IDLabs-IoT Le site dédié aux objets connectés

Un site des laboratoires pédagogiques de l'école CampusID

Catégorie : domotique

Wiring Pi

Posted on 5 novembre 2017  in domotique, Raspberry

I – Que sont la Raspberry Pi et le GPIO ?

Qu’est-ce que le Raspberry ? Le Raspberry Pi est un micro ordinateur de la taille d’une carte de crédit, vendu à bas prix, nu (sans boitier ni écran, alimentation, clavier ou souris…). Il a été créé par la fondation caritative Raspberry Pi, dont le but était d’encourager l’apprentissage de l’informatique. Différents OS peuvent être installés sur ce micro-ordinateur, principalement des distributions Linux, comme Debian ou Rasbian, mais aussi Windows 10 IoT Core, ou Android Pi.

Son prix d’achat peu élevé a pour but de stimuler l’utilisation de matériel de récupération, mais aussi de s’en servir pour des projets ou l’achat de composants d’ordinateur classiques n’est pas possible ou logique, comme par exemple dans la réalisation de projets de domotique, de média center, d’électronique embarqué…

Le micro ordinateur peut être alimenté en micro USB, sous réserve d’une puissance suffisante, par un transformateur, une batterie, ou d’autres solutions, cequi permet de ne pas limiter les usages qui peuvent en être fait. Doté de plusieurs ports USB, un port RJ45, un port HDMI, ainsi qu’un port DSI (pour un écran LCD) et un port CSI (pour une caméra), ainsi, les configurations peuvent être multiples.

Mais le port le plus « important », surtout dans le contexte de cette contribution, c’est le port GPIO.

Qu’est-ce que le GPIO ? Ce port, appelé General Purpose Input/Output permet de brancher bon nombre de composants électroniques divers et variés, comme des capteurs, des LEDs, des interrupteurs, ou bien d’autres choses encore. Le GPIO est composé de 40 pins, répartis entre les alimentations en 5v, en 3,3v, une interface SPI, une interface I2C, ainsi que 17 pins d’usage libre.

 

II – Qu’est ce que la bibliothèque WiringPi ?

A – Introduction à WiringPi

WiringPi est une bibliothèque écrite en langage C, dont le but est d’améliorer l’accès et l’utilisation du port GPIO de la Raspberry Pi. Elle n’est pas limitée au C et au C++, mais il faut alors utiliser différents wrapper pour les langages Python, Ruby, et Perl.

Comme dit plus haut, le port GPIO et composé de 40 pins qui peuvent transporter des signaux et des bus, et certaines broches peuvent être programmées en entrée digitale ou en sortie digitale. Les interfaces SPI, I2C, UART peuvent elles aussi être programmées comme des entrées ou sorties digitales lorsqu’elles ne servent pas comme bus de données.

La bibliothèque WiringPi inclus un utilitaire GPIO en ligne de commande, qui peut être utilisé pour programmer et configurer les broches GPIO comme décrit précédemment. La bibliothèque peut aussi être utilisée avec des cartes d’extension du port GPIO, qui permet de gérer des entrées analogiques bien que le Raspberry Pi ne soit pas équipé pour une telle utilisation au départ. Il rend donc possible et facilite l’utilisation de la carte Gertboard, ainsi que d’autres cartes du même genre…

B – Les avantages de l’utilisation de WiringPi

La bibliothèque offre de nombreux avantages, dont ceux cités dans l’introduction, comme la gestion d’entrée analogiques sans avoir à faire appel à un convertisseur analogique/numérique, mais simplement à une carte d’extension, qui sera gérée simplement à l’aide de la bibliothèque WiringPi.

Un autre des avantages de WiringPi est la gestion des pins du GPIO. En effet, WiringPi « renomme » et redéfini les noms de chaque pin, afin de ne plus avoir à appeler chaque pin par son nom originel. Ainsi, l’utilisation du GPIO est rendu bien plus simple, et grâce aux différentes fonctions de WiringPi, il est possible de régler le pin comme un pin d’entrée, ou de sortie, mais aussi de simuler, à l’aide des résistances de pull up ou pull down de la Raspberry pi, la valeur du pin.

Cette façon de renommer les pins du GPIO, en plus de rendre leur utilisation plus simple, permet, en cas de changement de modèle de Raspberry Pi, de garder un programme fonctionnel, et d’éviter ainsi les erreurs. En effet, entre les modèles A, B et 3, le nombre de pins a augmenté, mais aussi les emplacements sont différents…. Ainsi, par exemple, sur le premier modèle, à un pin donné sera affecté une fonction, comme l’interface SPI, tandis que sur le second modèle, il pourra être affecté a une autre fonction. Car sans le WiringPi, lorsque l’on cherche à utiliser un pin, on l’ « appelle » par son nom physique, par le nom de sa position dans le GPIO. Avec WiringPi, on renomme donc chaque pin avec sa fonction, ainsi, lors d’un changement de modèle de Raspberry Pi, c’est WiringPi qui redirigera correctement les informations reçus ou émises par les pins du GPIO.

C – Exemples de code :

Il est donc possible, à l’aide du WiringPi, d’exécuter simplement bon nombre de programmes utilisant le GPIO, comme les trois exemples disponibles dès l’installation de la bibliothèque de WiringPi.

Le code permettant le clignotement est très simple :

#include <wiringPi.h>

main ()

{

wiringPiSetup () ;

pinMode (0, OUTPUT) ;

for (;;)

{

digitalWrite (0, HIGH) ; delay (500) ;

digitalWrite (0,  LOW) ; delay (500) ;

}

}

On peut noter dans ce code, la façon de définir l’entrée ou la sortie d’un pin avec « pinMode (0, OUTPUT) ;». On remarque aussi de quelle façon on allume ou on éteint la LED, en réglant la valeur du pin à 1 (HIGH) ou à 0 (LOW).

 

II – Cas pratique : deux interrupteurs et deux LEDs :

 

Pour ce cas, on va donc réutiliser une partie du code vu en exemple, mais aussi l’adapter pour y intégrer les deux interrupteurs, et différencier les deux leds.

 

 

 

 

 

Dans ce cas, avec un branchement approprié, le contrôle des deux LEDs devient alors possible.

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Catégorie : domotique

Un frigo pour envoyer des mails

Posted on 16 juin 2017  in domotique

Présentation 

Les premiers modèles de réfrigérateurs « intelligents » ont été conçus et mis sur le marché, il y a environ une dizaine d’années, par LG Électronics. Il s’agissait déjà d’un modèle équipé d’un écran à cristaux liquides. Malgré le fait que cette innovation d’alors n’a pas atteint le succès escompté, le concept fait un retour plutôt remarqué sur la scène des appareils ménagers d’aujourd’hui.

Ses fonctionnalités de base 

Branché à Internet et même accessible via un Smartphone, ce type de réfrigérateur connecté révolutionnaire dispose de plusieurs fonctionnalités. Par exemple, il veille sur les dates de péremption des produits qu’il contient et informe son propriétaire quand cette date limite est arrivée. Certains modèles peuvent même suggérer des recettes de cuisine basées sur les produits et ingrédients qui sont placés dans le réfrigérateur, alors qu’ils sont encore consommables.

Des autres fonctionnalités: 

  •  Affichage du contenu du frigo, renvoyé par plusieurs caméras installées dans le réfrigérateur.
  • Permettre d’animer la cuisine en diffusant de la musique ou des vidéos, voire la télévision.
  • Permettre de faire ses courses à la manière d’une commande internet sur un site d’hypermarché traditionnel. Le paiement via MasterCard se chargera d’automatiser la partie financière, il suffira ensuite de choisir un transporteur pour être livré de ses achats sur le pas de la porte, peut-être pas encore dans le frigo directement.

Du présent à l’avenir 

Déjà, Samsung promouvoit actuellement son frigo à quatre portes, avec écran de 8 pouces placé au-dessus d’un distributeur d’eau et de glace; mieux encore, on peut y consulter des recettes, la météo et même faire un tour sur nos médias sociaux favoris, télécharger des photos, organiser une vidéoconférence et y taper quelques notes pour la famille et les amis.

Sous peu, on devrait voir apparaître des appareils pouvant être commandés à distance, que ce soit à partir du bureau et même lorsqu’on est en vacances au soleil.

