Amener la domotique à la vie avec la technologie Open Source | shoppingmaroc.net


Un marché toujours en attente

Au fil de plusieurs générations, l'automatisation de l'environnement domestique a rencontré une réponse plutôt mitigée de la part des propriétaires. Alors que les appareils, tels que les machines à laver, les lave-vaisselle et les aspirateurs, ont été accueillis chaleureusement depuis leur création, les technologies plus intelligentes comme l'éclairage automatique ont reçu une réaction plus tiède. Il y a plusieurs raisons à cela. Dans le passé, les technologies intelligentes ont été relativement coûteuses et l'installation a été difficile, impliquant généralement un rebranchement perturbateur. Les compétences des installateurs ont généralement été à la traîne de la technologie, et la demande des clients a eu tendance à venir d'un petit nombre de propriétaires aisés ou de technophiles.

La situation pourrait changer à mesure que les prix des appareils intelligents, comme les capteurs et les contrôleurs, continueraient de baisser et que des technologies sans fil appropriées seraient apparues pour rendre inutile un recâblage important. En outre, l'avènement d'un accès quasi universel à Internet et aux smartphones simplifie considérablement les interactions avec les équipements de la maison intelligente. Avec l'émergence des assistants numériques à domicile, tels que Alexa de Google, le marché de la domotique peut maintenant gagner du terrain. Jusqu'à présent, cependant, les grandes marques n'ont pas réussi à dominer, et il reste des opportunités pour les start-up de trouver une formule réussie et d'établir une présence.

À l'autre bout de l'échelle, les passionnés et les amateurs ont construit leur propre entreprise. systèmes domotiques depuis de nombreuses années, et sont désireux d'expérimenter avec la dernière technologie et la meilleure maintenant disponible. Les écosystèmes open source, tels que Arduino, Raspberry Pi, BeagleBoard ou Udoo, peuvent être efficaces pour aider les ingénieurs soucieux des affaires à mettre en place des modèles de preuve de concept et à développer rapidement un produit commercialisable, ou à habiliter les innovateurs enthousiastes pour réaliser leurs ambitions de construire des systèmes de plus en plus sophistiqués. Chacune offre un choix de plinthes de processeur, couvrant un large spectre de performances et de fonctionnalités, avec un riche ensemble de modules optionnels pour étendre les fonctionnalités, ainsi que des E / S accessibles qui simplifient l'ajout de circuits personnalisés. En outre, les utilisateurs peuvent bénéficier d'un logiciel open source abondant et facilement accessible, et se connecter avec des communautés de développeurs prêts à partager des astuces sur tous les aspects de l'utilisation du matériel ou de la personnalisation du code

Building Sensors and Controllers

Un système domotique est fondamentalement basé sur la détection de l'activité humaine ou des conditions environnementales dans différentes parties de la maison, et allumer ou éteindre les appareils ou allumer les lumières – soit directement en réponse à l'utilisateur ou selon un programme prédéterminé. En conséquence, le système comprend typiquement un grand nombre de petits dispositifs de détection à faible coût, tels que des capteurs pour la lumière ambiante, l'occupation ou la température. Les informations provenant des capteurs peuvent être utilisées directement pour contrôler un appareil ou une lampe, ou peuvent renvoyer des informations à un contrôleur central responsable de la gestion globale de la maison intelligente.

marché du matériel source. Souvent basées sur des architectures avancées, telles que les noyaux ARM® Cortex®-M, ou d'autres comme l'ATmega Atmel, ces cartes ont une très faible consommation d'énergie et peuvent donc être exploitées à partir d'une petite batterie pendant de longues périodes. Certaines des cartes les plus petites et les moins chères sont facilement capables de commander un capteur (par exemple un capteur de lumière ambiante ou un capteur de température), et de transmettre les données détectées à un contrôleur domotique central en utilisant l'un de plusieurs technologies sans fil. Une carte comme le Raspberry Pi Zero W prend en charge IEEE 802.11b / g / n et Bluetooth Low Energy (BLE) déjà intégré. Inversement, les cartes sans capacité intégrée peuvent être rendues sans fil en ajoutant une carte d'extension appropriée.

Profitant de l'ouverture du matériel Arduino, par exemple, des modules d'extension de divers fabricants tiers sont disponibles. Un exemple est le bouclier sans fil 868MHz de la technologie LOW (Low Power Radio Solutions) S900 pour Arduino. Conçu pour être extrêmement facile à utiliser, le module peut fonctionner sans pile de protocole RF, tandis que les options de connectivité réseau point à point, pair-à-pair ou maillée sont gérées par le logiciel d'application. Le module contient également un capteur de température intégré.

Figure 1: Bouclier sans fil LPRS 900

Un projet de domotique pourrait être conçu pour ne gérer qu'un petit nombre d'activités dans la maison. Des exemples typiques de ceci sont des lumières d'extinction ou de gradation, ou ajustant des arrangements de chauffage dans des pièces individuelles. Un tel système pourrait surveiller diverses conditions autour de la maison – y compris l'occupation des pièces, l'intensité de la lumière ambiante, la température ambiante et l'heure de la journée – pour implémenter ces contrôles.

