Débuter en domotique, choix du matériel, serveur, protocole • Domotique et objets connectés à faire soi-même

  • Puissance limitée
  • Carte micro SD peu fiable, cloner et sauvegarder régulièrement
  • Limité pour la vidéo-surveillance
  • A l’exception du Raspberry Pi 3, le prix avoisine rapidement celui d’un mini-PC Intel

Box domotique dédiée

Dernière solution, la box domotique dédiée. Généralement, elles sont construites sur la base d’un ordinateur carte ARM similaire au Raspberry Pi. Chaque fabricant développe son propre système d’exploitation. L’avantage est que tout fonctionne immédiatement. Il n’y a rien à installer. En contre partie, vous aurez beaucoup moins de liberté dans le choix de vos modules domotiques. Vous serez limité aux technologies supportées par le constructeur.

Dernier point à ne pas négliger, la pérennité de la solution. Comme en informatique, la domotique évolue vite. Compte tenu du budget global de l’installation et du temps que vous allez y consacrer, optez pour un fabricant connu qui dispose de plusieurs années d’expérience dans le domaine. Oubliez les fabricants douteux ou low cost. eedomus, Fibaro, Somfy Tahoma, Zipato et Wattlet (Wattcube) sont les plus connus.

Voici un tableau comparatif des principales caractéristiques techniques des box domotiques eedomus+, Fibaro Home Center 2, Somfy Tahoma, et Zipato Zipamicro.

Box domotique eedomus+ Fibaro Home Center 2 Somfy Tahoma Zipamicro (Zipato)
Prix moyen ~299€ ~ 520€ 299 € ~ 100€
Processeur 1GHz Intel Atom Dual Core (1.6 GHz) Quad-core ARM Cortex-A7
Mémoire 500 Mo 1GB 256Mo
Stockage 2GB
Port Ethernet x1 x1 x1 x1
WiFi Oui
Port USB x2 x4 x1
Sortie vidéo Oui
Connecteur filaire x4
Z-Wave+ Oui Oui Oui
EnOcean Option
433MHz Option Oui
868MHz Oui
Dimensions 147 x 147 x 35 mm 225 x 185 x 42 mm 114 x 10 x 97 mm 62 x 60 x 50 mm
Consommation < 2 W ? < 2 W < 5 W
Batterie Option
Haut parleur Oui
Appli iOS Oui Oui
Appli Android Oui Oui
Appli Windows Phone Oui
Compatible Amazon Alexa Oui
Compatible Google Home Oui Oui
Cloud Sauvegarde, accès à distance
Caméra 5 caméras Visidom max.
Site officiel Consulter Consulter Consulter Consulter
  • Fonctionne directement. Branchez, configurez, c’est prêt
  • Faible consommation
  • Peu de maintenance
  • Peu de compétences requises
  • Choix des modules domotiques plus limité (prévu par le fabricant)
  • Limité pour la vidéo-surveillance
  • Coût
  • Plateforme fermée

Synthèse : avantages et inconvénients

Chaque plateforme présente des avantages et des inconvénients. Pour déterminer les avantages et les inconvénients de chaque plateforme, voici ce qu’on demande avant tout à un système domotique :

  1. Fonctionnement en continu 24h/24h, 365 jours par an
  2. Fiable
    • Chaque panne entraîne l’indisponibilité du système domotique. Les principales causes de pannes : bloc d’alimentation, disque dur, carte micro SD, carte graphique.
    • Re-démarrage automatique fiable. En cas de panne de courant de longue durée, le système domotique doit pouvoir re-démarrer automatiquement de façon fiable
  3. Faible consommation électrique
  4. Peu de maintenance et de mises à jour. Chaque mise à jour entraîne une indisponibilité de l’installation domotique
  5. Polyvalence. Nombre de protocoles domotiques supportés par ajout d’un contrôleur (Z-Wave, RFXCom, EnOcean, Zigbee…)

Voici un tableau de synthèse pour vous aider à choisir votre plateforme

Plateforme Fonctionnement continu Fiable Faible consommation Peu de maintenance Polyvalence Budget
PC Windows ou Linux ** *** * * ***** *
Mini PC Intel sous Linux **** **** *** **** ***** ***
Box domotique ***** ***** **** ****** ** ***
NAS** ***** ***** **** ***** ***** ***
Raspberry Pi 3 ***** **** ***** **** ***** *****
Autres mini-PC ARM eMMC* ***** ***** ***** **** ***** ****

(*) Equipé d’une mémoire eMMC pour faire fonctionner Linux à la place d’une carte micro-SD

(**) Dépend fortement du fabricant

Compatibilité des logiciels Open Source domotique avec Windows, Linux, ARM (Raspberry Pi et similaires)

Il existe des logiciels domotiques Open Source, c’est à dire dont le code source est disponible publiquement. Chacun peut le consulter, le modifier, l’adapter à ses besoins, sans avoir besoin à en demander la permission ou à payer quoi que ce soit. C’est la garantie que nos données personnelles restent sous contrôle).

