Le DUST de Zaack est un petit capteur qui vit dans les conduits de ventilation industrielle. Il mesure leur encrassement par voie optique : une diode infrarouge éclaire une plaque exposée au flux d’air, un récepteur lit la lumière qui lui revient, et plus la poussière s’accumule sur la plaque, plus cette lumière diminue. De cette atténuation, le cloud de Zaack déduit le niveau d’encrassement, remonté en LoRa, et déclenche le nettoyage d’un conduit seulement quand il en a besoin, au lieu d’envoyer un technicien à date fixe. Zaack appartient au groupe Igienair, dont le métier est justement le nettoyage de ventilation. La V1 était en service depuis 2019. Chez Kickmaker, j’ai été le référent technique et chef de projet de la V2 : d’abord comprendre pourquoi la V1 déraillait sur le terrain, puis la faire évoluer sans la réinventer.
un produit en parc, des défauts qui remontent
La V1 marchait, mais le terrain remontait toujours les mêmes choses. D’abord l’autonomie : censée tenir plusieurs années, elle tombait sous un an. Le design électrique laissait passer des courants de fuite, fatals sur un objet IoT qui doit dormir plus de 99 % du temps, et les piles se vidaient bien trop vite. Ensuite la mesure elle-même : l’estimation de la poussière était très sensible à l’humidité et aux variations de température, qui faussaient les valeurs lues. À cela s’ajoutaient une jauge de batterie qui remontait des niveaux incohérents après un changement de piles, des déconnexions LoRa dues à une antenne interne mal maîtrisée, des composants clés en fin de vie ou difficiles à sourcer, et un banc de production qui accumulait les soucis, rétention des cartes, bug de flash, aucun test électrique réel, rejets aléatoires. Un produit à reprendre proprement, plutôt qu’à laisser dériver.
le bug de la jauge de batterie
Avant de redessiner quoi que ce soit, j’ai mené l’expertise sur le défaut le plus sournois, la fausse jauge de batterie. Premier réflexe, écarter la surconsommation : l’analyseur de courant ne montrait aucune différence entre cartes saines et cartes défectueuses. Le problème était donc dans la chaîne de mesure de la tension, pas dans la consommation.
J’ai instrumenté une carte à l’oscilloscope, fait varier une alimentation stabilisée sur toute la plage des piles, et comparé l’entrée et la sortie de l’ampli op suiveur qui lit la tension. Le constat : sur le haut de la plage, piles pleines, la sortie décrochait de l’entrée de plus de 240 mV. Des soudures de résistances mal réalisées aggravaient le tableau, mais ce n’était pas la cause racine : même ressoudées, certaines cartes restaient fausses.
La vraie cause : l’ampli op choisi n’était pas rail-to-rail. Son fabricant ne garantit un comportement linéaire que jusqu’à environ 1,2 V sous sa tension d’alimentation. Au-delà, la sortie devient imprévisible, exactement là où tombait la tension des piles pleines. Pour rester dans la zone garantie, il aurait fallu sacrifier la moitié de la plage de mesure.
La correction que j’ai recommandée est de celles que j’aime : un ampli op rail-to-rail, même boîtier, même brochage, prix équivalent. Un remplacement direct, sans toucher au PCB, qui restaure toute la plage de mesure et rend le comportement de nouveau prévisible. Changer un composant, pas la carte.
évoluer plutôt que refondre
Ces diagnostics ont guidé la V2. Le piège, sur un produit déjà en parc, c’est de tout vouloir refaire. J’ai pris l’inverse : garder l’enveloppe mécanique et les dimensions de carte de la V1, et concentrer les changements là où les retours terrain et le sourcing le justifiaient. Une évolution ciblée, pas une rupture. Le produit reste compatible avec son installation et sa chaîne de fabrication, et chaque modification répond à un problème nommé.
ce qui change, de l’analogique au numérique
Le capteur de poussière, d’abord. La V1 lisait l’atténuation de la lumière infrarouge avec une LED, une photodiode et un ampli analogique : une chaîne qui dérive avec la température et l’humidité, qu’il fallait rattraper après coup côté algorithme. La V2 passe à un capteur optique tout-en-un, numérique, avec compensation thermique intégrée, pilotage de LED optimisé et un vrai mode veille. La mesure devient plus stable face aux conditions ambiantes, et on gagne en consommation.
