Thermostat NEST Virtual Alike DIY avec Node-RED

Créez le vôtre Thermostat NEST DIY virtuel pour régler et contrôler la température de votre maison où que vous soyez à partir de l'appareil de votre choix.

Histoire

Bonjour à tous ! Quoi de neuf Makers ?!

C'est mon premier projet que j'aimerais partager avec la communauté Hackster !

J'ai créé ce projet car comme je travaille avec des équipes, c'était toujours un cauchemar d'installer et de configurer manuellement chaque semaine mon Old-Home-NO-InternetOfThings-device-Thermostat en raison de mes équipes ne dépend pas de régulièrement.

J'avais donc besoin d'une solution qui me permette d'allumer ou d'éteindre mon système de chauffage où que je sois, quelques minutes avant de rentrer à la maison et ensuite… d'économiser de l'énergie à la maison !

Comme j'ai toujours aimé le thermostat NEST design, j'ai fini par en créer un virtuel !

Vous pourriez surveiller la température et l'humidité de votre pièce d'accueil  et (bien sûr) allumer/éteindre votre système de chauffage de n'importe où, directement depuis n'importe quel appareil connecté à Internet (PC/tablette/mobile).

Alors, une fois que nous connaissons l'histoire derrière ce projet et son objectif, commençons !

INSTALLER LE LOGICIEL !

1. Configurer le système d'exploitation Raspbian Stretch sur RaspberryPi 3

2. Installer Mosquitto Broker sur RaspberryPi 3

3. Installer Node-Red sur RaspberryPi 3

4. Installez Atom+PlatformIO sur votre PC

PIRATAGE DU MATÉRIEL !

L'appareil qui allume/éteint le système de chauffage est l'ITEAD 1CH. J'ai choisi cet appareil parce qu'il est petit, vraiment pas cher et qu'il peut être alimenté avec un chargeur de téléphone portable 5V via un connecteur micro-USB. Comme vous pouvez le vérifier, il s'agit d'un module de relais Wi-Fi DIY parfait qu'ITEA vend prêt à être bricolé par les fabricants.

INTERRUPTEUR SANS FIL WIFI 1 CANAL INCHING/AUTO-VERROUILLAGE 5V 12V

Il est livré avec un logiciel propriétaire (a.k.a. firmware) qui fonctionne avec une application mobile appelée EWeLink.

Quel est le problème ? Vous devez vous inscrire. Une fois connecté, vous pourrez allumer/éteindre n'importe quel appareil connecté aux bornes de relais. Mais, hé ! Nous sommes des créateurs ! Nous voulons utiliser/pirater nos appareils achetés et ne dépendons pas de fournisseurs, serveurs et applications externes ! Nous voulons faire notre propre infrastructure ! Confidentialité des informations !

C'est ici que le piratage matériel commence…

La meilleure partie vient lorsque vous réalisez que vous pouvez modifier le firmware d'origine de l'appareil et en installer un autre indépendant du fournisseur. Comme l'appareil est basé sur le module ESP2866, il y a peu de projets Open-Source pour ce module, et je suis spécialement tombé amoureux de celui qui s'appelle ESPurna Firmware.

Micrologiciel ESPurna + Ajout d'un capteur DHT22

ESPurna (« étincelle » en catalan) est un micrologiciel personnalisé pour les commutateurs et capteurs intelligents basés sur ESP8266. Il utilise le framework Arduino Core pour ESP8266 et un certain nombre de bibliothèques tierces.

Grâce aux excellents articles publiés par son auteur (@xoseperez) et sa formidable aide sur Twitter, j'ai pu apprendre à modifier, créer et flasher le firmware personnalisé en ajoutant un nouveau périphérique fonctionnalités qui n'est pas venu lors de l'achat.

En surfant sur Internet pour les détails des schémas de l'appareil, j'ai trouvé le brochage GPIO du module PSA-01 (basé sur ESP8266).

ITEAD PSA-01 GPIO Pinout

Comme il est basé sur ESP2866, j'ai supposé qu'il pourrait avoir des GPIO avec lesquels interagir… Et j'avais raison ! De plus, j'ai vérifié que ITEAD disposait d'autres types de produits tels que SonOff TH10/TH16, livrés avec une prise audio pour connecter un capteur de sonde de température/humidité.

Après avoir vérifié que les produits ITEAD peuvent être « piratés » en ajoutant plus de types de capteurs, je me demandais si je pouvais en ajouter un à mon appareil ITEAD 1-CH. Il serait intéressant d'ajouter un capteur au relais Wi-Fi intelligent afin de surveiller la température et l'humidité de la pièce où il est placé, puis de créer une sorte de thermostat avec.

J'ai donc essayé de souder des broches directement sur les broches GPIO du module PSA-01 afin de connecter un capteur DHT22. Il vous suffit de souder 3 broches (GND, 3v3 et GPIO14) pour le connecter et 3 broches (RX, TX, GND) pour flasher le module. J'ai finalement soudé des broches dans tous les GPIO, mais ce n'est pas obligatoire, car nous n'utiliserons que le GPIO14.

