Quelle passerelle domotique choisir ? RFXCom, Z-Wave, Zigbee, Xiaomi Aqara, Philips Hue…

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A l’exception des modules domotiques qui utilisent le réseau WiFi ou Ethernet, une passerelle domotique (gateway) est nécessaire pour pouvoir communiquer et ces derniers depuis un serveur domotique.  Les serveurs domotiques Open Source (Jeedom, Domoticz, Home Assistant, OpenHAB…) supportent en générale toutes les technologies existantes* : radio (433MHz, 868 MHz), Zigbee, Z-Wave.

 

 

Dernière mise à jour : 20 avril 2020

(*) Ce sont toutes des technologies radio mais le protocole de communication est généralement propriétaire ou a été développé pour un regroupement de fabricants.

Quelles sont les protocoles domotiques les plus courants ?

Le choix de la passerelle domotique est uniquement guidé par le matériel que vous désiré acheter ainsi que de votre budget pour vous équiper.

Voici une petite introduction pour vous aider à vous y retrouver. Il y a beaucoup plus de détail dans les prochains paragraphes.

Module radio. Les modules qui utilisent la technologie radio à 433MHz (pour l’essentiel) sont les moins cher. Ce sont aussi les plus sensibles au jamming (brouillage radio). Il faudra donc éviter ces modules si vous voulez utiliser des capteurs (mouvement, présence, ouverture) pour fabriquer un système d’alarme d’appoint. Pour piloter les modules radio, vous avez 2 solutions. Acheter une gateway RFXCom (environ 100€) ou fabriquer une passerelle RFLink (environ 20€ de composants).

Modules Zigbee. Le Zigbee est un protocole de communication radio qui a été spécialement été développé pour la transmission de données en milieu difficile. Il a été conçu dès l’origine pour des applications industrielles. Le Zigbee est par ailleurs très économe en énergie, ce qui est idéal pour des capteurs (température, baromètre, présence…) qui fonctionnent sur pile ou batterie.

Modules Z-Wave. On doit le Z-Wave au fabricant Danois Zen-Sys qui a été rachetée par la société américaine Sigma Designs en 2008. Le Z-Wave rassemble 700 entreprises qui proposent plus de 2400 produits grand public. Le Z-Wave est assez proche du Zigbee en therme de performance, de gestion de l’énergie et de sécurité des données. Il est vraiment très facile de piloter les modules Z-Wave (nombreux) à l’aide d’un simple dongle USB (environ 30€).

Apple Homekit. Vous trouverez enfin des modules estampillés compatibles HomeKit. Homekit n’est pas un protocole de communication. C’est un environnement logiciel mis à disposition d’Apple pour les fabricants d’accessoires. Les accessoires certifiés HomeKit peuvent être pilotés depuis un smartphone à condition de posséder un concentrateur (allumé) à la maison (iPad, AppleTV de 3ème génération minimum, HomePod). Le projet Open Source Homebridge permet de mimer Homekit et de faire croire à Homekit qu’un appareil non certifié est compatible. Avec Homebridge, vous pourrez même piloter vos projets DIY ESP8266 / ESP32 depuis votre iPhone avec Siri !

Voici enfin une synthèse en image

choix gateway pont domotique zigbee zwave xiaomi philips hue zigbee2mqtt sonoff homy

Cliquer pour agrandir

Pont domotique 433MHz

Passerelle RFXCom / RFXtrx

La passerelle RFXCom a été développée pour piloter les modules domotiques radio qui utilisent la fréquence 433MHz depuis un ordinateur par la société du même nom. Depuis la démocratisation des NAS et l’arrivée du Raspberry Pi, il est encore plus facile de fabriquer un petit serveur domotique et de créer des scénarios pour piloter les modules radio très économiques.

On trouve également cette passerelle sous le nom RFXtrx.

RFXCom est maintenant un projet très ancien et parfaitement fiable. Il est intégré à l’ensemble des serveurs domotiques Open Source ainsi que certaines des box domotiques commerciales (Eedomus, Zibase)

RFXCom prend en charge les protocoles 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

Remarque, d’après la documentation, il existe une variante 315MHz mais elle est impossible à trouver y compris sur le site officiel du fabricant.

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

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Dernière mise à jour effectuée le: 19 mars 2020 15 h 57 min

Passerelle DIY RFLink (à fabriquer soi-même)

rflink arduino mega 2560 pro mini robotdyn superheterodyne 433mhz ksa6 rxb6Beaucoup d’autres fabricants utilisent les ondes radio pour communiquer. La fréquence 433MHz (433.92MHz précisément) est la plus répandue. D’autres fréquences peuvent être utilisées (315MHz, 868MHz par exemple) mais cela dépend de la législation du pays. C’est un point important à vérifier avant d’acheter vos équipements, surtout en direct de chine.