Les objets connectés et la sécurité 

L'étude a été effectuée entre le 23 décembre 2013 et le 6 janvier 2014, et — selon la société — environ un quart des pourriels ont été envoyés d'appareils inattendus. Plus concrètement, si 75 % des messages partent de machines classiques (ordinateurs de bureau ou portables, smartphones, tablettes), le reste provient d'appareils connectés. Soit des téléviseurs, des routeurs, des caméras et plus généralement des appareils connectés à Internet. Proofpoint indique même, sans expliquer comment le vérifier, que la liste contient un réfrigérateur connecté.

Point intéressant, les objets connectés ne sont pas de gros spammeurs : ils envoient seulement quelques messages de spam. Visiblement, les appareils ne sont pas attaqués massivement, mais les hackers profitent simplement du fait que la sécurité est mauvaise sur ce type d'objets : beaucoup utilisent d'anciennes versions des logiciels, sont accessibles depuis Internet et utilisent des mots de passe que les utilisateurs changent rarement.

Mais avec la multiplication des appareils connectés, c'est un marché intéressant pour les pirates : les appareils sont facilement accessibles, et les utilisateurs n'imaginent que rarement qu'un téléviseur contient un système GNU/Linux complet et — a fortiori — qu'il est vulnérable.

En novembre 2013, Symantec avait révélé la découverte d'un vers baptisé Linux.Darlloz, qui visait à exploiter une faille des serveurs PHP installés dans de nombreux objets connectés. La faille a été corrigée dès mai 2012, mais souvent aucun patch n'est appliqué (voire applicable) aux objets. "Ceux qui vendent des appareils avec des systèmes d'exploitation et des logiciels cachés, qui ont configuré leurs produits sans demander aux utilisateurs, ont compliqué les choses. De nombreux utilisateurs peuvent ne pas être conscients du fait qu'ils utilisent des appareils vulnérables dans leurs maisons ou leurs bureaux", dénonçait Symantec.

Bibliographie

http://www.ma-vie-connectee.fr/samsung-mastercard-frigo-intelligent/

http://www.sofoodmag.fr/refrigerateur-intelligent-revolutionne-lunivers-lelectromenager.html

https://lemag.igraal.com/frigo-intelligent-lg/

http://www.tomshardware.fr/articles/internet-objet-frigo-spam,1-46695.html

À lire sur Numerama : Chérie, on a piraté le frigo. Ou la sécurité de l’internet des objets.

 

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Catégorie : domotique

Leap Motion

Posted on 12 décembre 2016  in domotique

1°) Qu'est-ce que le Leap Motion ?

Le Leap MOTION est un petit boitier de la taille d'une clé USB, et constitue une nouvelle interface permettant de remplacer la souris d'un ordinnateur. La technologie qu'utilise le Leap Motion est 200 fois plus précise que n’importe quelle technologie similaire qui existe actuellement sur le marché. Il permet d'interagir avec l'écran par les mains et peut distinguer individuellement vos doigts et suivre vos mouvements avec une précision de 1/100e de millimètre.

Ce boitier est similaire au Kinect présenté par Microsoft avec la Xbox ONE mais avec une meilleure précision des mouvements.

Leap Motion nous permet d'utiliser un ordinateur sans le toucher. On peut ainsi utiliser l'ordinateur comme une tablette, un simple mouvement dans l’air conduit à un glissement de la page, mais sans les inconvénients du tactile comme les traces de doigts sur l'écran. C'est une manière entièrement révolutionnaire d’interagir avec des objets connectés. On peut ainsi se prendre pour Tom Cruise dans le film « Minority Report » !

Il a fallu environ 300000 lignes de code pour créer un espace d'interaction avec l'ordinnateur en 3D. Ce petit boitier est capable de reconnaître, grace à ses capteurs infra-rouges vos mains, vos doigts et meme des objets comme un crayon ! Il permet de naviguer simplement sur votre ordinnateur avec des gestes naturels. Il y a meme une fonction ou l'on peut créer des mouvements personnalisés pour facilité l'expérience. Vous pouvez même utiliser plusieurs Leap Motion à la fois pour créer une zone d’interaction encore plus grande. Nous pouvons voir et atteindre des objets dans un nouveu monde virtuel.

Le Leap Motion a commencé à être développé en 2008 à San Francisco par Michael Buckwald et David Holz. En octobre 2012, la société Leap Motion lance la première version de son logiciel, et envoie ses produits aux développeurs d'applications. Ils en envoient près de 12000. En juillet 2013, il y a le lancement de la version commerciale du Leap Motion Controller. Le 28 mai 2014, la 2e version du logiciel du Leap Motion est sortie pour les développeurs, en béta publique apportant une meilleure reconnaissance gestuelle ainsi qu'une meilleure précision, une lumière mieux gérée etc. En mars 2015, la société Leap Motion annonce que l'OSVR HDK pourra inclure, en option, la technologie du Leap Motion.

L'Open Source Virtual Reality (OSVR ), est un casque de réalité virtuelle, avec deux écrans de 5 pouces, une résolution de 1920 X 1080 pixels à 60 Hz et un champ de vision à 100°. Il est compatible avec Android, Windoxs et Linux.
Il dispose en option d'un capteur Leap Motion qui s'accroche sur le casque de Razer, pour permettre une reconnaissance du mouvement des mains, pour l’interaction avec des objets virtuelles

2°) Evolution et fonctionnement

Pendant le développement du Leap Motion, les développeurs ont commencé à réfléchir à la possibilité de rendre le Leap le plus petit possible, afin qu’il tienne dans la paume d’une main. Ils ont travaillé sur le premier modèle construit avec quelques bouts de plastique et de la glue.

Suite à cela, durant le mois de septembre 2011, ils ont découpé au laser de l’acrylique et le Leap Motion a pris la forme d’une petite boite noire avec des angles pointus.

Deux mois plus tard, les développeurs ont voulu aller plus loin et rendre le Leap Motion plus harmonieux avec les produits high-tech d’aujourd’hui. Le boitier est, à ce stade de son optimisation, en plastique noir et donne un air mystérieux. Ils ont même pensé à changer le nom le LeapMotion pour «Enigma».

Mais étant persuadé de pouvoir améliorer leur boitier, ils se sont interroger sur quels matériaux utiliser et ont finalement choisi l’aluminium anodisé parce qu'il améliore la qualité, la durée de vie et le look du contrôleur. En Avril 2012, ils fabriquent leurs boitiers à la main pour les développeurs et envoient des modéles qu'eux-même utilisaient pour leur présentation. Ils ont commencé à travailler au rétrécissement de la partie interne du Leap Motion. Ils ont collaboré avec les équipes de l’industriel pour définir les dimensions finales du boitier : 7,6cm de long, 2,5cm de largeur et 1,3cm de hauteur.

Ils ont ensuite pensé à l'esthétique du controleur avec un témoin vert de fonctionnement, et un socle en caoutchouc noir pour améliorer l’adhérence et la stabilité du Leap. Ils ont travaillé sur plus de 10 versions pour affiner le produit, car ils souhaitaient que le Leap soit le plus parfait possible au niveau matériel.

L’utilisation du Leap Motion est simple. Les créateurs ont cherché à optimiser leur produit au maximum. Donc, il est composé de très peu d'éléments internes:

  • Des capteurs infra-rouges permettant la réception des données avec un temps de latence proche de zéro comparé à la Kinect ou celui-ci etait un peu plus long

  • Des Leds indiquant le fonctionnement de l'appareil

  • Un connecteur Usb 3.0 pour permettre la transmission des données

Il suffit de positionner le boitier devant son clavier d'ordinnateur de brancher via le connecteur USB 3.0, de télécharger un logiciel gratuit et suivre les instructions.

Dans ce logiciel un tutoriel nous est présenté et permet à l'utilisateur de se familiariser avec le Leap MOTION. Sur ce logiciel on retrouve un « Itunes » pour Leap MOTION il s'agit de l'AirSpace Store où on retrouve plusieurs applications, gratuites ou payantes, elles peuvent être exclusives pour un système ou bien multiplateforme. Les applications disponibles regroupent de nombreux domaines. On trouve des logiciels éducatifs, pour la science ou la musique, des logiciels dessin, ... et des jeux bien évidemment.

Mais le Leap Motion, étant une nouvelle technologie, a des inconvénients. Le gros point négatif de ce controleur c'est lorsqu'on l'utilise avec un PC portable, celui-ci est un gros consommateur d'énergie et à tendance à chauffer et ainsi à décharger plus rapidemment la batterie du PC, ce qui limite fortement son usage lorsque l'on est en moblité. La nécessité d'avoir une bonne configuration sera indispensable.

