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FriendLeaf : la serre connectée grâce à Constellation

Sebastien Warin — Tue, 17 Jul 2018 09:40:50 +0000

Plus besoin de disposer d’un espace extérieur pour faire pousser vos propres herbes aromatiques, salades et fleurs. Grâce à la serre connectée FriendLeaf, vous pouvez faire pousser plusieurs plantes et vous en occuper facilement.

Projet réalisé par Théo DELOOSE, Clara BOMY, Clément NOUGÉ, Mathieu GABRIEL, Marine DAEL et Thaï-Son DANG.

Introduction

Nous sommes six étudiants en troisième année à l’ISEN Lille. Dans le cadre de notre projet de fin d’année, nous avons conçu une serre connectée dédiée à un usage en intérieur. Celle-ci est équipée d’un système d’éclairage intelligent, d’une pompe d’arrosage automatique et d’un brumisateur intégré afin de garantir la bonne croissance des plantes, rassemblant les conditions nécessaires à leur développement. Pour une plus grande facilité d’utilisation, notre serre est associée à une application mobile simple et ludique permettant de suivre en temps réel les données de l’environnement de la serre et de contrôler celle-ci à distance.

En réalisant ce projet, notre but était de proposer une solution de serre connectée à un prix raisonnable et possédant une interface attrayante pour améliorer l’expérience de l’utilisateur.

De plus nous voulions que la serre puisse être intégrée dans différents systèmes facilement pour que l’utilisateur puisse utiliser les données à sa guise.

Fonctionnement général

Nous avons pensé FriendLeaf comme un système de monitoring et de pilotage. Il propose en effet de gérer automatiquement l’arrosage, l’humidité et la luminosité de la serre, ou bien de les activer manuellement à notre guise. Il synchronise les données récupérées par les différents capteurs grâce à la plateforme Constellation et active, par le biais d’un relais, les actionneurs. Enfin, FriendLeaf alerte l’utilisateur lorsque le réservoir d’eau est vide. Tout est synchronisé en temps réel comme par magie grâce à Constellation.

Nous avons donc ajouté dans la serre les capteurs permettant de relever les informations sur l’humidité de l’air et du sol, sur la température et sur la luminosité. L’équipement installé comporte aussi une guirlande lumineuse ayant pour but d’éclairer et d’afficher les alertes, une pompe pour le système d’arrosage et un brumisateur permettant d’humidifier l’air.

Matériel utilisé

Pour réaliser notre projet, nous nous sommes servis des composants suivants :

Pour la Serre :

Serre SOCKER Ikea (12,99€), Ikea
Bac pour le terreau (1,50€), Jardinerie
Carte Raspberry Pi 3B (40,80€), Amazon
Relais 4 canaux supportant jusqu’à 5A et 250V (AC) et 30V (DC) (9,99€), Amazon
Câbles de connexion
Boîte de dérivation

Pour les capteurs :

Humidité et température air : DHT11 (1,31€), Amazon
Luminosité : TSL2561 (6,95€), Gotronic
Humidité sol : GT110 (2,40€), Gotronic
Niveau d’eau : Gravity SEN0205 (10,50€), Gotronic

Pour le brumisateur :

Un émetteur à ultrasons (9,89€), Amazon
Une alimentation pour le brumisateur (24V DC, 1A) (25€), Derotronic, Lille
Un bol

Pour le système d’arrosage :

Une pompe à eau (5,48€), Amazon
Une alimentation 12V 600mA (12€), Derotronic, Lille
Un jerrican (environ 10€)
Un tuyau (ø7mm -ø10mm), Diall

Pour l’éclairage :

2m de guirlandes lumineuses (1m LED et 1m incandescent), Blachère
Une alimentation pour fil lumière, Blachère
Colliers de serrage

Conception de la serre

Étape 1 : Préparation de la serre

Dans la serre, nous avons disposé les capteurs, le pot et un bol pour le brumisateur. Nous avons également percé des trous pour pouvoir faire passer tous les capteurs et le tuyau d’arrosage.

Pour ce qui est de la guirlande lumineuse, il nous a fallu percer quelques trous supplémentaires dans les montants de la serre pour y glisser les colliers de serrage.

