Domotique avec Home Assistant

C'est ici que vous trouverez les animations autour de la domotique avec Home Assistant !

Mon premier micro-controleur avec ESPHome (D1_mini)

ESPHome c'est quoi ?

Le projet ESPHome est un projet communautaire permettant de créer des automatismes intégrable dans un serveur Home Assistant à base de microcontrôleurs type ESP :

Le lien du projet ESPHome :
https://esphome.io/image.png
https://esphome.io/components/

Quelques infos sur les microcontrôleurs type ESP :
https://fr.wikipedia.org/wiki/ESP32
https://fr.wikipedia.org/wiki/ESP8266

Comment ça s'installe ?

Une fois logué sur son serveur Home Assistant préféré, on va dans les paramètres, on clique sur Apps (qui nous sert à rajouter des applications tierces dans HA) et on trouve ESPHome dans la barre de recherche.

image.pngimage.png

Une fois le logiciel installé, on n'oublie pas d'activer quelques paramètres recommandés comme le démarrage automatique d'ESPHome, les mises à jours auto ainsi que le raccourcis dans la barre latérale d'Home Assistant.

image.png

Le microcontrôleur

Le microcontrôleur utilisé ici est le bien connu D1_Mini (basé sur un ESP8266)

image.pngPour une description plus complète, on vous renvoi vers le wiki de nos copains brestois, les petits Débrouillards :
https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Item:D1_mini 

Mon code YAML pour débuter

Voici un exemple de code en YAML pour permettre (avant tout autre rajout type capteur, sonde, interrupteur) à notre carte de se connecter à notre serveur Home assistant via ESPHome.

Attention, la clé API est celle de votre ESPHome.
Il ne faudra pas oublier non plus de saisir le nom de sa box (SSID) et le mot de passe correspondant dans l'onglet "secrets" en haut à droite de l'interface ESPHome

esphome:
  name: capteur-temp-serre
  friendly_name: capteur temp serre

esp8266:
  board:  d1_mini

# Active les journaux (logs) pour le débogage ()
logger:

# Permet à Home Assistant de découvrir l'ESP automatiquement
api:
  encryption:
    key: "mCFuxUyPOZ2HNTax72TKoCeG3Btb0j0qsG7pWzBBt+k="

# Permet de faire les futures mises à jour sans fil (OTA = Over The Air)
ota:
  - platform: esphome
    password: "0d9662546dc9759763b213a7aa5f3b7c"

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

  # Génère un point d'accès de secours si le Wi-Fi coupe
  ap:
    ssid: "Capteur-Temp-Serre"
    password: "tregor22300"

captive_portal:

Pour téléverser ce premier programme dans notre microcontrôleur, on clique sur "Install" depuis l'item crée : 

image.pngimage.png

  1. En branchant son ESP  en USB sur son PC (marche bien sous Windows, moins sous Linux)
  2. En branchant son ESP en USB sur le directement sur le serveur Home Assistant
  3. En téléchargeant le programme (.bin) sur son ordinateur et en le televersant avec un locigiciel comme ESPtool.
    Dans ce cas, on ouvrira le terminal depuis le dossier contenant le .bin et on lancera ces 3 commandes :
sudo apt install esptool    #pour installer l'application
sudo dmesg | grep tty       #pour vérifier le port utilisé par le périphérique (souvent ttyUSB0)
sudo esptool --port /dev/ttyUSB0 --baud 460800 write_flash 0x00000 capteur-humidite.bin  #la commande de televersement en precisant bien le bon port (ttyUSB0 dans notre cas) ainsi que le nom du fichier.bin (capteur-humidite.bin)

Par la suite, quand on modifiera/rajoutera des choses dans notre programme, on pourra le faire directement en wifi (4) !

On ne peut téléverser en wifi que si on a un paragraphe OTA défini dans notre programme !


