Interface-Z
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Interaction temps réel
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Notions fondamentales

IV - Caractéristiques générales des capteurs

Capteurs et grandeurs physiques captées

Définition :

Un capteur est un dispositif qui, soumis à l'action d'un mesurande, présente une caractéristique de nature électrique

Modèle de l'être humain au sens des capteurs

Un capteur mesure une grandeur physique (mesurande).

Les propos qui suivent peuvent sembler caricaturaux mais il faut comprendre qu'un capteur n'est absolument pas intelligent...
Pour des capteurs, l'être humain n'est qu'un obstacle mobile pesant opaque caractérisé par divers paramètres physiques :

Caractéristique humaine
Paramètre mesurable
Volume, taille distance, longueur
Poids masse
Mobilité vitesse, position, accélération
Changement de forme déformation, flexion, inclinaison
Non transparence luminosité
Source de chaleur température
Source de bruit son

Chacun de ces paramètres peut être
mesuré et/ou perçu par un capteur.

Exemple d'etre humain...

Classification par grandeurs physiques captées

- Paramètres physiques mécanique
contact, force, pression, flexion, accélération, inclinaison

- Paramètres physiques environnementaux
Température, humidité, pression, gaz ou fumée
ou substances chimiques, champ magnétique terrestre

- Ondes sonores
Son, volume sonore, ultrasons, effet Doppler à ultrasons

- Ondes électromagnétiques basses fréquences
Effet Doppler radar, télémètre laser, interrupteur capacitif, Theremin

- Ondes infra-rouges
Capteurs pyroélectriques, barrière infra-rouge, réflexion infra-rouge, triangulation optique

- Ondes lumineuses visibles
Photorésistances, barrettes CCD, caméras

- Ondes électromagnétiques hautes fréquences
Compteurs Geiger

Conséquences en programmation :

=> Les données des capteurs doivent être
- affichées
- analysées
pour que le programmeur en déduise quelle variation de signal correspond à quel comportement (du spectateur/acteur/performeur/...).

=> Si, en observant les données seulement, on n'arrive pas à repérer l'événement que l'on veut capter, il faut changer de capteur.

Autres caractéristiques des capteurs

Continu / discret / tout ou rien
Etat / variation d'état
Lent / rapide / temps réel

Ces caractéristiques influent sur le traitement des données

Actif / passif
Contact / sans contact
Embarqué / Semi-embarqué / dans l'environnement

Courbe de réponse d'un capteur

Variation du signal électrique en fonction de la variation du mesurande.

-> Il y a différents types de réponses.

Vocabulaire de caractérisation d'un capteur

Sensibilité

Variation du signal électrique du capteur / variation du mesurande
=> Réglage du gain sur le capteur.
=> Amplification éventuelle dans le logiciel.
=> Influence par exemple le choix d'un seuil dans le logiciel.

Etendue de mesure

Différence entre les valeurs extrêmes de la plage du mesurande (max - min).
=> Choix de la résolution de l'interface à capteurs.
=> Etalement ou réduction des données dans le logiciel.

Bande passante

Différence des fréquences extrêmes de fonctionnement.

Temps de réponse à X%

Durée au bout de laquelle la sortie recopie l'entrée à X %
=> Dans le logiciel, influence le délai d'utilisation des données.


Limitations / imperfections des capteurs

- Vieillissement

Dégradation/variabilité des caractérisques au cours du temps
=> Dans le logiciel, nécessité de prévoir des réglages faciles à modifier
ou autoadaptatifs

- Grandeurs d'influence

Variation du signal en fonction d'autres paramètres que le mesurande
=> D ans le logiciel, étudier la possibilité de s'affranchir de ces effets
(pas toujours possible)

- Précision / incertitude

Erreur de précision: incertitude de mesure / étendue de mesure

- Rapport Signal / Bruit (en db)

Dynamique du capteur / dynamique du bruit
=> Dans le logiciel, filtrages
=> Attention au risque de confondre donnée significative et bruit