Étape 2 : Branchement du relais

Afin de pouvoir contrôler les actionneurs, nous avons branché le relais quatre canaux à une carte Raspberry Pi.

Celui-ci est analogue à un interrupteur. Pour chaque canal, une alimentation est nécessaire et chacun d’entre eux peut être piloté individuellement grâces aux différents pins dont dispose le relais. Il faut également prévoir une masse que l’on branche sur le pin “Gnd” du relais.

Par défaut, lorsque les pins d’entrée ne sont pas alimentés, les canaux du relais délivrent la tension d’alimentation correspondante sur la sortie NC (“Normally Closed”) ou sur la sortie NO (“Normally Open”) dans le cas contraire.

Etape 3 : Éclairage de la serre

Pour l’éclairage de notre serre, nous avons percé des trous dans la structure et fixé la guirlande avec des colliers de serrage. Celle-ci doit être alimentée par une tension de 230V (tension secteur) et est composée d’un mètre de LEDs rouge et d’un mètre incandescent jaune.

Elle est connectée au relais par la phase et le neutre, chacun branchés sur un canal différent, afin d’isoler totalement la guirlande du secteur et ainsi éviter tout problème avec le reste des composants.

Etape 4 : Installation du brumisateur

Pour augmenter l’humidité de l’air dans la serre, nous avons installé un brumisateur fonctionnant par émissions d’ultrasons. Il nécessite une alimentation de 24V/1A maximum. On le relie ensuite au relais. La masse est directement connectée à l’adaptateur secteur par le biais d’un domino.

Etape 5 : Installation du système d’arrosage

En ce qui concerne l’arrosage, nous disposons d’une pompe submersible qui nécessite une alimentation de 12V et 400mA. Elle est branchée en sortie à un tuyau percé pour un arrosage homogène. Nous la connectons ensuite à un des canaux du relais.

Pour le réservoir, nous avons récupéré un bidon de vinaigre de 5L sur lequel nous avons fait un trou pour le capteur de niveau d’eau et une ouverture pour le remplir et y faire passer la pompe.

Pour résumer…

Étape 6 : Mise en place des capteurs et paramétrage de la carte Arduino

Nous installons à présent les capteurs d’humidité/température de l’air, d’humidité du sol, de de luminosité et de niveau d’eau. Nous branchons tous ces capteurs aux pins de la Raspberry ou de l’Arduino en faisant attention au fait que :

Les capteurs d’humidité du sol et de niveau d’eau se branchent sur du 5V.
Les capteurs d’humidité/température de l’air et de luminosité sont alimentés en 3,3V.

Étape 6.1 : Capteur d’humidité et de température de l’air

Le capteur d’humidité et de température de l’air fournissant des données numériques, nous le relions directement à notre Raspberry Pi comme montré sur le schéma ci-dessous :

Étape 6.2 : Capteurs de luminosité, d’humidité du sol et de niveau d’eau

Ces capteurs fournissant des données analogiques, nous les avons branchés à une carte Arduino nano qui permet de lire ces données, contrairement à la Raspberry. Elle est reliée directement par USB à la Raspberry Pi comme montré ci-après :

Étape 6.3 : Programmation de la carte Arduino

Dans l’IDE Arduino, nous avons donc commencé par programmer la carte.

Nous ajoutons tout d’abord les librairies d’Adafruit pour pouvoir initialiser le capteur de luminosité et régler le temps d’intégration des données. Dans le gestionnaire de bibliothèque (menu Croquis > Inclure une bibliothèque), nous avons installé les librairies suivantes :

Adafruit Unified Sensor
Adafruit TSL2561

Au démarrage, dans la méthode “setup()”, nous configurons les pins utilisés. Nous décidons d’utiliser les pins analogiques A0 et A1, respectivement pour le capteur d’humidité du sol et du niveau d’eau et les pins A4 et A5 pour le capteur de luminosité :

void setup(void) 
{
  Serial.begin(9600);
 
  /*Réglage du capteur de luminosité*/
  if(!tsl.begin()) //Initialisation du capteur
  {
    //S'il y a un problème pour détecter le capteur, vérifier votre connexion
    Serial.print("Ooops, pas de capteur détecté... Vérifier votre connexion!");
    while(1);
  }
  
