Aujourd'hui plus que jamais, la connectivité IoT permet à tous types de capteurs physiques d'envoyer leurs données directement à dashboards virtuels, quasiment sans intervention humaine.

Ceci n'est possible que grâce aux progrès récents des IoT telles que IoT cellulaire et le LPWAN (réseau étendu à faible consommation) qui transforment radicalement la façon dont les capteurs sont utilisés ; passant de mesures occasionnelles à une surveillance à distance continue et en temps réel dans de multiples applications industrielles et grand public.

Cela dit, les capteurs ne sont pas vraiment une nouveauté.

Utilisés principalement pour mesurer des variables du monde réel telles que la température ou la pression, les premières adaptations de cet appareil remontent jusqu'aux années 1500.

Comme le souligne Kelvin Tech

La mesure de la température existe depuis très longtemps, remontant à 150 après J.-C. Cependant, on estime que la science du thermomètre n'a véritablement émergé qu'au XVIe siècle. Au fil des siècles, différents types de thermomètres ont été mis au point.

Cela remonte à plus de 400 ans !

L'être humain a toujours éprouvé le besoin de mesurer les choses plus rapidement, plus précisément et plus efficacement qu'avec les adaptations précédentes. C'est dans sa nature.

Et c'est précisément pourquoi les capteurs IoT sont de plus en plus utilisés.

Table des matières

1. Qu'est-ce qu'un capteur «IoT» ?
2. 12 types de capteurs IoT
3. L'épine dorsale de votre solution IoT

Qu'est-ce qu'un capteur «IoT» exactement ?

Avant même que IoT ne soit une réalité, il existait déjà sur le marché de nombreux types d'appareils de mesure, notamment des thermomètres, des magnétomètres (dont les boussoles sont un exemple notable), des altimètres, et bien d'autres encore.

La liste est interminable.

Les capteurs intégrés à ces appareils sont conçus pour détecter, mesurer et enregistrer une variable du monde réel à la fois. Leur objectif est de nous aider à comprendre le monde qui nous entoure de manière mesurable et universelle, accessible à tous.

Avez-vous déjà vu le cockpit d'un pilote ?

Ces dashboards regorgent d'instruments de vol affichant des données variables provenant de toutes sortes de capteurs. On peut citer, par exemple, le niveau de carburant, la pression du système, etc.

IoT de nouvelle génération est que, grâce à l'utilisation de modules IoT , ces appareils peuvent agréger et envoyer leurs données directement à un dashboard IoT , ce qui permet de prendre des décisions importantes beaucoup plus rapidement et facilement.

La maintenance prédictive est l'un des principaux domaines où IoT promettent de transformer les modes de fonctionnement de la production et de l'industrie. D'autres cas d'utilisation gagnent également en popularité.

Nous allons examiner ci-dessous 12 types de capteurs IoT qui permettent ces cas d'utilisation, ainsi que quelques exemples concrets d'appareils provenant de différents fabricants.

Commençons.

12 types de capteurs pour l'Internet des objets

Vous trouverez ici une liste de capteurs IoT classés du plus populaire au moins populaire (selon les données de Google Trends), notamment la température, la proximité, la pression, et bien plus encore.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont ces capteurs peuvent être utilisés dans des applications concrètes, nous avons également inclus des liens vers du matériel existant, avec l'utilisation prévue ou le scénario idéal mis en évidence entre parenthèses.

1. Capteurs de pression

Les capteurs de pression sont des dispositifs qui mesurent la pression (la force nécessaire pour empêcher un fluide de se dilater) dans les gaz ou les liquides. Ils existent dans toutes les tailles et toutes les formes, et constituent l'un des exemples les plus courants de capteurs IoT , notamment grâce aux applications industrielles qui tirent pleinement parti de cette nouvelle connectivité.

