Comment fabriquer une box domotique 100% DIY à base de Raspberry Pi 3 ?

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Le mini-PC Raspberry Pi 3 a entrainé une véritable révolution dans le monde des box domotiques DIY. Ce petit ordinateur carte qui coûte moins de 40€ est suffisamment puissant pour faire fonctionner la plupart des logiciels domotiques Open Source. Le GPIO (connecteurs d’entrée/sortie) a permis le développement d’interfaces domotiques et de brancher des capteurs supplémentaires. Si vous avez l’intention de vous lancer dans l’aventure de la domotique à faire soi-même, voici quelques conseils pour bien débuter. Nous allons voir quel modèle choisir, les accessoires indispensables pour compléter le Pi, comment protéger ses données, comment l’installer dans une armoire électrique sur Rail DIN et quel logiciel domotique installer.

Quel modèle de Raspberry Pi choisir pour une box domotique DIY ?

Trois principaux modèles de Raspberry Pi sont en vente actuellement. Le Raspberry Pi 2 modèle B, le Raspberry Pi 3 et le Raspberry PiZero W. On trouve encore des traces de premiers modèles de Raspberry Pi. Pour quelques euros de plus, optez directement pour le Raspberry Pi 3. Il est plus puissant et surtout il intègre le WiFi et le Bluetooth. Vous ferrez des économies, inutile d’acheter un dongle WiFi ou Bluetooth.

C’est la même chose pour le Raspberry Pi Zero. La version 1 commercialisée avec le MagPi à 5€ n’intégrait pas le WiFi, le Bluetooth et de connecteur Caméra. La version 1.3 a été lancé quelques mois après. La version 1.3 ajoute un connecteur caméra CSI (plus petit que celui du Raspberry Pi !). On peut considérer ces deux modèles comme obsolètes du Raspberry Pi Zero W, la troisième version la plus aboutie. Le PiZero W en plus du connecteur caméra apporte le support du Bluetooth et du WiFi.

En terme de puissance brute, c’est le Raspberry Pi 3 qui est le mieux adapté pour fabriquer une box domotique comme le montre ce benchmark réalisé avec le SysBench par le site f4bi. On réservera le Raspberry Pi Zero W pour la réalisation de caméra de surveillance. Beaucoup plus compact et assez puissant, il est très bien adapté pour ce type de projet.

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Le plus petit est le meilleur (en secondes)

Si toutefois vous pensez manquer de puissance ou que vous avez vraiment beaucoup de scénarios, vous pouvez également recycler un vieux PC en serveur domotique.

Compléter le Raspberry Pi 3 : carte SD, boitier de protection

Pour proposer un mini-PC à ce prix, tout ce qui a été jugé superflu par les concepteurs a été retiré du Raspberry Pi 3. Il reste juste une carte avec des connecteurs et même pas un bouton de mise sous tension. Il démarre dès qu’on branche l’alimentation 5V sur le connecteur micro-USB OTG (On-The-Go). Pour l’arrêter, il faudra passer par l’interface du logiciel domotique ou exécuter la commande Linux sudo halt  (ou une équivalente) depuis une connexion SSH.

Une alimentation 5V de qualité

Le Raspberry PI consomme peu mais il est préférable de disposer d’une alimentation pouvant délivrer 2,5A au minimum. Le mieux est une alimentation 5V/3A (3000mA) si vous devez utiliser le GPIO ou le module caméra. Si le Raspberry Pi 3 s’arrête ou re-démarre sans raison, c’est probablement à cause d’une alimentation trop faible. C’est souvent le cas lorsqu’on recycle un ancien chargeur de téléphone. Le connecteur est de type micro-USB.

Deux cartes SD

C’est la première chose à acheter. Une carte SD de 8GB est largement suffisante. Par contre, achetez une carte de grande marque portant la mention class 10 au minimum. Vous obtiendrez de meilleures performances avec des cartes SD de nouvelle génération de type SDXC II V60 (60MB/s).

Choisir une carte SD de qualité est un point crucial. D’une part pour que le système soit rapide et d’autre part pour éviter les pannes. Les cartes SD n’ont pas été conçues pour un usage aussi intensif (pas comme les disques SSD à mémoire flash).

