J’ai réalisé le premier test simplement en appuyant sur un de mes interrupteurs et en écoutant ce qui arrivait sur le port série.
On va décoder la trame reçue, où plutôt les trames, il y en a deux, une pour l’appuie sur l’interrupteur, une pour le relâchement :
55 00 07 07 01 7A F6 30 00 34 BB E4 30 00 FF FF FF FF 2D 00 75
55 00 07 07 01 7A F6 00 00 34 BB E4 20 00 FF FF FF FF 2D 00 C3
C’est le cœur de la passerelle. Le module fourni d’un côté l’interface radio EnOcean bidirectionnelle, et de l’autre côté une interface série bidirectionnelle également. Il existe le TCM310 tout court qui fonctionne sur la fréquence de 868.300MHz et le TCM310U qui lui fonctionne sur la fréquence 902.875MHz.
La tension d’alimentation doit être comprise entre 2.6 et 3.6V, donc 3.3V est l’idéal et facile à trouver. Il en est de même pour RX et TX, des niveaux logiques hauts à 3.3V conviendront très bien. Attention donc d’utiliser un décaleur de niveau 5V <> 3.3V si vous le branchez sur une arduino fonctionnant sous 5V, contrairement au très populaire nrf24, il n’est pas tolérant 5V sur les GPIO.
L’UART fonctionne à 58 823 bit/s, mais la documentation dit que ça fonctionne très bien à 57 600 bit/s ce qui est nettement plus courant. La configuration de l’UART est 8N1, c’est à dire 8 bits de données, pas de parité (None) et 1 bit de stop.
Il y a quelques temps, j’ai emménagé dans un nouvel appartement dans lequel était déjà pré-installé des volets roulants électriques et des éclairages commandés par des interrupteurs radio sans fils et sans pile. C’est plutôt cool vu que ça permet de mettre l’interrupteur là où on le désire très facilement. Ça fonctionne pas mal à condition de ne pas appuyer trop mollement sur le bouton afin que le système piezzo puisse générer assez d’énergie pour envoyer la trame radio.
Il y avait également dans l’armoire électrique une genre de passerelle avec une antenne et connectée en ethernet pour pouvoir piloter tout ça à distance, ça avait l’air cool… enfin ça avait l’air.
Pour l’utiliser, il fallait utiliser une application qui s’appelle Flexom, lente, très lente, utilisable que via le net donc pas en direct sur le réseau local, avec obligation de créer un compte en fournissant quelques données personnelles au passage sans parler du fait d’avoir le fil à la patte avec une société qui peut faire faillite du jour au lendemain et de se retrouver avec une apli qui ne fonctionne plus… bref le truc trop nul. Il suffit d’ailleurs de voir les commentaires sur les app store Android ou Apple.
Je m’attendais à avoir une genre d’API REST où c’est open-bar (avec néanmoins une authentification, c’est pas la fête non plus), pour ensuite pouvoir faire des scénarios avec mes différents objets connectés maison à base de nrf24.
Beaucoup des projets présentés sur ce blog utilisent un module nrf24l01+ pour la transmission des données sans fil… c’est bien, encore faut-il avoir quelque chose à l’autre bout pour les recevoir. Le but du billet d’aujourd’hui est de construire une passerelle faisant la liaison dans les deux sens entre un réseau Ethernet et des modules nrf24l01+. Le paquet transmis par un capteur pourra ainsi être envoyé vers une API hébergée sur un NAS ou sur un serveur internet via une box connectée au réseau. A l’inverse, une page web pourra appeler l’API de la passerelle pour envoyer un paquet à un capteur.
Gazpar est le nom du nouveau compteur de gaz communiquant déployé en France par GRDF depuis maintenant quelques années. Ils émettent deux fois par jour la consommation vers un concentrateur situé à quelques km maximum sur une fréquence de 169MHz, puis les données du quartier sont transférées chez GRDF via le réseau 2G/3G. En tant que particulier nous n’avons pas accès à ces données directement, on ne peut que récupérer sa conso et son historique via le site de GRDF.
Néanmoins, ce compteur dispose d’une sortie impulsion que nous allons utiliser pour récupérer et transmettre en temps réel la consommation.
L’ultime étape de challenge est de désamorcer la bombe soigneusement enfermée dans une mallette. Elle contient les tubes d’explosifs (fictifs bien sûr!) ainsi que l’électronique censé déclencher l’explosion. Le cœur est un Arduino Nano avec un clavier pour entrer le code de désamorçage, un module de huit afficheurs 7 segments pour le compte à rebours, un module nrf24l01+ pour démarrer le décompte à distance et un piezzo pour les bip du décompte et de prise en compte des touches du clavier. Le tout est alimenté par une batterie LiPo 3S, car j’en avait une sous la main, mais une pile de 9V ça marche aussi.
Dans la partie 1, nous avons vu que pour remplir les registres à décalage, il y avait 6 broches de données (R1, G1, B1 et R2, G2, B2) synchronisée par une broche d’horloge… un peu comme un port SPI avec 6 MOSI. D’où l’idée d’utiliser le port SPI hardware de l’Arduino pour envoyer les données. Oui mais… il n’y a qu’un seul MOSI. Mais dans la matrice c’est un registre à décalage… et on peut mettre plusieurs matrices de LED en série pour les chaîner. Et si on chaînait une matrice avec elle même ? Ça pourrait faire une seule broche de donnée + l’horloge… donc MOSI et SCK.
Bon, c’est pas très net cette histoire. Avec un schéma ça sera plus simple.
À gauche, le schéma simplifié de la partie 1. On envoie en 64 fois en série (pour les 64 LED de large) R1, G1, B1 et R2, G2, B2 en parallèle.
À droite, le schéma de cette partie. On a chaîné les registres à décalage entre eux. On envoie cette fois 384 données en série sur le premier registre, quand il sera plein il commencera à pousser au suivant et ainsi de suite jusqu’à remplir le dernier registre bleu. Vu que tout est décalé à chaque coup d’horloge, on transmet le dernier pixel bleu B2 en premier pour finir par le premier rouge R1.
Les matrices de LED RGB, on en a tous vu un jour ou l’autre : elles composent les écrans géants dans les concerts, sur les plateaux TV ou dans les transports en commun sur les bornes d’information voyageur ou sur les girouettes des bus.
Dernière étape de la station météo sans fil : l’alimentation solaire avec un panneau photovoltaïque. Elle fournira une tension de 5V pour le capteur de particules fines et une tension de 3.3V pour le capteur BME280. Une cellule lithium-ion assurera la continuité de l’alimentation durant la nuit, elle sera automatiquement rechargée dès que la luminosité sera suffisante.
Pour poursuivre la conception d’une station météo sans fil, on s’attaque cette fois ci à un capteur de particules fines PM10 et PM2,5. PM signifie Particulate Matter, suivi de la taille des particules en µm, donc en millièmes de millimètre.
Ce sont des particules en suspension dans l’atmosphère de taille microscopique : leur diamètre est inférieur à 10µm pour les PM10 et inférieur à 2.5µm pour les PM2,5. Pour référence, un cheveux a un diamètre compris entre 50 et 100µm.
La mesure des particules est assurée par le SDS011 et un module radio nrf24l01+ gère la transmission sans fil. Le cœur est un atmega328p qui peut être programmé avec arduino.
