L’objectif pour cette alarme low cost, c’est bien entendu d’avoir un prix très accessible mais aussi :

• plus de fonctionnalités (Alarme jour en cas d’absence complète + Alarme nuit avec présence dans l’habitation), lancement d’alerte vers l’extérieur en cas d’intrusion,
• une meilleure tolérance aux pannes électriques,
• une plus grande simplicité pour faciliter la maintenance,
• un haut niveau de paramétrage pour permettre une réutilisation facile en ne modifiant que quelques paramètres.

J’ai choisi Xiaomi pour des raisons de coûts et de fiabilité des dispositifs, pour la robustesse, la portée et la faible consommation du protocole Zigbee et en prime les dispositifs sont petits et élégants.

La solution Alarme low cost est dédié à une utilisation de type alarme mais doit pouvoir évoluer vers plus de domotique uniquement en rajoutant des dispositifs, sans modifier le cœur du système.

Voici la liste des composants utilisés et leur prix réel en 2018 (on peut trouver moins cher ! mais si l’€ baisse c’est plus coûteux …) :

1 Raspberry Pi 3 modèle B 1Go     31.37€
1 Alimentation pour Raspberry 5v 3A     7.45€
1 Boitier pour Raspberry     2.03€
1 Disque externe 120Go USB3     16.64€
1 Batterie externe Tecknet 16750 maH     19.26€
1 Gateway Xiaomi     20.58€
3 Détecteurs de présence Xiaomi Aqara     10.64×3=31.92€
3 Détecteurs d’ouverture Xiaomi Aqara     8.10×3=24.30€
2 Boutons carré Xiaomi     7.46×3=14.92€
1 Prise pilotée Xiaomi pour la sirène     11.71€
2 Adaptateurs pour prise Gateway Xiaomi et Prise pilotée     0.63×2=1.26€
1 Sirène intérieur 12V 120dB     2.70€
1 Alimentation pour Sirène 12V 2A     2.09€

soit moins de 200€ pour un kit complet.

Voyons maintenant l’intérêt de chaque composant :

Le raspberry n’est pas le dernier modèle des Pi 3 mais il est largement suffisant pour l’usage prévu. Avec plus d’un an de recul, j’observe une utilisation de la CPU inférieure à 10% en pointe et inférieur à 4% pendant 95% du temps. Pour la mémoire, c’est moins de 20% lors des pics de charge et moins de 12% le reste du temps. Il lui faut un boitier, une alimentation et un disque externe. Pour des raisons de fiabilité, il n’y a pas de carte SD, on travaille directement sur le disque dur. Il n’y a que 2% de la capacité du disque externe qui est utilisée. Le raspberry est connecté à la box internet et à la gateway Xiaomi en wifi.

Certaines installations sont dans des zones où les coupures d’électricité ne sont pas rares, c’est la raison de l’utilisation d’une batterie externe qui assure quasiment une journée d’autonomie pour le raspberry. En cas de coupure électrique, le fonctionnement n’est plus assuré car la sirène, la gateway et la box ne seront plus alimentées. Mais dès la reprise de la fourniture d’électricité, le système est à nouveau opérationnel sans aucune intervention. Attention : il y a peu de batteries qui acceptent simultanément  d’être en charge et d’alimenter un raspberry ! Ce composant est facultatif.

La Gateway Xiaomi assure l’interface entre les détecteurs de présence, les détecteurs d’ouverture, les boutons carrés de pilotage, la prise qui pilote la sirène (tous communiquent en utilisant le protocole Zigbee avec la Gateway) et le raspberry qui communique en wifi avec la Gateway. Elle a aussi la possibilité de diffuser des messages vocaux (ou des sons, ou de la musique) et dispose d’un anneau de leds qui peut être allumé avec un large choix de couleurs, la luminosité est réglable ainsi que la durée de l’éclairage.

Il y a aussi la sirène et son alimentation 12v qui est déclenchée lorsque la prise pilotée est activée et des adaptateurs pour transformer les prises chinoises en prise EU.

