Planification d'un système domotique de bricolage : 12 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Le but de cette instructable n'est pas de vous dire comment vous pouvez faire ce que vous voulez que votre maison fasse. Au lieu de cela, il a été écrit pour faire d'une idée une réalité mais aussi pour transformer la folie en raison en comprenant les limites (technologie, coût, temps requis, sécurité…).

Il y a beaucoup de très bons guides et articles sur le web pour comprendre beaucoup de choses dans des détails très détaillés. Ce n'est pas ce que nous voulons. Nous voulons une vue d'ensemble. Quelles sont les compétences de base que nous pouvons apprendre ou améliorer. Ce que nous devons toucher.

Cela couvre des choses de base comme:

• Qu'est-ce que la domotique ? Vérifiez d'abord si cela correspond réellement à vos attentes.
• Où commencer? Assez facile, commencez là où vous êtes, probablement à la maison. Le savez-vous par cœur ?
• Que puis-je faire? À propos de tout, mais vous devez planifier et connaître vos limites. Cela inclut de rester en vie (fonctionne n'importe quel jour, y compris le soir).
• Quelles sont les pièces de ce puzzle ? Plus complexe, il existe de nombreuses formes et il est très facile de perdre certaines pièces. Nous essaierons de garder notre raison.
• Comment mettre ça ensemble ? Cela devient plus concret, nous le FAISONS. H*ll ouais !

En outre, cette instructable est désormais également disponible sur ma page personnelle:

Étape 1: Qu'est-ce que la domotique ?

Googler "domotique" a renvoyé 33 millions de résultats. C'est soit plus que suffisant, soit tout simplement trop.

Le premier résultat, article de Wikipédia (bien sûr), indique:

"La domotique ou maison intelligente[1] (également appelée domotique ou domotique) est l'extension résidentielle de la domotique et implique le contrôle et l'automatisation de l'éclairage, du chauffage (comme les thermostats intelligents), de la ventilation, de la climatisation (CVC) et sécurité, ainsi que les appareils ménagers tels que les laveuses/sécheuses, les fours ou les réfrigérateurs/congélateurs qui utilisent le Wi-Fi pour la surveillance à distance. Les systèmes modernes se composent généralement de commutateurs et de capteurs connectés à un concentrateur central parfois appelé « passerelle » à partir duquel le système est contrôlé avec une interface utilisateur qui interagit soit avec un terminal mural, un logiciel de téléphone portable, une tablette ou une interface Web, souvent mais pas toujours via des services Internet en nuage.

Ça dit quoi?

• Maison intelligente: Rendre la maison "consciente" d'elle-même ou lui donner la capacité de faire des choses.
• Résidentiel: En vous concentrant sur le bricolage, n'essayez pas ça au travail:) Cela semble être ce que nous voulons couvrir.
• Domotique: En effet, en tant que geek fainéant, je veux qu'un ordinateur fasse moi-même ce que je ne veux pas faire. En général, vérifier la porte de garage, allumer/éteindre le chauffage, etc. Super!
• Interrupteurs et capteurs: Regardez ça comme les yeux et les doigts de la maison, sans les deux ça ne fera pas grand chose.
• Hub central: Alors cette maison intelligente a besoin d'un cerveau ? Intéressant. Un cerveau pour gouverner toutes choses. Ce sera le contrôleur.
• Interagi: La maison peut avoir sa propre vie mais nous voulons en faire partie. C'est notre place. Attendez, comment discuter avec une maison? Ce sont les périphériques/nœuds.
• Services cloud Internet: Je n'aime pas ça, une machine quelque part ne devrait pas savoir que j'ai la machine à laver allumée. Mais c'est personnel. N'oubliez pas "le cloud n'existe pas, c'est l'ordinateur de quelqu'un d'autre". Attendez, un service est bien plus qu'un ordinateur. Voyager en avion, c'est bien plus que d'avoir son propre avion. Cependant l'aspect DIY s'abstiendra d'aide/triche externe.

Donc si on résume on se retrouve avec: je veux mettre un écran pour commander mes électroménagers pour faire ce que je veux. A peu près ce à quoi nous nous attendions.