Vishay TEPT5700 ou le Panasonic AMS302 . Alternativement, il existe des modules prêts à l'emploi comme la carte de dérivation SparkFun BOB-08688 qui contient un capteur Vishay TEMT600 pouvant être connecté à une entrée analogique et conçu pour fonctionner avec quelques lignes de code

Figure 2: Carte de dérivation BOB-08688 de SparkFun

Construire un meilleur capteur [19659002] La détection d'occupation est un autre aspect clé des systèmes domotiques. Les détecteurs IRP sont utilisés depuis des décennies dans les systèmes de sécurité résidentiels et demeurent un moyen efficace de détecter les activités. Contrairement au cas d'une alarme intrusion, un système domotique n'est pas mis en cause pour détecter les personnes qui cherchent à cacher leur présence. Ici, il est dans l'intérêt de l'occupant d'être détecté, pour aider le système à gérer la maison aussi efficacement que possible. D'autre part, la dépendance du PIR au mouvement, pour détecter la présence, est un inconvénient bien connu de ce type de dispositif. De plus, un moyen de détection d'occupation plus performant et plus sensible peut permettre d'ajouter d'autres fonctionnalités ou services au système domotique, comme la possibilité de déterminer si une aide est nécessaire. Les personnes âgées, en particulier, pourraient bénéficier d'un système capable de détecter si une personne a été stationnaire pendant une période inhabituellement longue, ou peut-être tombée et a du mal à se lever. La détection d'occupation par micro-ondes pourrait offrir une solution. Les fabricants ont commencé à explorer son potentiel, dans des projets tels que le système domotique Squirco publié sur le site Hackaday . En effet, suivre des projets domotiques sur des sites / forums d'ingénierie permet de se connecter avec d'autres fabricants et de partager leurs expériences.

Les réponses supplémentaires d'un système domotique pourraient inclure l'ouverture et la fermeture automatique des stores. soir, ou si la température ambiante extérieure devient excessive. Un actionneur motorisé peut être utilisé pour tourner les lames d'un store vénitien entre les positions ouverte et fermée. Des cartes de pilote de moteur appropriées sont disponibles auprès de fabricants bien connus de la communauté des fabricants, tels que Adafruit DFRobot ou Maxim Integrated qui simplifient la conception de puissance.

La puissance de calcul pour rassembler tous les éléments

Les modules de capteurs répartis dans toute la maison peuvent être conçus pour actionner directement les lumières, les appareils de chauffage, les climatiseurs ou les stores. Alternativement, les données recueillies pourraient être communiquées à un contrôleur central. Ce contrôleur coordonnerait les réponses des divers systèmes et fournirait à l'utilisateur une console pratique pour programmer le système, en ajustant les seuils et les sensibilités de préférence. Les écosystèmes Maker, tels que Beagle et Udoo, contiennent de puissants ordinateurs monocarte (SBC) dotés de ressources suffisantes pour collecter plusieurs canaux de données reçus via des liaisons sans fil directes ou à partir de noeuds de réseau sans fil connectés

. ® processeurs quad-core, prétendent être les plus puissants des fabricants de cartes sur le marché. Les autres cartes Udoo incluent les cartes Neo et Dual / Quad, qui utilisent des variantes du processeur d'application i.MX6. Les cartes Udoo sont compatibles avec les blindages Arduino et peuvent exécuter l'IDE Arduino directement. Les fabricants qui connaissent cet environnement peuvent donc utiliser leurs outils favoris pour développer des solutions exploitant la puissance de calcul élevée de la carte Udoo en tant que contrôleur central capable d'interagir avec les capteurs de la maison, de se connecter à Internet si nécessaire, et de gérer une interface graphique. interface utilisateur à écran tactile.

L'Udoo x86 peut contrôler jusqu'à trois écrans en résolution 4K. Si cela semble un peu excessif, d'autres SBC adaptés au rôle de contrôleur central incluent le Raspberry Pi 3 Model B (basé sur un processeur Quad-core 1.2GHz Broadcom) et le BeagleBoard ou BeagleBoard Xm (basé sur Sitara ARM Cortex de Texas Instruments). -A8 processeur fonctionnant jusqu'à 1GHz).

Conclusion

Un système domotique peut contenir un grand nombre de petits capteurs de faible puissance mais intelligents et riches en fonctionnalités, dans le cadre d'un réseau sans fil domestique. . Les cartes Open Source offrent aux développeurs un choix de plates-formes prêtes à l'emploi et performantes pour la construction de tels capteurs, avec une connectivité sans fil facile déjà intégrée ou comme cartes d'extension clés en main. Ils peuvent aider à mettre en place un prototype rapidement et à fournir un accès à la communauté open source pour rationaliser le développement logiciel.


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