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IOT by Tetaneutral » Historique » Version 20

julien Bresciani, 13/01/2022 12:55

1 1 julien Bresciani
h1. IOT by Tetaneutral
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h1. contexte
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courant 2021 nous avons lancé un mini projet baptisé le "frigo challenge", ce projet a pour but initial de collecter les données de consommations de frigos de différents participants, ce afin de pouvoir avoir un comparatif réel de différents appareils , le frigo a été choisi car c est un appareil dont sa consommation peut varier de 1 a 5 par rapport a ses performances initiales en fonction de son état. l’intérêt étant aussi de démontrer que faire tourner des frigos peu efficaces est extrêmement énergivore.
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forts de cette mini expérience, nous entendons proposer aux adhérents de Tetaneutral une infrastructure technique soutenue de bout en bout par du logiciel libre afin de pouvoir publier et utiliser les données de divers capteurs "IOT"
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Nous documenterons donc dans cette section l architecture et les différentes manipulations pour connecter, gérer et exploiter différents objets de différentes manières.
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h1. Le serveur iot.tetaneutral.net
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h2. architecture : 
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Le serveur regroupe un ensemble de logiciels permettant
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* de collecter les données publiées par exemple via le bus logiciel MQTT : usage de mosquitto
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* de pré-formater, transformer, convertir les données provenant de différents formats : usage de nodered
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* de stocker les données sur une base de donnée orientée "time series" : usage de influxdb
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* d'afficher et creer des graphiques afin d exploiter les données publiées par les objets : usage de grafana
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h1. Les objets connectables.
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Les objets connectés sont autant de nouvelles menottes numériques par le fait que l'on ne connaît pas leur comportement , que l'on ne sait pas qui utilise nos données et à quelles fins. l’objectif au niveau des objets connectes est de n'inciter qu'a l usage d objets dont on maîtrise un minimum le comportement.
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à cette fin nous documenterons et encouragerons l'usage de logiciel libre destiné a être flashé sur les objets connectés.
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les deux projets majeurs sur lesquels nous nous pencherons pour les objets connectables en wifi sont TASMOTA et ESPHOME
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Ces deux projets supportent les matériels intégrant les puces ESP8266 esp32 et tous leurs dérivés.
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Une liste non exhaustive du matériel commercialement vendu et flashable est tenue a jour par un mainteneur de TASMOTA via https://templates.blakadder.com/
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28 16 julien Bresciani
Nous nous attacherons particulièrement aux prises connectée possédant un relais + la mesure de consommation mais la liste des appareils flashable avec tasmota ou esphome est tres longue (interrupteurs, capteurs de mouvement, vannes d arrosages, pilotes de ventilateurs de plafond , doubles relais pouvant faire des volets roulants. etc etc).
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Le matériel recommandé est du plus facile au moins facile : 
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les prise NOUS préflashées avec tasmota : https://www.amazon.de/gp/product/B0054PSIPA?tag=tasmotatempla-21
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les prises athom préflashées avec tasmota (form factor moins interressant) : https://fr.aliexpress.com/item/4001230982267.html
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les prises gosund sp111 si vous en trouvez encore
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éviter les prises gosund EP2 car elles sont non demontables facilement (collées)
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toutes prises avec monitoring de conso que vous trouverez sur https://templates.blakadder.com/
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h2. architecture de la connexion
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39 13 julien Bresciani
Nous nous orientons vers deux principes de connexion pour les objets :
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h3. le bridge MQTT
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* une connexion via un serveur MQTT installé localement sur votre routeur Tetaneutral ou sur une machine que vous possédez , le serveur MQTT servant de relais (BRIDGE) entre votre environnement local et le serveur IOT.tetaneutral.net ce setup a l'avantage de laisser un choix d usages plus important localement (interactions possibles avec un serveur de domotique ), il demande plus de savoir faire technique.
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!iotbridgettnn.png!
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h3. connexion directe de l'objet
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48 1 julien Bresciani
* une connexion sécurisée directe de l'objet au serveur iot.tetaneutral.net : cette méthode, plus simple est à préférer si vous avez peu de compétences technique ou pas de machine capable de faire fonctionner un serveur mqtt.
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!iotdirectsslttnn.png!
