Le Yocto-Meteo-V2 est-il étanche?

Le Yocto-Meteo-V2 est-il étanche?

Courtesy of Hans BraxmeierLors de la présentation du nouveau Yocto-Meteo-V2, on a brièvement mentionné que les capteurs utilisés dans ce module sont étanches (IP67 pour le SHT35 et IPx8 pour le ICP-10100). Comme on est un peu joueurs chez Yoctopuce, on s'est demandé ce qui arriverait si on essayait de faire fonctionner un Yocto-Meteo-V2 sous l'eau.





Les capteur SHT35 et ICP-10100 utilisés dans le Yocto-Meteo-V2 sont étanches
Les capteur SHT35 et ICP-10100 utilisés dans le Yocto-Meteo-V2 sont étanches


Tropicalisation (Conformal coating)

En fait, si les parties "capteur" du SHT35 et du ICP-10100 sont étanches, leur partie connectique ne le sont pas, et le reste du Yocto-Meteo-V2 l'est encore moins. Si vous mouillez le Yocto-Meteo-V2 sans prendre de précautions particulières, il va se passer deux choses:

  • Des petits court-circuits vont apparaître entre différents contacts, qui pourraient contrarier le bon fonctionnement du module. L'eau n'étant pas un très bon conducteur, il y a peu de chance qu'ils fassent instantanément des dégâts électriques irrémédiables, il suffira de bien sécher le module pour que tout rentre dans l'ordre.
  • Par contre, ces court-circuits vont provoquer un phénomène d'électrolyse, cette électrolyse peut ronger les contacts impliqués en quelques heures. Et ça, c'est bien plus grave, car difficilement réparable.

Pour éviter ces désagréments, il suffit de recouvrir l'intégralité du module d'un vernis résistant à l'eau. Cette technique s'appelle tropicalisation, ou conformal coating. On trouve dans le commerce des vernis spécifiquement dédiés à cet usage. Ils existent sous forme de bombe aérosol et sous forme d'un liquide dans lequel on trempe directement le circuit.

Vernis pour rendre une carte électrique étanche
Vernis pour rendre une carte électrique étanche


Évidement, il y a quelques précautions à prendre pour être raisonnablement sûr que votre module Yoctopuce continuera à fonctionner après la tropicalisation.

Les connecteurs

Vous ne pouvez pas vous permettre d'avoir du vernis à l'intérieur du connecteur USB, c'est pourquoi il faut vernir le module avec le câble USB en place et ne jamais le débrancher par la suite. Vous pouvez aussi vous passer du connecteur et souder directement le câble USB sur le module. Il y a des contacts prévus à cet effet juste derrière le connecteur USB.

Les capteurs

Il n'est pas question que le vernis entre à l'intérieur ou même bouche les entrées des capteurs du Yocto-Meteo-V2. Il faut donc les protéger avant d'appliquer le vernis. On a testé deux méthodes différentes:

  • Une goutte d'un silicone, spécifiquement prévu à cet usage, posé l'ouverture des capteurs
  • un minuscule carré de ruban de masquage collé sur l'ouverture des capteurs

Lors de nos essais, les deux méthodes ont donné satisfaction.


protection avec du silicone  protection avec de ruban de masquage
On a testé deux méthodes pour protéger les capteurs du vernis


Application

Le vernis doit être appliqué avec soin, quitte à appliquer plusieurs couches car une fois mouillé, le moindre bout de contact à nu va tôt ou tard poser des problèmes. Il se trouve que certains vernis de protection ont la particularité de devenir fluorescent à la lumière ultra-violette, ce qui est bien utile pour vérifier s'il y a du vernis partout.

Le vernis est fluorescent quand il est exposé à des UV
Le vernis est fluorescent quand il est exposé à des UV


Attention la couche de vernis peut devenir très fine voire inexistante le long des arrêtes vives. Il peut aussi se former des petites bulles qui éclatent au séchage en laissant des contacts à nu. Un examen rigoureux de l'isolant est donc indispensable.

Isolant liquide

On a aussi essayé un produit communément appelé isolant liquide. C'est en fait une espèce de caoutchouc liquide dans lequel on trempe directement l'objet à isoler. La substance sèche en quelques dizaines de minutes à l'air libre et on se retrouve avec un objet recouvert d'une fine couche de caoutchouc isolant. Le processus est donc on ne peut plus simple: on trempe le Yocto-Meteo-V2 avec son câble dans le liquide, attend que ça sèche, on dégage délicatement l'ouverture des deux senseurs et c'est prêt.


On a aussi essayé avec de l'isolant liquide  Module protégé
On a aussi essayé avec de l'isolant liquide



Peut-on faire marcher le Yocto-Meteo-V2 sous l'eau?

On a donc plongé le Yocto-Meteo-V2 sous tension, dans un verre d'eau, on a regardé ce qu'il se passait. Bonne nouvelle, dans tous les cas il continue à marcher, tout cas pendant un temps. Les mesures obtenues tiennent à peu près la route: l'humidité monte à 100%, la température correspond à celle de l'eau, la pression varie clairement en fonction de la profondeur à laquelle se trouve le module. On soupçonne cependant que la température de l'eau a un effet non négligeable sur le capteur de pression qui mets du temps à compenser.

Plouf!
Plouf!



En revanche on a obtenu des résultats différents en terme de durée de résistance à l'immersion dans l'eau.

  • Sans protection, on a vu apparaître des erreurs de communication I2C intermittentes au bout de quelques dizaines de secondes.
  • Avec le vernis, tout s'est bien passé pendant environ 90 minutes, puis on a vu apparaître de erreurs de communication USB, et le module s'est arrêté au bout de 2 heures. Ce qui n'est pas complètement une surprise: le conformal coating est censé protéger contre l'humidité, pas contre une immersion complète où l'eau pousse pour entrer dans les moindres recoins.
  • L'isolant liquide s'est monté un peu plus performant que le vernis dédié: la connexion USB du Yocto-Meteo-V2 s'est arrêtée au bout de 11h.

Mesures du Yocto-Meteo-V2 quand il est plongé dans l'eau
Mesures du Yocto-Meteo-V2 quand il est plongé dans l'eau


En tout cas, il est clair que les fabricants des SHT35 et du ICP-10100 n'ont pas menti: leur senseurs résistent à l'eau.

Conclusion

Que les choses soient bien claires, le Yocto-Meteo-V2 n'a jamais pas été conçu pour fonctionner sous l'eau. Cependant, ce test montre que s'il est installé à l'extérieur et correctement tropicalisé il s'accommodera très bien de quelques gouttes de pluie ainsi que de la rosée matinale. Mais ce test montre aussi qu'il est bien plus difficile de rendre un circuit résistant à une immersion qu'on pourrait le croire.

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