Mesurer la temperature / l'humidité avec ESPHome

WORK IN PROGRESS/

Mettre en place une mesure de température en passant par un capteur type DS18B20  

De quoi on parle ?

image.png

Le capteur de température DS18B20 est un capteur très utilisé dans les montages électronique. Il s'alimente de 3 à 5 Volts et a une plage de mesure de -55° à +125°
Même dans la serre, à plus de 50° : il résiste !
De plus, dans sa forme encapsulée (comme sur la photo), il est étanche.

Notre objectif sera donc de l'interfacer avec un micro controleur ESP (D1_mini dans notre exemple) pour remonter ses données vers notre serveur Home Assistant, en passant par ESP Home.
Voir Page "Mon premier micro-controleur avec ESP Home"

La soudure : 

image.pngUne fois équipé de son fer à souder préféré, on soudera le fil rouge (la phase du capteur) sur la broche 3V3 de l'ESP, le fil de donnée (le jaune en général) sur, par exemple, la PIN D2. Le fil noir (la masse du capteur) sera quand à lui soudé sur une des PIns GND (Ground)

On soudera également, entre le fil de donnée et la phase, une résistance de 4.7Kohm (pour stabiliser la tension/le passage des données. 

plan_soudure_DS18B20.svg

Programmer l'ESP et remonter les Données

Une fois les composants soudés, on va passer par l'interface d'ESPHome pour charger du code dans le micro-contrôleur.
Si notre micro-contrôleur est déjà reconnu et en capacité de communiquer en Wifi (voir module précédent) , on aura qu'a rajouter un bloc de code dans le fichier YAML pour communiquer avec le capteur de température.

one_wire:               #précise qu'on utilise le protocole OneWire 
  - platform: gpio      
    pin: GPIO4          #La pin D2 du micro-controleur, correspondant à GPIO04 : voir plan du premier module

sensor:
  - platform: dallas_temp                 #  On précise utiliser un capteur type dallas_temp    
    name: "Temperature DS18B20"           # On lui choisi un nom 
    update_interval: 10s                  # On lui demande de remonter la temperature vers le serveur toutes les 10 secondes

Plusieurs capteurs de température sur une carte?

image.png

Le protocole 1-Wire (https://fr.wikipedia.org/wiki/1-Wire)  permettant de connecter plusieurs capteurs en même temps, il conviendra de récupérer l'adresse de chaque capteur connecté (dans les Logs) pour ne pas les mélanger. 

Il n'y aura plus qu'à ajouter un bloc de code par capteur dans le YAML correspondant

sensor:
  - platform: dallas_temp
    address: 0x123456789ABCDEF  #adresse numérique que l'on a récupéré dans les Logs
    name: "Temperature Salon"

Utiliser un capteur d'humidité type HW-080

De quoi on parle ?

Le capteur HW-080 est un grand classique dans la famille des capteurs utilisés dans les kits pédagogiques

image.pngIl s'agit d'une résistance qui varie en fonction de la conductivité du sol. Le HW-080 possède une sortie analogique qui va lire une tension entre 0V et 3.3V et la convertir en valeur numérique.  

La soudure 

La partie soudure est assez classique : un +, un - et fil de données !

=> Le fil rouge (couleur par convention) partira du 3,3 ou 5V de l'ESP pour aller au VCC
=> Le fil noir raccordera lui les GND des deux cartes
=> Le fil jaune quand a lui, servira à remonter le signal analogique vers
une entrée analogique de l'ESP,image.png A0 dans notre cas. 

Ne pas hésiter à se référer au Pin-out de l'ESP !