Pour rappel amical, nous n'allons pas couvrir les aspects techniques tels que les protocoles, les fournisseurs, les fournisseurs et autres. Ceci est un projet de bricolage. En tant qu'amateur, je ne connais pas tous les détails des éléments composant cette galaxie. Connaître ma maison est l'endroit où je veux commencer. En tant que tel, je partagerai principalement mon expérience personnelle.

Cependant, j'ignorerai simplement toutes les solutions groupées du marché car ce n'est pas ce que nous voulons. Ce guide peut toujours vous être utile si vous souhaitez simplement parcourir les concepts de base.

Remarque: nous ne nous soucions pas de la taille de votre maison. Le ciel est la limite. La plupart de cet article a été écrit en ayant quelques appareils sur mon bureau.

Étape 2: la vue d'ensemble

Liste de contrôle:

• Vous avez déjà des idées ?
• Listez ce que vous voulez modéliser: Bâtiment, sols, pièces, systèmes, appareils…
• Faites la liste de ce avec quoi vous NE vous sentez PAS à l'aise: Peut-être que vous voulez sauter les équipements de sécurité ou le contrôle d'accès.
• Mettez les priorités: Pour un vrai DIY, vous serez seul la plupart du temps. Concentrez-vous sur les réalisations.
• Évaluez les coûts: éliminez ce que vous pensez être trop cher ou ne vaut pas la peine.
• Évaluer les compétences: Je suis actuellement incapable de concevoir quoi que ce soit en 3D, c'est quand même une compétence que j'aimerais acquérir.

Si vous êtes aussi loin, vous devriez maintenant avoir une assez bonne idée de ce que vous voulez accomplir. Pour cette instructable je vais supposer des choses sur ma propre expérience:

• La maison compte environ 15 pièces. C'est beaucoup pour " juste commencer quelque chose ".
• Je vais me concentrer sur le chauffage: surveiller la température et allumer/éteindre le chauffage.
• J'utilise des clones D1 Mini bon marché d'Ali Express. Il y a quelques mois, je n'avais même pas de fer à souder.
• Je veux vraiment l'utiliser, je vais essayer d'atteindre "les boîtiers imprimés en 3D installés autour de la maison". Pas encore atteint…
• Il y a une certaine dimension de « l'acceptation de la femme ». Cela doit être utile ET utilisable.

Notez que j'ai déjà créé un ouvre-porte de garage basé sur un Raspberry Pi, un écran LCD, une paire d'interrupteurs et un relais. Certains codes Python collent cela ensemble. Dans une certaine mesure, je suis intéressé à fusionner cela dans cette instructable pour avoir une architecture appropriée. Cela fait partie de "l'acceptation de la femme", la domotique doit se faire à partir d'une seule interface.

Étape 3: Modéliser votre lieu

Un peu de théorie

La domotique suppose qu'il existe un contrôleur autorisé à tout savoir. Il transmettra également vos commandes à domicile.

Les appareils seront répartis un peu partout. Mieux vaut savoir où vous voulez qu'ils soient.

Une fois que nous avons un contrôleur intelligent en place, il doit pouvoir communiquer avec les appareils.

Le WiFi est la voie naturelle à suivre même s'il n'est pas si courant. Il y a tellement de protocoles autour qu'il est difficile de choisir.

Clause de non-responsabilité

Oui ça devient technique, désolé. De toute façon, je veux montrer des choses réelles, nous avons donc besoin de composants physiques et logiciels. Encore une fois, je mentionne ce que j'utilise réellement. Désolé, il y a tellement de façons de résoudre de tels sujets:-O

Faire passer cela au niveau supérieur

Il existe maintenant de nombreuses façons de communiquer entre le "contrôleur" et les différents "nœuds". À propos de la planification, définissez déjà comment cela devrait fonctionner dans votre maison. La définition du support de communication aidera à définir où placer le contrôleur et les périphériques.

• Connexions entre la manette et les appareils: Sans fil ou filaire ?
• Alimentation: A partir d'une prise murale, alimentée par batterie ou solaire peut-être ?
• Cas: Est-ce un test sur votre banc, matériel alpha où les câbles peuvent traîner ou voulez-vous l'intégrer dans des meubles/appareils électroménagers ?

