Module Capteur de vibration Piézoélectrique

Capteur de Vibration Piézoélectrique – Analyse Technique et Intégration Avancée

Introduction

Le capteur de vibration piézoélectrique est un dispositif de détection avancé convertissant les vibrations mécaniques en signaux électriques exploitables. Il repose sur l’effet piézoélectrique, qui permet de transformer une contrainte mécanique en charge électrique proportionnelle à l’intensité de la vibration. Ce type de capteur est largement utilisé dans les systèmes de surveillance industrielle, les dispositifs de sécurité et les applications interactives.

Caractéristiques Techniques

• Tension de fonctionnement : 3.3V à 5V DC
• Courant nominal : < 1 mA
• Type de signal : Sortie analogique
• Dimensions : 30mm x 23mm x 17mm
• Poids : 5g
• Température de fonctionnement : -10°C à 70°C
• Principe de détection : Effet piézoélectrique
• Temps de réponse : Très rapide (< 1 ms en fonction des vibrations)

Principe de Fonctionnement

Le capteur utilise un disque céramique piézoélectrique qui génère une tension en réponse à une force mécanique appliquée. Cette tension est proportionnelle à l’amplitude de la vibration détectée, permettant ainsi d’obtenir une mesure précise des variations dynamiques dans un environnement donné.

Applications Courantes

• Surveillance industrielle : Contrôle de l’état des machines et prédiction des pannes.
• Systèmes d’alarme : Détection de chocs et d’intrusions.
• Instruments de musique électroniques : Capture des vibrations pour génération de sons.
• Wearables et IoT : Analyse des mouvements et monitoring biomécanique.
• Robotique : Détection des interactions physiques avec l’environnement.

Brochage

• + (VCC) : Alimentation (3.3V à 5V)
• – (GND) : Masse
• S (Signal) : Sortie analogique

Intégration avec Arduino – Exemple de Base

Connexions avec un Arduino Uno

• VCC → 5V (Arduino)
• GND → GND (Arduino)
• S (Signal) → A0 (Arduino)

Code de Base pour Lire les Vibrations

#define VIBRATION_PIN A0

void setup() {

  Serial.begin(9600);

}

void loop() {

  int sensorValue = analogRead(VIBRATION_PIN);

  Serial.println(sensorValue);

  delay(100);

}

But du Code : Ce programme lit les valeurs analogiques du capteur de vibration et les affiche sur le moniteur série pour une analyse en temps réel.

Implémentation Avancée : Détection et Alerte

Matériel Supplémentaire

• LED
• Résistance 220Ω
• Câbles de connexion

Connexions Supplémentaires

• LED → D13 (Arduino) via une résistance de 220Ω

Code Avancé : Déclenchement d’une LED en cas de forte vibration

#define VIBRATION_PIN A0

#define LED_PIN 13

void setup() {

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);

}

void loop() {

  int sensorValue = analogRead(VIBRATION_PIN);

  Serial.println(sensorValue);

  if(sensorValue > 500) { // Seuil ajustable selon les besoins

    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);

  } else {

    digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  }

  delay(100);

}

Explication du Code : Ce programme allume une LED lorsque l’intensité des vibrations dépasse un seuil prédéfini, simulant ainsi un système d’alerte.

Optimisation et Améliorations

• Filtrage du signal : Utilisation d’un filtre passe-bas pour éliminer le bruit des lectures.
• Calibration dynamique : Ajustement adaptatif du seuil de détection en fonction des conditions environnementales.
• Stockage et analyse : Enregistrement des données sur carte SD ou envoi vers une plateforme cloud pour analyse approfondie.