Système d’alarmes avec vidéo – Partie 1

Création de son système d’alarmes

Il existe différents composants pour réaliser une sonde afin de prendre différentes mesures. Je vais dans cet article détailler comment créer son propre système d’alarmes. Je vais lui relier un capteur de fumée, de présence, de luminosité, de température et d’humidité. Le tout sera relié à un Raspberry Pi en WIFI avec des mesures stockées via une API Node JS toutes les heures. Pour aller plus loin les sondes seront accessibles via un nom DNS afin d’être configurées par une centrale.

.Quand une présence sera détectée pour envoyer un mail avec des vidéos et photos prises depuis des caméras. Une centrale permettra de couper les larmes ou de les activer (ainsi que différentes autres actions). Je vais donner les modèles à imprimer en 3D pour faire les boitiers. Tout ce qui est nécessaire pour fabriquer ce système sera indiqué. Le coût total sera aux environs de 200€ pour une sonde et la centrale. Chaque sonde supplémentaire coute à peu près 35€.

Système de vidéosurveillance

Pour commencer je vous conseille de lire l’article que j’ai rédigé sur la mise en place de son propre système de vidéosurveillance. C’est sur ces caméras que je vais me baser pour récupérer les vidéos et photos en cas d’alarme. Pour rappel cet article permet de configurer des caméras IP sur un réseau dédié via un routeur WIFI. Ce routeur est branché en filaire à un répétiteur. Ce dernier est relié en WIFI à un second routeur dont le WIFI est facile à allumer/éteindre via un bouton en façade. Le second routeur est relié à une box internet classique. Notre montage permet d’accéder aux caméras le soir via un réseau fermé dédié et en journée d’y accéder en ouvrant ce réseau via le routeur faisant la passerelle.

Création des sondes

Maintenant que nous avons notre système de caméras installé nous pouvons passer à la création de la première sonde.

Tout d’abord l’ESP8266

Il s’agit de l’épine dorsal des sondes. C’est lui qui va agréger les mesures et assurer la communication avec le Raspberry. Je vous recommande la lecture d’un premier article sur l’ESP8266. Le but de ces articles est justement d’alléger la lecture de ce didacticiel.

système d'alarmes : ESP8266-12E le cerveau de nos sondes

ESP8266-12E le cerveau de nos sondes

Pour rappel l’ESP8266 est une carte de développement permettant une connexion WIFI. Il est possible d’ajouter de nombreux périphériques dessus. La version 12E utilisée ici permet de relier au moins 4 équipements tout en les alimentant. L’article plus haut indique toutes les caractéristiques de ce dernier.

Sur cet ESP je vais relier un DHT22 pour obtenir la température et l’humidité. J’y ajouterai un LM393 pour obtenir la luminosité ainsi qu’un MQ2 pour détecter la fumée. Pour conclure j’y ajouterai un HC SR-501 pour permettre de détecter les infra rouges.

Le premier capteur : Le DHT22

Notre premier capteur a été détaillé dans cet article. Il nous permettra d’avoir la température et l’humidité. Dans l’article cité vous aurez les branchements, caractéristiques et données du capteur.

système d'alarmes : DHT22 le thermomètre et hygromètre de la sonde

DHT22 le thermomètre et hygromètre de la sonde

Le second capteur : Le LM393

Ce second capteur permet d’avoir une information sur la luminosité ambiante. C’est un capteur avec sortie numérique c’est à dire qu’il retournera 0 ou 1 en fonction de la présence de lumière ou non. Le seuil se défini par un potentiomètre. J’ai déjà rédigé un article sur ce capteur ici.

système d'alarmes : Capteur de lumière avec LM393

Capteur de lumière avec LM393

Le troisième capteur : Le MQ2

Le capteur de fumée MQ2 possède la capacité de détecter différents gaz et la fumée. Dans mon cas je ne l’utilise que pour la fumée. Il possède deux sorties, une analogique et une numérique. J’utilise la sortie numérique avec le réglage du potentiomètre pour ajuster la détection de la fumée. La documentation pour décrire ce capteur et avoir un exemple de code est disponible sur cet article.

système d'alarmes : MQ2 le capteur de fumée

MQ2 le capteur de fumée

Le quatrième capteur : Le HC SR-501

Ce quatrième et dernier capteur est le plus important pour nos sondes. Il permet de détecter le mouvement d’infra rouges. J’ai consacré un article à ce composant pour voir son mécanisme. en revanche le code régissant ce dernier est très fortement modifié pour réduire au maximum les faux positif.

système d'alarmes : HC-SR501 le PIR des sondes

HC-SR501 le PIR des sondes

L’alimentation de la sonde

Pour alimenter mes sondes j’ai longtemps hésité entra batterie et adaptateur secteur. La batterie avait l’avantage de pouvoir installer la sonde n’importe où. En revanche il fallait désactiver les sondes le temps de les recharger. Il fallait aussi vérifier régulièrement le niveau de charge restant.

