur démarre
si Tr <= Tc -Th alors le compresseur s’arrête
Ce mode de fonctionnement n'a rien à voir avec la sensibilité du capteur c'est celui qu'il faut tant d'un point de vue théorique (régulation TOR) qu’économique.
http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=11247
Donc le pote doit casquer!
JR

[dugarib]

Bonjour,

Je pense qu'il y a un malentendu...

D'abord je parle des capteurs qu'il y a maintenant partout dans les frigos, pas que dans les compartiments freezer. Il y en a parfois même plusieurs, un peu disséminés partout.

Ensuite, notre discussion n'est pas de savoir si le compresseur démarre immédiatement ou pas. Là, on est tous les deux d'accord que ce n'est pas le cas. Le frigo aujourd'hui (les plus récents) se comporte comme un véritable ordinateur, une carte-mère récupère toute les infos et décident ou non de lancer le compresseur.

Notre discussion est de savoir si l'information de température captée par la sonde est immédiatement donnée à la carte-mère à l'ouverture, par l'envoi d'un signal électrique qui n'existait pas auparavant.

Est-ce que la sonde la plus perfectionnée qui soit se contente de transformer la différence de température en une grandeur physique qui doit être interrogée par la carte-mère ? Auquel cas j'ai gagné : c'est la fréquence d'interrogation qui dicte l'envoi de ce signal, et non l'air chaud qui entre au contact de la sonde.

Ou alors est-ce que la sonde est assez "intelligente" pour envoyer elle-même un signal électrique quand elle capte qqch ? Auquel cas revient mon raisonnement : soit elle capte des deltas infinitésimaux, et alors de nouveau un signal doit être envoyé sans arrêt, car la température n'est jamais uniforme. Soit elle ne capte que des gros deltas, auquel cas là encore je ne suis pas sûr qu'un signal se déclenche quand je fais entrer de l'air.

J'aimerais savoir si ce que je dis là est juste (et au passage si c'est un mode "interrogation initiée par la carte-mère" ou un mode "envoi de signal par la sonde").

Merci pour le temps passé à me répondre, la question doit vous paraître ridicule mais en dehors du pari j'aime bien comprendre la théorie!

[Asdrien10]

Bonjour,
Le capteur effectue une conversion de grandeur physique (température) en signal électrique (tension) instantanément.
C'est derrière qu'on effectue une comparaison sur seuil etc...
Le capteur ne prends pas de décision. C'est uniquement un transducteur.
A la rigueur on peut appeler "capteur" : un transducteur avec une unité de calcul intégré; mais pour moi c'est un abus de langage !!!
Cdt

[dugarib]

D'accord, donc le principe lorsqu'il y a une carte-mère est que celle-ci déclenche des mesures, plus ou moins fréquentes selon ce qui est paramétré, et qu'elle vient lire l'information physique traduite par le capteur. On est d'accord ?

[Asdrien10]

C'est bien ça.
Le µcontrolleur vas effectuer une conversion A/N du signal venant du capteur ,cadencé par une horloge et en effectuer des prises de décisions.

[dugarib]

Merci Asdrien10,

La conversion de la grandeur physique en signal électrique au niveau de la sonde est purement mécanique ? Dit autrement, c'est une pure propriété du matériau qui fait cette conversion ? Ou il y a un principe "actif", alimenté, qui transforme l'un en l'autre (si oui, comment ?).

Autre question : est-ce qu'à ta connaissance l'intégralité des sondes (thermocouples, thermistances, et autres) fonctionnent de cette façon là, à savoir qu'elles réagissent, via leurs matériaux, à la température et se font interroger par un contrôleur cadencé ?

Merci infiniment !

[antek]

Tout n'est pas numérique.
La tension représentative de la température peut-être comparée à une référence,
et le résultat agir directement sur un organe de commande.

[Positron1]

Salut,
Tu prends un capteur http://www.conrad.fr/ce/fr/category/SHOP_AREA_14741/Capteur;jsessionid=44B66377603 597BDAEE61466C886DD82.ASTPCEN1 9
Un potar qui fixe la consigne , un comparateur et en sortie tu as un oui ou non (1 ou 0) pas plus difficile que ça

[dugarib]

Merci antek,

Que veux-tu dire par "agir directement". C'est justement ça que je cherche à savoir, comment un capteur agit-il ?
Est-ce qu'il envoie un courant "spontanément" ou est-ce qu'il faut l'interroger pour savoir ce qu'il nous dit ?

[dugarib]

Merci Positron1.

Où se trouve le comparateur ? C'est bien distinct du capteur qui se content, par ses propriétés physiques, de donner une information interprétable par le comparateur ?

C'est ça ?

[jiherve]

Bonjour
Si c'est un frigo régulé électroniquement il y a fort a parier que les capteurs de températures soient des dispositifs semi conducteurs qui peuvent être de deux types:
1:totalement analogique(mesure transmission), l'information est transmise en continu et devra être convertie en numerique par le µControleur s'il y en a un ou directement exploitée par un comparateur.
2: à acquisition analogique, mais transmission numerique et là c'est le µC qui interroge cycliquement le capteur .

Nota: rien n’empêche d'envisager un capteur capable d'envoyer son information de façon autonome mais ce n'est pas courant.
Ce qui ressort de tout çà c'est que le fait d'ouvrir la porte n'est pas à proprement parler générateur d’événement au niveau du capteur de température qui continu à faire ce pourquoi il est conçu sans hiatus.
JR

[dugarib]

Merci jiherve, je commence à comprendre

- tu as des exemples de capteurs analogiques où je comprends que la transmission est continue ?
- de même, des exemples de capteurs à transmission numérique ?