Il y a aussi un autre inconvénient qui vient tout de suite à l'esprit: la fatigue gestuelle, qui ne manquera pas d'arriver après un certain temps à bouger les mains en l'air devant l'écran. L'utilisation de la souris, ou même les écrans tactiles de nos tablettes, sont compatibles avec un usage où l'on à pas besoin de les porter en continu c'est-à-dire que l'on peut les mettre à plat, les bras reposant quasiment en permanence sur une table, des accoudoirs ou un bureau. Contrairement au Leap Motion, ce qui est un paramettre à prendre en compte quant à son utilisation. Pour une utilisation d'une voir deux heures ça peut aller.

 

3°) La Réalité Virtuelle (VR)

Une toute nouvelle interface doit avoir des interactions simples qui deviennent une habitude dans le temps. Il y a des grands principes autour de la conception d'interaction VR. La réalité virtuelle (en anglais, virtual reality ou VR) est une technologie qui permet de plonger une personne dans un monde artificiel créé numériquement. A ne pas confondre avec la réalité augmenté.

Il peut s'agir d'une reproduction du monde réel ou bien d'un univers totalement imaginaire. L'expérience est à la fois visuelle, auditive et, dans certains cas, haptique avec la production d'un retour d'effets. Lorsque la personne est équipée de gants ou de vêtements, elle peut alors éprouver certaines sensations comme le toucher ou certaines actions (coup, impact...).

Le but de la réalité virtuelle est de faire percevoir à un utilisateur un monde artificiel (créé numériquement) ressemblant à un monde réel. L'intérêt est de pouvoir mettre l'Homme dans un environnement que nous contrôlons, qui serait impossible à reproduire dans le monde réel ou qui serait trop couteux ou trop risqué.

Une plateforme de Réalité Virtuelle permet une immersion visuelle stéréoscopique c'est-à-dire qu'elle permet de créer de la profondeur dans un l'environnement virtuel grâce au port de lunettes 3D et à des images 3D en stéréo projetées sur de grands écrans. Grâce à ce système visuel, l'utilisateur à l'illusion de voir les objets de la scène virtuelle "sortir" des écrans, et peut se sentir présent dans un "vrai" espace 3D.

Cette immersion est possible grace aux casques de réalité virtuelle qui placent un système d'affichage 3D stéréoscopique, comme dit précédemment, sur le nez, devant les yeux. Certains modèles sont équipés de capteurs qui détectent les mouvements de la tête pour permettre à l'utilisateur de regarder autour de lui. Les images sont alors recalculées en temps réel pour se synchroniser avec la direction du regard.

Les casques de réalité virtuelle sont de plus en plus nombreux sur le marché et leur qualité varie selon leur prix. Voici les principaux casques pour la VR .

Le HTC Vive / L'Oculus Rift / Le Playstation VR

Concevoir avec les mains en réalité virtuelle commence par la réflexion sur ce que l'on veut faire mais aussi par la dictinction entre le monde virtuel et le monde réel. Dans le monde réel, on ne pense jamais deux fois à utiliser nos mains pour contrôler les objets. Nous savons instinctivement comment. La conception des objets dans la VR doit, dans le monde virtuel, ressemblé le plus possible à notre idée de départ et guider l'utilisateur dans l'utilisation de cette nouvelle interface. Il existe aussi des salles de réalité virtuelle dans lesquelles les images sont projetées sur les murs, le sol et le plafond avec un système de capture des mouvements qui sert à ajuster la perspective en fonction des déplacements et permet ainsi d'avoir une meilleure immersion.

Le Leap Motion combiné à un casque de réalité virtuelle rend l'expérience de jeux encore plus immersive car il n'y a pas besoin de manette pour controler un jeux puisque les seules manettes dont on a besoin se sont nos mains. Grace aux deux caméras infra-rouges, les mains de l'utilisateur sont modélisées en 3D directement sur notre écran.

Il existe trois types d'interactions, allant de facile à difficile à apprendre:

Les interactions directes suivent les règles du monde dans lequel nous vivons. Ils se produisent selon les affordances d'objets spécifiques. C'est-à-dire qu' ils sont intuitifs, et donc faciles à distinguer des autres types de mouvements de la main. Une fois que l'utilisateur comprend que ces interactions sont disponibles, il y a peu ou pas d'apprentissage supplémentaire nécessaire. (Par exemple, appuyer sur un bouton marche / arrêt dans la réalité virtuelle.)

Les interactions métaphoriques sont partiellement abstraites mais suivent aussi d'une certaine manière les règles du monde réel. Par exemple, pincer les coins d'un objet et l'étirer. Elles se situent entre les interactions directes et abstraites.

Les interactions abstraites, à l'inverse des intéractions directes, sont totalement séparées du monde réel et ont leur propre logique, qui doit être appris. Certains sont déjà familiers, grace aux systèmes d'exploitation mobiles et grace aux systèmes d'exploitation de bureau, tandis que d'autres seront complètement nouveaux. Bien que ces idées peuvent varier largement d'une personne à l'autre, il est important pour l'utilisateur de comprendre leur signification.

4°) Le LeapMotion dans le monde profession

Pendant des centaines d'années, les cadavres ont permit aux étudiants en médecine d'étudier l'anatomie humaine. Dans les laboratoires de cadavres, les étudiants dissèquent, touchent, tournent et explorent des organes dans des expériences pratiques qui font que l'on en connait autant sur le corps humain. Malheureusement, ces expériences sont hors de portée pour la plupart d'entre nous. Les laboratoires où l'on étudie sont coûteux, ainsi les étudiants non-médicaux doivent se contenter des expériences d'apprentissage qui sont présentés, comme des applications iPad et des sites Web. Ces expériences sont bonnes, mais pas aussi efficaces que les expériences d'apprentissage pratiques que les élèves obtiennent en laboratoire.

C'est pourquoi le Leap Motion combiné à la VR va permettre, dans le milieu de la médecine, d'apprendre tout en s'exerçant. Il existe une application qui simule un laboratoire de cadavres virtuel «vivants» et qui imite une situation ou on doit opérer une personne. Il s'agit de CadaVR, elle permet aux étudiants d'utiliser leurs mains et d'autres sens pour apprendre l'anatomie, mais aussi avoir accés à des choses qui ne sont pas disponibles dans les laboratoires, comme une simulation ou on observe de quelle façon bat le cœur..

À ce stade du projet, les dévelopeurs de cette application ont conçu CadaVR pour enseigner aux étudiants des faits très simples sur le cœur grâce à son interface basée sur les tâches à réaliser. Ils développent également une plate-forme de formation, de leçon, qui donne aux enseignants où meme aux médecins la possibilité de créer facilement des leçons à partir de la réalité virtuelle en utilisant leurs mains et leur voix.

Avec ce genre de technologie, il ne manquait plus qu'à intégrer le Leap Motion directement dans les objets connectés en commençant par les ordinnateurs. C'est ce que la marque HP à fait en présentant le premier PC a avoir la technologie de ce fameux boitier Leap Motion déjà intégré à l'intérieur, il s'agit du HP ENVY17.

Suite à cela des partenariats se sont créer avec d'autres marques comme ASUS pour permettre au Leap Motion de toucher un plus grand publiques.

En signant ce partenariat et en intégrant le Leap Motion, Asus pense être en mesure de redonner de l’intérêt aux PC et de donner un coté ludique aux utilisateurs qui ne ne jouent pas aux jeux vidéos. Ainsi en intégrant cette technologie pourquoi ne pas penser avoir une télévision que l'on pourrait controler d'un simple geste dans l'air ou d'avoir un smartphone avec cette nouvelle interface déjà intégrée ou même avoir un drone que l'on pourrait controler sans télécommande.Le plus avantageux avec cette interface c'est qu'il n'y a plus besoin de manette ou de télécommande pour controler un objet connecté.Les deux concurrents direct du Leap Motion serait Haptix et Myo qui reprennent dans un un style différent la technologie du Leap MotionAyant testé le Leap Motion j'ai pu me faire un avis personnel sur ce nouveau controleur. J'étais très perplexe quant à l'utilisation du Leap Motion car j'avais déjà testé la Kinect de Microsoft et certains mouvements n'étaient pas fidellement retranscrit à l'écran et le temps de latence était un peu long. Mais avec le Leap Motion j'ai vu une nette amélioration de la reconnaissance gestuelle même si les caméras infra-rouges ont du mal à capter les doigts lorsque la main est sur la tranche.Je suis impatient de découvrir cette interface dans d'autres objets connectés.