Principe de l’alarme Jour : Elle est activée grâce au bouton carré Xiaomi « Alarme Jour ». Après l’appui sur le bouton, un message vocal est diffusé par la Gateway pour indiquer l’activation de l’alarme jour et la Gateway s’éclaire pendant la durée de la temporisation. Ces deux actions sont destinées à informer de la bonne prise en compte de l’appui sur le bouton.

Il y a une temporisation avant l’activation réelle de l’alarme jour pour permettre de fermer le logement ou de revenir prendre un objet oublié. La durée de la temporisation et la couleur de l’éclairage de la Gateway sont paramétrables. Ensuite, après la temporisation, si une personne est détectée par les détecteurs de présence ou si un détecteur d’ouverture se déclenche, l’alerte sonore est activée. Elle est composée d’un message vocal de dissuasion d’environ 25 secondes puis de la sirène pendant une minute, la Gateway est aussi éclairée pendant la durée de l’alerte sonore (couleur paramétrable). Il y a une exception à ce principe, si la zone de détection est la zone d’entrée habituelle dans le logement, une temporisation paramétrable est activée pour permettre l’arrêt de l’alarme.

Lors de la détection d’intrusion des messages d’alerte peuvent être envoyés, par sms/mail/notification pushbullet. Les destinataires peuvent être différents en fonction du type d’intrusion (jour ou nuit). Le texte des messages est personnalisé en fonction du logement et du type d’alerte. Lors de l’activation de l’alarme (après la temporisation), un message (sms/mail/notification pushbullet) est envoyé pour informer du passage en mode alarme jour. Lors de l’arrêt de l’alarme, des messages sont aussi envoyés et dans le mail, il y a le bilan de l’alarme.

Principe de l’alarme Nuit : Elle est activée grâce au bouton carré Xiaomi « Alarme Nuit ». Deux différences avec l’alarme Jour, les détecteurs de présence ne sont pas pris en compte donc on peut se déplacer dans le logement sans déclencher l’alerte sonore et il n’y a pas de temporisation lors de l’activation.

Les scripts lua pour le fonctionnement de l’alarme low cost :

Bouton Alarme Jour : Ce script gère l’activation et l’arrêt de l’alarme jour. Comme il y a 4 possibilités d’action avec ce bouton (clic court, clic long, double clic et clic long + relâchement), pour éviter les erreurs, tous les cas sont testés et sont interprétés comme un clic simple. C’est le même bouton qui est utilisé pour l’activation et l’arrêt de l’alarme, il y a donc plusieurs cas d’usage en fonction du contexte (voir les commentaires dans le script).

Bouton Alarme Nuit : Ce script gère l’activation et l’arrêt de l’alarme nuit.

Alarme On : Script d’envoi des messages « alarme On » et initialisation des paramètres de suivi des alertes en fonction des zones de détection.

Alarme Off : Script d’envoi des messages « alarme Off » + bilan de l’alarme.

Intrusion Jour : Script qui se déclenche en cas de détection d’intrusion alors que l’alarme jour est activée,  lance l’alerte sonore et les messages d’alerte.

Intrusion Nuit : Script qui se déclenche en cas de détection d’intrusion alors que l’alarme nuit est activée,  lance l’alerte sonore et les messages d’alerte.

Alerte Sonore : Ce script lance le message vocal de dissuasion (25s) puis active la sirène pendant une minute. 

Message Vocal : Le script msg valorise les paramètres de volume/son/couleur/luminosité/durée en fonction du contexte (alarme jour on/off, alarme nuit on/off, alerte) puis active la diffusion sur la Gateway.

SMS : Ce script prépare le contenu des sms à envoyer aux destinataires prévus dans le paramétrage et communique les informations à la passerelle sms installée à Gradignan.

Exemples de messages envoyés par mail :

objet : Alerte Les Courrèges Séjour le 18/06/2019 à 10:35:12

texte : Alerte Intrusion le 18/06/2019 à 10:35:12 dans la zone Séjour

objet : Bilan de l’Alarme Nuit : Les Courrèges le 21/06/2019 à 6:41:11

texte : Activation de l’alarme Nuit le 20/06/2019 à 20:50 Pas d’Alerte Intrusion Arrêt de l’alarme Nuit le 21/06/2019 à 6:41