Enfin, tu dis que rien n'empêche un capteur d'envoyer l'information de façon autonome mais que ce n'est pas courant. Mais concrètement ça marcherait comment? Quel serait le générateur d'événement ? Un exemple ?

Merci, c'est vraiment sympa!

[DAUDET78]

capteurs analogiques : http://www.datasheetcatalog.com/data...3/5/LM35.shtml
http://www.lyc-valdedurance.ac-aix-m...esures/CTN.pdf
capteurs numérique : http://www.datasheetcatalog.com/data.../DS18B20.shtml

[dugarib]

Top, merci beaucoup.

J'ai lu rapidement, notamment le capteur numérique; Je vois effectivement qu'un contrôleur interroge le capteur, c'est exactement ça que je cherchais comme info.

Maintenant lorsque la tension aux bornes du capteur changent avec la T° (ou la résistance pour une thermorésistance, ou autre pour d'autres), c'est à chaque fois une pure propriété physique du composant ?

[DAUDET78]

c'est à chaque fois une pure propriété physique du composant ?

Oui,
En général, c'est un emm.....ment en électronique. Dans le capteur, on s'en sert pour mesurer la température du composant.

[dugarib]

Oui,
En général, c'est un emm.....ment en électronique. Dans le capteur, on s'en sert pour mesurer la température du composant.

Désolé, je ne comprends pas. c'est quoi un emm....ment ?

[antek]

Désolé, je ne comprends pas. c'est quoi un emm....ment ?

Une propriété indésirable.

[jiherve]

Bonsoir
ce qui arrive lorsque le PQ se déchire!
JR

[dugarib]

Lol oui compris, je n'étais comprenais pas ce que venait faire ce mot dans la phrase mais j'ai compris maintenant...

jiherve, tu disais que rien n'empêcherait un capteur d'envoyer l'information de façon autonome, même si c'est rare. Mais concrètement ça se passerait comment ? Qu'est-ce qui ferait qu'un courant "parte" spontanément du capteur lorsque de l'air chaud entre en contact ?

[antek]

Il y a moultes sortes de capteurs et de manières de s'en servir.
Discuter de généralités ne t'apportera pas les réponses que tu attends.
Et non, il n'y a pas de "génération spontannée" de courant.

[Positron1]

Salut,
Quand tu te brules un doigt, tu souffles dessus, la douleur part elle aussitôt ? tes capteurs sont ils spontanés ?

[dugarib]

Merci,

Antek, ok, oui je sais tu as raison. Je cherche à comprendre le principe de fonctionnement, je pense que tous se rejoignent sur le "comment ça marche".

Positron1, ok mais en l'occurrence je sais que des capteurs réagissent des fois au centième de degré. Je veux savoir ce que ça veut dire "réagir". En français, quelles sont les étapes qui se succèdent entre "le capteur reçoit de l'air chaud" et "la carte mère analyse l'information".

J'ai compris que les étapes sont les suivantes :
- un composant de la carte mère envoie un signal électrique pour interroger l'état du capteur
- un composant de la carte mère interprète la donnée reçue
- la carte mère analyse l'information avec l'ensemble des autres

Exact ?

Maintenant j'ai fait une expérience. J'ai branché un ohm-metre sur la thermistance de mon frigo. Je vois la résistance réagir à la température, ok.
J'ai débranché la thermistance de la carte mère, et là curieusement mon ohm-metre n'enregistre plus rien. Résistance nulle ! Comment comprenez vous ça ?

[DAUDET78]

J'ai compris que les étapes sont les suivantes :
- un composant de la carte mère envoie un signal électrique pour interroger l'état du capteur
- un composant de la carte mère interprète la donnée reçue
- la carte mère analyse l'information avec l'ensemble des autres

Oui

Maintenant j'ai fait une expérience. J'ai branché un ohm-metre sur la thermistance de mon frigo. Je vois la résistance réagir à la température,

ton contrôleur est en position voltmètre ( et pas ohmmètre).

J'ai débranché la thermistance de la carte mère, et là curieusement mon ohm-metre n'enregistre plus rien. Résistance nulle !

Non, tension nulle !
Une CTN, c'est une résistance ! Donc pas de courant, pas de tension.

Toute seule, il faut te mettre en ohmmètre pour la mesurer

PS : tu joues à un jeu dangereux en expérimentant sur ton frigo. Une fausse manip et tu crames ton frigo !

[jiherve]

Bonjour
De plus il faut être sur que la thermistance est bien une thermistance donc un composant passif et pas un capteur de température type One wire!
Dugrarib otes moi d'un doute: tu n'as jamais suivi le moindre cursus scientifique est il n'est il pas ?
JR

[f6bes]

Bjr Dugrarib,
"...Ce que je prétends moi, c'est que: si le capteur est hyper sensible à la température, alors c'est qu'il doit déclencher sans arrêt des choses à l'intérieur (donc que ma led théorique doit s'allumer et s'éteindre sans arrêt même quand le frigo est fermé --> elle est donc peut-être déjà allumée quand j'ouvre) ; s'il n'est pas hyper sensible, alors il n'est pas certain qu'il déclenche qqch que dès que j'ouvre la porte (et donc ma led théorique s'allumera peut-être avec un temps de retard ou même pas du tout)...."

Ce qui n'est PAS le concept d'un réfrigérateur !!
Un frigo a de la latente....afin d'éviter JUSTEMENT ce phénoméne de "pompage".
Donc c'est toi qu'est dans les choux !

Tu pars sur une hypothése qui n'a pa lieu d'etre et ce pour éviter ce genre d'ennui.

A+