Comme expliqué ci-dessous, pour l'échantillon, nous utiliserons Homie-ESP8266. Il s'agit d'un firmware pour les contrôleurs ESP8266 utilisant WiFi et MQTT. Il est décrit ainsi par son auteur:

« Une instance d'un matériel physique (un Arduino, un ESP8266…) est appelée un périphérique. Un périphérique a des propriétés de périphérique, telles que l'adresse IP locale actuelle, le signal Wi-Fi, etc. Un périphérique peut exposer plusieurs nœuds. Pour Par exemple, un périphérique météo peut exposer un nœud de température et un nœud d'humidité. Un nœud peut avoir plusieurs propriétés de nœud. Le nœud de température peut, par exemple, exposer une propriété de degrés contenant la température réelle et une propriété d'unité. Les propriétés de nœud peuvent être des plages. Pour Par exemple, si vous avez une bande de LED, vous pouvez avoir une propriété de nœud allant de 1 à 10, pour contrôler les LED indépendamment. Les propriétés de nœud peuvent être paramétrables. Par exemple, vous ne voulez pas que votre propriété de degrés soit paramétrable en cas de un capteur de température: cela dépend de l'environnement et cela n'aurait pas de sens de le changer. Cependant, vous voudrez que la propriété degrés soit réglable dans le cas d'un thermostat.

Sommaire

Vous avez besoin:

• Un contrôleur central, hébergeant votre serveur domotique. Je vais utiliser PiDome sur un Raspberry Pi.
• Un ou plusieurs appareils pour surveiller et interagir avec votre maison. Je vais utiliser D1 Mini et Homie.
• Un réseau pour connecter tout cela ensemble.
• Décidez comment alimenter les appareils (batterie, adaptateur, depuis une appliance hôte…). Pour les tests, j'utilise le port USB de l'ordinateur (et le débogage série) ou un chargeur de téléphone.

Étape 9: À propos du contrôleur…

Partie matérielle

Nous utiliserons un Raspberry Pi pour agir comme notre suzerain domestique. Le RPi sera en charge de:

• Conserver les données sur la maison
• Agréger les données des appareils
• Présentation des données à l'utilisateur
• Envoi des commandes aux appareils

D'un point de vue matériel, le RPi à lui seul suffit à faire tout cela. Il est presque autonome et fonctionnera sans problème depuis votre sous-sol (Hé ! Est-ce votre tout premier centre de données domestique au sous-sol ? !:-D).

Procurez-vous un bundle (RPi, alimentation, carte SD…) et le tour est joué.

Remarque sur le WiFi: il est possible de faire fonctionner le RPi via WiFi, mais je trouve qu'il est beaucoup plus stable de le connecter à votre routeur domestique à l'aide d'un câble RJ45 standard.

Remarque à propos de RPi Zero: le choix matériel exact que vous devez faire dépend de ce que vous voulez. Un RPi Zero semble être aussi à peu près aussi bon qu'un RPi 3 pour ce travail. Le Zero est beaucoup moins cher mais nécessite beaucoup plus de petites pièces pour faire le travail. C'est cependant le meilleur choix lorsqu'il s'agit d'appareils embarqués. Le dernier Raspberry Pi Zero W est désormais même livré avec WiFi et Bluetooth !

Partie logicielle

Le RPi étant un ordinateur monocarte, il est assez limité en terme de disque/cpu/ram. À cette fin, nous nous appuyons sur des systèmes d'exploitation légers centrés sur Linux. Pour ce travail, Raspbian est probablement notre meilleur choix car c'est en quelque sorte le système d'exploitation par défaut pour un RPi.

Parler de domotique signifie que vous avez besoin de ce logiciel supplémentaire pour gérer les appareils. Mon choix est PiDome (télécharger).