Le cerveau et la radio, ensuite. La V1 s’appuyait sur un module radio devenu cher et difficile à approvisionner. La V2 le remplace par un microcontrôleur qui intègre le cœur de calcul et l’émetteur LoRa dans un seul boîtier : moins cher, mieux disponible, design plus compact.
L’antenne. L’antenne interne de la V1 causait les déconnexions. La V2 passe à une antenne externe orientable, avec un réseau d’adaptation 50 Ω prévu pour les fréquences LoRa européennes comme américaines. On peut enfin pointer l’antenne vers la passerelle.
L’alimentation, enfin. La V1 embarquait trois piles AAA dont elle n’exploitait qu’une partie de la charge, parce que l’électronique ne fonctionnait plus sous 3,3 V, et les courants de fuite finissaient de plomber l’autonomie. La V2 passe à deux piles AA et un convertisseur élévateur qui fabrique le 3,3 V même quand les piles sont presque vides. On vide réellement les piles, on traque les fuites qui tuaient l’autonomie de la V1, on réduit le coût et la nomenclature, et on retrouve les quatre ans et plus visés au lieu de moins d’un an.
d’un produit muet à un produit qui parle
La V1 n’avait quasiment aucune interface : pas de bouton, pas de LED, pas de port de debug, pas de mémoire. À l’installation comme au SAV, on travaillait à l’aveugle. La V2 corrige ça :
- un bouton qui déclenche une trame LoRa de test : l’installateur valide la connectivité sur place, sans attendre le prochain envoi programmé ;
- des LED d’état qui montrent les phases d’envoi et l’acquittement ;
- un port UART et des commandes AT pour tester la carte en production et lire le produit lors d’un retour SAV ;
- une EEPROM qui stocke les messages quand la liaison LoRa tombe, pour les renvoyer plus tard.
Rien de spectaculaire isolément, mais ensemble ça transforme un objet passif en produit qu’on peut installer, tester et dépanner.
pensé pour l’installation et le SAV
C’était une demande explicite de Zaack, et elle rejoint le diagnostic : la V1 imposait de démonter entièrement le produit pour le moindre contrôle. Avec le bouton de trame, la lecture directe par UART et les commandes AT, un technicien valide ou diagnostique l’appareil sans le déposer. Côté usine, la V2 vient avec un banc de production qui teste vraiment les cartes et trace les sous-ensembles, numéro de série, version de firmware, date de programmation, là où la V1 se contentait de flasher et sérialiser.
le bring-up, la vraie vie d’une EVT
Entre le schéma et une carte qui fonctionne, il y a le bring-up. J’ai monté, alimenté et trié les premières cartes EVT1 une par une : tension de sortie du convertisseur vérifiée, les fameux 3,28 V notés au marqueur sur le dos des cartes, LED recâblées à la main quand l’implémentation initiale était fausse, et un détail typique de ces phases, un condensateur du convertisseur qu’il ne fallait surtout pas monter sous peine de faire grimper la consommation de repos.
Sur la table, les cartes annotées « OK » et « KO » disent tout : c’est là qu’on transforme un design sur écran en produit qui tient.
mon rôle, ce que j’en retire
Sur ce projet, j’ai porté le diagnostic SAV, le cahier des charges de la V2, et le bring-up des premières cartes. La leçon, je la mets en regard d’autres refontes que j’ai menées : tout reconstruire n’est pas toujours la bonne réponse. Sur un produit déjà installé chez des clients, l’évolution ciblée, guidée par les vrais retours terrain et par le sourcing, vaut mieux qu’une rupture. La plus belle correction du projet n’a pas changé une ligne du PCB : un ampli op de même boîtier, choisi pour la bonne raison, et une jauge qui redevient juste. Moderniser, ici, ce n’était pas tout refaire : c’était corriger ce qui faussait la mesure et l’autonomie, et donner au produit les moyens de se faire installer, tester et réparer.