Lexique :

  • Temps de latence: désigne le délai entre une action et le déclenchement d'une réaction, ici c'est le temps entre le geste et la retranscription à l'écran
  • Interface: Frontière permettant l'échange d'informations entre deux systèmes 
  • Haptique:Qui se rapporte à la sensation du touche. Ressenti d'un être vivant au niveau de son cerveau et de la surface de contacyt au moment où il touche un objet, une surface.
  • Affordances: C'est l'ensemble des caractéristiques d'un objet ou d'un milieu que peut utiliser un individu pour réaliser une action. Le nom vient de l'anglais « affors » qui signifie être en capacité de faire quelque chose.
  • Interactions Directes: saisir un bloc
  • Interactions Métaphoriques: créer un bloc, appuyer sur un bouton
  • Interactions Abstraites: les pouces vers le haut pour continuer, tourner la pesanteur haut/bas, appeler l'interface du bras... 

Source :

  • https://www.leapmotion.com/

  • monleap.fr/

  • https://fr.wikipedia.org/wiki/Leap_Motion

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Catégorie : domotique

Evolutions et tendances de la domotique

Posted on 9 décembre 2016  in domotique

I – La domotique : qu’est-ce que c’est ? D’où ça vient ?

-      Définition et but de la domotique :

La domotique est l'ensemble des habitat_intelligentusagertechniques de l'électronique, d'automatisme, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans les bâtiments, permettant d’intégrer et de centraliser le contrôle des différents systèmes et sous-systèmes de la maison, que ce soit le chauffage, des volets roulants, une porte de garage, un portail d'entrée, des prises électriques, etc. La domotique vise à apporter des solutions techniques et pour répondre aux besoins d’économie (gestion d'énergie, optimisation de l'éclairage et du chauffage, de sécurité (alarme, vidéosurveillance), de confort (intégration de système son multi-room),  et de communication (commandes à distance, signaux visuels ou sonores, etc.) que l'on peut retrouver dans les habitats, les hôtels, et de plus en plus, les entreprises.

La domotique, bien que part son nom soit destiné aux particuliers (domus signifiant maison en latin) peut aussi se destiner aux entreprises, quel que soit leur taille et leur secteur d’activités, bien que le secteur tertiaire, représentant les services, ne soit moins concerné.

L’utilisation d’un particulier sera plus orientée vers le confort d’utilisation, l’ergonomie, ainsi que le contrôle énergétique et la sécurité de son habitation. Par exemple, avec l’utilisation d’un portail avec commande à distance, ou digicode, ou avec une centrale automatisée qui gère le chauffage de toute la maison, ou encore avec un système de vidéosurveillance.

Un professionnel, en fonction de la taille de son entreprise, peut utiliser des services similaires à un particulier, s’il a une petite ou moyenne entreprise, comme un commerce. En revanche, si c’est pour une grosse entreprise, ou pour de l’industrie, l’utilisation peut être bien différente, comme par exemple le pilotage à distance de régulateurs lié au métier, de processus, ou l’automatisation de taches, être toujours tenu au courant des relevés de son usine, comme la pression ou l’état de fonctionnement de certaines machines, leur température, ou bien être alerté dès la détection d’une anomalie.

Bien que le professionnel de l’industrie puisse utiliser des automates industriels, qui se rapprochent des systèmes domotiques, ces deniers peuvent proposer une meilleure sécurité, une meilleure connectivité. En outre, le professionnel aura accès à toute la gamme de capteurs et systèmes domotiques proposés au grand public, et ne sera pas restreint à ceux d’un automate industriel.

-      Les origines de la domotique et ses débuts dans la société actuelle :

Bien que l’origine de la domotique remonte au début des années 80, la notion de confort n’a pas attendu le « tique », c’est-à-dire l’électronique, l’informatique ou la technique pour entrer dans la maison. En effet, même à l’époque de l’Égypte des Pharaons (avec l’automatisation de l’irrigation des cultures, grâce au chadouf), la notion de confort de l’habitat et des techniques utilisées pour faciliter les tâches était un sujet de société important.

 

Chaque période de l’histoire possède son modèle précis dans la recherche du confort domestique. Alors que dans l’Antiquité et le Moyen-Âge la notion d’espace était extrêmement importante, pendant l’ancien régime la priorité était donnée à l’ornementation.

Aujourd’hui, c’est la notion d’automatisation qui se place au centre de nos préoccupations, avec la quête de liberté qu’elle englobe.

 

Sans aller aussi loin dans le temps, il faut remonter quelques décennies en arrière, pour comprendre comment la domotique que nous connaissons à l’heure actuelle a vu le jour, et comment celle-ci s’est intégrée à notre société. Des années 50 à aujourd’hui, tant d’époques et de besoins divers se sont succédés afin d’arriver au concept d’habitat, de confort, d’automatisation et de sécurité que nous connaissons actuellement.

 

En 1950 sort un des plus grands classiques de la littérature de science-fiction, du roman d’anticipation, le recueil de nouvelles intitulé « I, Robot » par Isaac Asimov. L’histoire tourne autour de robots programmés pour nous assister, nous servir, et effectuer à notre place des tâches quotidiennes et répétitives. À cette époque, la société s’ouvre à la notion de « confort moderne », c’est-à-dire au-delà d’une simple réponse à des nécessitées quotidiennes, comme l’hygiène, se nourrir… l’homme veut donc démocratiser le confort chez lui, le rendre plus simple (chauffage central, électricité), plus ergonomique, pouvoir se divertir (TV). Aux Etats-Unis, on est en plein rêve américain, mais pourtant, 4 ans plus tard, seulement 10 % de la population possède un réfrigérateur chez elle. La maison robotisée n’est donc pas pour tout de suite !

Ce qui était une utopie il y a 66 ans maintenant est aujourd’hui normal, la différence étant que le robot de fiction imaginé par l’auteur a été remplacé par notre maison en elle-même, par nos appareils électroménagers (les plus récents, prenant en charge une certaine connectivité, avec des fonctionnalités particulières) qui facilitent notre vie quotidienne, et nous rendent les tâches ménagères plus faciles.

 

Dans les années 80, plus précisément en 1984, le journaliste Bruno Latour créé « l’association pour les Maisons du Futur », dont le but est d’en faire un groupe de réflexion pour ce qui deviendra le concept de la « domotique ».

De plus, durant cette période, la crise du bâtiment, et de l’énergie, fait changer les mœurs. On ne veut plus construire vite et simple, mais on réfléchit à l’occupation que l’on va faire du bâtiment. Les occupants ne veulent plus compenser une mauvaise isolation par une consommation d’énergie plus élevée, on veut déjà à cette époque contrôler sa consommation énergétique. Ainsi, cette crise, couplé à la saturation du marché de l’électronique, et ses chutes de prix poussent les entrepreneurs à s’associer, pour proposer de nouvelles offres et prestations.

 

A l’origine de ce développement, la motivation des pouvoirs publics, l’évolution sociale, et les besoins de la population. En effet, les personnes veulent plus de sécurité, de meilleurs services de communications, et un meilleur confort. A cette époque, les incidents domestiques causent plus de morts que les accidents de la route. Il faut donc pouvoir vérifier l’identité des personnes qui peuvent entrer chez soi, ou dans son immeuble, ou encore pouvoir réguler la température de son habitation facilement, pouvoir contrôler ses consommations, commander des équipements à distance, entre autres.

Le concept technologique d’automatisation voit alors le jour. Mais à cette époque, la domotique est encore loin du stade de l’optimisation, et seules les personnes les plus aisées peuvent se permettre ce concept futuriste.

 

10-2A la fin des années 80, le SECURISCAN de Thomson « était le premier système domotique installé dans une maison. Mais les technologies actuelles n’existaient pas encore et l’installation pionnière n’a pas été un grand succès. »

 

(Source : http://domotique-news.com/, 1er site d’information en France sur la domotique, créé en 1995)

 

En effet, le système était à l’époque très compliqué à mettre en place, et demandait presque des compétences de programmeur, de développeur.

A la sortie de ce produit, le Wifi et le Bluetooth n’existait pas, et le Securiscan communiquait par le biais d’onde radios, et ne portait maximum qu’à une centaine de mètres. Avec d’épais murs en pierre, il était donc difficile d’installer un tel système dans une grande maison, ou bien d’étendre le système jusqu’aux portails de la propriété. Et puis il existe aussi le risque des interférences radios, qui pourraient empêcher la centrale et ses modules de bien communiquer, et donc de bien fonctionner.