Étape 10: À propos des appareils

Partie matérielle

Les étapes suivantes s'appuieront sur Wemos D1 Mini (ou des clones moins chers:)). Ces micro contrôleurs sont basés sur un module ESP-8266. Cela regroupe sur une seule petite carte (34,2 mm * 25,6 mm): WIFI, CPU, RAM, Flash, broches numériques et une broche analogique dans un emballage de 10 gr. Si vous avez besoin de plus d'espace flash, consultez Wemos D1 Mini Pro. Vous pouvez acheter des shields pour lui ajouter des relais, DHT22, bouton, écran OLED… L'un d'eux est le shield batterie qui permet à l'appareil de fonctionner entièrement sans fil.

Le fait d'avoir quelques mini-planches d'essai sans soudure et des câbles de démarrage vous aidera à prototyper votre maison à l'épreuve du temps. Si vous souhaitez des étuis personnalisés pour vos appareils, des connaissances sur la conception 3D et l'accès à une imprimante 3D augmenteront encore votre niveau de geek. Mais que pourrait être la domotique si vous n'obtenez pas des capteurs, des LED, des résistances, des condensateurs, etc.

J'ai inclus mon "appareil de bureau" dans l'image, c'est une simple maquette + D1 Mini + DHT22 + écran OLED. Les éléments LED et IR sont actuellement inutilisés.

Partie logicielle

Comme l'ESP-8266 est une puce assez courante, vous trouverez de nombreux croquis pour cela. Je vais juste être paresseux et utiliser l'excellent logiciel Homie pour ESP-8266 de Marvin Roger. Cependant, cette instructable n'est pas un guide pour Homie.

Étape 11: Boîtier des appareils

Les boîtiers correspondent à ce que vous attendez. J'ai déjà mentionné des choses comme la planche à pain, le carton (comme mon modèle alpha de Garage Opener), les boîtes recyclées (mon Garage Opener dans une boîte à vis), les boîtes de projet ou les boîtiers d'imprimante 3D. Comme d'habitude, la limite est votre imagination.

Gardez à l'esprit que vous devrez intégrer l'électronique que vous prévoyez de déployer. Peu importe à quel point cela peut être gros, plus petit signifie un non-droit.

Si vous surveillez des éléments environnementaux comme la température ou la lumière, assurez-vous de le positionner judicieusement. Mettre un capteur en plein soleil est probablement ce que vous voulez éviter à (presque) n'importe quel prix. Placer un capteur PIR est la même histoire, assurez-vous que la portée est bonne et qu'elle couvre tout ce que vous attendez.

Les hypothèses ci-dessous sont basées sur un moniteur de température/humidité autonome alimenté par batterie.

Un appareil typique devra regrouper:

• Un microcontrôleur, pour nos exemples c'est un D1 Mini, taille: 34.2mm * 25.6mm
• Entre 0 et plusieurs capteurs, prenons un DHT22: 27mm x 59mm x 13,5mm
• Alimentation, le D1 Mini nécessite 5V, l'utilisation d'un Battery Shield ressemble à un plan: 34.2mm * 25.6mm
• Pack de batterie, pour le bouclier de batterie, nous allons jeter un oeil à un pack de batterie Lithium 3.7v: 40mm * 25mm * 6mm
• Un peu d'espace pour les fils, les interrupteurs, les LED… Prenez juste quelques assortiments d'AliExpress (LED, cavaliers, résistances).

Encore une fois, choisissez simplement la façon dont vous vous sentez à l'aise.

Note à moi-même: il est temps d'apprendre un peu de conception 3D:-(

Étape 12: Derniers mots

Quand est venu le temps d'écrire ce dernier chapitre, je me demandais "Qu'est-ce qui a été réalisé ?".

La réponse est assez simple et suit le sujet: Gagnez du temps et planifiez les choses. Cela rendra l'ensemble du projet beaucoup plus cohérent. La domotique n'est pas aussi simple que d'acheter une prise de courant sans fil au magasin local. C'est tellement plus.

A ce stade, je me demande encore quelles sont les économies. Est-ce qu'on s'en soucie vraiment ?

Était-ce instructif ? Beaucoup, exploit acquis !

S'il vous plaît vérifier mes autres instructables, je prévois d'écrire des plus pratiques. J'ai bien aimé prendre le temps d'écrire celui-ci.