L’adaptateur secteur en revanche force à tirer une prise électrique en hauteur ou simplement installer une rallonge derrière un meuble. L’avantage principal et l’absence de problème d’alimentation (hors coupure de courant évidemment). J’ai donc opté pour ce mode d’alimentation en achetant un simple adaptateur micro USB en 2 ampères.

système d'alarmes : Alimenter les sondes

Alimentation des sondes

Le boitier

Dans un premier temps j’ai utilisé une planche de prototypage pour réaliser mes branchements mais en production il est évident que ça n’est pas viable. J’ai donc décidé de créer un modèle sous Sketchup afin de faire imprimer en 3D les boitiers. J’ai d’ailleurs trouvé un imprimeur très sympa et qui m’a pas mal aidé dans la réalisation de ces modèles. Il s’agit d’un Cartridge World situé à Puteaux au 106 rue Jean Jaurès.

système d'alarmes : Boitier d'une sonde

Boitier d’une sonde

Les sondes sont imprimés en blanc avec une épaisseur de 1mm pour réduire les coûts. L’épaisseur est suffisante pour faire tenir une sonde. En revanche il est nécessaire de recouvrir les diodes rouges des capteurs avec du vernis pour ne pas trop éclairer. L’épaisseur étant fine le boitier deviendrait rouge lumineux la nuit.

 
système d'alarmes : Façade d'une sonde

Façade d’une sonde

J’ai imprimé les sondes en deux parties pour permettre l’impression car il faut limiter au maximum les impressions en oblique pour réduire les supports. Les « cubes » sur les bords servent tout simplement à coller les deux pièces entres elles. Les trous sont pour les capteurs et les pivots servent à accrocher les composants.

Une fois tous les composants fixés sur l’ESP8266 j’obtiens une sonde opérationnelle comme le montre les photos suivantes. L’ESP8266 est à l’envers pour permettre facilement le câblage.

Installation des composants dans le boitier
système d'alarmes : Sonde complète

Sonde complète

L’angle gauche montre le capteur d’humidité et de température. Le détecteur de fumée est visible en dessous. Le PIT, quant à lui est sur la façade avant qui est inclinée de 45° pour avoir un angle optimal dans la détection de mouvements.

système d'alarmes : Sonde angle gauche

Sonde angle gauche

Sur le côté droit la sonde laisse un léger trou pour le détecteur de lumière qui est imbriqué sur la limite de la sonde et plus bas je laisse l’espace nécessaire pour le port micro USB de la sonde qui alimente la sonde. 

système d'alarmes : Sonde angle droit

Sonde angle droit

Création des connecteurs Dupont

Pour créer la sonde il faut aussi utiliser des connecteurs Dupont mais pas aussi long que 10 ou 20 cms. Ile me fallait des connecteurs sur mesure et des embouts adaptés. Pourquoi se limiter à des embouts pour un connecteurs quand ils sont 3 ou 4 à arriver sur le même capteurs ? La première choses à faire était d’aller une fois de plus sur Amazon pour trouver une bobine de fils Dupont, des connecteurs du même nom et une pince à sertir. Le tout reste relativement peu cher, à peu près 30€ pour 450 connecteurs, 5 mètres de fils et la pince.

Pince Dupont

Pince Dupont

Cette pince a été très utile pour sertir mes connecteurs et permet de réaliser des montages parfaitement adaptés. Comme le montre les photos suivantes.

Sertissage d'un connecteur Dupont

Sertissage d’un connecteur Dupont

 

Connecteurs avec les embouts

Connecteurs avec les embouts

Une fois les connecteurs réalisés je n’ai plus eu qu’à installer les embouts simples côtés ESP et triple côté capteur. 

Connecteurs Dupont sur mesure

Connecteurs Dupont sur mesure

Les fils et les embouts proviennent également d’Amazon et sont disponibles sur les liens ci dessous. Il n’est pas possible vu la taille du boitier de prendre des connecteurs de 10 ou 20 cms ils seraient trop gros à l’intérieur.

Bobine de 5 mètres de fils Dupont

Bobine de 5 mètres de fils Dupont

Embouts et connecteurs pour connecteurs Dupont

Embouts et connecteurs pour connecteurs Dupont

Développement de la sonde

Maintenant que nous avons une sonde opérationnelle d’un point de vue physique il va falloir la programmer. Le fonctionnement va être le suivant. La sonde va dans un premier temps indiquer son adresse MAC puis se connecter au WIFI (sous ACL). Une fois connectée elle va lancer un serveur WEB pour recevoir des instructions de la centrale puis un DNS.

La seconde étape consiste à laisser une minute le temps que le PIR s’initialise. Le fonctionnement nominal de la sonde se lance après ce délai. La sonde prend des mesures en permanence et appelle l’API pour les transmettre toutes les heures (variable). En revanche si elle détecte une présence elle contacte l’API pour signaler une variation d’infra rouges. Pour réduire les faux positifs assez fréquents sur ce type de capteur je laisse un laps de temps de quelques secondes avant de déclencher l’API. Les faux positifs sont en très grande majorité de 1 à 3 secondes.

une centrale composé d’un Raspberry Pi équipé avec un clavier et écran permettra de réaliser des commandes d’activation ou désactivation de l’alarme. Au niveau de la sonde c’est un booléen qui défini l’appel de l’API en cas de détection de présence ou non. Il est ainsi possible de désactiver l’alarme.

La sonde possède un serveur qui permet d’activer ou désactiver ce booléen. Elle peut également donner son statut et appeler l’API à la demande pour une actualisation des données. Le code va être présenté et expliqué dans le prochain article.

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Fondateur du site Single Blog Computer. Je suis captivé par toutes les nouveautés high tech permettant de faciliter la vie du quotidien. Les SBC me semblent la solution idéale dans ce cas de figure.

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