Capteurs sans fils et sans batteries

Résumé

Dans un contexte où les objets connectés et les systèmes embarqués autonomes prennent une place croissante, notamment dans les domaines de la surveillance, du suivi environnemental et de la maintenance prédictive, l’alimentation énergétique de ces dispositifs constitue un enjeu majeur. Ce projet de Master 1 a pour objectif la conception et la réalisation d’un capteur sans fil, totalement autonome et sans batterie, capable de transmettre ses données via le protocole LoRaWAN, tout en s’alimentant uniquement grâce à l’énergie solaire et, de manière complémentaire, par récupération d’énergie RF.

Le système repose sur trois sous-ensembles principaux :

• Un module de communication LoRaWAN basé sur une carte STM32 basse consommation.

• Un système d’alimentation autonome, composé d’une cellule solaire souple MP3-25, d’un PMU AEM30940, et d’une supercapacité de 50 mF.

• Une chaîne logicielle de collecte, traitement et visualisation des données, incluant un serveur LoRa, un backend Node.js et une interface web.

Le dimensionnement énergétique a été guidé par des estimations théoriques et validé par des mesures expérimentales. L’intégration finale du système a démontré la faisabilité d’un fonctionnement cyclique autonome : charge, activation du microcontrôleur, mesure et transmission, puis mise en repos.

Les résultats montrent que le capteur peut fonctionner avec un cycle complet toutes les 5 à 20 minutes selon l’intensité lumineuse, sans recours à une batterie. Ce projet prouve la viabilité d’un tel système pour des applications à faible fréquence de mesure, et ouvre des perspectives concrètes d’amélioration en vue d’une industrialisation future, via la miniaturisation et l’optimisation logicielle.