 

Début des années 90, un autre appareil fait son apparition, le Cardio de Secant. Cette centrale pouvait à la fois s’intégrer dans du neuf avec son câblage ou s’incorporer dans une rénovation avec l’utilisation du courant porteur X10 (car la Wifi et le Bluetooth n’arriveront sur le marché qu’en 1999). La console de pilotage est un écran tactile de 6 pouces et elle permet de faire tout ce que le Home Kit d’Apple peut proposer.

A la fin des années 90, la standardisation garantissant la compatibilité entre les différents appareils provenant de différents fabricants débarque sur le marché. Une dizaine d’années ont été nécessaires depuis les premiers livres sur le sujet, qui annonçait l’arrivée de la domotique dans les foyers.

A cette époque la maison automatisée se développe, et l’on remplace les interrupteurs par des télécommandes, et la télésurveillance et les alarmes ne font plus qu’un. Le développement du réseau de télécommunications, l’arrivée du wifi, et la démocratisation des téléphones portables grâce au GSM vont participer au changement qui va permettre à la domotique de s’installer dans les foyers.

A cette période, le but de la domotique est le même qu’aujourd’hui, pouvoir gérer les consommations d’énergie et de fluides, gérer la sécurisation de son foyer, et la commande à distance. Les possibilités de communications entre les centrales et les modules du moment sont soient filaires, soit « sans nouveau fil » c’est-à-dire en courant porteur, soit sans fil (bien que ce ne soit qu’une option relativement peu répandue).

 

Dans les années 2000, les maisons deviennent pilotables à distance, grâce à la popularisation d’internet, les automatises sont programmés et commandés depuis un ordinateur, ou plus tard un smartphone. La maison ne se veut plus « intelligente » ou « du futur », mais « obéissante ». Désormais, l’habitat est construit autour des besoins de l’individu qui va l’occuper. Le marché propose des solutions « sur-mesure » prêtes à centraliser au maximum tout type de demande afin de proposer un produit reflétant à la perfection les besoins du client.

Un client n’achète plus un produit, mais un service et un usage.

 

II - Evolution chronologiques des débuts a ce qui se trouve dans les maisons actuellement

 

  • - Les produits et services actuels en domotique :

Il est impensable aujourd’hui d’acheter une voiture neuve sans verrouillage centralisé, et pourtant, en ce qui concerne une maison, il encore très commun de l’acheter avec un système de fermeture « à l’ancienne », c’est-à-dire sans commande centrale. Bien que le prix de la domotique soit toujours élevé, et considéré par beaucoup comme un luxe, elle permet de grandes économies par une centralisation du chauffage, et de son contrôle.

 

Pour ce qui est des ouvrants (portes et fenêtres, volets, stores, portail) la domotique permet aujourd’hui de centraliser la fermeture, à condition d’être équipé correctement, avec par exemple des stores électriques, un portail ou des persiennes motorisées. Pour le reste, il existe déjà beaucoup de solutions permettant de réguler la température de sa maison depuis un point central, qui était la nouveauté dans les années 2000.

La tendance actuelle en domotique, au-delà de nouveau produits ou service en domotique, et le contrôle par le biais de son smartphone. Il aura fallu la montée de plusieurs facteurs différents pour que la majorité des personnes ne ressente le besoin d’en posséder un :

- internet accessible partout

- le développement des réseaux sociaux

- une offre étendue de produits de la même gamme

- bien sûr, la démocratisation des prix de ces appareils

 

Par exemple, un produit qui s’est popularisé, le portier vidéo (par exemple le modèle de KONX) qui vous permet d’entrer chez vous, ou dans votre propriété à l’aide puce RFID, et qui en plus de la sonnette classique et de la caméra, vous permet de recevoir le flux vidéo émis par votre portier vidéo directement sur votre smartphone.

Dans le même genre, la nouvelle camera Welcome de Netatmo, pousse la surveillance de son domicile au niveau suivant. Couplé à un algorithme de détection des visages, l’appareil va apprendre à reconnaître les occupants de la maison, et pourra ainsi prévenir d’une présence inconnue dans la maison. Parmi tous les scénarios proposés par la caméra, celle-ci peut vous prévenir, en plus de sa mise en route, de sa mise hors-tension, de son niveau de batterie :

- de l’arrivée d’une personne connue à la maison, ce qui peut s’avérer très utile pour s’assurer du retour des enfants de l’école, ou d’une autre sortie.

- de la vue d’une personne connue, déjà identifié, donc déjà dans la maison. Si vous combinez plusieurs caméras, vous pouvez par exemple être tenu au courant du moment ou vos enfants se lèvent, si vous êtes déjà parti au travail, ou bien si il font bien leurs devoirs dans leur chambre, ou jouent dans le jardin, plutôt que de rester devant la télévision

- de l’arrivée d’une personne spécifique, si vous avez plusieurs enfants, pour savoir qui est rentré, et qui est toujours en train de vadrouiller dehors

-équipée de micro, elle sait reconnaître le son d’une alarme domestique, ou d’une alarme de détecteur de fumée.

 

Comme la plupart des objets en domotique, cette caméra dispose de son application, par laquelle vous recevrez toutes les notifications émises par l’appareil.

 

Parmi les produits qui ont récemment fait leur apparition sur le marché de la domotique, de la maison connectée, sont les frigos intelligents.

Plusieurs grandes marques se sont lancées dans cette branche, tel que Samsung, Haier, LG, Whirlpool ou Siemens, proposant chacune un produit avec des fonctionnalités dignes d’un film de science-fiction.

Par exemple, la plupart de ces frigos peuvent vous prévenir des dates de péremption qui approchent, pour éviter le gaspillage. Certains modèles vont encore plus loin, en rendant la liste de leur contenu accessible depuis, encore une fois, votre smartphone. Plus besoin de liste de courses, et plus de risque d’oublier ce qu’il reste dans votre frigo au milieu d’un supermarché ! Et le frigo LG pousse le vice jusqu’au bout, en permettant à l’utilisateur d’envoyer directement des textos à son frigo, en lui demandant par exemple « Combien as-tu d’œufs ? » ou bien « La bouteille de lait est-elle remplie ? ». Bienvenue dans le futur !

 

Mais ce qui reste le plus répandu sur le marché de la domotique, et le plus facile d’utilisation, à l’heure actuelle, ce sont les « box », qui permettront de « connecter » la climatisation, les éclairages, les volets électriques, les alarmes, la vidéo surveillance, la télévision, la porte du garage ou le portail, le chauffage…

La plupart de ces boxs sont développées sous Linux, qui est un système open source, et pourrais permettre de faciliter l’inter compatibilité entre les modules, ou l’intégration de nouveaux modules dans la gamme d’un fabriquant par un autre.            La domotique propose de telles solutions depuis un certain temps, mais jusqu'à présent, cela nécessitait un budget souvent conséquent et l'intervention d'un spécialiste pour réaliser l'installation et la programmation du système (surtout pour les scénarios), parfois même de gros chantiers, (pour la connexion entre les modules, le câblage, …). Toutes ces raisons (coût, intervention d'un spécialiste, difficulté d'installation et utilisation un peu technique) ont sans doute contribué à ce que la domotique reste assez confidentielle en France.

On trouve actuellement des solutions complètes fournies sous forme de packs, que n'importe quel néophyte — ou presque — va pouvoir installer pour prendre le contrôle de sa maison. L'interface tactile du smartphone constitue un véritable atout simplicité pour ces solutions domotiques de nouvelle génération.

La contrainte étant de se fournir chez le même fabriquant, car la plupart de ces boxs ne sont pas inter-modulaires.

Quelques prérequis sont toutefois nécessaires, outre posséder un smartphone ou une tablette, les éléments dont on souhaite prendre le contrôle doivent être électriques et il faut disposer d'une connexion Internet dans le foyer ; c'est elle qui va servir de lien entre les appareils contrôlés et le smartphone. Il existe bien sur de nombreux fabricants, de nombreuses marques, qui ont créée leurs propres produits, et développée leur gamme de modules associés, comme Somfy, Blyssbox, Apple, MyFOX, ThomBox, etc.