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.

Voici la liste du matériel nécessaire.

RFLink nécessite obligatoire un Arduino Mega 2560 (plus puissant et surtout suffisamment d’E/S pour les antennes radio). Vous pouvez opter pour une version mini (je vous conseille la version 5V avec convertisseur FTDI intégré de Robotdyn) pour fabriquer un boitier plus compact

Dernière mise à jour effectuée le: 17 avril 2020 16 h 30 min

Il est conseillé d’utiliser un émetteur Superheterodyn KSA6 ainsi qu’une antenne amplifiée d’au moins 6dBi pour augmenter la qualité de réception. Vous pouvez également souder une antenne torsadée en cuivre pour augmenter la portée de l’émetteur FS1000A 433MHz.

Voici tous les tutoriels pour fabriquer et intégrer RFLink à Domoticz ou Home Assistant. Un plugin payant est nécessaire sur Jeedom. Une fois connecté à votre serveur domotique, vous pourrez piloter vous modules radio et créer des scénarios complexes. Si vous utilisez l’appli domotique Homy pour iOS / Android, vous pourrez même recevoir des informations et piloter vos modules même en dehors de chez vous.

RFLink peut également prendre en charge les fréquences radio 315MHz et 868MHz en ajoutant les émetteurs/récepteurs nécessaires.

Attention. N’oubliez pas d’acheter un émetteur radio pour pouvoir envoyer des commandes à vos modules domotiques.

Le projet RFLink de Stuntteam permet d’intercepter les messages radio à l’aide d’un récepteur et de miner les commandes à l’aide d’un emetteur. Les codes de commande d’un très grand nombre de produits sont déjà pré-installé dans le firmware. Si ce n’est pas le cas, RFLink peut servir de sniffer et miner les commandes depuis un serveur domotique. C’est à chacun à faire ce travail. Pour découvrir plus en détail comment les informations radio sont transmisses, vous pouvez lire cet article (ancien) super intéressant de Christian Fetzer

Attention toutefois, RFLink semble incapable d’intercepter certains messages radio (longueur inhabituelle, encodage particulier…). On rencontre souvent ce problème avec des composants d’alarme.

Sonoff RF Bridge hacké avec Tasmota, ESpurna ou ESPEasy

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.

En installant un firmware alternatif tel que Tasmota, Espurna ou ESPEasy, on va pouvoir adapter le RF Bridge de Sonoff à nos besoins. Voici tous les tutoriels sur le sujet

    Accessoires domotiques Zigbee

    Pont (hub) Philips Hue

    Le pont domotique Philips Hue utilise le protocole Zigbee. Philips a été l’un des premiers fabricants à se lancer sur le marché des ampoules connectées. Plutôt que de jouer en solo, Philips a préféré jouer la carte du partenariat. Le pont Hue permet maintenant de piloter un grand nombre d’accessoires domotiques (ampoule, prise connectée, ruban de LED, détecteur de mouvement…). La liste complète se trouve sur cette page. En voici un extrait :

    Philips Pont de connexion Hue

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    Dernière mise à jour effectuée le: 19 mars 2020 15 h 57 min

    D’autres fabricants très populaires sont exclus de cette liste car ils n’utilisent par le Zigbee comme protocole de communication ou une version non supportée par le pont Hue : Elgato Eve plug (bluetooth), Belkin WeMo, Kogeek, Nanoleaf Ivy (ZigBee HA).

    Gateway Xiaomi compatible HomeKit pour accessoires domotiques Aqara ou Mijia

    Le fabricant chinois Xiaomi propose une large gamme d’accessoires domotiques que l’on trouve sous deux désignations Aqara ou Mijia. Il y a juste une petite différence de design entre les deux famille. Une passerelle est nécessaire pour piloter les modules. Tout comme le pont Philips Hue, la gateway de Xiaomi utilise le protocole Zigbee pour communiquer avec les modules domotiques. Elle se présente sous la forme d’un boitier rond à brancher sur une prise de courant. Normalement réservée au marché intérieur chinois, elle n’est donc pas proposée avec une prise EUropéenne. Il faudra faire l’acquisition d’un adaptateur complémentaire (quelques euros).

    Attention également, la gateway ne parle que chinois. L’application Mi Home présentée ici en détail est partiellement traduite en anglais et en français. L’inclusion des modules est toutefois assez simple et ne présente pas de difficulté particulière.

