Construire un thermostat intelligent type NEST avec Node-RED sur Raspberry Pi

Contrôlez la température de votre maison depuis n'importe où avec un thermostat personnalisé style NEST construit sur un Raspberry Pi, Node-RED et firmware ESPurna.

Aperçu du projet

Après avoir géré plusieurs quarts de travail, j'ai trouvé impossible de régler manuellement mon vieux thermostat chaque semaine. J'avais besoin d'une solution à distance qui me permette d'allumer ou d'éteindre le chauffage avant d'arriver à la maison — et d'économiser de l'énergie pendant mon absence.

J'ai choisi de reproduire le design élégant de NEST en utilisant un relais Wi-Fi 1-CH ITEAD peu coûteux et un capteur de température/humidité DHT22. Le résultat est un thermostat pleinement fonctionnel qui peut être surveillé et contrôlé depuis n'importe quel appareil connecté à Internet.

Installation du logiciel

• Configurer Raspbian Stretch sur un Raspberry Pi 3.
• Installer le broker MQTT Mosquitto sur le Pi.
• Installer Node-RED sur le Pi.
• Installer Atom + PlatformIO sur votre PC pour le développement firmware.

Modification matérielle

Le module ITEAD 1-CH est un relais Wi-Fi 5V, 12V qui vient avec un firmware EWeLink propriétaire. Pour éviter le verrouillage fournisseur, j'ai remplacé ce firmware par ESPurna, un firmware open-source pour appareils ESP8266. ESPurna supporte les capteurs personnalisés, le rendant idéal pour ajouter un DHT22 au relais.

J'ai soudé les broches suivantes sur le module PSA-01 (le cœur ESP8266) :

• GND, 3V3, et GPIO14 vers le DHT22.
• TX, RX, et GND pour le flash du firmware.

Construction du firmware personnalisé

Après l'installation d'Atom+PlatformIO, téléchargez la dernière version d'ESPurna et extrayez-la. Ajoutez le dossier code à un nouveau projet via File → Add Project Folder.

Éditez /config/sensors.h pour activer le support DHT :
#define DHT_SUPPORT 1 #define DHT_PIN 14

Définissez env_default = itead-1ch-inching dans platformio.ini. Compilez le projet ; une compilation réussie se termine par un message SUCCESS.

Pour flasher, connectez un adaptateur USB-série à la carte, maintenez le bouton à côté du port micro-USB tout en alimentant, et observez la LED devenir rouge. Cliquez sur Upload dans PlatformIO ; l'adaptateur clignotera pendant l'écriture du firmware en flash.

Comment téléverser le firmware ESPurna personnalisé avec PlatformIO

Après le flash, déconnectez l'adaptateur, attachez le DHT22 (3V3, GND, GPIO14), et alimentez l'appareil avec un chargeur mobile 5V.

L'appareil démarre en soft-AP nommé DEVICE_XXXXXX (mot de passe : fibonacci). Connectez-vous et ouvrez https://192.168.4.1 pour configurer le Wi-Fi et les paramètres de sécurité.

Configuration du thermostat

Une fois connecté à votre réseau domestique, l'interface web ESPurna expose les lectures de capteurs, le statut d'interrupteur et une multitude d'intégrations MQTT, NTP, HTTP et domotiques. Configurez les détails du broker MQTT pour correspondre à l'instance Mosquitto sur votre Raspberry Pi.

Node-RED recevra les données des capteurs via MQTT et implémentera votre logique de contrôle — allumant ou éteignant le chauffage selon des seuils de température ou des programmations. L'éditeur de flux permet aussi de créer un tableau de bord personnalisé pour la surveillance à distance.

Avec le système en place, vous pouvez maintenant définir les températures souhaitées, programmer le chauffage et voir l'humidité en temps réel — tout depuis votre téléphone, tablette ou ordinateur portable.

Prochaines étapes

Explorez des fonctionnalités avancées comme l'intégration Amazon Alexa, la journalisation de données Thingspeak, ou la création de programmations automatisées dans Node-RED. La nature open-source d'ESPurna et Node-RED signifie que vous pouvez étendre ce projet indéfiniment.

En savoir plus : Thermostat virtuel type NEST DIY avec Node-RED