Projet fin d’étude réalisation d’une maison intelligente

Par : Gouider Mohamed ilyes, Nefaa hamdi

LA DOMOTIQUE

Introduction de la domotique 

La gestion centralisée des équipements techniques et multimédia d’un logement.

La Domotique désigne la gestion centralisée des équipements techniques (chauffage, sécurité, éclairage, volet roulant, etc.) et du multimédia dans le résidentiel. Elle vise à apporter des fonctions de confort, de sécurité, d’économie  d’énergie et de communication aux maisons ou appartements équipés. Le terme Smart Home est de plus en plus utilisé. Il a deux définitions. Il peut s’agir simplement de la traduction anglophone de la domotique. D’autres lui donne une portée supplémentaire, le logement devient intelligent. Cette intelligence se caractérise par des objets et des services connectés qui viennent s’ajouter aux équipements techniques gérés par la domotique. Les scénarios envisagés peuvent ainsi dépasser la mise en relation de capteurs et d’actionneurs du logement. Ils s’ouvrent d’avantage au monde de l’Internet des Objets, de l’informatique ubiquitaire ou à l’Intelligence ambiante. Ils permettent de mettre en relation des services extérieurs avec les objets du logement et ses occupants .

Définition de la domotique

La domotique est l’ensemble des techniques de l’électronique, de physique du bâtiment, d’automatisme, de l’informatique et des télécommunications utilisées dans les bâtiments, plus ou moins « interopérables » et permettant de centraliser le contrôle des différents systèmes et sous-systèmes de la maison et de l’entreprise (chauffage, volets roulants, porte de garage, portail d’entrée, prises électriques, etc.). La domotique vise à apporter des solutions techniques pour répondre aux besoins de confort (gestion d’énergie, optimisation de l’éclairage et du chauffage), de sécurité (alarme) et de communication (commandes à distance, signaux visuels ou sonores, etc.) que l’on peut retrouver dans les maisons, les hôtels, les lieux publics, etc.

Que peut-on faire grâce à la domotique ?

On peut dire que la domotique trouve sa place dans trois domaines principaux en particulier.

Le confort

Bien sûr, le fait d’automatiser sa maison a un véritable apport sur le confort qu’on y trouve. Plus besoin de se prendre une averse pour ouvrir le portail en rentrant à la maison, plus besoin de prendre froid en ouvrant les volets le matin, et fini les retours de week-end dans une maison toute froide. Aujourd’hui, une maison intelligente est capable de savoir quand vous rentrez à la maison (grâce à votre smartphone par exemple), et donc d’ouvrir le portail avant même que vous n’arriviez. Les volets peuvent s’ouvrir et se fermer au rythme du soleil, et peuvent même aller jusqu’à s’adapter à la saison et la température pour laisser entrer la lumière et la chaleur du soleil l’hiver, ou au contraire conserver le frais l’été en fermant les volets des fenêtres exposées au soleil. De la même façon, votre maison sait quand vous êtes présent, et peut ainsi adapter elle-même votre chauffage pour que la maison soit toujours à la température idéale pour vous. Il est même possible de diffuser automatiquement votre Play List musicale préférée à votre réveil, ou quand vous rentrez à la maison. Pendant ce temps, un robot peut passer l’aspirateur dans la maison à votre place, et le système d’arrosage automatique arrosera votre jardin, tout en tenant compte des prévisions météo des prochains jours, histoire de ne pas arroser inutilement.

Les économies d’énergie

En gérant les volets selon la saison, ainsi que le chauffage, le système domotique vous permet d’économiser de l’énergie, et donc de l’argent, même si au départ on ne recherchait que le confort en plus. La consommation d’énergie peut être suivie très finement, qu’il s’agisse de votre consommation d’électricité, d’eau, ou même de gaz. Vous partez de la maison ? Le simple fait d’activer l’alarme en partant va passer le chauffage en mode éco, et éteindre toutes les lampes et les appareils restés en veille, réduisant ainsi votre consommation d’énergie en votre absence. Et ceci sans aucune action de votre part. C’est cela la maison intelligente !

Communication

Un système domotique permet la communication non seulement à l’intérieur de la maison, mais aussi à l’extérieur. La technologie Internet interviendra de plus en plus pour la commande à distance par La certains utilisateurs. Vous ne devez même pas être à la maison pour commander vos appareils. Un simple coup de fil ou un sms vous permettra par exemple de régler le chauffage à distance, d’activer une simulation de présence ou de lancer le lave-vaisselle ou le lave-linge. Pratique, non?