    Autre point négatif, la gateway est équipée de microphones (et d’un haut parleur) car elle permet de communiquer depuis l’appli iOS / Android (je n’ai pas testé). J’imagine que vous êtes nombreux à ne apprécier l’idée de pouvoir être espionné par les grandes oreilles chinoises, même si rien de tel n’a été publié en ce sens jusqu’à maintenant. Si tel est le cas, passez directement au paragraphe suivant, le projet Zigbee2MQTT est fait pour vous 🙂

    Voici une série de tutoriels pour prendre en main la gateway officielle Xiaomi Aqara

    Tous les accessoires Xiaomi Aqara

    Passerelle Zigbee ConBee II (deCONZ) de Dresden Elektronik

    La ConBee II du fabricant allemand Dresden Elektronik est une passerelle Zigbee qui supporte les fabricants de matériels domotiques les plus courants, Xiaomi Aqara, IKEA TRÅDFRI, Philips Hue, innr, Samsung. La liste complète des produits et fabricants supportés est disponible ici. Le pilote appelé deCONZ permet de faire fonctionner la ConBee II sur Windows 7 et 10, Ubuntu (Linux) Xenial et Bionic (AMD64) et Raspbian (versions Jessie, Stretch et Buster).

    Un plugin deCONZ existe sur la plupart des logiciels domotiques Open Source (Domoticz, Jeedom, Home Assistant, OpenHab)

    La carte d’extension Phoscon RaspBee II est une version sans boitier compatible avec le connecteur GPIO du Raspberry Pi (toutes les versions).

    Dernière mise à jour effectuée le: 13 avril 2020 16 h 14 min

    Projet DIY Zigbee2MQTT compatible Hue, Xiaomi, Ikea, innr… à fabriquer soi-même

    Dernière solution pour ceux qui préfèrent le bricolage et garder le contrôle de leurs données privées, fabriquer votre propre passerelle USB Zigbee à l’aide d’un sniffer.

    L’utilisation d’un passerelle domotique d’un fabriquant impose de faire une totale confiance dans l’infrastructure et le firmware de ce dernier. On se rappellera la faille de sécurité de caméras IP à l’origine d’une gigantesque attaque de type DDoS en 2016. Plus de 100 000 caméras IP qui utilisaient des composants électroniques du fabriquant chinois Hangzhou Xiongmai Technology avaient été hackées  pour mener cette attaque. Autre point, le respect de vos données privées. Rien de méchant de partager la température qu’il fait dans son salon, c’est plus gênant si quelqu’un de mal attentionné arrive à connaitre l’état de votre système d’alarme … ou pire … le désactiver. Sans parler de toutes les autres informations qui peuvent être collectées via une gateway connectée à votre réseau WiFi personnel ainsi que des enregistrements audio…

    Le projet Zigbee2MQTT permet d’intercepter les données envoyées par les modules modules Zigbee et de miner une gateway pour envoyer les commandes domotiques. Initialement développée pour fonctionner avec les accessoires Xiaomi Aqara et Mijia, le projet a pris de l’ampleur. Il est maintenant compatible avec les produits de beaucoup d’autres fabricants. Tous les produits compatibles sont listés en détail dans cet article. Bonne nouvelle, on retrouve dans cette liste tous les fabricants compatibles avec le pont Philips Hue 🙂

    • Ampoules IKEA Tradfri
    • Ampoules connectées Philips Hue
    • Ampoules Osram
    • Ampoules Sylvania
    • Ampoules Innr
    • Ampoules RGB Sengled
    • Accessoires Heiman. Certains détecteurs de fumées, contacteur de porte et détecteur de fuite d’eau
    • Ampoules et contrôleurs de LED Gledopto
    • Robinet thermostatique connectée eCozy
    • Et d’autres marques (ou fabricants) présentes uniquement dans certains pays : GE (General Electric, présent uniquement sur le marché US), EcoSmart (ampoules), EDP (prise connectée), Dresden Elektronik (multi-prises connectées), Climax, Commercial Electric, Calex, Centralite, Bitron, Airam, AduroSmart, Müller Licht, Ksentry Electronics, Nanoleaf, Netvox, Nue, Paulman, Paul Neuhaus, Trust, iCasa, iLux

    Coté matériel, le pont zigbee2mqtt utilise un sniffer basé sur le circuit CC2531 (environ 5€) de Texas Instrument. Il faudra acheter un CC Debugger de Texas Instrument (environ 10€) pour installer et mettre à jour le firmware sur le sniffer. Il faudra également acheter un câble spécifique (GBAN) qui permet de relier le CC Debugger au Sniffer CC2531 (environ 2€).

    Le plus simple est d’acheter un kit de démarrage pour moins de 20€. Vous pouvez également acheter des sniffers supplémentaires pour augmenter la couverture Zigbee.

    Les états et les mesures sont publiés sur un broker MQTT local ou en ligne tel que cloudMQTT.

