Le but de ce tuto en deux partie est simple : faire de la domotique pas cher avec le Raspberry PI et par ondes radio.
Les ondes radio ont de nombreux avantages et quelques inconvénients, nous verrons lesquels (mais je suis sûr que vous devinez bandes de ptit coquins).
Cette première partie expliquera comment émettre et recevoir des ondes hertziennes avec le raspberry PI.
Deux minutes de théorie ultra vulgarisée :
Une onde radio c’est une onde électromagnétique qui, comme son nom l’indique, ondule….
Plus l’onde ondule vite, plus sa fréquence est dite “haute” et réciproquement.
En gros une onde ressemble à ça :
Si on augmente sa fréquence ça donne un truc comme ça :
Si on la baisse :
(Merci a FramboisePI qui m’a fournis les graphique plus jolis que mes vieux gribouillis !)
…bref zavez compris le principe, ça ne vous servira a rien dans cette première partie, en revanche ça sera utile plus tard
Pour la petite précision, une fréquence à pour unité le hertz et se mesure grâce à la formule f = 1/T
car c’est le temps que que met l’onde à faire une tite ondulation (nommée période si je ne m’abuse, sur la troisième photo l’onde n’a fait qu’une période en 1s on peux donc pensez que c’est une onde d’un hertz mais la je vous dis peut être une grosse connerie donc amis élétr(oni)ciens n’hésitez pas a me clasher dans les commentaires )
Plus la fréquence est haute, plus on peu passer d’information rapidement, mais plus l’onde est courte (ne me demandez pas pourquoi)
Trêve de théorie chiante ! Passons à l’action !
Nous, nous allons utiliser une fréquence de 433,92 Mhz, ça n’est pas complètement innocent :
- 433,92 Mhz c’est une sorte de standard utilisé par de nombreux portails, stores, ouvertures centralisées, prises télécommandées etc… (vous commencez a voir l’intérêt du truc?)
- 433,92 Mhz c’est suffisamment haut comme fréquence pour envoyer quelques infos rapidement, et suffisamment bas pour que ça atteigne une trentaine de mètres de portée (voir plus avec antennes).
- 433,92 Mhz est compatible avec les récepteurs domotique low cost Chacon dont nous parlerons plus tard.
Le matériel !
Hé oui, il nous faudra encore investir dans cette étape, mais rassurez vous ça reste abordable ! Nous allons simplement acheter un kit émetteur/récepteur 433,92 Mhz
J’ai acheté l' ensemble émetteur/récepteur 433 MHz Kit monté N/A sur conrad.
Les schémas ci dessous sont pour le conrad, c’est quasiment similaire avec celui d’ebay mais la position des pattes n’est pas la même, donc fiez vous aux inscriptions “gnd”, “data” et “vcc” pour faire les branchements corrects (ou alors acceptez de vous faire enfler de 13.5€ ^^)
Il faut faudra bien sûr vous munir de vôtre fidèle raspberry PI en complément et ça sera tout pour cette première partie de tuto.
Les branchements
C’est tellement enfantin que j’irais presque vous laisser lire la doc, mais comme je déteste lire les docs, je vais vous épargner ça…
Nous allons brancher le récepteur sur une PIN GPIO du raspberry et l’émetteur sur une autre pin.
J'utilise l'alimentation du Raspberry pour alimenter l’émetteur et le récepteur mais je vous conseille vivement d’utiliser une alim 5v externe si vous voulez utiliser ce montage sur la durée…
Pourquoi? Et bien surtout pour une histoire de portée qui dépends de l'energie envoyé dans les cartes radio, plus vous alimenterez les cartes (en respectant le voltage max sur la fiche technique.
Du coup comme le rpi alimente faiblement, il est possible que vous ayiez une portée minime (parfois quelques centimètres la ou vous devriez avoir 100 m, ça rigole pas) du coup pensez à utiliser un alimentation externe.
Commençons par notre émetteur, petit bout de métal trop mimi qui tient sur le pouce :
Comme vous le voyez : trois fils a souder : le fil 5V en rouge à relier a la borne 5V du raspberry (borne 2), la masse en noir à relier a la borne de masse du raspberry (borne 6) et enfin la borne d’état logique (0 ou 1) à relier a un PIN GPIO valide (nous choisirons le 7, c’est une valeur sûre).
Résultat :
Passons au récepteur :
De gauche a droite : le fil jaune = borne logique (0 ou 1) a relier au pin 13 du raspberry, le fil rouge = la phase, à relier a la borne 5V du raspberry, et le fil noir = la masse à relier à la masse du Raspberry.
Vous avez compris, on va le brancher exactement pareil que l’émetteur ( fil 5V et masse) mais sur une pin GPIO différente pour la borne logique :
Notez bien que j’ai pris le (la) pin 13 parce que je suis un grand superstitieux mais libre à vous de choisir une autre des 8 bornes dispo si vous le souhaitez.
Votre montage est maintenant terminé, plusieurs façon de le tester :
- Relier une diode entre la masse et la borne logique du récepteur, cette diode clignotera à chaque fois que vous recevrez un signal
- Relier une diode entre la masse et la borne logique de l’émetteur, cette diode clignotera à chaque fois que vous enverrez un signal
- Créer un programme (php par exemple) avec une boucle qui pendant 10 secondes vas flooder le “gpio read 2” (2 correspondant a la borne physique 13) afin d’obtenir le(s) signal(aux) capté(s)
Notez bien qu'il est possible que votre récepteur reçoive plein de signaux en continu alors que vous n’émettez pas, en effet de très nombreux appareil utilisant cette fréquence il est possible que vous receviez des émissions en 433,92 mhz de votre voisin ou même de votre téléphone fixe sans fil...
Notez bien ² : La méthode de test la plus probante est encore de placer des led aux endroits que je vous ai indiqué, vous pourrez alors vous amuser a tester si vos clés de garages, vos interrupteurs de stores et autres diverses télécommandes font s’affoler la diode du récepteur quand vous les actionnez :
si c’est le cas : vos machines sont en 433 mhz et nous pourrons bientôt les piloter depuis le Raspberry (enfin, si j’arrive a me dépatouiller avec la suite du tuto évidemment ;p) personnellement, la porte du garage de ma résidence ainsi que la voiture de ma copine sont sur du 433,92. Notez (encore) que certain réseaux radio sont sécurisé avec des signaux changeants, surtout sur les voitures récentes, cas dans lequel nous ne pourront pas piloter l’engin.
Encore une dernière recommandation : n’essayez pas d’isoler votre récepteur des signaux extérieurs en l’entourant de papier aluminium
Si vous avez des problèmes de portées, de gros parasites, ou de mauvaise communication, pensez a faire ces deux choses :
- Prendre une alim externe pour les cartes radio et les l’alimenter au maximum de ce qu’elles sont capables de faire (cf la clause “voltage max” de fiche technique, souvent c’est entre 5 et 12V)
- Souder un fil conducteur de 16.45 cm a l’émetteur et au récepteur pour servir d’antennes.
Avec ces deux points, vous pouvez passer de quelques centimètres à plusieurs centaines de mètres de portée, la différence est vraiment flagrante.