Mais ce n’est pas suffisant. Achetez une seconde carte SD et clonez régulièrement la carte SD principale (après chaque mise à jour, tous les mois). En cas de panne, vous pourrez relancer votre serveur en quelques minutes sans avoir à tout réinstaller. Certains logiciels domotiques (Jeedom notamment) nécessitent de ré-inclure les périphériques après une restauration. Il est donc beaucoup plus simple de relancer le Raspberry Pi avec un clone du système. Suivez ce tutoriel pour apprendre comment sauvegarde une carte SD.

Boitier de protection ou montage sur Rail DIN

Autre accessoire utile, un petit boitier de protection. On en trouve pour quelques euros. C’est souvent beaucoup moins chère d’acheter le Raspberry Pi 3 dans un pack. On en trouve qui intègrent un boitier, des dissipateurs thermiques (même si le RPi chauffe très peu), une alimentation 5V/3A.

Pour fabriquer une box domotique, il existe également des boitiers inclinés qui peuvent recevoir un écran tactile 7”. C’est idéal pour fabriquer un panneau de commande tactile pour piloter vos accessoires domotiques. Vous pourrez au choix poser votre box domotique sur un meuble ou la fixer au mur.

La dernière solution consiste à installer le Raspberry Pi directement dans l’armoire électrique à l’aide d’un boitier équipé d’un système de fixation pour Rail DIN. C’est un montage plus pro.L’avantage, c’est que le Raspberry PI sera installé au plus prêt de l’installation électrique. Dans ce cas, une connexion SSH devient quasi obligatoire pour les mises à jours.

 

Un onduleur pour protéger le Raspberry Pi 3 et la carte SD

Un achat qui va rapidement faire grimper la note de votre équipement mais qui va vous apporter une certaine tranquillité d’esprit. Le talon d’Achille du système réside dans la carte SD. Une coupure de courant durant une phase d’écriture et la carte SD risque d’être endommagée. Un onduleur pourra protéger efficacement le système. Un petit onduleur de 400VA est suffisant. Si votre box domotique est à proximité de votre ordinateur, c’est peut être l’occasion de protéger tout ce petit monde des coupures de courant et des surtensions.

Un onduleur va apporter plusieurs protections au votre serveur domotique :

  • Protéger le Raspberry Pi et les accessoires (passerelle RFX Com…) des surtensions électriques
  • Protéger la carte SD et toutes les données, scripts et scénarios. Cela ne doit pas vous dispenser de faire un clone régulièrement.
  • Assurer une continuité de fonctionnement. Le serveur pourra continuer à récupérer des informations des capteurs fonctionnant sur piles. C’est le cas par exemple des détecteurs d’ouvertures de portes et fenêtres, la centrale et la sirène d’alarme… Dès que le courant sera rétabli, le serveur pourra de nouveau piloter les appareils alimentés sur le secteur.
  • En ajoutant une clé 3G (comment faire sur le blog domo-attitude), le serveur pourra vous avertir par SMS d’une coupure de courant et de son rétablissement. Idéal lorsque vous partez en vacances pour demander à un amis d’aller vérifier la maison (et vider le congélateur !).

Faut-il acheter le Raspberry Pi 3 seul ou en kit ?

Si vous avez du matériel à “recycler”, clavier, souris, écran, carte SD, vous pouvez acheter votre Raspberry Pi 3 seul. Un serveur domotique n’a pas besoin d’accessoires. Vous aurez besoin d’un clavier, souris, écran dans la phase d’installation. Ensuite, la plupart des logiciels domotiques proposent une interface de configuration accessible depuis n’importe quel ordinateur du réseau local. Au pire, vous pourrez accéder au Raspberry Pi 3 à l’aide d’une connexion SSH.  On trouve très souvent des promos sur les kits

Ajouter une passerelle pour communiquer avec des appareils domotiques

Les appareils domotiques utilisent des protocoles pour communiquer avec un serveur ou une box domotique. En fonction de la technologie employée par vos appareils vous aurez besoin d’ajouter une passerelle pour pouvoir communiquer avec eux (mesure de température, détecteur d’ouverture de porte ou fenêtre, inondation…), ou les commander (éclairage, déclencher la sirène d’alarme, ouvrir les volets, allumer le chauffage…).

Clé Z-Wave+ ou RaZberry

Z-Wave et Z-Wave+ est un protocole domotique propriétaire développé par Sigma Designs. Chaque fabricants qui veut rendre son matériel doit intégrer une puce dédiée (payant évidemment). C’est pourquoi les appareils Z-Wave sont souvent plus chers. Le Z-Wave plus augmente la portée de 50% (en théorie) avec une consommation moindre (67% annoncé). C’est important car les appareils fonctionnent très souvent sur piles.

