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Dans ce billet, comme le titre le stipule, je vais tenter grâce à mon expérience personnel de montrer l’importance du maillage en ZigBee.
En effet, j’ai déménagé il n’y a pas longtemps dans une nouvelle maison qui n’était, bien entendu, pas équipée de système de domotique. Parmi les besoins les plus urgents, il y a la centralisation des volets roulants.
Dans la maison précédente, qui était en construction, j’ai pu facilement câbler grâce à des modules Yokis. Rien ne vaut le filaire ! Cependant, quand c’est de la rénovation, on change forcément de stratégie.
Le ZigBee étant mon protocole radio préféré (on se demande pourquoi ;)), j’ai donc décidé, de domotiser les 10 volets roulants électriques de la maison.
Vote :
Sur ce blog nous avons déjà parlé énormément du protocole radio ZigBee avec ces astuces, ces avantages et certains inconvénients.
Cependant, même si nous avons eu l’occasion d’en parler, nous n’avons pas assez insisté sur une fonction (présente dans d’autres technologies radios) qui donne tout son sens au ZigBee mais surtout corrige en partie ses défauts.
Le maillage (mesh), dans sa généralité, permet tout d’abord de renforcer les liens radios entre le concentrateur (coordinator) et les appareils (capteurs, interrupteurs, lumières etc…). Ce système donne la possibilité à un appareil d’être accessible et/ou de pouvoir atteindre son but en utilisant le meilleur chemin.
Comme on peut le voir sur la schématique, il existe plusieurs routes pour atteindre le coordinateur (coordinator) et de même dans l’autre sens.
Il faut aussi savoir que la création du maillage en ZigBee est automatique et que vous n’aurez absolument pas la maîtrise des différents liens. La création du maillage est aussi dynamique. En effet, le maillage change en fonction de plusieurs paramètres dont la qualité, et comme ce sont des choses qui évoluent, le maillage évolue… lentement … mais surement.
Ce que l’on peut aussi observer, c’est qu’il existe 2 autres types d’appareils (devices) en ZigBee, les routeurs et les « end devices ».
Dans le maillage ZigBee, seuls les routeurs sont en mesures de transférer l’information et donc d’être un maillon du réseau. En général, tous les appareils sur secteur sont en mesure d’avoir cette fonction. Il arrive parfois que ce ne soit pas le cas (assez rare). Par contre, aucun appareil sur pile n’est en mesure d’accroître le maillage (en tout cas, à ma connaissance).
Du coup, la première chose à penser lorsque l’on a décidé de se lancer dans le ZigBee, c’est de trouver les éléments indispensables au maillage. Ils devront être sur secteur (obligatoirement) et répartis sur l’ensemble de la maison pour bien couvrir et renforcer le réseau.
Comme dit précédemment, l’urgence pour moi était de domotiser les volets de la maison. En effet, il est évident que la centralisation de 10 volets me paraît nécessaire pour un fainéant comme moi ;). (La domotisation des volets apporte bien sûr d’autres atouts ).
Commencer par les volets est aussi une très bonne manière de créer un réseau ZigBee performant. En effet, une maison (SI elle dispose de volets roulant électriques) est logiquement entourée d’ouvrants et donc de volets. Ce qui permet de disposer d’un routeur ZigBee sur toute la périphérie de la maison.
Voici le schéma (grossier) de ma maison :
En Orange : Les volets roulants
En Rouge : un routeur ZigBee
En bleu : Coordinateur ZigBee
En débutant donc avec ce principe, le réseau ZigBee sera déjà correctement maillé pour accueillir des capteurs dans la maison mais aussi dans le jardin.
Comme rien n’est parfait, il faudra peut-être prévoir d’autres routeurs ZigBee (type « répéteur Ikea ») pour renforcer le maillage ou couvrir des zones d’ombres.
A mon sens, la domotisation des volets roulant reste le meilleur moyen de créer « naturellement » un réseau ZigBee avec un maillage efficace.