Voici une liste que j’espère assez complète, n’hésitez pas me signaler un oubli (ou une erreur) dans les commentaires.

(*) Installation possible sur NAS via une machine virtuelle

(**) Le niveau d’activité du projet est basé sur la dernière mise à jour du code source sur GitHub ou SourceForge ainsi que le nombre de fichiers mis à jour.

En 2019, on peut constater l’arrêt ou la stagnation de 6 logiciels. Calaos et HoMIDoM tous les deux français, DomotiGa, Freedomotic, myHouse, MyNodes.NET et Misterhouse.

Si on regarde maintenant les résultats du sondage qui est inséré dans plusieurs articles du blog, vous êtes 42% à utiliser Jeedom, suivi de 29% Domoticz, 9% Home Assistant et 5% OpenHAB. Les enceintes connectées (Amazon Alexa, Google Home, Apple HomePod) représentent 6%. Certains logiciels sont très bien implanté géographiquement. Par exemple OpenHAB et FHEM sont très utilisés en Allemagne, Homeseer aux USA.

Enfin, vous êtes 3% à être équipé d’une domotique (eedomus, Zipato, Somfy Tahoma…). Compte tenu du contenu très orienté DIY du blog, ce chiffre est probablement sous estimé par rapport à la réalité du marché.

Dans la catégorie “Autres”, on retrouve Node-RED (l’environnement de développement d’objets connectés soutenu par IBM), Crouton (un projet de Dashboard Open-Source MQTT également soutenu par IBM), Gladys Assistant, Calaos et NextDom.

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Répartition de l’utilisation des logiciels domotiques Open Source en France en 2019. 1050 votants. Jusqu’à 2 votes par votant.

Quel(s) protocole(s) domotiques choisir ?

Maintenant que l’on a terminé avec les différentes plateformes, attaquons nous aux protocoles domotiques. La liste est longue comme le bras mais finalement très peu qui ont réussi à s’imposer sur le marché durablement. Voici les principaux protocoles que l’on retrouve dans les produits grand public.

EnOcean

EnOcean est une technologie sans fil et sans batterie développée par la société Allemande qui porte le même nom. Elle utilise l’effet piezo-électrique pour produire l’énergie électrique nécessaire à la transmission des données. L’effet piezo-électrique est une propriété de certains cristaux. Un courant électrique est produit sur la face opposée à la face sur laquelle on exerce une pression  mécanique. La technologie est normalisée depuis 2012 sous la référence ISO/CEI 14543-3-10. Elle concerne le moyen de production d’énergie et le protocole de transmission radio.

La technologie EnOcean était d’abord utilisée pour des interrupteurs et des télécommandes sans câblage et batterie. La gamme de produits s’est peu à peu étoffée avec l’arrivée de nouveaux fabricants au sein de l’alliance EnOcean. La liste complète des produits est disponible sur le site officiel de l’alliance EnOcean.

Une passerelle est nécessaire pour communiquer avec les modules EnOcean

Voici quelques modules du fabricant NodOn qui utilisent la technologie EnOcean. Interrupteur sans câblage et sans batterie, télécommande, modules à encastrer pour l’éclairage, volets roulants, prises connectées.

dx00gmsq2mrqz83sbeh3-5230002 3 neufs à partir de 48,60€ actualisé le 29 décembre 2022 22 h 12 min cmia74vga6vledvdmhit-4983071 8 neufs à partir de 52,90€ actualisé le 29 décembre 2022 22 h 12 min 7 neufs à partir de 52,90€ actualisé le 29 décembre 2022 22 h 12 min 5 neufs à partir de 59,23€ actualisé le 29 décembre 2022 22 h 12 min

Voir plus de modules EnOcean

HomeKit, le protocole domotique d’Apple

Apple HomeKit est un environnement logiciel qui permet aux fabricants de rendre leurs modules domotiques (et de caméras de vidéo-surveillance IP) accessibles directement depuis l’appli Maison disponible sur (iOS) iPhone, iPad, HomePod, Mac (macOS), Apple Watch. HomeKit utilise le réseau WiFi pour communiquer avec les modules domotiques. Pour fonctionner, il faudra disposer d’un concentrateur compatible et le laisser allumer. On pourra utiliser un iPad (déconseillé car il fonctionne sur batterie), une Apple TV (3ème génération minium) ou un HomePod.

