Comparatif de techniques de mesure capacitive

• Antoine Costes
• Yacine

• *C'est quoi ?
  La mesure capacitive est une technique pour détecter un contact ou mesurer une distance entre un conducteur quelconque et un être humain sans utiliser de capteur.
  C'est le conducteur en question qui va servir de capteur, car il possède malgré lui des propriétés électriques (résistance, impédance…) qu'on peut mesurer et qui sont modifiées au contact d'un autre corps et en particulier d'une main humaine. (cliquez pour voir la vidéo rigolote) Comment ça marche ?
  La technique consiste à envoyer des impulsions électriques (échelons en tension) dans le conducteur et d'observer le temps que la tension met à s'établir. Il se trouve qu'à vue de nez, un conducteur quelconque tout seul ou avec un être humain en série c'est un espèce de gros dipôle RC. (Pourquoi ? Si quelqu'un a une explication…)
  La réponse sera donc du premier ordre avec une gentille constante de temps qui est égale à RC. Or cette grandeur sont modifiées lorsqu'on met un être humain en série ! En résumé
  On envoie périodiquement une impulsion dans le conducteur quelconque et on mesure le temps de réponse. Ce temps augmente lorsqu'une main humaine approche/touche le conducteur quelconque ! Un bon point de départ
  La librairie CapacitiveSensor permet de mettre tout ça en oeuvre très simplement avec juste une carte Arduino et quelques résistances.
  (voir la vidéo en introduction) ===== Les conducteurs ===== Ce qui est génial c'est que ça marche avec quasiment n'importe quoi. En étant créatif dans le conducteur qu'on utilise, on peut trouver des combinaisons géniales !
  Les conducteurs les plus courants :
  - l'aluminium. Très utile pour les tests, c'est un peu le hello world. Ce qui est bien c'est qu'on peut toujours glisser une feuille d'alu quelque part (derrière un poster, dans une chaussure…)
  - les fruits (drôle et ludique)
  (cliquez pour voir la vidéo rigolote) - l'eau. L'interface sensible la plus cool/coule que j'aie jamais testée.
  - le graphite ===== La mesure capacitive en pratique ===== Le touch ça marche bien
  Les valeurs sont un peu différentes suivant l'heure de la journée et d'autres choses mais elles sont en gros multipliées par 10 quand on touche bouzin donc la détection se fait facilement.
  Ajoutez un peu de savoir-faire électronique et vous avez un truc de vendable. D'ailleurs les “technologies capacitives” sont monnaie courante dans les détecteurs de contact (un petit goggleimage “capacitive touch” est parlant). Mais la distance c'est une autre histoire
  Chaque fois que j'ai voulu faire un truc sérieux avec ça, genre qui fonctionne de façon stable, j'ai pas réussi.
  Les électroniciens/physiciens pourront expliquer mieux, mais en gros on observe un potentiel au lieu d'une différence de potentiel. Pas de référence, pas de stabilité !
  Concrètement, la grandeur qu'on mesure n'est pas uniquement affectée par le fait d'approcher la main, mais aussi par des trucs aussi variés que les chaussures que porte (ou pas) la personne qui touche le conducteur, la température et l'humidité de l'air, etc… Si vous avez une solution à ça, je serai impressionné. A mon avis beaucoup de gens se posent la question et si personne n'a réussi à créer de produit vendable là-dessus, c'est pas pour rien.
  Mais c'est la principale motivation de ce projet ! Le MPR121**
  

Je parlais de rajouter du savoir-faire électronique pour passer d'un truc correct à un truc nickel. C'est le job du mpr121.
Cette petite bête fait de la détection de toucher (et de relâche) sur chacune de ses 12 électrodes en fonction de seuils que l'on peut configurer. Pratique !
Elle peut aussi se mettre en mode 'distance' et fusionner toutes ses électrodes (il faut alors les relier physiquement) pour fournir en mesure de distance. Excellent !
Il y a à ma connaissance 2 cartes qui permettent de l'utiliser hyper facilement :
Le breakout de Sparkfun
Simple et efficace.
La Touch Board de BareConductive
Elle intègre en plus un lecteur de micro sd et une sortie audio pour pouvoir hyper facilement déclencher des sons lorsqu'on touche n'importe quoi.