Compatibilité ZWave / Zwave+. Comme toujours en informatique, la compatibilité est descendante. Vous pourrez communiquer avec des appareils ZWave avec un dongle ZWave+ mais pas l’inverse.

Comme c’est un protocole propriétaire et fermé, pour communiquer avec des appareils Z-Wave depuis une box domotique DIY, il faudra utiliser un projet Open Source compatible. C’est le projet OpenZWave qui s’en charge. La liste des appareils supportés est ici. Rassurez vous, en général, c’est le logiciel domotique qui s’occupe de tout installer. Il faudra juste acheter le matériel compatible (l’antenne émettrice / réceptrice).

La carte d’extension RazBerry qui est la plus connue. C’est une carte d’extension à brancher sur le GPIO du Raspberry PI (Hat). Elle date presque du premier Raspberry Pi ! La tendance actuelle va plutôt vers l’abandon du Razberry au profit des clés Z-Wave USB moins couteuses. Le choix va surtout dépendre du logiciel domotique choisi. Les clés Z-Wave+ Everspring ou Z-Wave.Me sont très bien prises en charge par Jeedom et Domoticz ou Home Assistant.

  • Contrôleur USB Z-Wave+ - Everspring

    Le contrôleur Z-Wave d'Everspring se connecte sur un port USB de votre ordinateur ou d'une carte Raspberry-Pi. Il vous permet ensuite de communiquer avec votre réseau Z-Wave. Vous pourrez ainsi ...

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  • Z-Wave.Me Centrale USB-Stick ZME_UZB1

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    USB Smart Home Stick My Cloud2 WD 

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  • z-wave.me RaZberry - contrôleurs périphériques (Z-Wave)

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    Otras características: Compatibilité: Raspberry PIContrôleur d'interface: Z-WaveInterface de l'hôte: GPIOMicrologiciel évolutif: Oui

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RXFCom 433MHz ou RFLink

RFXCom est une passerelle domotique qui permet de communiquer avec des appareils Radio à la fréquence de 433MHz. Elle permet d’intercepter les trames radios échangées entre les appareils et de les décoder. On pourra par exemple récupérer les mesures d’une station Météo Oregon Scientific. RFXCom est également capable de mimer les trames radio pour piloter les appareils. Cela va permettre de fermer les volets ou des stores Somfy, piloter des prises commandées Chacon…  Voici une liste (non exhaustive) des appareils supportés :

  • Alecto WS1200
  • ANSLUT
  • A-OK roller blind motor
  • ATI Remote Wonder, ATI Remote Wonder II, ATI Remote Wonder Plus
  • Atlantic
  • Blyss (Lighting)
  • Brennenstuhl
  • ByeByeStandBy
  • Byron SX chime
  • cent-a-meter, Electrisave
  • Chacon
  • COCO
  • Sonde météo Cresta (TX2/3/4/7/17,WS2300)
  • DI.O
  • Digimax
  • Digimax RTS10 / RFS10 / TLX1206
  • DomiaLite
  • Düwi
  • ebode – XDOM
  • ELRO AB400, ELRO AB600
  • Ematronic roller blind motor
  • Energenie ENER010
  • Harrison curtain
  • Hasta motor
  • Hideki, TFA weather sensors
  • HomeEasy, HomeEasy EU, HomeEasy EU HE300, HomeEasy EU HE800
  • Ikea Koppla
  • Impuls
  • Intertechno
  • KD101 (Avidsen, Chacon, NEXA, Flamingo, Blyss, Proove)
  • KlikAanKlikUit
  • La Crosse weather sensors
  • Lexibook (SM883)
  • LightwaveRF, Siemens (lumière et prises)
  • Media mount projection screen
  • Meiantech
  • Mertik Maxitrol (G6R-H4T1, G6R-H4TB)
  • NEXA
  • Nexus design IW008T
  • Oregon Scientific BWR101/BWR102, GR101
  • Oregon weather sensors (protocoles 1.0,2.1,3.0)
  • OWL CM113, OWL CM119, OWL CM160, OWL CM180
  • OWL Intuition CM180i
  • PC Remote
  • Phenix
  • Philips SBCSP370/375
  • Proove
  • PT2262 (récepteur uniquement)
  • Raex
  • RFXMeter
  • RFXSensor
  • Rising Sun
  • RollerTrol blinds
  • RUBiCSON (48659,48695)
  • Sartano
  • Somfy RTS
  • Techno line TX95-TH
  • UPM/Esic Clas Ohlson (portée très limitée)
  • Viking, FineOffset (02035,02038, 02811)
  • Visonic PowerCode
  • Waveman
  • X10 lighting, X10 security, X10 Ninja/Robocam, X10 remotes