nvpmx6ndteq0ghg1rhu5-2709092 actualisé le 4 novembre 2022 13 h 01 min d5go5uinliy6hjsvbabr-5173238 3 neufs à partir de 55,39€ actualisé le 4 novembre 2022 13 h 01 min 9cmn3ycbvpkkvucvokoj-6634819 2 neufs à partir de 68,99€ actualisé le 4 novembre 2022 13 h 01 min ud56j3ijpsiscb1op4ut-5824253 10 neufs à partir de 99,95€ 6 occasions à partir de 85,59€ actualisé le 4 novembre 2022 13 h 01 min

Voir plus de modules compatibles HomeKit

LoRaWan, Sigfox

Pour le moment, les accessoires domotiques qui utilisent la technologie LoRa ou Sigfox sont des accessoires très spécifiques, comme par exemple le Flipr qui permet de surveiller l’état de l’eau de sa piscine à distance.

Cependant, il est possible de fabriquer ses propres objets connectés à base d’Arduino qui communiquent sur un réseau privé LoRa en point à point ou via une gateway LoRa.

Radio sans licence : 315MHz, 433MHz, 868MHz

Certaines fréquences radio exploitables sans licence et sans restrictions sont largement utilisées pour la domotique. Les fréquences 315MHz, 433MHz et 868MHz sont les plus utilisées. Vérifiez la législation de votre pays avant d’acheter un matériel, surtout si vous achetez directement en Chine sur AliExpress par exemple.

Passerelle RFXCom / RFXtrx

La passerelle RFXCom est la passerelle la plus connue pour communiquer avec des modules domotiques 433MHz. Elle coûte environ 100€. La version 315MHz ne semble plus commercialisée pour le moment. Voici un petit aperçu des protocoles domotiques supportés par la RFXCom : X10, ARC, AC, HomeEasy EU, Meiantech/Atlantic, Oregon, ATI Visonic/Keeloq, Mertik, AD (LWRF), Hideki/UPM, La Crosse, FS20, ProGuard, BlindsT0, Blinds T1/T2/T3, AE (Blyss), Rubicson, FineOffset/Viking, Lighting4, RSL, Byron SX, Imagintronix, HomeConfort, Somfy RTS…

La documentation française (en partie) est disponible ici.

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Current Price 21 January 2023
Highest Price 119,00€ 3 August 2022
Lowest Price 0,00€ 14 September 2022
0,00€ 14 September 2022
119,00€ 3 August 2022
23,59€ 4 February 2022

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…

Passerelle RFLink

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RFLink est un projet gratuit (mais pas Open Source) dont les fonctions sont similaires au boitier RFXCom. Il est possible d’acheter directement chez Nodo un boitier RFLink déjà pré-installé mais il est également possible de le fabriquer soi-même à l’aide d’un Arduino Mega 2560 Pro Mini du fabricant RobotDyn par exemple. Tout est expliqué en détail dans ce tutoriel. Voici la liste des composants nécessaires. Comptez un budget d’environ 20€ si vous commandez vos composants depuis la Chine (hors impression du boitier par impression 3D).

Sonoff RF Bridge hacké avec Tasmota, Espurna, ESPEasy ou OpenMQTTGateway

Dernière solution pour communiquer avec des modules radio 433MHz, le pont domotique Sonoff RFBridge. Ce n’est pas un pont domotique à proprement parlé. Il a avant tout été développé par Itead Sonoff pour permettre de rendre compatible les modules radio et télécommande avec l’application eWeelink.

Il est possible de hacker le Sonoff Bridge pour installer un firmware Open Source tel que Tasmota, Espurna, ESPEasy, ou OpenMQTTGateway. Voici quelques tutoriels sur le sujet

Zigbee. Philipps Hue, Xiaomi Aqara, Ikea Trädfi…

Le Zigbee n’est pas connu directement comme un protocole domotique mais il est en fait utilisé par un très grand nombre de fabricants de modules domotiques et éclairages connectés.

Pont Hue, Gateway Xiaomi Mi Smart Home officielle

Pour communiquer et piloter les accessoires Zigbee, une gateway (passerelle domotique) est nécessaire. Chaque fabricant propose sa propre gateway. En 2019, il reste deux fabricants de matériel domotique grand public. Philips avec son pont Hue et Xiaomi avec sa passerelle Mi Home.