    //Configuration du gain du capteur et du temps d'intégration
    tsl.enableAutoRange(true);          
    tsl.setIntegrationTime(TSL2561_INTEGRATIONTIME_13MS);    
 
}

Dans la méthode “loop()”, nous recueillons ensuite les valeurs des capteurs et les faisons afficher sur le Monitor Série en utilisant les commandes analogRead() et Serial.print() :

void loop(void) 
{  
  /*Pour recevoir une nouvelle donnée par le capteur de luminosité*/ 
  sensors_event_t event;
  tsl.getEvent(&event);
 
  //Lecture des pins analogiques pour les données des capteurs d'humidité du sol et de niveau d'eau
  Hum_value = analogRead(A0);
  Liquid_value=analogRead(A1);
 
  //Affichage des valeurs sur le Moniteur série
  Serial.print(event.light,0);
  Serial.print(',');
  Serial.print(map(Hum_value,0,1024,0,100)); //Le capteur d'humidité renvoie une valeur en pourcentage 
  Serial.print(',');
  Serial.println(map(Liquid_value,0,512,0,1)); //Le capteur de niveau d'eau retourne la valeur 1 quand il est en contact avec l'eau, 0 sinon
  delay(5000); //Retard de 5s pour éviter de surcharger le buffer de la Raspberry 
}

Nous récupèrerons ensuite les données des différents capteurs à l’aide de la carte Raspberry Pi.

La programmation vers Constellation

La programmation vers Constellation est divisée en deux packages : le premier correspond à la récupération des données des capteurs et à l’activation des actionneurs, le second a été créé pour gérer le stockage des données en vue de créer des graphiques sur notre application.

Etape 1 : Package relatif aux capteurs et actionneurs

Etape 1.1 : Acquisition des données des capteurs

Pour récupérer les données des différents capteurs cités précédemment, nous avons utilisé la librairie “Adafruit_DHT” pour Raspberry Pi et la librairie “serial” qui permet de faire le lien entre l’Arduino-Nano et la Raspberry Pi. Ces valeurs vont nous permettre de décider s’il faut activer ou non les actionneurs tels que la pompe, le brumisateur ou les LED.

La fonction ci-après permet de récupérer les valeurs des différents capteurs.

def getCapteur():
    humiditeAir, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(11,4)
    lux, humiditeSol, eau = ser.readline()[:-2].split(",")

Nous avons ensuite créé un State Object rassemblant les valeurs d’humidité du sol, d’humidité de l’air, de température et de luminosité ambiante pour pouvoir les publier sur notre Constellation.

Constellation.PushStateObject("Capteurs", {"HumiditeSol": int(self.humiditeSol), "HumiditeAir": int(self.humiditeAir), "Temperature": int(self.temperature), "Luminosite": int(self.lux)}, "CapteursInfos")

Etape 1.2 : Activation et désactivation des différents actionneurs (brumisateur, guirlande lumineuse et pompe à eau)

Comme mentionné précédemment, les actionneurs sont reliés à la Raspberry Pi via un relais quatre canaux. Cela simplifie grandement la programmation : il nous suffit simplement de gérer l’ouverture et la fermeture des relais.

Nous avons donc fait en sorte que chaque actionneur soit associé à son relais grâce à la librairie GPIO de la Raspberry Pi. Ainsi, le code diffère seulement au niveau des numéros des pins utilisés par les actionneurs.

Voici un exemple du code de l’activation et de la désactivation de notre pompe :

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12,GPIO.OUT)
GPIO.output(12,0)

Le pin 12 de la Raspberry est celui relié au relais contrôlant la pompe.

Etape 1.3 : Automatisation des actionneurs

Pour réaliser la fonction d’automatisation, nous nous sommes tout d’abord renseignés sur les conditions propices à la bonne croissance des plantes au niveau de l’humidité du sol et de l’air, de la luminosité et de la température de l’air.