Une box domotique prend tout son sens avec cette passerelle. En mettant en place des scénarios simples, vous pourrez par exemple ouvrir les volets dès le lever du soleil (et inversement), simuler votre présence en allumant des lampes lorsque vous partez en vacances, allumer le chauffage 1h avant votre retour du travail…

La passerelle RFX Com est assez chère. Comptez environ 100€.

Rfxcom USB Transceiver (Transmitter/Receiver 433?Mhz) with Somfy Stand by Rfxcom, Rfxcom

Price: 98,05
as of 13 December 2017  
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Price History

Statistics

Current Price 98,05€ 13 December 2017
Highest Price 104,85€ 18 October 2017
Lowest Price 94,95€ 6 December 2017
Since 19 September 2017

Last price changes

98,05€ 10 December 2017
94,95€ 6 December 2017
97,00€ 21 November 2017
99,95€ 3 November 2017
104,85€ 18 October 2017

Ce nouveau module de RFXCom propose les nombreuses fonctionnalités déjà présentes dans le RFXCom de base, mais ajoute le support de Somfy RTS !. Le RFX14103 (également répertorié comme RFXTRX433E) est un appareil émetteur/récepteur, qui se branche en USB à un ordinateur, une microcarte type...

Si vous préférez rester dans l’esprit DIY, vous pouvez fabriquer votre passerelle domotique radio à l’aide du projet Open Source RFLink. C’est un travail de titan qui est réalisé par Stuntteam depuis plusieurs années maintenant. De nouveaux produits sont constamment ajoutés. Vous pouvez vérifier la compatibilité de votre appareil domotique ici. La liste est actualisée à chaque mise à jour du firmware. Suivez ce tutoriel pour fabriquer votre passerelle RFLink. La liste du matériel nécessaire se trouve ici.

Vous pouvez soutenir le projet (qui permet d’acheter les nouveaux équipements domotiques) en faisant un don sur le blog du projet.

montage rflink rfxcom arduino mega 2560 superheterodyne domoticz

RFLink à base d’Arduino Mega 2560 et d’un module radio Super Heterodyne.

Homebridge

Avec ce projet Open Source, vous pourrez piloter n’importe quel accessoire domotique depuis votre iPhone ou iPad. Aucun matériel supplémentaire n’est nécessaire. Tous les articles qui traitent d’Homebridge sont ici.

Quel logiciel domotique Open Source installer

Vous aurez l’embarra du choix là aussi. La plupart des logiciels ont été adaptés au processeur ARM du Raspberry Pi ou ils ont été directement développés pour lui. Vous pourrez choisir en fonction de votre niveau de connaissance et du temps que vous désirez consacrer à l’installation et à la configuration de votre installation. Vous pouvez lire ce premier article d’août 2016 qui dresse un premier aperçu des logiciels disponibles. A cette liste, ou pourra ajouter le projet Gladys développé par Pierre-Gilles Leymarie. Ce projet encore jeune (par rapport aux autres ténors) est entièrement en français et prend très bien en charge les commandes vocales.

Pour vous aider à choisir, voici différentes situations

Vous débutez

Vous cherchez un logiciel simple à installer et à configurer. Domoticz est le plus facile à installer. Une seule ligne de commande et c’est fait (suivez ce tutoriel). Simple et puissant, il est soutenu par une très grande communauté. On pourra lui reprocher une interface vieillissante et un peu bridée mais au final il fait très bien son travail. Il n’y a aucun système de plugin payant. Jeedom est aussi une solution facile à installer surtout depuis la mise en place du script NetInstall. Il faudra patienter car l’installation est longue. Seul regret, le système de plugin payant. Il faudra souvent passer à la caisse, mais rien d’extravagant, les modules coûtent entre 2 à 8€. L’avantage est de pouvoir rémunérer des développeurs qui s’investissent dans Jeedom depuis des années.