Les capteurs de pression peuvent être de différents types :

• Les capteurs de pression barométrique, présents dans la plupart des stations météorologiques, servent à mesurer les variations de la pression atmosphérique.
• Capteurs de pression de gaz destinés à surveiller les variations de pression des gaz, notamment dans les applications pétrolières, énergétiques et de services publics.

Bien qu'il ne s'agisse pas techniquement de transducteurs de pression, les capteurs de force sont également une variante des capteurs de pression et peuvent être une méthode privilégiée lorsqu'il s'agit de mesurer le poids (par exemple le poids d'un animal ou le niveau d'un réservoir ou d'un silo).

Ces types de capteurs constituent l'épine dorsale de notre infrastructure gazière et énergétique car, sans eux, nous ne pourrions pas surveiller la pression du réseau. Connectez un module IoT à l'un de ces capteurs et vos données seront immédiatement disponibles sur votre écran d'ordinateur.

Exemples de capteurs de pression IoT :

• Capteur de pression sans fil longue portée de NCD (Industriel)
• Le E8PC d'Omron (Industriel)

2. Capteurs de lumière

Également appelés dispositifs photoélectriques ou capteurs de lumière, les capteurs de lumière sont plus courants qu'on ne le pense. Ce sont des dispositifs photoélectriques passifs qui convertissent l'énergie lumineuse (photons) en énergie électrique (électrons).

Chic, non ?

Cependant, ces dispositifs ne se résument pas à leur principe de fonctionnement. À l'instar des capteurs de pression, les capteurs de lumière peuvent servir à de nombreuses applications et sont largement utilisés dans le contrôle de la luminosité, la sécurité et même l'agriculture.

Le suivi des variations de luminosité est utile pour la surveillance météorologique ainsi que pour des applications en agriculture où la mesure de la lumière absorbée par le sol est essentielle.

Ces capteurs peuvent également constituer une alternative plus simple et économique aux détecteurs de mouvement, permettant la détection de présence, par exemple dans une chambre d'hôtel, un entrepôt ou un couloir.

Seeed Studio a récemment publié un article détaillé sur le sujet des capteurs de lumière, avec des exemples de matériel pertinents issus de sa propre gamme de produits.

Exemples de capteurs de lumière IoT :

• Les capteurs intelligents d'Enlighted (grand public et entreprises)
• Capteur de lumière ambiante longue portée de NCD (Industriel)

3. Capteurs de température et d'humidité

Les capteurs de température et d'humidité sont tout aussi populaires et répandus que nos deux premiers choix. Ils sont généralement vendus regroupés dans des modules IoT pré-assemblés.

D'une part, les capteurs de température mesurent la quantité d'énergie thermique d'une source et servent à détecter les variations de température. D'autre part, les capteurs d'humidité mesurent la quantité de vapeur d'eau présente dans l'atmosphère de différents gaz.

La surveillance de la température est une application courante dans les environnements industriels où les machines doivent fonctionner à une certaine température pendant de longues périodes.

Voici d'autres cas d'utilisation que nous observons fréquemment au sein de notre clientèle :

1. Conformité en matière de sécurité alimentaire
2. Surveillance de la chaîne du froid dans les secteurs de la santé et de l'hôtellerie
3. Gestion des entrepôts et des stocks
4. Surveillance des systèmes CVC

L'humidité est souvent mesurée en même temps que la température. La mesure de l'humidité est utile pour le chauffage, la climatisation, les stations météorologiques et même l'humidité du sol.

Exemples de capteurs de température et d'humidité IoT :

• Le Sentrius™ RS1xx de Laird (Industriel)
• DHT-22 2302 sans marque (DIY)

4. Capteurs gyroscopiques et d'accélération

Vous êtes nombreux à déjà connaître les gyroscopes et les accéléromètres. Ce sont les capteurs qui permettent à votre smartphone de détecter s'il est en mode vertical ou horizontal, et ils sont largement utilisés dans la conception de jeux mobiles.