Pour le brumisateur, nous avons choisi de l’activer si l’humidité est inférieure à 35% et de le désactiver si l’humidité remonte au dessus de 37%.

if humiditeAir > 37 and brumisateur:
    DesactiverBrumisateur()
elif humiditeAir < 35 and not brumisateur:
    ActiverBrumisateur()
    time.sleep(1)

Pour la pompe, le fonctionnement est différent. Puisque la diffusion de l’eau dans la terre est plus lente, nous activons la pompe pendant 5s avant de la désactiver pendant 30s pour laisser le temps au capteur de ressentir les changements.

if humiditeSol < 30 and not pompe:
    if self.ticks == 0:
            if self.next_water == 0:
                    ActiverPompe()
            self.next_water = 15
        else:
                    self.next_water -= 1
        elif humiditeSol > 30:
                    self.next_water = 0
    elif pompe:
            self.ticks += 1
               if self.ticks >= 3:
                    DesactiverPompe()
                       self.ticks = 0
time.sleep(1)

Ces différentes fonctions sont exécutées dans des threads séparés pour ne pas que le code soit bloquant.

Maintenant, il ne reste plus qu’à sécuriser notre système d’arrosage via le capteur de niveau d’eau. Connecté à la carte Arduino nano, ce capteur va nous renvoyer 1 s’il y a de l’eau dans le réservoir, 0 sinon.

Les données du capteur de niveau d’eau nous permettent d’arrêter le système d’arrosage lorsque le réservoir est presque vide et d’informer l’utilisateur via un PushBullet et l’allumage des LEDs qu’il faut remplir le réservoir.

Constellation.SendMessage("PushBullet", "PushNote", [ "FriendLead", "Le reservoir d'eau est vide"], Constellation.MessageScope.package)

Étape 2 : Package relatif au stockage des données

Afin d’historiser les valeurs des capteurs stockées dans un des State Objects du premier package, nous en avons créé un autre que l’on a déployé sur le même serveur que Constellation.

Ce package génère une base de données dans un fichier .csv qui est mis à jour toutes les minutes avec les nouvelles données.

Chaque ligne contient la date, l’heure, l’humidité du sol, l’humidité de l’air, la température et la luminosité.

@Constellation.StateObjectLink(package = "FriendLeafCapteurs", name = "Capteurs")
def RecupValue(stateObject):
    humiditeSol = stateObject.Value.HumiditeSol
    humiditeAir = stateObject.Value.HumiditeAir
    temperature = stateObject.Value.Temperature

Nous avons ensuite créé un message callback qui permet de visualiser le fichier CSV dans notre Constellation.

@Constellation.MessageCallback()
def LireBDD():
'''
: return string : La base de données 
'''
    file = open('BDD.csv','r')
    lines = file.readlines()
    return lines

L’interface utilisateur : l’application mobile de monitoring et de pilotage de la serre

Étape 1 : Le noyau de l’application

Pour développer l’application mobile nous nous sommes aidés de Cordova, un Framework permettant de créer des application Android et iOS avec des technologies web.

Nous avons également utilisé jQuery et AngularJS pour faciliter l’interaction entre Javascript et HTML.

De plus, pour gérer certaines fonctionnalités comme le traitement du CSV ou l’affichage des graphiques, nous avons utilisé des librairies externes comme PapaParser et Chartist. Finalement, pour embellir le CSS, nous avons utilisé le Framework SemanticUI qui ressemble en certain points à Bootstrap.

Étape 2 : Connexion à Constellation, State Object et Messages Callback

Pour nous connecter à Constellation avec AngularJS, nous avons utilisé ces lignes de codes :

Constellation.initializeClient(url_port, sha, "FriendLeaf");

Constellation.onConnectionStateChanged(function (change) {
   //suite
});

et une ligne de ce type pour chaque State Object :

Constellation.registerStateObjectLink("*", "FriendLeafCapteurs", "Actionneurs", "*", function (so) {
    //suite
});

Quant aux messages Callback, ils sont envoyés comme suit :

Constellation.sendMessage({ Scope: 'Package', Args: ['FriendLeafCapteurs'] }, 'DesactiverBrumisateur');

Pour que l’application soit utilisable sur n’importe quelle Constellation, nous avons créé un page de configuration où l’utilisateur rentre l’adresse de sa constellation, le port, et des identifiants.

Une fois tout cela rempli, le nom d’utilisateur et le mot de passe sont hachés en SHA1 grâce à une librairie externe et la connexion à Constellation commence.