Maintenant que mes objectifs sont claires, il faut trouver les bons appareils pour domotiser le tout.
Mes volets roulant électriques sont filaires et pilotés avec un interrupteur Schneider.
J’ai cherché le moyen le moins couteux et le moins intrusif pour que tout fonctionne même si la domotique tombe en panne.
Pour cela, 2 moyens possibles… soit changer tous les interrupteurs, soit rajouter un micro module.
Mon choix s’est finalement porté sur un micro module car je n’ai pas trouvé d’interrupteur assez joli (pour madame) ou trop cher (10x interrupteurs Legrand, c’est une somme ;))
J’ai donc choisi ce micromodule :
Sur Amazon pour les plus pressés
ou
Sur Aliexpress pour les avoir moins cher
Ce micro module s’interface très bien avec l’interrupteur et possède toutes les fonctionnalités nécessaires :
Fonctionnalités ZigBee :
L’appairage se fait en mettant votre coordinateur ZigBee préféré en mode « Appairage » et avec une aiguille de laisser appuyer 5 sec sur le bouton présent dans le petit trou en haut à droite du module.
Bon comme tout n’est jamais rose, ce micro module a des inconvénients.
Le micromodule prend forcément de la place et si vous avez des boites d’encastrement au chausse pieds et un espace restreint, cela se révèle très compliqué d’insérer le module. Alors qu’avec un interrupteur ZigBee Legrand, vous n’avez pas ce souci.
L’autre particularité de ce micro module est qu’il faut le calibrer. En effet, par défaut, les commandes « monter » ou « descendre » sont actives 10 sec puis s’arrêtent. Donc si vous avez des petits volets, souvent cela suffit mais pour des volets de portes-fenêtres ou baies vitrées, ce n’est pas suffisant.
Voici un petit tutoriel pour calibrer ces micro modules. Pour cela, j’utilise une ZiGate (forcément) et l’outil de test ZWGUI (que vous pouvez retrouver sur le site ZiGate.fr)
En effet, avant d’intégrer tous les modules dans la domotique, j’ai préféré les calibrer un par un car le calibrage est une fonction spécifique et les box domotiques ne sont pas toutes en mesure d’organiser la calibration.
Pour ce faire, j’ai donc choisi un volet, démonté l’interrupteur et branché les modules (un par un).
J’ai branché une ZiGate puis lancé l’outil ZWGUI.
Pour l’outil de test ZWGUI, il faut suivre le test classique présent sur zigate.fr et aller jusqu’à la fin. Vous serez en position d’appairage « Permit Join »
Quand la ZiGate clignote, il suffit d’appuyer 5 sec (à l’aide d’une aiguille) sur le bouton dans le petit trou en haut du module. Le module va clignoter bleu puis s’éteindre. Côté ZWGUI, vous aurez les messages de « Device Announce » qui vont apparaître :
Une fois le module appairé, on vérifie dans quel mode il est configuré. Pour cela, on va faire une commande « Read Attribute » (onglet Général)
La commande va interroger le cluster « Window covering » 0x0120 sur l’attribut 0xF000
Voici la réponse 0x8100 qui montre une valeur à 0x01 qui stipule que le module est en mode « production ».
Du coup, pour le passer en mode calibration, il faut écrire 0x00 dans cet attribut. Pour cela, il faut utiliser la commande « write attribute ».
Une fois effectuée, on peut s’apercevoir après une nouvelle lecture que le mode calibration est bien actif.
Maintenant, nous sommes prêt pour la calibration du module. Voici la marche à suivre:
Il faut tout d’abord fermer le volet. Pour cela, il faut utiliser la commande « Window Covering »et entrer la valeur 0x01
Quand le volet est totalement fermé, il faut relancer la commande avec la valeur 0x02
Ensuite ouvrir le volet complètement (valeur 0x00)
Et relancer la commande avec la valeur 0x02 (STOP) lorsque le volet est complètement ouvert.