La passerelle Xiaomi n’est compatible qu’avec les modules domotiques Aqara et Mijia de la marque.

Quelques remarques concernant les produits Xiaomi Aqara :

Le pont Philips Hue est compatible avec de nombreuses marques dont la liste complète se trouve sur cette page. Innr (Europe), Dresden Elektronik / Phoscon, Feibit, Ikea TRÅDFRI, Müller Licht, Paulmann, Paul Neuhaus (Allemagne), Trust (Europe), Shenzhen Homa / Amelech (Europe), Gledopto, GE Link (US/CA), Cree (US/CA), Osram/Sylvania.

L’achat d’un pont Zigbee propriétaire n’est plus une obligation. Il existe plusieurs solutions alternatives qui vont intercepter les échanges et mimer la box d’origine.

Zigbee2MQTT

Le projet Open Source Zigbee2MQTT utilise un sniffer Zigbee CC2531 Texas Instrument pour intercepter et mimer les commandes Zigbee. La plupart (pour ne pas dire tous) des modules compatibles avec le pont Philips Hue et la gateway Xiaomi Mi Home sont supportés. Voici plusieurs articles qui expliquent en détail comment faire :

Avec un contrôleur Zigbee2MQTT vous pourrez piloter un nombre impressionnant d’accessoires

Clé ZiGate, PiZiGate

La clé ZiGate fonctionne sur le même principe que le projet Zigbee2MQTT. La clé Zigbate est développée et fabriquée Frédéric Dubois du blog domotique faire-ca-soi-meme.fr. Il existe plusieurs versions de la clé Zigate que vous pouvez achetez sur la boutique en ligne ici entre 29€ et 69€ en fonction de la version.

L’intégration est très simple car il existe plusieurs plugins pour les box domotiques Vera, eedomus et les logiciels Domoticz, Home Assistant et Jeedom développés par la communauté. Sur Domoticz, utilisez Python Plugin Manager pour l’installation du plugin

89 accessoires domotiques sont supportés par le firmware de la ZiGate. La liste complète est disponible sur cette page. Ce sont pour l’essentiel les ampoules connectées Philips Hue et les accessoires domotiques Xiaomi Mi Home. C’est beaucoup moins que le projet Zigbee2MQTT mais ce sont aussi les plus vendus (en France du moins).

Clé ConBee II et HAT RaspBee pour Raspberry Pi 3 (deCONZ)

La ConBee II est une passerelle domotique Zigbee vers USB similaire à la ZiGate. Elle est construite autour d’un micro-contrôleur ATSAMR21B18 (Cortex M0+ d’ARM). La ConBee II fonctionne sur Windows 7 et 10, Raspbian (Raspberry Pi 2 et 3), Ubuntu et sous Docker. La ConBee II prend en charge les ampoules connectées et les modules domotiques de dresden elektronik, IKEA TRÅDFRI, Müller Licht tint, Philips Hue, Xiaomi Aqara, Xiaomi Mi et Osram. La liste complète des références compatibles est ici.

Un plugin logiciel est disponible sous le nom de deCONZ (également le nom de l’appli officielle) pour la plupart des logiciels domotiques :

RaspBee est une version sans boitier à installer sur le connecteur GPIO du Raspberry Pi 3 (ou 2).

Z-Wave+

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

La compatibilité ascendante est assurée entre le ZWave et le Zwave+. Plus d’infos sur Wikipedia

Le projet OpenZWave permet de communiquer avec des modules domotiques Z-Wave+. La liste des appareils supportés se trouve sur cette page.  Il faudra acheter un contrôleur Z-Wave. Le contrôleur Z-Wave+ de la société Everspring ne semble plus commercialisée. Le contrôleur Z-Wave.Me est très bien pris en charge par Jeedom et Domoticz ou Home Assistant.

On trouve des accessoires Z-Wave pour piloter à peu près tout dans la maison. Chauffage électrique à fil pilote, éclairage, variateur de lumière, prise connectée, détecteur de présence (capteur de mouvement), commande de volets roulants, vanne thermostatique pilotée, détecteur d’ouverture (porte ou fenêtre), télécommandes… La Z-Wave Alliance regroupe 700 fabricants dans le monde qui totalisent un catalogue de 2400 produits. Le catalogue complet se trouve ici.

Z-Uno, une carte pour développer des modules domotiques Z-Wave+ avec du code Arduino

Z-Uno est une carte de développement qui permet de fabriquer ses propres modules Z-Wave+ avec du code Arduino. Aucune connaissance particulière du protocole Z-Wave+ n’est nécessaire. Tout est géré par la librairie Arduino Z-Uno dont les méthodes sont détaillées sur cette page. De nombreux exemples et projets sont également disponibles ici. Z-Uno est vendu environ 60€.