Lorsque l’application se lance pour la première fois, l’utilisateur est directement redirigé vers cette page pour entrer les informations nécessaires.

Étape 3 : Affichage des données en temps réel

Pour l’affichage des données en temps réel nous avons utilisé des images SVG car elles sont très flexibles et nous voulions réaliser des barres de progression en arc de cercle. Pour les valeurs numériques on affiche un scope AngularJS dans lequel sont stockés les valeurs des capteurs.

Le code JS :

//Stockage des valeurs des capteurs dans la variable capteur
scope.capteurs["humiditeAir"] = so.Value.HumiditeAir;
scope.$apply(); //Applications des modifications du scope

//Pour changer le remplissage de la jauge 
$("#h_air_gauge").css("stroke-dasharray",(so.Value.HumiditeAir*18)/100 + " 18 0");

SVG en HTML :

Étape 4 : Contrôler sa serre

Nous avons également prévu dans l’application de pouvoir gérer les différents actionneurs de la serre.

Pour gérer le côté automatique du package responsable des capteurs nous avons utilisés des sliders qui lorsqu’activés, vont envoyer un Message Callback comme décrit ci-dessus. On va également suivre l’évolution du State Object indiquant si l’automatisation est activée pour tel ou tel actionneur et ainsi bloqué ou non le bouton d’activation manuel. Car oui, il est également possible d’activer manuellement chaque actionneur grâce à un bouton.

Étape 5 : Les graphiques

Pour ce qui est des graphiques nous avons utilisé une librairie externe que nous avons modifié pour la rendre compatible sur mobile. Cette librairie s’appelle Chartist. Grâce à elle nous avons pu faire de superbes graphiques.

Conclusion

Voilà qui conclut les grandes étapes de la réalisation de FriendLeaf. Comme vous avez pu le voir, la serre remplit complètement son rôle. C’est un projet ludique, simple à réaliser et facilement transposable sur d’autres installations grâce aux State Objects et aux messages Callback. C’est également un bon point de départ pour prendre en main la plateforme Constellation. Nous espérons vraiment qu’il vous a plu et que vous allez réaliser votre propre serre.

Nous tenons également à remercier Léa, le jardin de Théo et les parents de Marine qui nous ont fourni quelques accessoires nécessaires à la serre.

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Créer une prise connectée avec un ESP8266

Lucas — Tue, 31 Oct 2017 11:29:46 +0000

Par Lucas Dupuis

La prise connectée est un élément phare de la domotique de la maison. Il permet d’allumer ou d’éteindre un équipement branché dessus ou encore de connaitre sa consommation en énergie. Dans mon cas, j’avais besoin d’allumer ou d’éteindre les enceintes de mon média center automatiquement lorsque ce dernier était démarré.

Découvrons ensemble comment créer sa prise connectée avec un ESP8266.

Prérequis

Pour ce tutoriel, il vous faut :

Un bloc prise avec un interrupteur
Un transformateur AC/DC 5v
Un ESP-01 (ESP8266)
Un régulateur de tension 3.3v
Un relais 220V pilotable en 5v
Un transistor, des résistances, des leds, une diode, des condensateurs
Du fil électrique
Un pistolet à colle et une drémel
Un serveur Constellation

Etape 1 : Construire la prise

Dans un premier temps, il nous faut un boitier abordable que nous pourrons ouvrir pour insérer notre ESP à l’intérieur. Après quelques recherches, j’ai opté pour le boitier Renkforce disponible chez Conrad pour 3€ environ.

On commence donc par l’ouvrir pour la vider littéralement :

Puis tous les supports plastique à l’intérieur doivent être cassés pour libérer un maximum de place. Je les ai cassés avec une pince coupante et j’ai fini de retirer le maximum de plastique avec un dremel. Sur cette photo j’avais retiré une partie du fond de la prise pour un autre projet.

Il faut ensuite préparer un câblage avec le relais pour qu’il s’intercale entre l’arrivée de la phase (mur) et la phase distribuée à l’élément branché sur la prise. Mais il faut également garder en tête que l’alimentation de l’ESP doit être permanente :

Mon principal problème dans ce tutoriel a été de tout faire rentrer dans la prise. En effet, l’alimentation + le relais prennent beaucoup de place et tout est rentré au chausse-pied, avec le câblage noyé dans la colle chaude afin d’assurer l’isolation.