Une fois que tout est ok, il suffit de remettre le module en mode production :
Et voilà, le module est calibré.
Même si cette calibration est un peu laborieuse (surtout parce que les box domotiques n’ont pas encore intégré cette fonctionnalité), elle apporte une certaine sécurité pour les moteurs de volets roulant mais aussi permet de pouvoir gérer la position du volet (pourcentage du temps d’ouverture ou fermeture) et ce dernier point est plutôt très utile.
Le maillage ZigBee, dans une maison, est vraiment primordiale et permet d’avoir une domotique le plus fiable/performante. Personnellement, je trouve que commencer par la domotisation des volets est une très bonne solution, un bon point de départ pour créer un réseau ZigBee.
Chaque maison et environnement est bien entendu différent et il peut y avoir d’autres alternatives. Cependant, je pense que l’infrastructure d’une maison est globalement la même et qu’énormément de maisons sont conçues comme la mienne, à savoir des volets roulant qui entourent la maison.
Voici un exemple de maillage de ma maison à un instant T
Vous l’aurez compris, j’ai une nouvelle maison et du coup, il y aura d’autres articles sur les modifications et sa domotisation.
A bientôt !
Alors au départ, je voulais faire un article de tests sur les nouveaux produits Lidl dans la gamme domotique. Cependant, il en existe tellement et n’ayant pas la réactivité nécessaire, j’ai changé mon fusil d’épaule.
D’autant plus que tous les produits Lidl smart home silvercrest sont compatibles ZiGate ou avec les autres passerelles universelles.
Du coup, je suis plutôt parti sur un détournement de la passerelle.
Transformer la passerelle Lidl en ZiGate Ethernet !
L’objectif est bien entendu de faire POC (Proof Of Concept), de s’amuser mais en même temps de répondre à un besoin personnel.
La première chose, quand on veut faire un détournement d’un objet, c’est de faire une analyse (ou reverse engineering) et pour cela, pas le choix, il faut démonter l’appareil pour observer ce qu’il contient.
Donc la première étape c’est de démonter la passerelle.
Le démontage n’est pas aisé, pas de vis mais des clips. Il faut alors « déclipper » le boitier mais très compliqué sans abimer (il y a un peu de colle je pense). Les non soigneux, s’abstenir
Une fois le capot enlevé, on va pouvoir analyser rapidement ce qu’il y a.
Commençons par la partie face :
En bleu : C’est le module Zigbee de chez tuya. le TYZS4 à base de Cortex-M4 EFR32MG1B232. Il permet de communiquer avec les objets en Zigbee.
En rouge : C’est le cerveau de la passerelle. Le Realtek RTL8196E. C’est lui qui va piloter le module Zigbee (par des commandes sur l’UART) et permettre la gestion complète de la passerelle.
En rose : C’est la mémoire RAM utilisée par le CPU. 32Mo de SDRAM. EM6AA160
En orange : C’est la mémoire flash utilisé par le CPU. 16Mo. GD25Q127
En bleu clair : C’est l’interface permettant de gérer l’Ethernet. H16107DF
En vert : C’est le connecteur permettant d’accéder à la console de la passerelle et de mettre à jour le module ZigBee.
Pour l’autre côté de la carte, c’est beaucoup moins intéressant… quoi que les inscriptions sont d’une aide précieuse :
En rouge : Ce sont les LEDs permettant d’avoir le statut de l’Ethernet et du ZigBee. A gauche le statut de l’Ethernet et à droite le statut du Zigbee.
On peut aussi observer sur cette partie, qu’il existe des inscriptions et on pourra remarquer les RX TX 3V3 et GND qui sont les points importants pour débuter le détournement.
Bon, du coup, en observant ce qui compose cette passerelle, on peut rapidement comprendre que nous avons à faire à un système embarqué probablement sous linux qui pilote un « modem » ZigBee.