Carte de développement Z-Uno pour développer des modules domotique Z-Wave avec du code Arduino !

Les cartes Z-Uno sont disponibles principalement chez des revendeurs de matériel domotique. En France, elle est disponible sur Amazon ainsi que chez Domadoo, Planète Domotique et Semageek. Tous les autres distributeurs sont listés sur cette page.

Merci à Fleurisson pour l’info.

Synthèse : quel protocole domotique choisir ?

Si vous faites appel à un professionnel, vous pouvez optez pour des modules CPL du fabricant français Wattlet ou des modules Modbus surtout pour le pilotage des éclairages (intérieur / extérieur), le chauffage et la VMC. Pour les détecteurs (présence, ouverture / fermeture, ambiance, pollution de l’air), les détecteurs grand public seront beaucoup moins chères.

En ce qui concerne la couverture, les modules CPL sont imbattables avec une couverture pouvant atteindre jusqu’à 3km ! Le Z-Wave+ ou le Zigbee sont également un très bon choix car chaque module (alimenté sur le secteur) peut devenir un noeud d’un réseau ce qui permet d’augmenter la portée et la fiabilité des transmissions. Vous pouvez mixer les deux technologies mais vous allez perdre le bénéfice du maillage.

Oubliez les modules radio (433MHz ou autre) au delà de 30m (et encore je suis optimiste). Les communications sur les fréquences radio libres sont très faciles à brouiller. Evitez absolument cette technologie pour les modules de sécurité (détection de mouvement, ouverture / fermeture, fumées…)

Enfin, voici un tableau de synthèse pour vous aider à choisir vos accessoires en fonction de plusieurs critères :

  • Projet de construction ou rénovation
  • La couverture souhaitée.
  • La diversité des modules disponibles
  • La présence d’un réseau Ethernet. Il pourra être utilise pour la vidéo-surveillance
Protocole domotique Filaire Sans fil Gateway** Budget Rénovation Couverture* Diversité des accessoires
EnOcean X X **** ** ***** ****
Modbus X X ***** * ***** ***
CPL X X ***** ***** ***** **
WiFi X **** **** *** ****
Z-Wave+ X X **** **** **** *****
Zigbee X X *** **** **** *****
HomeKit X AppleTV , iPad, HomePod ***** **** *** ****
Radio sans licence X X ** **** ** *****
LoRa, Sigfox X X *** ***** ***** *

(*) Nécessite une passerelle domotique adaptée qui permet la communication entre le serveur domotique et le(s) accessoire(s)

(**) La couverture varie fortement en fonction des obstacles et des matériaux de construction.

Peut-on fabriquer ses propres objets connectés ? capteurs, détecteurs…

Absolument !

Rien de plus facile un Arduino et quelques composants. Vous pourrez fabriquer votre propre sonde d’ambiance (température, humidité, pression atmosphérique), détecteur de pollution (CO2, particules fines…), consommation d’énergie…

Voici une série de tutoriels pour débuter

Peut-on hacker des modules ou la communication ?

Oui, il est possible de hacker les modules domotiques de certains fabricants ou d’intercepter / mimer les données échangées avec les modules. C’est d’ailleurs ce qui est fait avec la passerelle RFLink pour les modules radios et Zigbee2MQTT pour les modules Zigbee (Xiaomi Aqara, Philips Hue, Ikea Trädfi, ampoules Innr…).

Voici quelques articles sur le sujet

Prêt à vous lancer dans la domotique ?

J’espère que vous avez maintenant une bonne vision d’ensemble de ce qu’est la domotique. Voici une sélection d’article pour bien débuter ou aller plus loin avec Jeedom, Domoticz ou Home Assistant, les 3 serveurs domotiques les plus utilisés actuellement.

Mises à jour

[11 mai 2019] Ajout des contrôleurs Zigbee Zigate et Conbee II. Merci à Nico pour l’info

[6 mai 2019] Ajout du module Z-Uno pour développer des modules Z-Wave+ DIY avec du code Arduino. Merci à Fleurisson pour l’info

[20 mais 2019] Ré-écriture de la partie passerelle radio sans licence. Ajout des passerelles RFXCom et du pont Sonoff RF Bridge que l’on peut hacker pour y installer un firmware Open Source tel que OpenMQTTGateway. Ajout du projet de dashboard MQTT Crouton (IBM). Merci à Migui pour le rappel 🙂

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