Le transformateur alimente donc en 5v un régulateur de tension LM1117 3.3V avec deux condensateurs pour lisser du 3.3v pour l’ESP01.

Il alimente également directement la bobine du relais dont le circuit est interrompu par un transistor NPN BC547 dont la base sera pilotée en saturation par un GPIO de l’ESP.

L’ESP pilote deux leds de statut : une rouge et une verte et possède également son dernier GPIO en input pour un bouton physique placé sur le dessus du boitier. Si vous avez suivi jusque-là et que vous connaissez l’ESP01, vous aurez compris qu’il est impossible de le programmer directement dans la prise, deux des 4 GPIO devant normalement être utilisés pour la communication série.

Pour combler le « trou » du bouton physique original, j’ai choisi de coller par l’intérieur du boitier un petit bout de plexiglas translucide. Je l’ai ensuite percé pour faire passer les deux leds rouge et verte.

Et voilà, on obtient une prise connectée par Wifi avec un ESP8266 avec un bouton poussoir et deux LEDs, reste plus qu’à le programmer !

Etape 2 : la programmation

La fonction de base de la prise est assez simple : couper le courant ou le laisser passer. Dans un premier temps, j’ai uploadé un sketch de base Constellation avec Arduino sur l’ESP01 à l’extérieur de la prise. Je l’ai ensuite branché dans la prise que j’ai enfiché dans le mur. Bazinga, le régulateur 3.3v fait son job, l’ESP boote, se connecte à mon réseau wifi et envoie un « hello world » dans la console Constellation. Pour découvrir comment connecter un ESP8266 à Constellation, suivez ce guide.

Ensuite, j’ai utilisé la librairie Constellation pour ajouter un MessageCallback pour activer ou désactiver le GPIO de la prise, couplé à un StateObject pour maintenir l’état de la prise dans Constellation :

constellation.registerMessageCallback("Switch", MessageCallbackDescriptor().setDescription("Switch le statut du relais."),
  [](JsonObject & json) {
    statutRelais = !statutRelais;
    digitalWrite(gpioRelais, statutRelais);
    constellation.pushStateObject("Status", stringFormat("{ 'IsActivated':%s }", statutRelais ? "true" : "false" ));
  });

Ainsi Constellation a toujours connaissance de l’état de la prise via le StateObject nommé “Status” :

Et tout le monde peut maintenant découvrir et utiliser le MessageCallback “Switch” exposé par notre ESP pour permuter l’état de notre prise :

Bingo, on a donc une prise 220V connectée à Constellation qu’on pourra piloter depuis une page Web, un programme Python ou autre.

Pour vous donnez quelques idées, n’hésitez pas à relire ce tutoriel : Créer un relais connecté.

Etape 3 : Lier sa prise connectée à l’état de son média-center

Dans ma Constellation, je dispose d’un package « brain » développé en C# avec Visual Studio qui contient l’ensemble des règles de la maison (gestion du chauffages, lumières, volets, etc..).

Je l’ai enrichi pour faire en sorte que si Kodi est en train de lire un média (audio ou vidéo) et que la prise n’est pas allumée, alors il invoque le MessageCallback pour allumer la prise. Et inversement pour l’éteindre !

J’ai donc dans une classe C#, ajouté deux StateObjectLinks, c’est à dire que j’ai deux propriétés de mon code C# qui sont liées à mes StateObjets représentant l’état de mon media-center de l’état de ma prise !