Détail des broches soudées

Il est maintenant temps de modifier les bons fichiers source, de créer le firmware personnalisé ESPurna et de vérifier si l'appareil lit les données du capteur ajouté.

PlatformIO - Création du micrologiciel personnalisé

Une fois Atom+PlatformIO installé, vous devez télécharger la dernière version du firmware personnalisé ESPurna et l'extraire.

Ajouter un dossier de projet (Fichier -> Ajouter un dossier de projet) et sélectionnez le dossier nommé code du dossier récemment extrait.

Vous aurez maintenant le projet ajouté à la colonne Projet (volet de gauche).

Vous devez modifier les fichiers sources suivants en conséquence, comme le montrent les images ci-dessous.

/config/sensors.h

Définissez DHT_SUPPORT sur 1 et DHT_PIN sur 14

/platformio.ini

Définissez env_default =itead-1ch-inching

Maintenant, nous sommes prêts à flasher notre appareil avec le firmware personnalisé ESPurna !

Connectez vos câbles USB vers série à l'appareil ITEAD en suivant les connexions ci-dessous :

TX <–> RX
RX <–> TX
3v3 <–> 3v3
GND <–> GND

Fils de périphérique USB-à-série connectés aux broches soudées du commutateur WiFi ITEAD 1-CH

Pour flasher le périphérique ITEAD, vous devez entrer en mode flash. Cela peut être facilement fait en alimentant la carte (connectez-vous à un port USB de votre PC) tout en appuyant sur le bouton le plus proche du connecteur micro USB.

Appuyez sur le bouton tout en vous connectant à un port USB pour passer en mode Flash de l'appareil

Une fois connecté, les LED s'allumeront en rouge indiquant que l'appareil est en mode Flash, prêt à télécharger le firmware.

Les LED s'allumeront en rouge indiquant le mode Flash

Avant de flasher le périphérique, vérifiez que la construction se termine avec succès. Appuyez simplement sur le bouton de construction (icône de coche) et après un certain temps, si tout va bien, vous recevrez les messages de SUCCÈS.

Si vous avez configuré tout OK avant le périphérique Flash, vous verrez le message SUCCESS

Vous êtes maintenant prêt à télécharger le firmware personnalisé ESPurna avec PlatformIO. Appuyez simplement sur le bouton de téléchargement (flèche droite) sur PlatformIO et l'adaptateur USB-série commencera à clignoter et à flasher votre appareil.

Appuyez sur Télécharger pour flasher votre appareil

Ci-dessous une vidéo rapide du processus Flash.

Comment télécharger le firmware personnalisé ESPurna avec PlatformIO

Une fois l'appareil flashé, déconnectez-vous des câbles USB-série, connectez le capteur DHT22 en conséquence (3v3,GND,GPIO14) et alimentez-le avec un chargeur de téléphone portable microUSB.

Capteur de température et d'humidité DHT22/AM2302 câblé aux broches soudées 3v3, GND et GPIO14

Au premier démarrage, l'appareil démarrera sur soft AP créant un Wi-Fi SSID nommé "DEVICE_XXXXXX", où DEVICE sera un identifiant de votre appareil et XXXXXX sont les 3 derniers octets du MAC radio.

Connectez-vous avec un téléphone, un PC, un ordinateur portable, quoi que ce soit à ce réseau, le mot de passe est « fibonacci ». Une fois connecté, accédez à http://192.168.4.1

CONFIGURATION DU 'Thermostat' ITEAD

Tout d'abord, vous serez invité à un défi d'authentification. Veuillez suivre les procédures officielles pour configurer votre Wi-Fi et modifier le mot de passe par défaut.

Saisissez les identifiants de connexion AP par défautModifiez votre mot de passe par défaut

Une fois configuré, vous devriez voir l'interface Web par défaut d'ESPurna firmware personnalisé où vous pourrez vérifier l'état des valeurs de commutation, de température et d'humidité du capteur DHT22 ainsi que configurer vos propres détails Wi-Fi, MQTT, NTP, HTTP API, Port, Switches, Schedule, Thingspeak, Domoticz, Intégration d'Amazon Alexa…

ESPurna a une grande variété de fonctionnalités intéressantes (plus que le firmware d'origine) !

C'est pourquoi nous devrions tous aimer les projets open source comme celui-ci.

Interface Web ESPurna

Le « Thermostat » va communiquer avec notre RaspberryPi 3 via MQTT protocole et Node-RED va gérer la logique dans son éditeur de flux en fonction des valeurs reçues par le capteur et déployer l'interface utilisateur interagir avec. C'est pourquoi vous avez installé Mosquitto Broker et l'outil Node-RED sur votre RaspberryPi 3 au début de ce tutoriel !

Une fois que vous avez configuré votre appareil pour se connecter au réseau Wi-Fi domestique de votre choix (volet gauche de l'interface Web -> WIFI, où vous pouvez analyser les réseaux et sélectionner celui que vous souhaitez), vous devrez configurer les détails MQTT en conséquence, cela correspondra à l'installation de votre courtier Mosquitto.

En savoir plus sur les détails : Thermostat DIY Virtual Alike NEST avec Node-RED