Au-delà de piloter les appareils à distance, la fonctionnalité pour laquelle une « box » est conçue au départ, ce sont les scénarios. Ce sont eux qui rendent la maison autonome et intelligente en faisant interagir les produits. En domotique, un scénario consiste à associer une situation à une action pour l'automatiser. Par exemple, il est possible de programmer automatiquement l'allumage des lumières lorsque l'on descend les stores. Sur de gros systèmes domotiques installés par des professionnels (qui utilisent le protocole KNX), la mise en place de scénarios est complexe.

Alexandre Chaverot, président de la sociétéa_chaverot_ française Avidsen (qui fabrique et gère la box Thomson), explique : "Aujourd'hui, tout cela se fait à travers le smartphone ; on peut contrôler la sécurité, le chauffage, la lumière, faire interagir les produits entre eux, utiliser le GPS du téléphone portable pour activer ou désactiver les scénarios. Par exemple, quand vous vous éloignez de chez vous, les scénarios peuvent être activés en repérant que vous êtes partis : faire de la simulation de présence en allumant et éteignant la télé ou la chaîne hi-fi (...) je peux me connecter sur la station de météo France, renseigner que j'habite à Tours et programmer mon arrosage avec des conditions comme « s’il pleut, tu n'arroses pas »".

 

Finalement, ces systèmes grand public ont peu de limites, comme nous l'explique A. Chaverot. Il cite quelques exemples de scénarios : allumage ou extinction automatique d'objets quand j'arrive ou quitte la maison, quand je pars en vacances... programmation horaire pour simuler la présence, allumage de l'ensemble des lumières de l'habitation à l'ouverture de la porte d'entrée, extinction de la lumière dans certaines pièces (comme les chambres d'enfants) lorsqu'aucun mouvement n'est détecté pendant un temps déterminé...

La plupart de ces systèmes grand public sont composés d'un boîtier à relier à la box Internet de l’habitation (parfois un autre à relier au compteur électrique). Ce boîtier va communiquer avec les éléments de la maison que l'on souhaite commander. Pour qu'ils communiquent avec ce boîtier, il faut ajouter des "modules" dédiés, par exemple sur les interrupteurs des volets roulants, la lumière intérieure ou extérieure... Ou bien acheter des objets connectés auprès du fabricant de la box, ou d’une marque compatible, comme par exemple des ampoules connectées, qui éviteront d’avoir un module supplémentaire à installer (Certaines possèdent même un haut-parleur, pour sonoriser une pièce simplement). Ces petits accessoires communiquent en permanence avec la box Internet de la maison et c'est ce qui permet de communiquer avec le smartphone, la tablette ou l’ordinateur de l'utilisateur.

Ces systèmes sont dits "plug & play", une fois installés (ce qui est prévu pour se faire très facilement), aucune configuration spéciale n'est nécessaire.

 

Bien sûr on peut se poser la question de la sécurité, avec tout ce que les médias traditionnels peuvent diffuser, comme les piratages de comptes Yahoo par milliers, ou de compte iCloud, pour ne mentionner que les plus médiatisés.

Les fabricants de ces packs domotiques utilisent des serveurs sécurisés, "du même type que lorsqu’on fait des transactions bancaires, de type https" explique A. Chaverot, avant d'ajouter qu'aucun système n'est infaillible et que des personnes très motivées pourraient parvenir à hacker le système "certains parviennent à hacker la CIA !". Avant d'ajouter que les probabilités sont faibles car pour un groupe de pirates informatiques, l'habitat d'un possesseur de système domotique n'a qu'un intérêt limité. On doit donc en retenir que les serveurs sont sécurisés mais que tout risque est impossible à exclure.

 

-       Les moyens de communiquer dans un système domotique:

Pour ce qui est de la communication entre les modules d’une box et la box elle-même, ou entre divers éléments d’une installation domotique, il existe plusieurs protocoles. La Thombox de Thomson, distribué par Advisen, utilise un protocole de la marque, L’ARW (Advisen Radio Wave) qui est une onde radio émise à une fréquence de 868 MHz, avec une portée de 200 à 300 mètres en champ libre, et dont le protocole radio est crypté et protégé.

Nous sommes donc loin de l’appareil pionnier proposé dans les années 80 par la marque, mais nous pouvons retrouver beaucoup de similitudes, preuves que le Securiscan était bien un objet avant-gardiste, et non une simple lubie futuriste !

Parmi les autres protocoles de communication utilisés, on peut principalement retrouver le Bluetooth, dont la portée et la stabilité s’est améliorée ces dernières années, pouvant atteindre une centaine de mètres de portée en champ libre, ainsi que le wifi qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres en champ libre, et de 20 à 30 mètres en intérieur.

Il reste encore l’infrarouge, principalement utilisé par les télécommandes pour contrôler des appareils hi-fi ou des télévisions.

Tous ces protocoles ne permettent pas d’avoir un réseau dit « maillé », c’est-à-dire que les modules ne peuvent pas communiquer entre eux. En revanche, le protocole Z-Wave le permet.

 

Le Z-Wave est un protocole de communication sans fil entre appareils électroniques. Ce protocole a comme principales caractéristique d’être :

  • Principalement destiné à la domotique,
  • Relativement sécurisé,
  • À double sens (chaque composant est à la fois récepteur et émetteur),
  • Utilisé dans un système de réseau maillé

logo-zwaveLe Z-Wave est donc un protocole de communication sans fil qui utilise les radio fréquences (RF) pour établir les communications. Il permet donc à 2 composants électroniques Z-Wave de discuter ensemble pour échanger des informations.  Ces informations peuvent être des données (relevé de température), des ordres (ordre ON ou OFF), des statuts (« je suis allumé ») etc.

Comme tout signal RF sans fil, la portée d’un signal Z-Wave est très fortement influencée par l’environnement dans lequel il est émis. Les murs par exemple freinent sa progression dans les airs.  On a l’habitude de considérer que le signal Z-Wave dans une résidence classique a une portée de 30 mètres en intérieur et de plus de 100 mètres à l’extérieur en plein air.

Imaginons maintenant que l’on installe dans une maison 2 éléments Z-Wave tels qu’une prise commandée et une télécommande.  Lors de la mise en œuvre, les 2 éléments sont appariés et mis en réseau. Ce réseau utilise un système de maillage c’est à dire que si l’on rajoute une 2ème prise commandée à notre exemple précédent et que l’on se situe à une distance trop éloignée avec la télécommande pour agir sur cette nouvelle prise commandée, cette prise pourra quand même être pilotée.

L’ordre ON ou OFF est émis par la télécommande vers la première prise commandée qui relaie cet ordre à la 2ème prise.  Le signal va ainsi par « saut de puce » d’un élément vers l’autre afin d’atteindre la bonne destination.  Via certain contrôleur central on peut améliorer ce maillage en indiquant aux signaux Z-Wave quels chemins il faut qu’ils empruntent. Cela est bien sûr totalement transparent pour l’utilisation du système domotique en régime de croisière.

De plus cette fonctionnalité de réseau maillé (ou « mesh » en anglais) permet à l’architecture des réseaux de ne pas être définie a priori mais de se construire au fur et à mesure de la densification des éléments du réseau.

 

Il existe aussi le système filaire, qui permet d’avoir une meilleure intégration de la domotique dans la maison, sans avoir des modules dans les recoins de chaque pièce de son habitation. Contrairement à ce qui pouvait se faire dans les années 80 et 90, nous allons parler ici de technologie de « bus de commande ».

La technologie par « bus de commande » est arrivée il y a plus de quinze ans essentiellement pour les bâtiments industriels et immeubles de bureau. Elle s’implante aujourd’hui de plus en plus dans les habitats hauts de gamme et commence à apparaître dans les appartements de standing (dernièrement avec le « Smart Building » construit par Bouygues Telecom et Hager à Aubervilliers). L’idée est de séparer le réseau électrique du bus de commande sur lequel sera connecté les différents éléments de contrôle (interrupteur, thermostat, télécommande, écran tactile, etc…) sur des tensions à faible voltage. Grâce à cela, il est possible de contrôler l’ensemble des équipements de la maison depuis n’importe quel type d’interface et offre également la possibilité d’associer n’importe quelle commande à une action individuelle, groupée ou générale, et cela à n’importe quel moment (sans modifier le câblage).

 

logoknxsansfondLes technologies les plus répandues étant le KNX et le Lonworks (aux États-Unis). Le KNX est devenu en 2006 un standard normalisé au niveau international et a été choisi par 90% des constructeurs d’équipements électriques en Europe comme Hager, Scheinder Electric ou encore Siemens.

