Les capteurs deviennent entièrement autonomes

Le 19/11/2019 à 17:00  
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D es applications industrielles de télé-relève existent depuis des décennies, mais elles ont pris un essor phénoménal ces dernières années, grâce notamment aux nou-velles technologies de communication et aux services associés proposés. Si transmettre en sans-fil des données issues d'un transmet-teur est désormais chose assez courante, dans certains domaines en tout cas, les capteurs réellement autonomes restent pour l'instant plutôt rares.

Il y a bien des tentatives d'utiliser le mouvement ou des gradients de température, à l'instar de ce que propose par exemple l'helvético-suédois ABB avec le capteur de température SensyTemp TSP300-W ( voir Mesures n° 888 ), pour alimenter des capteurs, mais les solutions déployées dans les points de captage d'eau reposent sur des packs de batteries ou des panneaux solaires. « Notre concept permet de rendre entièrement autonome un capteur, aussi bien en termes de transmission de données que d'énergie, sans les contraintes liées au remplacement des batteries ou au fait de tirer des câbles », annonce Spas Balinov, fondateur et CEO de la start-up GreenWake Technologies.

La technologie de télé-alimentation par ondes radios proposée par la jeune pousse implantée à Villeurbanne (Rhône) a été développée par, et en coopération avec l'équipe de recherche dirigée par Christian Vollaire au laboratoire Ampère de l'École Centrale de Lyon (Rhône).

« Ce développement portait notamment sur des redresseurs de signal , poursuit Spas Balinov. Avec l'aide de la SATT Pulsalys, il nous a fallu un an et demi pour le développement et l'industrialisation de notre solution actuelle. » La société s'appuie sur des bureaux d'études partenaires pour la certification et la production.

Deux fréquences distinctes

La technologie du français s'articule autour de deux fréquences différentes, l'une à 2,45 GHz pour la télé-alimentation et l'autre à 868 MHz pour la transmission bidirectionnelle des données. « Pour la télé-alimentation, nous travaillons dans la bande ISM, qui ne présente pas les mêmes contraintes que d'autres bandes de fréquence. La puissance de sortie n'est que de 4 W pour respecter la réglementation en vigueur pour l'émission d'une antenne », indique Victor Bossennec, consultant en gestion de projets en intégration de systèmes embarqués et d'instruments industriels.

C'est donc le rôle du premier boîtier, le transmetteur de puissance PWT-04.

« Les ondes radios sont ensuite captées par des tags (ou périphériques), qui assurent aussi la conversion du signal en tension continue – c'est là qu'interviennent les redresseurs issus du laboratoire Ampère – et le stockage dans des capacités ou des batteries », poursuit-il. Ce deuxième type de boîtiers (AST-02-GEN, AST-02-MS et AST-02-STR) a d'autres fonctions : c'est sur lui que l'on vient connecter le capteur (sonde de température résistive, pont de jauge, capteur analogique 0-5 V ou 0-10 V, capteur numérique I 2 C ou SPI), et c'est encore lui qui envoie les données à une passerelle, qui est le troisième et dernier élément (DTR-868) de la solution de GreenWake Technologies.

« Il est possible actuellement de ne connecter que des capteurs à faible consommation (quelques milliwatts et tension limitée à 5 V). Et la communication des données utilise un protocole propriétaire, bien mieux adapté à la transmission de beaucoup d'informations en très peu de temps, ce qui permet de ne pas épuiser trop vite l'énergie stockée. Nous avons d'ailleurs breveté aussi bien la génération de l'énergie que le tag lui-même », précise Spas Balinov.

La solution de GreenWake, constituée du transmetteur de puissance PWT-04, des tags AST-02 assurant notamment la conversion du signal radio en tension continue et de la passerelle DTR-868 pour la remontée des données.