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# NextPM (Tera Sensor)
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Capteur de particules **Tera Sensor NextPM** : mesure PM1, PM2.5, PM10 en masse (µg/m³) et en nombre (#/cm³), intègre un capteur de température et d'humidité embarqué. Communication **UART**.
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## Caractéristiques
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| Paramètre | Valeur |
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|------------------------|--------------------------------------------------|
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| Fabricant / modèle | Tera Sensor — NextPM |
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| Grandeurs | PM1, PM2.5, PM10 (µg/m³ et #/cm³), T (°C), HR (%) |
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| Plage PM | 0 – 1000 µg/m³ |
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| Alimentation | 5 V, ~100 mA pic, ~35 mA en veille |
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| Interface | UART 3V3 (logique CMOS 3.3 V tolérante 5 V TX) |
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| Vitesse UART par défaut | 115200 baud, 8N1 |
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| Datasheet | https://www.tera-sensor.com/ |
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## Câblage
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Connecteur JST-PH 4 broches du NextPM (vue côté capteur) :
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| Pin capteur | Fil usuel | Fonction | MCU (exemple) |
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|-------------|-----------|----------------|------------------------|
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| 1 | Rouge | VCC 5 V | 5V |
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| 2 | Noir | GND | GND |
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| 3 | Blanc | RX capteur (← TX MCU) | UART TX du MCU |
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| 4 | Vert | TX capteur (→ RX MCU) | UART RX du MCU |
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> Le NextPM est en 3V3 côté logique : si le MCU est en 3V3 (nRF9151, ESP32…), connecter directement. Pour un MCU 5 V, prévoir un level shifter sur TX→RX.
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## Protocole UART
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- 115200 bauds, 8 bits, pas de parité, 1 stop.
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- Toutes les trames commencent par **`0x81`** (préambule).
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- Checksum = `(256 - somme(octets précédents)) mod 256`, placé en dernier octet.
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- Délai de traitement côté capteur : 15–30 ms typique ; prévoir timeout de lecture de 200 ms.
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### Structure des trames
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**Requête MCU → capteur** (sans données) :
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```
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+------+------+------+
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| 0x81 | CMD | CS |
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+------+------+------+
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```
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**Requête MCU → capteur** (avec données) :
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```
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+------+------+----------+------+
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| 0x81 | CMD | DATA... | CS |
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+------+------+----------+------+
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```
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**Réponse capteur → MCU** :
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```
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+------+------+-------+------------+------+
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| 0x81 | CMD | STATE | DATA... | CS |
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+------+------+-------+------------+------+
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```
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`STATE` (1 octet) est un bitfield d'état :
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| Bit | Signification |
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|-----|-------------------------------------------------|
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| 0 | Fan default (1 = vitesse dégradée / anormale) |
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| 1 | Memory error |
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| 2 | Sensor laser default |
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| 3 | T/RH sensor default |
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| 4 | Sleep mode |
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| 5–7 | Réservés |
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Un `STATE == 0x00` indique un fonctionnement nominal.
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### Commandes principales
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| Commande | Code | Taille requête | Taille réponse | Notes |
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|-------------------------------|-------|----------------|----------------|----------------------------------------------|
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| Read concentrations 10 s | 0x11 | 3 | 16 | Moyenne glissante 10 s |
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| Read concentrations 60 s | 0x12 | 3 | 16 | Moyenne glissante 60 s (plus stable) |
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| Read concentrations 900 s | 0x13 | 3 | 16 | Moyenne glissante 15 min |
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| Read T/RH | 0x14 | 3 | 10 | Température et humidité |
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| Sleep (fan off) | 0x15 | 3 | 4 | Passe en veille, ventilateur coupé |
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| Wake / fan on | 0x16 | 3 | 4 | Sort de veille |
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| Set fan speed | 0x17 | 4 | 4 | 1 octet supplémentaire (% vitesse) |
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| Set clock | 0x21 | 9 | 4 | Horodatage interne |
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| Read firmware version | 0x41 | 3 | variable | Retourne une chaîne ASCII |
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> Les codes et tailles ci-dessus sont issus de l'intégration de référence. **Toujours recroiser avec la datasheet Tera Sensor la plus récente** avant d'implémenter une nouvelle version firmware — certains registres ont changé entre révisions hardware.