Afin de prendre la main sur cette passerelle, il convient donc de trouver une porte d’entrée. Bien entendu, vous l’aurez compris, la console caractérisée par le RX/TX sera ce point d’entrée.
Avant de sortir l’artillerie lourde, il faut avoir le reflexe de chercher s’il n’existe pas déjà quelqu’un qui a fait le travail. Du coup, je me suis mis à chercher les travaux déjà existant sur la passerelle et je suis tombé sur l’article permettant de prendre la main sur cette passerelle.
Un gros merci pour « PaulBanks » qui m’a fait économiser énormément de temps. En suivant scrupuleusement ces travaux, il a été très facile de prendre le contrôle de ma passerelle Lidl.
Du coup, je vous laisse aller lire l’ensemble de son œuvre et je vais résumer ce que j’ai fait afin de me permettre de casser le mot de passe root.
Tout d’abord, il faut s’occuper du connecteur pour aller chercher la console avec un convertisseur USB-TTL.
Orange = RX
Rouge = TX
Marron = GND
De l’autre côté un convertisseur USB-TTL. (n’oubliez pas de croiser RX / TX)
Ensuite, une fois connecté, il suffit d’ouvrir un hyperterminal (dans mon cas putty) sur le bon port (38400baud 8N1) et de démarrer la carte.
Pour pouvoir « rooter », il faut rentrer sur la busy-box (le bootloader) et pour cela il faut rapidement appuyer sur la touche « echap ». Donc on met hors tension puis sous tension et « echap ».
La prochaine étape consiste à lire des emplacements mémoires pour récupérer le mot de passe et la clef de chiffrement correspondante.
Vous aurez plus d’informations en suivant ce tutoriel.
Voici les premières commandes
FLR 80000000 401802 16 DW 80000000 4
Vous devriez récupérer les informations suivantes :
Clé de chiffrement (bien entendu avec des blocs différents):
80000000: XXXXXXXX YYYYYYYY ZZZZZZZZ AAAAAAAA
Puis :
FLR 80000000 402002 32 DW 80000000 8
Le mot de passe (sur 2 lignes)
80000000: BBBBBBBB CCCCCCCC DDDDDDDD EEEEEEEE
80000010: FFFFFFFF GGGGGGGG HHHHHHHH LLLLLLLL
Sauvegardez les 3 lignes puis récupérer le script python et suivez les instructions.
Vous devriez récupérer le mot de passe root en clair : Root password: b’XXXXXXXX‘
Une fois le mot de passe root décoder, vous avez accès à l’ensemble de la passerelle sur laquelle vous pourrez faire à peu près tout ce que vous voulez.
Bon, c’est une bonne chose de faite, nous pouvons désormais utiliser la passerelle Lidl.
La prochaine étape consiste à analyser et repérer comment fonctionne le module Tuya ZigBee pour le remplacer par une ZiGate
L’objectif ici est de repérer à quoi correspondent les différents PINs mais surtout l’interface UART. (En effet, pour piloter une ZiGate, on utilise une interface UART)
Pour cela, je suis allé sur le site Tuya pour récupérer la datasheet du module.
Une fois repéré, il faut maintenant dessouder le module.
2 solutions s’offrent à nous. En effet, ce module à deux lignes de PINs de part et d’autres donc c’est assez simple :
Personnellement, j’ai pris la deuxième méthode mais elle est plus risquée pour les non avertis.
Ensuite on nettoie tout avec une tresse et un peu de flux et on obtient cela :
Une fois l’analyse faite, il suffit de brancher une ZiGate sur les bons PINs et de procéder à quelques tests pour s’assurer que tout fonctionne comme il le faut.
Avant de faire l’installation finale, il convient de souder quelques straps :
Ensuite on se connecte sur 2 consoles de la passerelle (à l’aide de SSH).