                                                                                                   plan_soudure_HW_080.svg


Le code YAML

L'étape suivante va donc être de rajouter du code à  un ESP communiquant déjà en wifi avec notre interface ESPHome.

sensor:
  - platform: adc
    pin: A0
    name: "Humidité du sol - Valeur brute"
    id: humidite_sol_brute
    unit_of_measurement: "" # On enlève le "V" qui induit en erreur
    accuracy_decimals: 0
    update_interval: 5s     # 5 secondes pour que ce soit réactif en atelier
    
    filters:
      # Étape indispensable sur ESP8266 pour récupérer la valeur brute de 0 à 1023
      - multiply: 1023.0 
      
      # Calibration "Tout ou rien" à ajuster avec vos tests :
      - calibrate_linear:
          # Format : valeur_brute -> pourcentage_voulu
          - 850 -> 0.0    # À l'air libre (Sec)
          - 250 -> 100.0  # Dans un verre d'eau (Humide)

  - platform: template
    name: "Humidité du sol"
    unit_of_measurement: "%"
    icon: "mdi:water-percent"
    accuracy_decimals: 1
    lambda: |-
      return id(humidite_sol_brute).state;




sensor:
  - platform: adc
    pin: A0
    name: "Humidité du sol - Valeur brute"
    id: humidite_sol_brute
    unit_of_measurement: "" # On enlève le "V" qui induit en erreur
    accuracy_decimals: 0
    update_interval: 5s     # 5 secondes pour que ce soit réactif en atelier
    
    filters:
      # Étape indispensable sur ESP8266 pour récupérer la valeur brute de 0 à 1023
      - multiply: 1023.0 
      
      # Calibration "Tout ou rien" à ajuster avec vos tests :
      - calibrate_linear:
          # Format : valeur_brute -> pourcentage_voulu
          - 850 -> 0.0    # À l'air libre (Sec)
          - 250 -> 100.0  # Dans un verre d'eau (Humide)

  - platform: template
    name: "Humidité du sol"
    unit_of_measurement: "%"
    icon: "mdi:water-percent"
    accuracy_decimals: 1
    lambda: |-
      return id(humidite_sol_brute).state;

Utiliser son ESP comme un interrupteur !

WORK IN PROGRESS/

Utiliser son ESP comme un interrupteur

De quoi on parle ?

L'idée ici sera de rendre l'appareil (une pompe, un volet roulant, un moteur) actionnable à distance.
A partir de là, il sera possible :


Faisons allumer une LED à distance
La soudure

 

 

Le code YAML 

Voici un exemple de bloc que l'on peut rajouter pour utilisation d'un actionneur
Extrait de la documentation https://esphome.io/components/light/

output:
  - platform: esp8266_pwm  
    pin: GPIO4          #Pin GPIO utilisée (Voir Pinout de la carte)
    id: led_d1mini     #Nom 

light:
  - platform: monochromatic         #Type d'éclairage  utilisé (LED simples, bande de led, bande adressable...
    name: "LED D1 Mini"
    output: led_d1mini

Configurer son module esp32Cam

esphome:
  name: esp32cam-fablab
  friendly_name: ESP32 CAM Fablab

esp32:
  board: esp32cam
  framework:
    type: arduino
psram:


# Logs
logger:

# API Home Assistant
api:
  encryption:
    key: "Votre clé API qui sert à communiquer avec le logiciel ESPHome"

# OTA
ota:
  - platform: esphome
    password: "motdepasseota"

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

  ap:
    ssid: "ESP32CAM-Secours"
    password: "12345678"

captive_portal:

# Web interface optionnelle
web_server:
  port: 80

# Configure les réglages de la caméra pour l'interface web
#esp32_camera_web_server:
#  - port: 8080
#    mode: stream


# Flash LED
output:
  - platform: gpio
    pin: GPIO4
    id: flash_led

light:
  - platform: binary
    name: "ESP32 CAM Flash"
    output: flash_led

# Caméra
esp32_camera:
  name: "Camera Fablab"

  external_clock:
    pin: GPIO0
    frequency: 20MHz

  i2c_pins:
    sda: GPIO26
    scl: GPIO27

  data_pins:
    - GPIO5
    - GPIO18
    - GPIO19
    - GPIO21
    - GPIO36
    - GPIO39
    - GPIO34
    - GPIO35