En matière d'applications IoT , ces petits capteurs sont tout aussi répandus que ceux utilisés dans votre téléphone. Malgré certaines différences, la plupart des puces accéléromètre intègrent également un gyroscope ; c'est pourquoi nous les avons regroupées dans une seule section.

La différence entre les deux est la suivante :

• Comme l'a rapporté LiveScience :

Un gyroscope est un appareil qui utilise la gravité terrestre pour déterminer l'orientation. Il est constitué d'un disque tournant librement, appelé rotor, monté sur un axe de rotation au centre d'une roue plus grande et plus stable. Lorsque l'axe tourne, le rotor reste immobile, indiquant ainsi l'attraction gravitationnelle centrale et donc la direction du bas .

• D'autre part:

Un accéléromètre est un appareil compact conçu pour mesurer les accélérations non gravitationnelles. Lorsqu'un objet dans lequel il est intégré passe de l'arrêt à une vitesse quelconque, l'accéléromètre est conçu pour détecter les vibrations associées à ce mouvement.

Dans IoT, les accéléromètres sont au cœur des capteurs de vibrations qui peuvent transformer les données d'accélération en fréquences de vibration (c'est-à-dire des G en Hz !), couramment utilisés pour détecter les dysfonctionnements des machines industrielles.

Les gyroscopes peuvent être utilisés pour déterminer la direction de déplacement d'un objet suivi par GPS, ainsi que la direction du vent dans les applications météorologiques et liées aux énergies propres.

Exemples de capteurs gyroscopiques et d'accélération IoT :

• La série KX d'accéléromètres de Kionix (industriels)
• Accéléromètre ADXL335 d'Analog Devices (à monter soi-même)

5. Capteurs de proximité et de mouvement

Dispositif très répandu, le capteur de proximité est utilisé dans d'innombrables applications IoT . Il détecte la présence d'objets à proximité sans contact physique en émettant un champ électromagnétique ou un faisceau de rayonnement électromagnétique (par exemple, infrarouge) et en repérant les variations de ce champ.

Également appelés capteurs de distance, certains de ces appareils utilisent des ondes ultrasonores pour mesurer la distance qui les sépare de l'objet détecté. Maxbotix .

On confond souvent les capteurs de proximité et les détecteurs de mouvement, mais il s'agit de deux choses différentes. Alors qu'un capteur de proximité peut détecter un mouvement en mesurant la distance qui le sépare d'un objet, PIR (infrarouges pyroélectriques) constituent une alternative spécialisée et économique pour la détection de mouvement, car leur sortie est généralement binaire : 1 ou 0.

Ces dispositifs sont généralement utilisés dans les détecteurs de mouvement, qui peuvent servir à tout, de l'allumage d'une lumière à l'alerte de la police en cas de mouvement suspect.

Exemples de capteurs de proximité et de mouvement IoT :

• Capteur de proximité et de lumière sans fil longue portée de NCD (Industriel)
• Capteurs de proximité variés de Seeed (à monter soi-même et modulaires)

6. Capteurs de débit et de gaz

Les capteurs de débit sont des dispositifs utilisés pour mesurer le débit ou la quantité d'un liquide ou d'un gaz en mouvement ; ils sont apparentés aux capteurs de gaz, qui sont des dispositifs électroniques permettant de détecter et d'identifier différents types de gaz.

Les capteurs de débit regroupent tous les types de dispositifs utilisés pour mesurer les débits de liquides et de gaz. Ils sont notamment utilisés pour la surveillance des procédés industriels, le CVC (chauffage, ventilation et climatisation), ainsi que la gestion des gaz et de l'eau. Il en va de même pour les capteurs de gaz.

Le comptage intelligent est l'un des domaines les plus concernés par les capteurs de débit. Dans ce cas, les débitmètres à ultrasons sont associés à IoT pour transmettre les données à distance.

Avec l’avènement des IoT comme NB- IoT et LTE-M — et les avantages évidents pour les entreprises de services publics et les utilisateurs finaux — les capteurs de débit, de gaz et d’électricité devraient connaître une croissance significative d’ici 2025 .