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h2. setup avec tasmota + bridge MQTT sur routeur tetaneutral
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53 18 julien Bresciani
h3. flasher tasmota sur l appareil connecté 
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55 17 julien Bresciani
lorsque l'on utilise ce setup, la version standard de tasmota suffit , si votre appareil a déjà été flashé avec tasmota et que vous voulez le mettre à jour, suivre les instructions ici : https://tasmota.github.io/docs/Upgrading/#upgrade-using-webui
56 17 julien Bresciani
pour flasher un appareil qui n'a pas encore le firmware tasmota, la méthode universelle est le flashage avec un adaptateur usb serie avec des niveaux de tension de 3.3V
57 17 julien Bresciani
attention, ne jamais connecter de port serie sur un appareil alimenté par le 220V comme une prise connectée, c est la destruction de votre pc assurée et danger d'electrocution, lors du flashage, l objet doit etre alimenté par le convertisseur usb serie.
58 17 julien Bresciani
cette methode necessite de localiser sur la carte de l'appareil les broches TX RX VCC GND et GPIO0
59 17 julien Bresciani
pour pouvoir mettre l appareil dans le mode ou il accepte d etre flashé, il faut alimenter VCC pendant que GPIO0 est relié à GND , l'esp8266 passe alors en mode bootloader et acceptera de recevoir un nouveau firmware.
60 17 julien Bresciani
la méthode la plus simple est d utiliser tasmotizer (seulement pour les appareils a base d esp8266 ou 8285 la majorité des appareils) : https://github.com/tasmota/tasmotizer
61 17 julien Bresciani
pour les appareils équipés de puces ESP32, se référer à : https://tasmota.github.io/docs/ESP32/#flashing
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63 18 julien Bresciani
h3. premier démarrage
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65 1 julien Bresciani
66 18 julien Bresciani
h3. parametrer les capteurs et relais de l'appareil
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68 19 julien Bresciani
chaque appareil connecté comporte differents capteurs (mesure de courant, de temperature, barometre, hygrometre  etc etc) et actionneurs (relais, moteurs, gradateurs etc)
69 19 julien Bresciani
Tasmota permet d associer chaque broche du microcontrolleur à une fonction ou un peripherique, il n'est pas toujours aisé de les connaitre ou de les reconnaitre, c est pourquoi les createurs de tasmota ont mis en place un concept de template ainsi qu'une base de connaissance repertoriant le hardware connu pour embarquer un esp8266 ou un esp32 : https://templates.blakadder.com/
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prenons par exemple la prise Athom 16 amps , nous la trouvons a cette adresse : https://templates.blakadder.com/athom_PG01EU16A.html
71 19 julien Bresciani
le site nous indique son template : {"NAME":"Athom Power Monitoring Plug","GPIO":[0,0,0,32,2720,2656,0,0,2624,544,224,0,0,1],"FLAG":0,"BASE":18}
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chaque numero correspond au code de periphérique attaché a chaque broche du microcontrolleur e.g : sur la broche 3 est présent le device code 32 ce qui correspond au bouton 1. (la liste des peripheriques et de elur identifieur est disponible ici pour info : https://tasmota.github.io/docs/GPIO-Conversion/#gpio-conversion
73 19 julien Bresciani
il est donc bien pratique de ne pas avoir a faire la configuration soi meme mais d avoir une base de données repertoriant le materiel et ses caracteristiques.
74 19 julien Bresciani
pour appliquer un template a votre appareil, rendez vous sur l'interface web de votre appareil , dans le menu configuration > configure other
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!apply_template.png!
76 20 julien Bresciani
coller le template que vous avez récupéré sur la base de templates dans la case template, cocher la case activate et cliquer sur save, le microcontrolleur va redemarrer, quelques secondes apres, revenez dans le menu principal , vous constaterez que les données des capteurs que vous avez configuré sont maintenant disponibles.
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78 19 julien Bresciani
h3. configurer le serveur mqtt
79 19 julien Bresciani
80 18 julien Bresciani
lorsque vous utilisez un serveur mqtt
81 17 julien Bresciani
82 17 julien Bresciani
83 16 julien Bresciani
h2. setup avec tasmota connection directe TLS