  vsync_pin: GPIO25
  href_pin: GPIO23
  pixel_clock_pin: GPIO22

  power_down_pin: GPIO32

  resolution: 1280x1024
  jpeg_quality: 10

  max_framerate: 15 fps
  idle_framerate: 0.2 fps

  vertical_flip: false
  horizontal_mirror: false

# Signal WiFi
sensor:
  - platform: wifi_signal
    name: "ESP32 CAM WiFi Signal"
    update_interval: 60s

# Redémarrage
button:
  - platform: restart
    name: "ESP32 CAM Restart"

Créer une automatisation

De quoi parle ?

Maintenant que l'on monitore différentes données (température, humidité,...) et que l'on a des actionneurs, on va pouvoir créer des automatismes.
Insérer ici, des exemples d'automatisations réalisées chez vous ou ailleurs: 

L'automatisme

Pour l'exemple, prenons un besoin :
"je souhaite allumer une LED rouge quand la température dépasse les 40° dans ma serre !"
Rien qu'avec ce besoin exprimé, on a déjà la logique du programme à construire :
==> Si (température de la serre) >= 40° :
           Alors : allumer (LED)

image.png 
Avec Home assistant, point besoin d'écrire des lignes de codes ; dans notre interface Home Assistant, on se rend dans le panneau "Paramètres" puis "Automatisations et scènes".
Ensuite, on clique sur "Créer une automatisation" et "Créer une nouvelle automatisation".

image.png

image.pngimage.png

Guide pédagogique "Introduction à HA et arrosage du potager"

Guide pédagogique "Introduction à HA et arrosage du potager"

🎯 Objectifs principaux :


👥 Public cible : 

 📋 Pré-requis :

🕒 Durée de l'atelier : 2h

🛠️ Matériel à préparer

Matériel Consommables
Projecteur
Ordinateurs x participants (si pas de pcs perso)
connexion internet

Serveur HA connecté

Module ESP_température

Module ESP_hygrométrie
Module ESP_LED

scanner d'IP (Angry IP scanner)

Retrouvez ici les .bin des 3 capteurs (partie wifi seulement) :
actionneur_led.bin
capteur-humidite.bin
capteur-temp-serre.bin

🏁 Déroulé de l'animation 

Introduction  20mn

L'animateur propose un tour du Fablab. Il introduit le sujet en provoquant de l'échange sur les connaissances et essais de chacun.

Présentation de Home Assistant  20mn

L'animateur interroge autour de la domotique :
"Est que vous connaissez ?" 
"Des retours d’expériences ?"

L'animateur projette l'interface de Home Assistant, il rappelle le fonctionnement d'un serveur
L'animateur présente l'interface :
   -Le Desk
   -Les Apps
   -Appareils et services
   -Automatisation

les capteurs du Fablab, ainsi que différentes possibilités.
Projets concrets présentables :
mesure de conso    video conso Linky

Mesure de production    Routeur solaire

TP : trouver mon serveur HA sur le réseau
L'animateur rappelle le fonctionnement d'un réseau. Les apprenants scannent le réseau du fablab pour trouver différents périphériques.
Dans le navigateur :
==> adresseIP: 8123
==> (Sinon DNS)  homeassistant.local:8123  

image.png

Potager         

Présentation des microcontrôleurs et d'ESP Home 20mn

L'animateur présente les kits ESP du Fablab en interrogeant sur le rôle des micro-contrôleurs ainsi que sur les capteurs qui y sont connectés.
L'animateur présente le ESP home à travers plusieurs projets concrets présentables

Station météo   Dashboard       

TP utilisation au potager 30mn

Les apprenants créent une scène en utilisant un capteurs et un actionneur exemple :

image.png

image.png


L'animateur fait déclencher et fait constater la nécessité d'une condition inverse (Sinon la LED s'allume et ne s’éteint plus) :

Attention aux hystérésis 49-50-49-50-...    La LED clignote sans arrêt