Il me reste plus qu’à ajouter un handler sur le changement d’état du State Object de Kodi, afin d’ajouter deux conditions “if” :

Si la prise est éteinte alors que Kodi joue quelque chose (PlayerState différent de null) alors on allume la prise
Si la prise est allumée alors que Kodi joue rien (PlayerState null) alors on éteint la prise

Pour allumer ou éteindre la prise, il suffit d’invoquer le MessageCallback “Switch” exposé par notre code Arduino en créant un proxy vers notre package.

public class KodiDemo
{
    /// 
    /// StateObject XBMC. Permet de connaitre les infos de lecture.
    /// 
    [StateObjectLink(Package = "Xbmc", Name = "Kodi Salon NUC")]
    public StateObjectNotifier KodiNotifier { get; set; }

    /// 
    /// StateObject de l'ESP controlant le relais d'activation. Permet de synchroniser les infos de lecture avec la valeur du relais.
    /// 
    [StateObjectLink(Sentinel = "ESP8266-01-001", Package = "ESP_Relay_Button", Name = "Status")]
    public StateObjectNotifier PriseKodi { get; set; }

    public void Start()
    {
        this.KodiNotifier.ValueChanged += (s, e) =>
        {
            if (this.PriseKodi.DynamicValue.Status == false
                && e.IsNew == false
                && e.OldState.DynamicValue.PlayerState == null
                && e.NewState.DynamicValue.PlayerState != null)
            {
                // démarrage.
                PackageHost.WriteInfo("Activation de la prise.");
                PackageHost.CreateMessageProxy("ESP8266_01_002/ESP_Relay_Button").Switch();
            }

            if (this.PriseKodi.DynamicValue.Status == true
                && e.IsNew == false
                && e.OldState.DynamicValue.PlayerState != null
                && e.NewState.DynamicValue.PlayerState == null)
            {
                PackageHost.WriteInfo($"Arret de la prise.");
                PackageHost.CreateMessageProxy("ESP8266_01_002/ESP_Relay_Button").Switch();
            }
        };
    }
}

Et voilà comment en quelques lignes de C# et grâce à Constellation, mes enceintes seront automatiquement allumées ou éteintes selon que mon media-center diffuse ou non un média vidéo ou audio !

Pour aller plus loin

Pour aller plus loin, j’ai ajouté quelques fonctionnalités intéressantes :

J’ai pluggé le bouton poussoir ajouté sur le dessus de la prise pour qu’il change l’état du relais et mette à jour le state objet en conséquence.
J’ai ajouté la possibilité d’associer les leds de façade au fonctionnement de la prise en m’inspirant de ce qui existe sur les prises connectées du marché. La led rouge indique le statut de fonctionnement (power on / connexion au wifi en clignotant), la led verte indique l’état du relais.
J’ai ajouté également un mode « blind », je trouve que c’est une fonctionnalité intéressante mais qui est absente des prises sur le marché : Quand il fait noir dans une pièce et que la prise se reconnecte au wifi, cela peut être gênant de la voir clignoter. Un package de « brain » peut alors gérer les leds directement en fonction de mes volets
Ensuite, en cas de déconnection du wifi ou de coupure de courant, j’ai prévu un bout de code permettant, au démarrage de l’ESP, de requêter son propre StateObject. Cela permet à la prise de revenir à l’état dans lequel elle était avant la coupure.
J’ai également fait intervenir l’activation de mon projecteur. Ce dernier push un StateObject. Si le média center est éteint, il envoie un paquet WOL via le package networktools pour l’allumer et envoie une notification de fermeture des volets du salon. Le démarrage de la lecture du média sur kodi pilote la prise d’allumage des enceintes sans action manuelle. Ainsi, le démarrage du projecteur et la lecture sur kodi lancent l’ambiance parfaite pour profiter de mes séries en un seul geste.

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Créer un relais connecté

Sebastien Warin — Wed, 10 May 2017 15:46:17 +0000

Dans ce tutoriel nous allons créer un relais connecté qu’on pourra contrôler depuis une page Web, une montre ou même un script Powershell pour piloter une lumière, une porte de garage, une chaudière ou n’importe quelle charge électrique (10 ampères max) ou contact sec.

Prérequis

Un Arduino connecté ou un ESP8266
Un shield relais (ou un relais seul avec une diode, une résistance et un transistor NPN)
Un serveur Constellation

Etape 1 : le montage

Ici on utilisera un D1 Mini Pro (ESP8266) avec un « Shield » relais tout fait qu’il n’y a plus qu’à déposer sur le « D1 Mini ». Si vous n’avez de shield, vous pouvez utiliser un relais seul que vous piloterez avec un transistor NPN via une sortie de l’ESP8266.