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### Format de la réponse `0x11` / `0x12` / `0x13`
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16 octets de DATA, big-endian :
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| Offset | Taille | Champ | Unité | Décodage |
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|--------|--------|-----------------------|---------------|-------------------------|
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| 0 | 2 | PM1 number | #/cm³ | valeur brute |
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| 2 | 2 | PM2.5 number | #/cm³ | valeur brute |
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| 4 | 2 | PM10 number | #/cm³ | valeur brute |
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| 6 | 2 | PM1 mass | µg/m³ × 10 | `raw / 10.0` |
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| 8 | 2 | PM2.5 mass | µg/m³ × 10 | `raw / 10.0` |
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| 10 | 2 | PM10 mass | µg/m³ × 10 | `raw / 10.0` |
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### Format de la réponse `0x14`
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| Offset | Taille | Champ | Unité | Décodage |
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|--------|--------|---------------|--------------|---------------------------|
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| 0 | 2 | Température | °C × 100 | `raw / 100.0` (signed) |
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| 2 | 2 | Humidité | %HR × 100 | `raw / 100.0` |
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## Exemple de code
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### Construction de la requête (C)
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```c
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#include <stdint.h>
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#include <stddef.h>
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static uint8_t nextpm_checksum(const uint8_t *buf, size_t len) {
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uint32_t sum = 0;
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for (size_t i = 0; i < len; i++) sum += buf[i];
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return (uint8_t)(256 - (sum & 0xFF));
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}
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// Envoie une commande sans données (0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x41)
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size_t nextpm_build_cmd(uint8_t cmd, uint8_t *out) {
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out[0] = 0x81;
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out[1] = cmd;
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out[2] = nextpm_checksum(out, 2);
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return 3;
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}
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```
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### Décodage de la réponse 0x11 / 0x12 / 0x13 (Python)
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```python
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import struct
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def decode_pm(frame: bytes) -> dict:
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if len(frame) != 16 or frame[0] != 0x81:
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raise ValueError("trame NextPM invalide")
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cmd, state = frame[1], frame[2]
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data = frame[3:15]
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cs_expected = (256 - sum(frame[:15])) & 0xFF
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if cs_expected != frame[15]:
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raise ValueError("checksum NextPM incorrect")
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pm1_n, pm25_n, pm10_n, pm1_m, pm25_m, pm10_m = struct.unpack(">HHHHHH", data)
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return {
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"state": state,
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"pm1_num": pm1_n,
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"pm25_num": pm25_n,
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"pm10_num": pm10_n,
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"pm1": pm1_m / 10.0,
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"pm25": pm25_m / 10.0,
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"pm10": pm10_m / 10.0,
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}
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```
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## Mise en œuvre recommandée
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1. Au boot : `0x16` (wake) puis laisser 30 s de stabilisation du flux avant de lire.
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2. Utiliser `0x12` (moyenne 60 s) pour l'envoi réseau standard — meilleur compromis bruit/latence.
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3. Loguer `STATE` à chaque lecture ; remonter au backend si `STATE != 0`.
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4. En cas de cycle veille/mesure (ex. applications sur batterie) : `0x15` (sleep), attendre la prochaine fenêtre, `0x16`, 30 s stabilisation, lire, renvoyer en sleep.
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## Pièges connus
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- Les **2 premières minutes** après le wake sont à ignorer (le ventilateur monte en régime, concentrations sous-estimées).
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- Si le checksum est faux une fois sur deux : vérifier la masse commune (GND) entre MCU et NextPM — flottement du GND observé sur certains câbles longs.
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- Le NextPM renvoie parfois un octet `0x00` avant le préambule si la ligne UART n'était pas propre au démarrage : implémenter une resynchronisation sur `0x81` côté parser MCU.
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## Références
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- Datasheet : https://www.tera-sensor.com/ (demander la dernière révision PDF)
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- Code firmware de référence AirCarto : `nebuleair_pro_4g` et `esp32_NPM_only` sur [gitea.aircarto.fr](https://gitea.aircarto.fr/PaulVua).
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## Historique
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| Date | Révision | Changement |
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| 2026-04-23 | v1 | Création de la doc. |
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