 

En KNX, le bus de commande est un simple câble de type « paire torsadée » qui parcourt la maison et sur lequel sont connectés en série les éléments de contrôle comme les interrupteurs. L’ensemble des circuits d’éclairage, des volets et prises commandées sont ramenés individuellement au tableau électrique et connectés à des actionneurs KNX. Ces actionneurs KNX seront ensuite programmés pour répondre aux ordres émis par les interrupteurs/bouton-poussoir connectés sur le bus de commande ou par des télécommandes sans fils (avec l’utilisation d’une passerelle radio).

Cette architecture évite la prolifération du 230V dans la maison en scindant le réseau électrique du réseau de commande et permet d’adapter facilement le contrôle des différents circuits en fonction de l’utilisation réelle du logement ou en cas de modification interne. Par exemple, en changeant le lit de place dans une chambre, il est possible de reprogrammer individuellement les interrupteurs et les télécommandes afin de les réaffecter aux modules d’éclairage, de volet, … souhaités. Le protocole KNX supporte aussi le mode de communication sans fil, par courant porteur ou par Ethernet avec l’utilisation de passerelles. Il devient dès lors possible de compléter son installation par des interrupteurs sans fils par exemple. Il est a noté aussi que dans ce genre d’installation, l’intelligence n’est pas centralisée sur un seul équipement : chaque contrôleur connecté sur le bus (comme les interrupteurs) contient son propre microprogramme des ordres à envoyer sur le bus. Le seul défaut du système réside au niveau de l’alimentation du bus de commande, mais il existe bien évidement des systèmes auxiliaires de secours permettant le remplacement de l’alimentation principale.

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Bien qu’à terme ce type d’installation risque de supplanter peu à peu les installations traditionnelles, il est encore aujourd’hui assez couteux à mettre en place et est très difficile à déployer sur un habitat existant. En effet ce type infrastructure demande à câbler individuellement chaque circuit pour le ramener directement sur le tableau électrique (principal ou secondaire) afin de le connecter sur des actionneurs KNX. Cette condition semble très difficile à mettre en place dans des habitats existants, et n’est souvent possible que pour des projets de construction. Le câblage en étoile du réseau de tension et le câblage du bus de commande en série entrainent une dépense importante (on compte environ 1,2Km de câble électrique pour une habitation de 100/150m²) et demandent des ajustements au niveau des plans de construction pour tenir compte de ce câblage important. De plus, le prix de ce genre d’installation est relativement couteux : environ 200€ pour l’alimentation du bus, entre 100 et 500€ pour les actionneurs gérant de 1 à 8 contacts, environs 600 euros pour une passerelle TCP/IP, de 70 à 250€ pour les interrupteurs. Il faut compter entre 5.000 et 20.000€ pour une installation « classique » (on estime en général une installation KNX à 10% du budget global).

À l’image des réseaux filaire Ethernet, la domotique filaire comme le KNX reste un gage de qualité et de fiabilité. Dans un projet de construction et si le budget le permet, la technologie KNX reste le meilleur choix, par contre pour un habitat existant, en maison comme en appartement, cette technologie reste très difficile à mettre en place.

 

  • - Le lien avec les personnes handicapées, les seniors:

La domotique actuelle, en alliant l’électronique à l’informatique et aux télécommunications, offre un confort énorme aux personnes, et particulièrement les seniors et les personnes à mobilité réduite.

Les nombreuses solutions technologiques permettent une surveillance à distance idéale pour ces personnes ayant besoin d’aide au quotidien. Cela permet notamment une inscription plus tardive dans les maisons de retraite et souvent une indépendance retrouvée.

 

La domotique peut être « douce », donc non intrusive, s’adapter à son occupant. Des caméras peuvent être installées au pied du lit, les surfaces pourraient calculer les données importantes du corps de la personne (température, poids, tension, etc.) afin de surveiller l’évolution du patient à distance. En somme, la domotique pourrait clairement permettre d’améliorer l’hospitalisation à domicile.

Le système domotique permethandicap-telethese aux personnes dépendantes de piloter à distance les équipements électriques de l’habitat, tout comme pour un utilisateur classique (éclairages, chauffage, volets et stores, électroménager, portes et lits automatisés...) selon leurs besoins du moment ou en suivant des scénarios personnalisés. Par exemple, la détection de passage (par des capteurs domotiques) déclenche instantanément l'éclairage dans les lieux de circulation sans actionner aucun interrupteur. Bien sur, le confort que peut en tirer une personne handicapée est bien plus grand qu’un utilisateur standard. Là où n’importe qui bénéficiera d’un confort supplémentaire, une personne handicapée, ou une personne âgée, pourra retrouver de l’indépendance, grâce à une limitation de ses efforts, mais aussi retarder son admission en maison de retraite.

Dans le cas d’un handicap, la multiplication des points de commande et l’utilisation de télécommandes permettent à l’utilisateur de contrôler son environnement sans avoir à se déplacer, ou de façon réduite, voir même directement depuis son fauteuil roulant. De plus, des automatismes prennent le relais pour diminuer les tâches répétitives.

Facilement programmables, ces scénarios sont des combinaisons d’actions automatisées qui aident l'utilisateur et lui évitent des déplacements et des actes difficiles ou répétitifs.

Ainsi équipée en domotique, un maison peut utiliser différent moyens de prévenir son occupant en cas d’urgence, par exemple, un personne sourde peut être prévenu visuellement par son détecteur de fumée, ou de fuite de gaz, en faisant par exemple clignoter la lumière de la pièce dans laquelle se trouve l’occupant de la maison.

accessibilite-handicapEn domotique séniors semi-dépendants, la Communauté européenne a lancé, dès 2008, un programme de recherche baptisé CompanionAble.

Six pays européens unissent leurs efforts et connaissances pluridisciplinaires pour aboutir à un système domotique, simple, fiable et performant comprenant :

 

-      une « smart home » muni de plusieurs capteurs qui permettent de détecter les mouvements ou, à l'inverse, l'absence suspecte d'activité (capteurs de pressions sous les fauteuils et le matelas, etc.) ;

-      un « robot » ergonomique doté d'un écran tactile et d'un système de communication sophistiqué piloté par des logiciels domotiques ultra complets. Un des buts est de garder la personne âgée en contact avec ses proches, son médecin, etc.

 

Les équipements domotiques touchent tous les domaines. Par exemple, il existe des prototypes de lits médicalisés « intelligents » accessibles au patient lui-même, jusqu’à la commande au souffle pour les personnes les plus dépendantes, comme des tétraplégiques.

 

III Tendances futures et dernières présentations, concepts en développement :

Evoqués précédemment, les frigos connectés sont toujours en phase de développement pour la plupart des fabricants d’électroménager, et seul Samsung a commercialisé pour l’instant son Family Hub. Bien qu’avant-gardiste, il a tout de même ses limites. Il peut par exemple vous envoyer des photos de son contenu, ou les afficher sur son écran HD de 21.5 pouces, ou encore tenir son utilisateur informé des dates de péremption de son contenu, mais l’utilisateur doit rentrer les dates manuellement, et le frigo ne peut pas « traquer » les produits qu’il contient, et ainsi leur afficher la date de péremption (il est en effet possible de mettre des pastilles sur les photos prises par le frigo, qu’il affiche sur son écran, de la même façon que si l’on avait collé un post-it). Les autres marques en sont toujours à la phase de développement, ou en phase de pré production, mais les différents modèles (Haier, LG, Whirlpool, etc.) ont déjà été présentés au public lors de différents salons, comme le CES (Consumer Electronics Show) de Las Vegas, l’IFA (Internationale FunkAusstellung, Salon International de la Radiodiffusion, devenu avec le temps un grand salon de l’électronique) de Berlin.

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Aussi présenté lors de ces salons, on peut trouver des nouveautés, telles que les vannes de chauffage, de Netatmo, qui s’installent sur les systèmes de chauffage à eau que l’on peu retrouver dans d’anciens bâtiments, et permettent ainsi de réguler le chauffage de façon centraliser sans avoir a changer toute son installation.

 

Il sera bientôt possible de diriger toute sa cuisine à la voix, à en croire GE Appliances, qui annonce la compatibilité de sa gamme d'électroménager connecté avec l'assistant à commande vocale Alexa d'Amazon aux Etats-Unis.