Cela démontre clairement une forte tendance en matière de comptage intelligent ainsi qu'une augmentation globale de l'utilisation de ces types de capteurs à des fins industrielles.

Concernant plus spécifiquement les capteurs de gaz, il s'agit traditionnellement d'appareils volumineux qui n'ont que récemment évolué vers des versions à faible consommation permettant de surveiller la qualité de l'air ambiant. La question de la qualité de l'air est abordée plus en détail au point 11.

Exemples de capteurs de gaz et de débit IoT :

• Divers capteurs de débit de Sensirion (industriels)
• Capteurs de gaz variés de Spec Sensors (à monter soi-même et modulaires)

7. Capteurs sonores

Les capteurs sonores ne sont pas aussi utilisés que d'autres types de capteurs de notre liste, mais ils méritent tout de même d'être mentionnés en raison de leurs propriétés uniques et de leurs cas d'utilisation intéressants.

Tout d'abord, qu'est-ce qu'un capteur sonore ?

Un capteur sonore est un module qui détecte les ondes sonores en mesurant leur intensité et en les convertissant en signaux électriques. Lorsqu'il détecte une variation d'intensité, il peut transmettre les données à votre dashboard.

Les capteurs sonores simples, comme ceux proposés par Seeed Studio, sont relativement peu coûteux et permettent de trouver des applications variées. Par exemple, détecter la présence d'un son dans une pièce silencieuse.

Il existe également des enregistreurs sonores qui non seulement détectent les sons, mais les enregistrent dès que leur intensité change. C'est particulièrement utile en matière de sécurité.

Enfin, un cas d'utilisation avancé concerne les sonomètres ; des appareils qui évaluent le bruit sur une plage de fréquences.

Ces dispositifs permettent des applications de mesure du bruit ambiant plus complexes.

Exemples de capteurs sonores IoT :

• Le SoundSensor de SensorTeam (Construction),
• Le capteur IoT de son et de bruit IoT sens (Smart Cities)

8. Capteurs d'humidité

Les capteurs d'humidité sont essentiels aux progrès récents de l'agriculture, permettant aux agriculteurs de surveiller en permanence la santé de leurs sols. Comme le souligne AgriTech Tomorrow

Voici ce qu'ils disent à propos des capteurs de sol IoT :

...grâce aux récents progrès en matière de surveillance des sols et de l'eau, les informations cruciales sont désormais reçues en temps réel directement sur le terrain, ce qui permet aux agriculteurs de prendre des décisions plus rapides et plus précises concernant la production agricole.

La plupart des capteurs d'humidité sont monopoints, ce qui signifie qu'ils mesurent l'humidité du sol à un seul endroit fixe.

Ce type de capteur doit être installé à plusieurs endroits dans un champ cultivé afin d'accroître la précision des mesures.

La profondeur joue également un rôle important, car les effets de l'irrigation peuvent varier selon le niveau. Les appareils de mesure d'humidité sont généralement équipés de longues sondes qui pénètrent profondément dans le sol et mesurent l'humidité à différentes profondeurs.

Exemples de capteurs d'humidité IoT :

• Capteurs d'humidité du sol sans fil de Sensoterra (Agriculture)
• Capteur d'humidité du sol IoT longue portée de NCD (Agriculture)

9. Capteurs d'image

Un capteur est un dispositif qui recueille des informations sur le monde physique afin de fournir un ensemble de mesures au fil du temps. De la même manière, on peut considérer un appareil photo comme un capteur optique/infrarouge bidimensionnel fournissant une matrice de mesures au fil du temps.

Les caméras sont largement utilisées comme mécanisme de détection, allant du comptage de personnes à la reconnaissance de formes par l'IA.

Asimetrix offre une approche unique : un capteur d'images mesurant le poids des porcs en temps réel grâce à des modèles d'IA entraînés.