Sur l’une on tape les commandes suivantes (réception de port série) :
$stty -F /dev/ttyS1 speed 115200 cs8 $ cat /dev/ttyS1
Sur l’autre console :
$ echo -ne '\x01\x02\x10\x10\x02\x10\x02\x10\x10\x03' > /dev/ttyS1
Une fois la commande lancée, vous devriez avoir sur la première console une réponse. Alors malheureusement, vous verrez des caractères spéciaux car c’est de l’hexadécimal et qu’il n’y a pas d’outil du type hexdump sur la passerelle.
Mais ça suffit pour valider que cela communique bien.
Pour que la passerelle Lidl se transforme en passerelle ZiGate, il faut procéder de la même façon que la ZiGate-WiFi. En effet, il faut que les requêtes TCP/IP soit transmises au port série et inversément. Pour cela, il faut utiliser les outils Ser2Net ou Socat mais dans notre cas, il faut développer soi-même le programme.
En soi, ce n’est pas très complexe et en plus, ça a déjà été développé.
Grâce a paulbanks et Ordspilleren, tout a déjà été fait, il n’y a plus qu’à suivre le tutoriel suivant et télécharger les sources.
Contrairement au tutoriel, j’ai utilisé la fonction tftp pour transférer le fichier serialgateway.
On choisit, le répertoire où se trouve le fichier à transférer puis on sélectionne la bonne interface réseau.
Enfin sur la console de la passerelle on tape la commande suivante :
$ cd /tuya $ tftp -gr serialgateway <ip de votre machine> $ chmod +x serialgateway
Ensuite, il suffit de reprendre le tutoriel pour changer les scripts de démarrage pour l’adapter à la nouvelle passerelle. Attention, dans notre cas et pour coller à la ZiGate-WiFi, il faut changer le port par défaut : 9999
if [ ! -f /tuya/tuya_start.original.sh ]; then cp /tuya/tuya_start.sh /tuya/tuya_start.original.sh; fi cat >/tuya/tuya_start.sh <<EOF #!/bin/sh /tuya/serialgateway -d/dev/ttyS1 -p9999 -f & echo 1 > /proc/led1 EOF chmod 755 /tuya/serialgateway
if [ ! -f /tuya/ssh_monitor.original.sh ]; then cp /tuya/ssh_monitor.sh /tuya/ssh_monitor.original.sh; fi echo "#!/bin/sh" >/tuya/ssh_monitor.sh
Une fois effectué, vous pouvez redémarrer la passerelle et faire le même test que le tutoriel pour la ZiGate-WiFi …sauf qu’il faudra mettre la bonne adresse IP (celle de la passerelle Lidl)
Pour que le hack soit complet, j’avais dans l’idée de rajouter une antenne externe pour augmenter les performances et de brancher la LED de statut ZigBee à la ZiGate.
Concernant l’antenne externe, pas de problème, il suffit de prendre une module ZiGate avec connecteur uFL.
Pour la LED de statut, j’ai un peu triché, j’ai dessoudé la résistance de pull-up de la LED de statut et j’ai connecté le GPIO17 de la ZiGate sur cette dernière. J’ai du rajouter dans le script de démarrage la ligne :
echo 1 > /proc/led1
Repérage des LEDs statut Zigbee
Montage de la ZiGate sur la passerelle Lidl
Ajout de l’antenne externe et fermeture du boitier
Mise sous tension et réseau de la nouvelle ZiGate Ethernet
Une fois démarré, il suffit de paramétrer votre box domotique compatible comme une ZiGate-WiFi. il faut rentrer l’adresse IP et le port 9999.
Vous avez désormais une ZiGate Ethernet compatible Jeedom / Domoticz ou Home-assistant.
\o/
La catégorie détournement et hack font partis de mes articles préférés et je prend beaucoup de plaisir à vous partager mes découvertes.
Cependant, ce détournement me permet aussi d’utiliser une ZiGate sur Ethernet. (utile pour mes plateformes de tests)
Alors, je vous avez déjà proposé un tutoriel pour construire la même chose avec un RaspberryPi, mais dans ce cas précis, on a une passerelle plus aboutie et qui ne risque pas de planter à cause d’une carte SD. C’est du solide !