Le système de synthèse vocale d’Amazon est en train de s'imposer comme l'un des standards de la smart home. Un an après le lancement du kit pour développeurs permettant d'intégrer Alexa à n'importe quel produit ou service du marché (fin 2015), la barre des 3000 commandes vocales disponibles a été dépassée. Alexa est désormais intégrée à une multitude d'objets connectés du marché, et permet d'interagir avec de très nombreuses applications. 10 000 développeurs travailleraient actuellement sur des applications compatibles Alexa.

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La gamme d'électroménager connecté Monogram de GE Appliances, à été rachetée par Haier en juin 2016. Les frigos, fours, machines à laver de la marque seront donc  contrôlables par la voix, par l'intermédiaire de l'enceinte connectée Echo d'Amazon, de sa petite sœur miniaturisée Echo Dot ou de la box Fire TV. En disant simplement, "Alexa, dis à Geneva de...", il est possible de préchauffer son four, vérifier l'état d'avancement d'une machine ou faire chauffer de l'eau dans son frigo multifonctions. Une fonction qui peut s’avérer utile lorsque l’on cuisine et que l’on ne veut pas tout salir.

 

sense-0-0Autre tendance actuelles, les Peanuts. Ce sont des objets connectés à moins de 30 euros, preuve que la domotique se veut de plus en plus abordable. Avec ses Peanuts, des objets connectés remplissant une fonction précise (mesurer la température par exemple), la start-up veut démocratiser les objets connectés.

La marque débute avec les "thermo peanuts" qui, comme leur nom l'indique, permettront de suivre la température. Les avantages de ce petit galet de 4 centimètres face à un thermostat classique sont sa simplicité et son prix (29 euros). Il n'est pas dépendant d'une box domotique mais communique simplement avec un smartphone ou une tablette via Bluetooth low energy (4.0). Il peut stocker un mois de données et il suffit de passer à proximité (dans un rayon de 60 mètres) avec son smartphone associé pour les récupérer.

Ces « peanuts » peuvent aussi être connectées à « Mother » une vigie numérique qui permet de garder un œil (maternel, donc forcément bienveillant) sur des objets et situations du quotidien, créée par la même marque. Cette plateforme est capable de collecter et d’interpréter  de grandes quantités de datas issues d’objets connectés. Un peu comme une box, sans pour autant être requise pour faire fonctionner les Peanuts, « Mother » est faite pour communiquer avec des capteurs, appelés "motion cookies", qui peuvent servir à rendre des objets du quotidien communicants, sans pour autant être relié au système électrique de l’habitation, grâce à une autonomie de 12 mois. Ces galets, ainsi que les Peanuts, dotés d’accéléromètres, thermomètres et autres collecteurs de données, peuvent remplir des taches plus ou moins ludiques, qui leur seront associées : il est possible de monitorer la qualité de son sommeil ou son activité physique, savoir si une intrusion s’est produite dans une pièce ou un appartement… Un tableau de bord est disponible à tout moment sur smartphone et tablette (non disponible pour les galets) et des alertes lumineuses spécifiques peuvent être paramétrées sur la station d’accueil Mother.

Concernant les Peanuts, leur but est de permettre au grand public de se familiariser avec les objets connectés et leur applications domotique "Si l'on veut vraiment que l'internet des objets entre dans notre quotidien, alors il faut des objets beaucoup moins chers et que l'on puisse acheter partout, pas seulement dans les rayons dédiés des magasins d'électronique", disait Rafi Haladjian, fondateur de Sen.se, en janvier lors du CES.

 

IV La domotique d’un point de vue économique (évolution du marché, évolution du groupe cible, des clients potentiels)

 

  • - Au début, des prix excessifs :

A l’origine de la domotique, le premier produit destiné au grand public, était le Securiscan de Thomson, qui a été évoqué plus haut. Au moment de sa sortie, il coutait 20.000 francs, soit environ 3000 €, ce qui était déjà beaucoup pour l’époque. et ne comprenais que l’achat de la centrale, il fallait encore ajouter à cela le cout de l’installation, à savoir les travaux et la mise en place, la programmation de la centrale. En effet, à cette époque, le système n’étant pas aussi « user-friendly » et ergonomique, l’assistance d’un programmeur pouvait être nécessaire. Ce produit ce destinait donc principalement à une clientèle aisée.

 

  • - Une popularisation du marché toute relative, une baisse des prix, agrandissement de la clientèle cible :

Depuis quelques années, plus précisément depuis 2009 et l’apparition de la première box domotique, la Zibase de Zodianet, la domotique est devenue plus simple d’utilisation au fur et a mesure des générations, plus simple à installer, et moins chère.

Quand il fallait débourser 3000 € dans les années 80 pour une centrale inesthétique, ce même budget peut maintenant couvrir une installation ultra complète, permettant de contrôler son éclairage, la fermeture de son habitation, la centralisation de son chauffage, quel que soit le type de radiateurs ou de climatisation installé dans son foyer.

Pour des boxs domotiques, les prix oscillent entre 179€ et 699€, suivant les fonctionnalités proposées, et permettent donc de se construire un système personnalisé en fonction de ses besoins. Il ne reste donc plus qu’à ajouter les modules désirés, qui peuvent pour la plupart s’intégrer sans grands travaux (on ne prend donc pas en compte les portails automatiques, les stores motorisées, à moins qu’ils ne soient déjà installés, mais pas relié à un système complet).

Les résultats qui suivent sont issus d’une étude de la BSRIA (Building Services Research and Information Association) sur le marché européen de la domotique.

Malgré une démocratisation importante, on peut constater que le marché de la domotique reste un secteur pour utilisateurs aisés. En 2010, 60 % des ventes étaient effectuées dans un secteur haut ou moyen de gamme.

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Le marché est dominé par la vente de produits de pilotages des éléments de la maison. Cela représente en majorité les équipements de gestion de l’éclairage et de l’occultation.

Dans le domaine de la domotique comme dans d’autres, c’est l’Allemagne qui domine le marché européen. Les industriels allemands possèdent 65 % des parts de marché. C’est la firme KNX qui s’impose devant les autres. Le nombre de résidences équipées outre Rhin s’élèverait à plus de 150 000, dont une grande partie sont également des projets pilotes.

Au niveau européen, 10 % des ménages seraient équipés d’un système de gestion de l’énergie. L’étude montre que c’est la gestion de l’énergie qui est l’avenir de la domotique en plus du confort. D’autres branches de la domotique restent des activités d’entreprises spécialisées. On pense notamment à la sécurité et aux connexions multimédias.

 

Les prévisions annoncent que le marché s’étendra pour devenir un marché de masse à partir de 2016.

Le nombre d’utilisateurs grandit donc, de part cette facilité d’utilisation nouvelle, qui rend les boxs technologiquement accessibles, à la portée du grand public.

La baisse des prix permet aussi aux classes moyennes de pouvoir installer des systèmes domotiques dans leurs foyers, et ainsi démocratiser petit à petit, la domotique en France. Ainsi, les fabricants pourront créer plus de modules, et investir dans cette technologie, rendant la domotique toujours plus attractive.

 

  • - Un futur prometteur, intégration dans des bâtiments neufs :

Le promoteur immobilier propose à ce jour l’offre domotique dans certains de ses immeubles neufs, avec son offre Flexom, sous forme de pack, orientés sécurité, seniors.

Pour le pack sécurité, par exemple, le promoteur propose une alarme anti intrusion, un détecteur de fuites d’eau, un détecteur de gaz, une sonde de qualité d’air, des serrures a reconnaissance digitale, des détecteurs d’ouvertures.

Pour le pack senior, il propose certaines fonctionnalités du pack sécurité, et y ajoute un balisage lumineux automatique, l’allumage des WC depuis la chambre.

 

Toutes ces options prouvent définitivement que la domotique s’est intégrée dans notre société, et qu’elle ne demande qu’à être développée et entendue, pourquoi pas dans des bâtiments publics, dans les parties communes d’immeubles.

 

L’habitat de demain est à portée de main, nous le touchons du doigt !

 

 

 

Sources :

 

Des sites dédiés à la domotique :

http://domotique-news.com/

www.maison-et-domotique.com/

www.domotique-news.com/

http://www.mag-maison-intelligente.fr/

 

Des sites dédiés au numérique :

www.lesnumeriques.com

http://lesconnectes.net/

www.usine-digitale.fr

 

Ainsi que divers sites de professionnels ou d’entreprises du secteur de l’immobilier et de la construction

https://www.bouygues-immobilier.com/

https://www.cardis.ch/fr

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