Voici une vidéo expliquant le fonctionnement de cette technologie :

Comme le montre la capture d'écran ci-dessus, Sony est également un fervent défenseur de ces technologies dans les secteurs industriel, des services publics et de l'aéronautique. Vous pouvez découvrir leur technologie d'image Pregius dans les ressources ci-dessous.

Exemples de capteurs d'images IoT :

• Le OS02F10 d'OmniVision (Industriel)
• Pregius de Sony (industrielle)

10. Capteurs magnétiques

Les capteurs magnétiques sont utilisés dans les applications grand public et industrielles pour détecter de grands corps métalliques tels que des voitures, des panneaux, des boîtiers, etc. Ces dispositifs détectent les changements et les perturbations d'un champ magnétique comme le flux, la force et la direction.

Il existe trois types de capteurs magnétiques généralement utilisés dans IoT:

1. Capteurs TMR (magnétorésistifs à effet tunnel)
2. Interrupteurs à lames souples
3. Capteurs à effet Hall

La magnétorésistance tunnel est un phénomène de mécanique quantique assez complexe, nous n'entrerons donc pas dans les détails scientifiques de cet article.

Cependant, les capteurs TMR sont de plus en plus utilisés pour mesurer les déplacements et les mouvements mécaniques dans les applications industrielles, automobiles (comme les parkings automatisés et les voitures autonomes) et grand public.

Notre deuxième exemple, l'interrupteur à lames souples, est un interrupteur électrique actionné par un champ magnétique. Ces interrupteurs peuvent être actionnés par une bobine électromagnétique et sont couramment utilisés dans les systèmes de sécurité pour contrôler le flux d'électricité et déclencher une action en cas de détection d'un intrus.

Enfin, nous avons le capteur à effet Hall, un dispositif utilisé pour mesurer l'intensité d'un champ magnétique. Diodes propose un excellent article expliquant son rôle dans IoT .

Par ailleurs, il y a quelques années, nous avons mené un projet utilisant deux capteurs magnétiques différents caractérisés par une faible consommation d'énergie et une haute sensibilité :

1. Le MMC5883MA de Memsic
2. Le LSM303AGR de STMicroelectronics

Découvrez cette série pour une expérience pratique avec les capteurs magnétiques !

Exemples de capteurs magnétiques IoT :

• Capteurs magnétiques personnalisés d'HyperTech (suivi des actifs)
• La série CT8xx de Crocus Technology (secteur de l'énergie)

11. Capteurs de qualité de l'air

Bien que la qualité de l'air et de l'eau dépende de plusieurs types de capteurs utilisés conjointement, nous avons estimé qu'elles méritaient chacune une catégorie à part.

Quand on parle de qualité de l'air, la première chose qui vient à l'esprit est la pollution. Mais comment la mesure-t-on ? Grâce à des capteurs de particules fines . Il en existe principalement deux types, selon la taille des particle présentes dans l'air :

1. PM10
2. PM2.5

Les capteurs de particules capables de détecter les particlede grande taille (généralement 10 micromètres, d'où leur nom) sont plus courants. La détection particlefines de 2,5 micromètres et moins devient progressivement plus difficile.

Les capteurs de particules industrielles de Sensirion et d'autres fabricants peuvent détecter ces fines particle et contribuer à la mise en œuvre de systèmes de qualité de l'air.

Comme nous l'avons vu dans les sections précédentes, les capteurs de gaz jouent également un rôle important dans la détection des changements dans l'air, et ils sont généralement intégrés aux capteurs de particules fines.

Exemples de capteurs de qualité de l'air IoT :

• Divers capteurs de qualité de l'air d'ams (industriel)
• Moniteur de particules PM2.5 Ambient Weather (maison intelligente)

12. Capteurs de qualité de l'eau

L'eau est une ressource que la plupart d'entre nous tenons pour acquise, mais de nombreuses populations dans le monde n'y ont pas un accès garanti. Et même lorsqu'elles y ont accès, sa qualité peut être médiocre, voire toxique. C'est là qu'interviennent les capteurs de qualité de l'eau.