La sécurité

Les automatismes que nous avons vus plus haut peuvent tout à fait contribuer à la sécurité de vos biens, en réalisant ce qu’on appelle une simulation de présence : même en votre absence, les volets continuent de s’ouvrir, de la musique peut être diffusée dans la maison, et des lumières allumées aléatoirement. Ainsi, de l’extérieur, il devient très difficile de savoir si la maison est inoccupée, ce qui dissuade de nombreux cambrioleurs. Une détection de fuite d’eau peut couper automatiquement l’arrivée d’eau afin d’éviter de gros dégâts. Mais la sécurité, c’est également la sécurité des personnes : en cas de détection d’incendie, par exemple, il est tout à fait possible d’ouvrir automatiquement les volets, déverrouiller les portes, et éclairer le chemin de la sortie pour faciliter l’évacuation. Exemple d’une mise en scène d’un « simple » détecteur de fumée, couplé à un système domotique.

Dans le cas de personnes dépendantes, telles que des seniors ou des personnes à mobilité réduite, il est également possible par exemple de prévenir un proche ou les services de secours en cas de chute ou tout évènement anormal.

Combien coute la domotique ?

Pour les marques connus dans le domaine des maisons connectées, l’installation domotique ça commence par un budget de 30000DT au minimum. Apres une recherche sur internet on a trouvé des chercheurs dans ce domaine qui font des efforts pour la réalisation des maisons intelligentes avec un budget moins cher.

Exemple :<< Extrait d’un ouvrage >>

Pour commencer il faudra un box domotique pour piloter la maison. On trouve des box allant de 1000 à 3000DT environ, en restant dans le « grand public », car il y a beaucoup plus cher. Disonsque pour 1600DT on trouve des box très corrects, le prix n’étant pas spécialement un gage de qualité.

Ensuite, le budget va surtout dépendre du nombre de périphériques qu’on va mettre en place, et de la technologie utilisée, certaines étant plus couteuses que d’autres.

Pour récapituler :
♦ Box domotique : 1600DT
♦ Gestion des volets : 1500DT
♦ Gestion du chauffage : 800DT
♦ Gestion de l’éclairage : 2000DT
♦ Gestion des appareils : 1200DT
♦ Sécurité : 2500DT

Soit un total de 10000DT .

Notre remarque : 

Enfin, le prix des périphériques cité ici est une moyenne, il est possible de trouver moins cher. Bref, tout ça pour vous dire que même 10000DT dans le type d’installation domotique dont nous parlons dans notre projet, est aussi un budget qui est chère quand même, mais il est tout à fait possible de commencer avec budget moins chère tout en ayant des fonctions déjà Intéressantes, qu’on pourra faire évoluer plus tard, et c’est le gros avantage des solutions sans fil.

MATERIELS ET LOGICIELS UTILISES

Comment faire des montages électroniques, simplement, en utilisant un langage de programmation? La réponse, c’est le projet.

Arduino qui l’apporte, celui-ci a été conçu pour être accessible à tous par sa simplicité. Mais il peut également être d’usage professionnel, tant les possibilités d’application sont nombreuses. Ces cartes polyvalentes sont donc parfaites pour nous, débutants, qui ne demandent qu’apprendre et progresser. Grace a cette carte Ces fonctions sont réalisées par des capteurs, des actionneurs, des automates et plus généralement par des équipements électriques et/ou électroniques. Elle permet de contrôler son logement en local ou à distance depuis un ordinateur, un téléphone, une tablette tactile ou une télévision.

Matériels

Carte Arduino Méga

Arduino désigne un écosystème libre comprenant des cartes (Arduino Uno, Arduino Leonardo, Arduino Méga, Arduino Nano…), des logiciels (notamment l’IDE Arduino), ou encore des librairies. Ces systèmes d’électronique programmable permettent de construire des projets facilement, et d’aborder tant l’approche électronique de l’approche logicielle. La carte Arduino Méga 2560 est une carte à microcontrôleur basée sur un ATmega2560. Elle contient tout ce qui est nécessaire pour le fonctionnement du microcontrôleur; Pour pouvoir l’utiliser et se lancer, il suffit simplement de la connecter à un ordinateur à l’aide d’un câble USB (ou de l’alimenter avec un adaptateur secteur ou une pile, mais ceci n’est pas indispensable, l’alimentation étant fournie par le port USB). La carte Arduino Méga 2560 est compatible avec les circuits imprimés prévus pour les cartes Arduino Uno, Duemilanove ou Diecimila.

