Atelier Box Domotique


Réalisation d'une box permettant de controler différents periphériques dans l'optique de la domotisation de l'habitation

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Ce tutoriel sera organisé en 4 thèmes:


Objectif

Résultat / démo

Connaissances / compétences acquises

Matériel / compétences requises

Mécanique

CAO

Impression 3D

Assemblage

Electronique

Fonctionement des capteurs

Réalisation d'une carte electronique

Programmation

Utilisation arduino

Programmation de la main

Vidéo

Atelier Box Domotique

Objectifs

Introduction

Bienvenue, nous sommes heureux de vous accueillir dans cet atelier. Il s’agit de créer une box domotique permettant de réaliser des actions simple ou plus complexe au sein d'une habitation tel que le coontrole de lumiere ou d'objets connectés. Vous serez guidez tout au long de votre réalisation par des tutoriels. Au travers des différentes étapes de création, vous aborderez successivement des domaines variés tels que la mécanique, l’électronique et la programmation.

Attention

Certaines manipulations peuvent être dangereuses notamment avec l’électricité. Vous êtes vivement invités à vous conformer aux règles de sécurité qui vous seront diffusées par les animateurs.

Le matériel requis
  • Raspberry pi zero WH +pin header
  • Alimentation
  • Carte micro SD
  • Refroidissement
  • adaptateur micro USB vers mini USB
  • module relais
  • Capteur de distance(HC-SR04)
  • Buzzer
  • Rouleau bande led à couper
  • arduino Nano
  • 5 leds
  • pont logique 3,3V - 5V
  • router Wifi

Electronique


Dans un premier temps vous pouvez aller jeter un coup d'oeuil aux deux tutoriels suivant qui vont vous donner les bases de l'utilistation de Arduino et de son IDE ainsi que de la commande d'un servomteur.

Tutoriel Arduino Tutoriel controle servomoteur

Voici ci dessous le schéma réalisé sous Fritzing de la partie commande electronique de la main.

image schéma main robot Fritzing

Une fois le modéle validé sur Breadboard(plaque à essaie) il est possible de le reproduire de maniere plus fiable sur plaque pastillée et voici le résultat.

image lancement IDE Arduino image lancement IDE Arduino

Mécanique


Voici le boitier de la box domotique, elle est composée de 3 parties qui seront à imprimer en 3D

image box domotique CAO image box domotique real

Configuration de Node-RED sur une carte Raspberry Pi Zero W


Node-RED est un éditeur permettant de créer simplement des fonctions et processus automatique qu’il s'agisse de règles basic ou complexe vous serez capable de les faire de manière simplifiée sans trop de code.

Dans un premier temps nous allons nous rendre sur la page de Raspbian et nous procurrer une copy de Raspbian Stetch Lite: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspberry-pi-os/

Vous pouvez maintenant vous munir de votre carte micro SD et à l’aide d’un petit logiciel, tel que Etcher disponible ici: https://www.balena.io/etcher/ vous allez venir “burn” l’image de Raspbian Stretch Lite.

Lorsque cette étape est terminé nous allons venir ajouter deux petits fichiers à la partition précédemment créé sur la carte micro SD. Le premier sera nommé “wpa_supplicant.conf” et va permettre de connecter votre pi zéro à notre réseau Wifi. Il contiendra le code suivant et vous n'aurez à remplacer que le SSID(nom de votre réseau wifi) et PSK(pour votre mot de passe):

country=FR
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
    ssid="votre_ssid_wifi"
    scan_ssid=1
    psk="votrel_password_wifi"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

Si vous n’utilisez pas le WPA voici un tutoriel pour votre configuration : https://divisionpixel.com/configurer_raspberry_reseau_wifi/

Le second fichier que nous allons créer va nous permettre de nous connecter en SSH à la carte pi zero et nous allons donc nommer le fichier SSH sans extension ce qui va signaler à l’OS(Système) que nous souhaitons que le SSh soit activé.

Une fois ces deux fichiers ajouté vous pouvez insérer la carte micro SD dans le pi zero et brancher son alimentation. Vous pouvez maintenant vous rendre sur la page de monitoring de votre routeur Wifi et remarquer la présence d’un nouvel appareil. Si il n’apparait pas immédiatement c'est normal, il faut lui laisser entre 2 et 3 minutes pour s’allumer et se connecter au réseau Wifi.

Une fois votre raspberry peconnu nous allons pouvoir passer à la seconde étape qui est de se connecter au raspberry pi en SSH. Pour cela nous allons passer par un logiciel tel que Putty pour nous connecter.

Il vous suffit de télécharger Putty(à l’adresse suivante: https://www.putty.org/ , l’installer et lancer le programme.

Une fenêtre comme celle ci devrait apparaitre.

image putty

Entrer l’adresse IP de votre Raspberry pi dans la case “Host Name (or IP address)“. Par défaut le port SSH est toujours 22. Une fois cela fait il ne vous reste plus qu’à cliquer sur le bouton “Open“.

Un message vous informant que la clé ssh du Raspberry n’est pas enregistré sur le votre, cliquez sur Oui pour continuer.

Vous serez ensuite invité à saisir le nom d’utilisateur qui dans notre cas sera celui par défaut qui est pi et le mot de passe sera raspberry.

CMD putty

Lorsque vous souhaiterez vous déconnecter, il vous suffira de fermer la fenêtre de votre logiciel Putty.

Voici un petit lien plus détailler en cas de problèmes: https://www.tropfacile.net/raspberry-pi/comment-se-connecter-en-ssh/

Et un second si vous n’etes pas sur windows: comment-se-connecter-en-ssh avec mac OS et Linux

Une fois que vous serez connecté à votre raspberry nous allons passer à la troisième et dernière étape qui est la mise à jour du système ainsi que l’installation de node red. Tapper les commandes suivantes et executez les avec la touche entrer:

$ sudo apt -y update
$ sudo apt -y upgrade

Nous allons ensuite redemarrer le systeme avec la commande:

$ sudo reboot

Nous allons enfin pouvoir passer à l’installation de node red. Node red est une application basé sur NodeJs. Nous aurons par conséquent besoin de NodeJS et npm pour la faire fonctionner.

$ sudo apt -y install npm
$ sudo npm install -g n
$ sudo n stable

Une fois ces prérequis ajouté nous pourrons installer node red avec la commande:

$ sudo npm install -g node-red

Nous allons maintenant lancer l'application Node red toujours depuis le terminal en entrant:

$ node-red-pi

Maintenant il ne vous reste plus qu’à vous rendre dans votre navigateur préféré et entrer l’adresse IP de votre pi suivi du port 1880 sous la forme suivante:

http://<your-pi-address>:1880

par exemple si mon IP est 192.168.1.26 j’aurais : http://192.168.1.26:1880

Si tout c’est bien passé vous arriverez sur cette page.

CMD putty

Une étape facultative mais bien pratique est de dire à l’OS que vous souhaitez que Node Red se lance à chaque démarrage. pour cela rien de plus simple il vous suffit d'exécuter les commandes suivantes.

$ sudo wget https://raw.githubusercontent.com/node-red/raspbian-deb-package/master/resources/nodered.service -O /lib/systemd/system/nodered.service
$ sudo systemctl enable nodered.service
$ sudo systemctl start nodered.service
$ sudo systemctl status nodered.service

Programmation sur Node red


Programmation Arduino


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