    Rien ne vous empêche de fabriquer plusieurs ponts Zigbee2MQTT si vous rencontrez des difficultés pour couvrir votre domicile. Toutes les commandes et états seront concentrés sur un même broker MQTT. Le seul risque est qu’un module couvert par 2 gateway reçoive deux fois une même commande. Pour éviter ce problème, il est préférable d’inclure les accessoires sur un seul pont Zigbee2MQTT.

    architecture zigbee mqtt xiaomi aqara

    Voici une série de tutoriels qui explique en détail comment fabriquer votre gateway Zigbee, jumeler vos accessoires et intégrer vos équipements à un serveur domotique DIY

      Passerelle pour accessoires domotiques Z-Wave Plus

      Dongle (clé USB) Z-Wave Pus compatible OpenZWave

      Le Z-Wave est un protocole propriétaire mis au point par la société danoise Zen-Sys qui a été rachetée par la société américaine Sigma Designs en 2008. Sigma Designs a accordé une licence d’exploitation à Mitsumi pour la fabrication des puces nécessaires à la fabrication des accessoires domotiques. La portée moyenne d’un module est de 50m (plutôt 15m en intérieur et un peu plus en extérieur et en champ libre). Pour augmenter la portée et la fiabilité du réseau, les accessoires communiquent entre eux et forment un maillage (mesh). Contrairement au Zigbee, le Z-Wave est essentiellement utilisé par du matériel grand public. Il existe très peu de produits destinés à des applications industrielles.

      Le Z-Wave+ est rétro-compatible. Il améliore la portée et réduit la consommation des accessoires qui fonctionnent sur batterie. La Z-Wave Alliance regroupe plus de 700 fabricants dans le monde qui totalisent un catalogue de 2400 produits dont le catalogue complet se trouve ici.

      Vous trouverez plus d’informations en lisant cet article sur Wikipedia

      Dernière mise à jour effectuée le: 25 avril 2020 22 h 22 min

      Accessoires Homekit / Homebridge

      HomeKit est la solution domotique développée par Apple. HomeKit ne nécessite pas de pont à proprement parlé puisqu’il utilise le WiFi pour communiquer avec les accessoires. Pour que cela fonctionne il faudra disposer d’un concentrateur (le terme officiel d’Apple) qui doit remplir plusieurs conditions :

      • Disposer d’un appareil compatible. Un iPad ou une AppleTV (3ème génération minimum) ou un HomePod
      • L’appareil doit être allumé et connecté au réseau WiFi. C’est une évidence, mais c’est mieux de le dire. Pour accéder à vos modules domotique HomeKit, il faudra absolument laisser à la maison votre iPad. L’iPad doit être allumé et suffisament chargé le temps de votre abscence). Une Apple TV sera donc mieux adaptée pour cette application. Même en veille, elle continue de jouer son rôle de concentrateur.
      Dernière mise à jour effectuée le: 26 juin 2020 11 h 24 min

      Comme vous aimez certainement bidouiller vos propres modules domotiques, le projet Homebridge va vous permettre de rendre n’importe quel module accessible depuis votre iPhone. Le projet Homebridge est maintenant intégré sous la forme de plugin à la plupart des serveurs domotiques (Jeedom, Domoticz, Home Assistant…).

      Je vous conseille toutefois d’utiliser le plugin Homebridge pour Node-RED qui se montre très fiable et beaucoup plus facile à installer. Lisez ce tutoriel pour en savoir plus.

      Si vous n’avez pas le matériel Apple nécessaire (iPad, AppleTV ou HomePod) ou qu’il est trop ancien, le projet Homebridge permet de transformer un simple Raspberry Pi en concentrateur Homekit ! Un investissement d’environ 60€ qui pourra également faire fonctionner votre serveur domotique préféré. Un prix imbattable par rapport à un équipement Apple.

       

      Voilà, nous avons fait le tour des principales solutions à notre disposition pour communiquer avec des modules domotiques. Il reste encore toutes les passerelles et automates domotiques programmables (IPX800, KNX, Loxone…) mais on sort un peu du cadre de la domotique DIY.

      Carte relais Webserver autonome IPX800 V4

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      Dernière mise à jour effectuée le: 19 mars 2020 15 h 57 min

      Attention au brouillage radio (jamming) de vos modules domotiques

      Il est assez facile d’acheter ou développer un système de brouillage radio (je préfère ne pas indiquer de produits volontairement, vous comprendrez aisément pourquoi !).

      Les modules radio basiques ne disposent pas de système de protection ou de détection de brouillage radio. Je vous déconseille donc fortement d’utiliser ces modules (détecteur d’ouverture de porte ou fenêtre et détecteur de mouvement notamment) comme base d’un système d’alarme. Pour protéger vos biens d’un éventuel cambriolage, il est préférable d’utiliser des détecteurs Z-Wave.

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