Vous retrouverez sur ce shield un bornier à 3 pôles :

Le pôle de gauche est « NO » (normalement ouvert)
Le pole du milieu est le commun
Le pôle de droite est « NC » (normalement fermé)

Autrement dit, au repos il y a contact entre le 2^ème et 3^ème pole (normalement fermé). Lorsque que vous activez le relais, vous permutez le contact entre la 1^ère et le 2^ème pole.

Si vous voulez piloter une lampe, connectez un des fils entre la source d’énergie et votre lampe sur le pole « commun » et le pole « NO ». Ainsi au repos, votre lampe ne sera pas allumée mais si vous activez votre relais elle le sera.

Attention tout de même si vous manipulez des sources AC 220V et n’oubliez pas que votre relais ne supporte que des charges inférieures à 10A (soit environ 2200W).

Etape 3 : la programmation

Pour démarrer vous devez dans Constellation déclarer une sentinelle associée à une clé d’accès et un package virtuel. Ici notre ESP8266 est représenté par la sentinelle nommée “ESP8266” et le package virtuel se nomme “MyRelay”.

Dans l’Arduino IDE, nous créons un nouveau projet à partir du Starter Kit Constellation pour ESP8266 dans lequel nous allons définir le nom de notre réseau Wifi (SSID) ainsi que sa clé d’accès puis nous configurerons le client Constellation en spécifiant l’identité de notre package virtuel, sa clé d’accès et l’adresse/port de notre serveur Constellation :

// ESP8266 Wifi
#include 
char ssid[] = "MON SSID";
char password[] = "macléWifi!!!!";

// Constellation client
Constellation constellation("X.X.X.X", 8088, "ESP8266", "MyRelay", "xxxxxxxxxxxxxxxxx")

Encore une fois si tout cela est nouveau pour vous, je vous recommande de suivre ce guide d’introduction à l’API Constellation pour Arduino/ESP8266.

Notre relais se pilote par la sortie D1. Commencez donc par configurer cette sortie en ajoutant la ligne suivante dans la méthode « setup() » :

pinMode(D1, OUTPUT);

Ensuite, toujours dans la méthode de démarrage « setup() » et une fois connecté au Wifi, déclarez le MessageCallback suivant :

constellation.registerMessageCallback("SwitchState",
  MessageCallbackDescriptor().setDescription("Set the state of the relay").addParameter("state", "The state of the relay"),
  [](JsonObject& json) {
      bool state = json["Data"].as();
      // Changer l'état du relais
      digitalWrite(D1, state ? HIGH : LOW);
      // Mise à jour du StateObject de l'état du relais
      constellation.pushStateObject("State", state);
 });

Nous exposons ici un MessageCallback nommé « SwitchState » qui prend en paramètre un booléen pour définir l’état du relais (ON ou OFF).

Le code du MC pilotera alors la sortie D1 sur lequel est connecté notre relais et publiera un StateObject « State » avec l’état actuel du relais.

Pour finir, toujours au démarrage, ajoutez cette ligne après la déclaration de votre MC :

constellation.pushStateObject("State", false);

Ainsi au démarrage de l’ESP8266, le relais est forcément sur Off, donc nous actualisation le StateObject « State » sur Constellation avec la valeur « false ».

Et voilà, votre relais connecté est opérationnel !

Vous pouvez connecter sur les pôles NO et commun une charge électrique comme une lampe ou une simple LED, en courant continue ou alternatif (220V par exemple) sans dépasser 10 ampères.

Si vous ne connectez rien sur votre relais, vous pouvez tout de même tester son bon fonctionnement :

Le relais « claque » lorsqu’il change d’état
Une petite LED rouge à côté de l’inscription « NC » s’allumera quand le relais est sur « ON »

Lancez le MessageCallback Explorer de la Console Constellation pour tester votre MessageCallback :

Etape 3 : créer une page Web de pilotage du relais

Créons maintenant une page Web pour piloter notre relais. Pour cela créez un fichier HTML sur votre poste avec une structure HTML de base.

Dans les entêtes ajoutez les scripts suivants :

Sur la balise ajoutez l’attribut :

ng-app="MyDemoApp"

Et sur la balise ajoutez l’attribut :

ng-controller="MyController"

Ajoutez ensuite le script suivant dans votre page (dans une balise