Comme dans la section précédente, plusieurs variables contribuent à la qualité de l'eau, dont certaines font l'objet de mesures physiques via des capteurs tels que :

1. Capteurs de pH
2. Capteurs de turbidité
3. Capteurs ORP (Potentiel d'oxydoréduction)

Utilisés conjointement, ces capteurs permettent d'obtenir une image complète de la qualité de l'eau. Par exemple, voici ce que l' USGS indique à propos du pH :

Le pH mesure la quantité relative d'ions hydrogène et hydroxyde libres dans l'eau. Une eau riche en ions hydrogène est acide, tandis qu'une eau riche en ions hydroxyde est basique. Le pH peut être influencé par les substances chimiques présentes dans l'eau et constitue un indicateur important des changements chimiques de celle-ci.

De ce fait, les capteurs de pH jouent un rôle essentiel dans le contrôle de la qualité de l'eau en mesurant son alcalinité. Les capteurs de turbidité remplissent une fonction similaire en mesurant la quantité de lumière diffusée par les matières en suspension dans l'eau. Une faible diffusion de la lumière indique une eau de moindre qualité.

Enfin, les capteurs de potentiel d'oxydoréduction mesurent la capacité d'une solution à agir comme agent oxydant ou réducteur. Comme l'a souligné Vernier , ils peuvent être utilisés dans les piscines pour mesurer le pouvoir oxydant du chlore.

Exemples de capteurs de qualité de l'eau IoT :

• Le Signet 2724-2726 de Georg Fischer (Industriel)
• Module de qualité de l'eau Waspmote de Libelium (Divers)

Voici les 12 types de capteurs les plus pertinents dans le monde IoT .

Si vous souhaitez en savoir plus sur la part de marché de chaque type de capteur, nous vous recommandons de consulter les données partagées par Mordor Intelligence .

Capteurs IoT : l’épine dorsale de votre solution IoT

Maintenant que nous avons examiné les différents types de IoT , il ne reste plus qu'à se demander pourquoi . Pourquoi voulons-nous les connecter à Internet ?

Quelle est la valeur ajoutée de la partie «IoT» ?

Il s'agira probablement de la prochaine question que vous posera votre client, et c'est une question que certaines des marques les plus renommées au monde se sont posée.

Salesforce a récemment mené une enquête auprès de clients avertis pour savoir quelles technologies, selon eux, transformeraient le plus leurs attentes envers les entreprises.

Voici ce qu'ils ont dit :

L'Internet des objets figure parmi les trois premières innovations, aux côtés de technologies telles que la cybersécurité et l'intelligence artificielle.

Les responsables du recrutementedgeégalement pleinement les changements incroyables que l' IoT apporte déjà au monde du travail :

Ces technologies de pointe edge en profondeur notre façon de vivre et de travailler. Ensemble, elles constituent ce que l'on appelle la quatrième révolution industrielle .

En raison de cette mégatendance, les entreprises de semi-conducteurs et de capteurs s'efforcent aujourd'hui d'innover plus vite que jamais, ce qui conduit à une diversité croissante de choses qui peuvent être «mesurées» et accélère le rythme de création de ces dispositifs.

Sans ces capteurs « intelligents », il serait impossible de connecter une machine à Internet. Elles n'ont tout simplement pas été conçues pour interagir avec elle.

Partout dans le monde, les entreprises prennent conscience du potentiel de l'agrégation des données dans dashboards IoT comme ceux proposés par Ubidots , et elles s'empressent de connecter leurs machines à Internet.

Cependant, cela est impossible sans comprendre au préalable les possibilités et les cas d'utilisation offerts par chaque type de capteur. Ceci étant dit (et des questions de sécurité ), il semble y avoir un consensus sur les avantages de l'exploitation de ces données.

Et c’est précisément pourquoi la partie «IoT» est importante – aujourd’hui plus que jamais.