Domoticz Jeedom
domoticz Source : jeedom
Tutoriel : Installer Domoticz sur Raspberry Pi 3 Tutoriel : Installer Jeedom v3 sur Raspberry Pi 3

Une interface en français

Oui, c’est possible ! Il faudra accepter des taper des commandes en anglais et avoir des messages d’information ou d’erreur en anglais, mais l’interface sera en français. Jeedom, développé par une équipe lyonnaise est le meilleur choix pour vous. Ensuite Domoticz qui a été traduit par la communauté d’utilisateurs.

Jeedom Domoticz
Source : jeedom domoticz
Tutoriel : Installer Jeedom v3 sur Raspberry Pi 3 Tutoriel : Installer Domoticz sur Raspberry Pi 3

Vous êtes un peu Geek

Vous aimez tester ce qui est nouveau ou vous n’avez pas peur de mettre les mains dans les fichiers de configuration et coder. Home Assistant est mon préféré. Si vous avez un iPhone, vous pourrez même piloter votre installation depuis votre travail ou en vacances gratuitement. OpenHab est peu utilisé en France. C’est l’équivalent de Jeedom en Allemagne. Depuis la version 3, il est devenu plus accessible aux néophites. Une interface de configuration a été ajoutée. Très puissant, il est supporté par une très grande communauté. Il est probablement autant utilisé que Domoticz. Enfin, pourquoi pas tester Gladys, le petit nouveau français.

homeassistant

Home Assistant

Tutoriel : Installer Home Assistant sur un Raspberry Pi 3.

openhab

OpenHAB

Gladys

Gladys

Tableau de synthèse

Domoticz Home Assistant Jeedom OpenHab Gladys
Interface en Français X Partiellement* X Partiellement* Oui
Configuration via une interface X Partiellement X X

partiel depuis v3

X
Protocoles pour domotique DIY
  • MySensors
X X X X X
  • RFLink
X X X

plugin payant 4€

X
  • MQTT
X X X X X
  • OpenZwave / Z-Wave
X X X X X
  • Comme c’est à l’utilisateur de construire ses écrans à l’aide d’un language dédié (YAML pour Home Automation par exemple), il est possible d’avoir les libellés en Français. Le reste de l’interface reste en anglais.

Quelques livres pour débuter

Vous avez encore des hésitations, voici de très bons livres écrits par des blogueurs et des passionnés de l’univers Raspberry Pi. Si vous ne connaissez absolument rien au monde Linux et au Raspberry Pi, vous pouvez commencer par le livre de François MOCQ, Raspberry Pi 3 ou Pi Zero – Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur, l’auteur du blog framboise314.fr

Raspberry Pi 3 ou Pi Zero - Exploitez tout le potentiel de votre nano-ordinateur

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Ensuite, vous pourrez vous baser sur les nombreux exemples et scénarios proposés dans Le guide de la maison et des objets connectés: Domotique, smart home et maison connectée de Cédric Locqueux, l’auteur du blog Maison et Domotique.

Le guide de la maison et des objets connectés: Domotique, smart home et maison connectée., Cédric Locqueneux

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Quelques tutoriels pour débuter

Prêt à vous lancer, voici les derniers tutoriels publiés sur Projets DIY pour les principaux logiciels Open Source cités précédemment. Avant de commencer, vous pouvez aussi tester les serveurs à l’aide de Docker sur un PC Windows ou un Mac. Lisez cet article pour savoir comment faire.

Domoticz

Domoticz

Jeedom

Jeedom : tutoriels sur le serveur domotique, installation, plugins, scripts

Home Assistant

Home Assistant

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  • toutazimuth

    Merci pour cet article et tous les liens. Article très didactique et abordable par un profane. Mais pourquoi ne pas proposer une solution alternative avec emmc ou SSD. Car la carte SD est clairement le maillon faible pour une installation domotique (d’ailleurs vous en avez conscience 😁). Pour moi c’est rédhibitoire les cartes SD, et les sauvegardes c’est une contrainte en plus.
    Le budget est un peu augmenté, mais c’est tellement rassurant. Merci encore pour ce bel article.

  • Nico Light

    Salut, Bel article, bien presenté.

    Une correction : RFLink ce n’est pas Nodo !

    RFlink c’est RFlink, developpement, recherche sur les protocoles radios, principalement via stuntteam et les retours des utilisateurs.
    Nodo c’est une societe qui fabrique du Hardware compatible RFLink, libre a nous de faire un shield equivalent !

    • Merci Nico. Oui exact ! Pas toujours évident de savoir qui fait quoi 🙂 C’est Stuntteam, oups ! Je corrige

Projets DIY - Domotique et objets connectés à faire soi-même