Mémoire

L’ATmega 2560 à 256Ko de mémoire FLASH pour stocker le programme (dont 8Ko également utilisés par le bootloader). L’ATmega 2560 a également 8 ko de mémoire SRAM (volatile) et 4Ko d’EEPROM (non volatile – mémoire qui peut être lue à l’aide de la librairie EEPROM). Pour info : Le bootloader est un programme préprogrammé une fois pour toute dans l’ATméga et qui permet la communication entre l’ATmega et le logiciel Arduino via le port USB, notamment lors de chaque programmation de la carte.

Entrées et sorties numériques : 

Chacune des 54 broches numériques de la carte Méga peut être utilisée soit comme une entrée numérique, soit comme une sortie numérique, en utilisant les instructions pinMode (), digitalWrite () et digitalRead () du langage Arduino. Ces broches fonctionnent en 5V. Chaque broche peut fournir ou recevoir un maximum de 40mA d’intensité et dispose d’une résistance interne de « rappel au plus » (pull-up) (déconnectée par défaut) de 20-50 KOhms. Cette résistance interne s’active sur une broche en entrée à l’aide de l’instruction digitalWrite (broche, HIGH).

Broches analogiques : 

La carte Mega2560 dispose de 16 entrées analogiques, chacune pouvant fournir une mesure d’une résolution de 10 bits (c.à.d. sur 1024 niveaux soit de 0 à 1023) à l’aide de la très utile fonction analogRead () du langage Arduino. Par défaut, ces broches mesurent entre le 0V (valeur 0) et le 5V (valeur 1023), mais il est possible de modifier la référence supérieure de la plage de mesure en utilisant la broche AREF et l’instruction analogReference () du langage Arduino.

Note : les broches analogiques peuvent être utilisées en tant que broches numériques.

Autres broches :

Il y a deux autres broches disponibles sur la carte :

AREF : Tension de référence pour les entrées analogiques (si différent du 5V). Utilisée avec l’instruction analogReference ().

Reset : Mettre cette broche au niveau BAS entraîne la réinitialisation (= le redémarrage) du microcontrôleur. Typiquement, cette broche est utilisée pour ajouter un bouton de réinitialisation sur le circuit qui bloque celui présent sur la carte.

Table des matières

♦ Introduction
♦ Introduction general
♦ CHAPITRE 1 :La DOMATIQUE
I. Introduction
II. Définition de la domotique
III. Différents domaines d’application de la domotique
1. Domotique pour le confort
2. Domotique pour l’énergie
3. Domotique pour la sécurité
4. Communication :
IV Maison communicante
V Combien coute la domotique ?
1. But du Projet
2. Conclusion
CHAPITRE 2 : MATERIELS ETLOGICIELS UTILISES
I Schéma synoptique du système à réaliser
II Description des shields utilisés
III Domaine d’utilisation et ces applications
IV Présentation de la carte
1. Qu’est-ce qu’un microcontrôleur
2. Microcontrôleur ATMEL ATMega328
3. Capteur humidité & température DHT11
4. Capteur de gaz MQ6 :
5. Module de Relais
6. Description du module de connexion Wifi ESP12
7. Contacts magnétiques
V Logiciels
1. L’Arduino
2. CADIO
CHAPITRE 3 : CONSEPTION DE LACARTE ELECTRONIQUE
I Introduction
II Principes de réalisation
1. Tracé manuel du circuit imprimé
2. Utilisation d’un typon
II Mode opératoire
III Implantation des composants et soudure
1. Perçage du circuit imprimé
2. Test des pistes du circuit imprimé
3. Préparation des composants
4. Utilisation du fer à souder
IV Conclusion
CHAPITRE 4 : DESCRIPTIONDU PROJET
I Introduction
II L’objectif du projet
III Les étapes de la réalisation
L’architecture Générale de notre système
V La conception du notre système
VI Réalisation pratique du système
1. La Réalisation de carte électronique
2. Édition du schéma électrique et simulation du fonctionnement
3. Montage sur plaque d’essai
4. Souderles composants
VII Fabrication de la maison
1. Structure de la maison
2. Périphériques utilisées et leurs positions
3. Automatisation de la maison
Capteur de mouvement PIR
Capteur d’humidité DHTT11
Capteur de gaz et contact magnétique
Capteur RGB
4. Commander l’éclairage à distance
5. Centralisation des commandes : Interface Web
6. L’interface des capteurs
Conclusion Générale
ANNEXE ET Pprogrammes

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