Enfin l’objectif de cet article n’est pas de reproduire en série mais bien de s’amuser « utile » et d’apprendre comment fonctionne ce genre de matériel.
J’espère que ces travaux vous auront plu et que vous avez avez pu apprendre 2-3 trucs.
A bientôt !
Bon, cet article n’est pas en soi une nouveauté, mais il est plutôt un complément de l’article précédent. Donc, si vous ne comprenez pas tout ou qu’il manque des choses, faites un saut sur le lien.
D’ailleurs, vous avez pu voir que le détournement en question avait un défaut. Il n’était pas vraiment adapté à la piscine mais plutôt au domaine de l’agriculture… Du coup, j’ai reacheté (grâce à vos liens … merci ) le bon capteur étanche pour le Xiaomi Aqara.
Capteur à choisir : SHT20
URL : https://fr.aliexpress.com/item/32905069890.html
Prix : ~= 13€
En suivant, le même principe décrit dans l’article du détournement, le capteur fonctionne très bien dans l’eau.
Comme vous le lisez souvent dans mes articles, Xiaomi est pour moi une super marque que j’adore détourner. Cependant, elle a pour mon cas personnel un gros problème de stabilité de connexion. Il faut que le maillage zigbee et la distanciation soit maîtrisée. Du coup, pour mon cas personnel, par rapport à la piscine, ça ne va pas et les déconnexions sont trop nombreuses car la piscine est trop éloignée de ma ZiGate.
Pour résoudre mon problème, j’ai testé quelques autres capteurs et le capteur Konke semble mieux fonctionner (il faut juste penser à paramétrer son canal zigbee sur 15, 20 ou 25)
J’ai donc suivi le même mécanisme de détournement et voici le résultat:
Voici le capteur démonté, on repère en haut à droite le capteur de température / humidité SHT20. La seule « difficulté » est de dessouder ce capteur. Personnellement, je le fait avec un pistolet à air chaud.
Une fois dessoudé, il faut repérer les pattes SDA et SCL. (en suivant la datasheet) Pour cette fois, il est possible de souder les straps (petits fils) directement sur l’emplacement du capteur.
(SCL à gauche et SDA à droite)
Voilà le plus dur est fait !
Il ne reste plus qu’à souder le capteur étanche SHT20 ( vous pouvez l’acheter sur le même lien qu’en haut en sélectionnant SHT20)
Pour l’alimentation du capteur, j’utilise exactement le même principe que dans l’article précédent.
(l’étiquette sur le capteur donne la correspondance couleur / fonction)
A partir de cette étape, il faut tester que tout fonctionne avant de figer mécaniquement l’ensemble (Appairage et remonter de température + humidité)
Si tout est OK, on bloque avec de la colle chaude.
Enfin, on appaire le capteur à la ZiGate et on remet tout dans son boitier étanche.
Pensez à disposer l’antenne vers le haut, c’est toujours mieux.
On revisse enfin l’ensemble et c’est fait ! plouf dans la piscine
Bon finalement, cela ne s’est pas fait du premier coup. Il a fallu quelques échecs pour arriver à ses fins. Cependant, il reste encore une étape pour atteindre la « perfection », c’est rajouter un bouton étanche au boitier, pour piloter le bouton d’appairage.
Avec ce capteur Konke, je n’ai plus eu de problèmes et cela fait 2 semaines qu’il est en test sans déconnexion. (Du coup, le bouton n’est plus indispensable)
Normalement, la pile CR123A devrait tenir dans les 3 ans … je vous tiendrai au courant … si je fais encore des articles
La précision du capteur est toujours bonne. Les capteurs Sensirion ont, en général, une bonne précision et j’ai pu remarqué un décalage de 0.15 °C par rapport au DS18B20 que j’utilise en parallèle.
Bref, ce hack a souvent été demandé et c’est chose faite… A vous de jouer maintenant !
A bientôt !
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