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Do It Yourself?

Bien sûr, vous pouvez créer vous-même un système de maison intelligente. Pour cela, il existe de nombreux microcontrôleurs, modules et appareils prêts à l'emploi qui peuvent être combinés selon n'importe quelle logique de travail. L'une des premières questions lors de la construction d'un système IoT est de choisir une méthode de communication réseau.

Modules de communication populaires

  • Modules aux fréquences 433 MHz et 868 MHz — modules radio de faible puissance avec une couverture stable et une bonne pénétration du signal à travers les obstacles.

    • Avantages: plus la fréquence porteuse est basse, plus la réception est fiable même à travers les planchers en béton; faible consommation d'énergie.
    • Inconvénients: lors de la transmission simultanée par plusieurs appareils, il est nécessaire de résoudre programmatiquement le problème des collisions; faible vitesse de transfert de données.
    • Exemples: modules de la série NRF (Nordic Semiconductor), SX127x.

  • LoRa (Long Range) — modules spécialisés pour la communication sur des distances significatives (jusqu'à plusieurs kilomètres en ligne de vue directe).

    • Avantages: longue portée, faible consommation d'énergie, immunité au bruit.
    • Inconvénients: vitesse d'échange de données très faible, ne convient pas pour transmettre de grandes quantités de données ou de la vidéo.

  • Raspberry Pi Pico (RP2040) — microcontrôleur avec fréquence d'horloge élevée, support de la programmation en MicroPython et C++.

    • Avantages: flexibilité de développement, faible coût, interface USB intégrée.
    • Inconvénients: pas de Wi-Fi/Bluetooth intégré dans la version de base (nécessite un module externe), moins de solutions prêtes à l'emploi pour la maison intelligente par rapport à ESP.

  • ESP (Espressif Systems) — famille de modules initialement développés pour les applications IoT.

    • Support: Wi-Fi 2.4 GHz, Bluetooth / BLE (dans les modèles ESP32), dans les nouvelles versions — Wi-Fi 5 GHz.
    • Avantages: écosystème riche, faible coût, communauté active, support des frameworks populaires (ESPHome, Tasmota, Arduino, ESP-IDF).
    • Inconvénients: consommation d'énergie relativement élevée en mode actif.

À partir de zéro ou basé sur un projet existant?

Lors du développement indépendant, il est important de décider: commencer à partir de zéro ou rejoindre un projet existant.

  • Votre propre projet à partir de zéro:

    • Avantages: liberté complète dans le choix de l'architecture, de la stack technologique et des fonctionnalités.
    • Inconvénients: nécessité de réfléchir à toutes les nuances indépendamment, y compris la sécurité, l'évolutivité et la tolérance aux pannes; il est souhaitable de former une communauté de personnes partageant les mêmes idées pour échanger des idées et tester.

  • Utilisation d'une solution prête à l'emploi:

    • Avantages: accès à des composants débogués, à la documentation et au support de la communauté; développement accéléré.
    • Inconvénients: limitations possibles de personnalisation, dépendance à la feuille de route du projet.

Comparaison des écosystèmes de plateformes populaires

  • Nordic Semiconductor (nRF): il existe des solutions et bibliothèques séparées, en particulier pour les appareils BLE; la communauté est active mais plus petite que celle d'ESP.
  • Raspberry Pi Pico: bonne communauté et documentation, mais moins de solutions prêtes à l'emploi spécifiquement pour la maison intelligente pour l'instant; pas de frameworks débogués largement distribués au niveau d'ESPHome.
  • ESP (Espressif): leader absolu en nombre de capteurs adaptés, de frameworks, de compilateurs et de taille de communauté. Les projets ESPHome et Tasmota méritent une attention particulière, car ils simplifient considérablement le développement et le déploiement des appareils IoT.

Une situation similaire est observée avec les logiciels de contrôle: ESP a le plus grand nombre d'intégrations avec les systèmes de domotique (Home Assistant, OpenHAB, Node-RED, etc.).

Généralement, un appareil intelligent acheté quelque part est configuré pour fonctionner avec le service cloud du fabricant.

On aboutit alors à une situation où certains appareils nécessitent une application, d’autres une application complètement différente, et l’utilisateur doit constamment passer de l’une à l’autre. De plus, chaque service cloud détient des données personnelles de l’utilisateur, la protection n’offre pas de garantie fiable et en cas de piratage massif du service, le contrôle des appareils pourrait passer entre des mains tierces.

Très souvent, ces solutions « tout-en-un » coûtent très cher. Il peut également s’avérer qu’un climatiseur acheté précédemment d’une autre marque soit totalement incompatible avec de nouveaux appareils, tandis qu’un nouveau climatiseur peut manquer de fonctionnalités présentes sur l’ancien.

Les appareils qui permettent d’utiliser un service ouvert ou qui sont adaptés pour fonctionner avec un service ouvert sont généralement connectés en local. Pour communiquer entre eux, ils utilisent un courtier de messages (par exemple MQTT). Une application unifiée utilise également ce courtier de messages, fonctionne parfaitement en réseau local, mais peut avoir un accès à un service cloud, offrir une possibilité de connexion depuis un réseau externe, ou bien le courtier lui-même peut être connecté à un service cloud. Dans ce cas également, de multiples applications de contrôle peuvent coexister.

Lors de l’utilisation d’appareils ZigBee, un réseau MESH est configuré entre les appareils, où un appareil est connecté à un autre non pas directement, mais par l’intermédiaire d’un autre appareil. Pour connecter ces appareils au réseau principal, on utilise un pont ZigBee (ZigBee Bridge). Dans le cas de l’utilisation de MQTT, ces appareils ne se distinguent pas des autres et peuvent également être contrôlés de manière transparente par n’importe quel logiciel configuré à cet effet.

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