L’automatisation domotique avec Raspberry Pi ou Arduino
Les progrès de l’électronique grand-public ont rendu possible depuis quelques décennies le concept de « maison intelligente », qui décrit un habitat dont les fonctionnalités s’auto-régulent et fonctionnent de manière automatique, tout en laissant le contrôle aux habitants.
On peut ainsi automatiser :
- la régulation de la température des différentes pièces, en allumant ou éteignant chauffage et climatisation à certaines heures, en ouvrant ou fermant des volets, en faisant tourner ou pas la ventilation
- le lancement de certains appareils, par exemple le cumulus ou chauffe-eau, le lave-vaisselle ou le lave-linge, aux heures creuses pour réduire la consommation énergétique et réaliser des économies sur les factures d’électricité ou de gaz
- l’éclairage, qu’on peut programmer pour qu’il s’allume et s’éteigne automatiquement selon les heures du jour ou de présence dans la maison
- les systèmes de surveillance, qui peuvent être activés ou désactivés à distance – des caméras de sécurité peuvent être consultées sur internet, et des alarmes peuvent être programmées pour avertir les propriétaires ou les services d’urgence en cas d’intrusion ou d’autres incidents
- les détecteurs de fumée, de monoxyde de carbone ou d’inondation connectés, qui se chargeront d’alerter les habitants avant que ces dangers ne deviennent critiques
- etc
Ces deux petits ordinateurs à carte unique, le Raspberry Pi, avec son système d’exploitation basé sur Linux et son langage de programmation en Python, et l’Arduino, avec son environnement de programmation simplifié, sont capables de gérer à bas coût les capteurs et les actionneurs nécessaires à votre installation domotique.
Les interfaces de programmation existantes permettent aux utilisateurs d’écrire des scripts ou des programmes personnalisés pour automatiser toutes sortes de tâches domestiques. Si besoin, une vaste communauté en ligne et de nombreux tutoriels sont disponibles pour vous aider les débutants dans vos efforts.
Des projets open source gratuits dédiés à la domotique, comme le logiciel d’automatisation open-source OpenHAB ou son concurrent Home-Assistant, pourront vous être fort utiles.
Vous n’avez pas envie d’apprendre la programmation en Python pour contrôler votre Raspberry Pi ? Pas de souci, vous pouvez aussi bien faire de la domotique en mode low-code, avec le système Node-RED qui permet d’automatiser facilement des processus.
Liste de capteurs et modules compatibles Raspberry Pi, Arduino et les logiciels open-source d’automatisation
Pour vous donner quelques idées d’applications domotiques possibles, voici une petite liste de capteurs et de modules, utilisables avec votre ordinateur monocarte et compatibles avec les logiciels open-source précédemment cités :
- Lampes à intensité variable
- Thermostats
- Capteurs de luminosité
- Capteurs d’hygrométrie
- Capteurs de sol (humidité, pH), utilisables dans un potager automatisé
- Capteurs de mouvement
- Capteurs de température
- Capteurs de qualité de l’air
- Prises de courant intelligentes
- Moteurs (pour ouvrir ou fermer des volets ou des clapets d’aération, etc)
- Détecteurs d’ouverture de porte/fenêtre
- Capteurs de niveau d’eau
- Caméras IP
- Détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone
- Microphones et haut-parleurs intelligents
- Capteurs de pression atmosphérique
- Interrupteurs sans fil
- RFID/NFC
De quoi réaliser une maison plus qu’intelligente : une véritable surdouée de l’autogestion !!!
L’Internet des objets pour communiquer, enregistrer les données des capteurs et connecter les modules
L’évolution du concept émergent d’Internet des Objets (IoT = Internet of Things) et des technologies de communication sans fil comme le WiFi, le Bluetooth, et même le Zigbee ou Z-Wave, a simplifié la connexion entre les appareils domestiques et les systèmes de contrôle domotique.
Cette connexion permet une intégration et une automatisation encore plus poussées, car ainsi les appareils peuvent communiquer entre eux et prendre des décisions « intelligentes » basées sur des données en temps réel, comme par exemple : ajuster la température d’une pièce en fonction de la météo extérieure ou optimiser la consommation d’énergie en fonction des habitudes des habitants.
L’Internet des objets implique que les appareils les plus divers sont connectés à Internet comme le sont des ordinateurs et des téléphones. Le frigo ou le four peuvent par exemple transmettre leur état – éteint, allumé – ou le chauffage peut être allumé d’un simple clic sur une application web, même à distance.
Cerise sur le gâteau : de simples capteurs peuvent dorénavant mettre leurs données à disposition via Internet à l’aide d’un microcontrôleur. Si l’on dispose de nombreux capteurs de ce type qui transmettent des données en temps réel et à flux tendu, il est même possible de faire des prévisions et des pronostics à l’aide de cette quantité de données grâce à l’apprentissage automatique et à l’intelligence artificielle.
Le Raspberry Pi convient parfaitement comme interface de synchronisation des objets connectés, et il offre, grâce à son prix avantageux, une bonne plateforme pour stocker et traiter de telles données.
En outre, Microsoft a publié une version spéciale de Windows (IoT Core) qui peut être exécutée sur le Raspberry Pi. Il est ainsi possible de créer ses propres programmes IoT en utilisant les bibliothèques Microsoft.
