Chapitre 1 : Information Analogique, domotique

Objectif de l'exposé : L'objectif de cet exposé est de comprendre comment Home Assistant peut être utilisé pour créer un système de domotique personnel en intégrant divers capteurs, en se concentrant particulièrement sur les thermomètres et d'autres objets domotiques.

Introduction :

• Présentez le concept de la domotique et son importance dans la vie quotidienne.
• Expliquez pourquoi l'intégration de capteurs tels que des thermomètres est cruciale pour la domotique moderne.
• Présentez le sujet de l'exposé : Home Assistant et son rôle dans la création de systèmes domotiques personnalisés.

Section 1 : Home Assistant

• Décrivez en quoi consiste Home Assistant (définition, plateforme, fonctionnement).
• Expliquez comment Home Assistant peut être installé et configuré sur diverses plates-formes (PC, Raspberry Pi, etc.).
• Présentez les principales fonctionnalités de Home Assistant (automatisation, contrôle à distance, etc.).
• Mentionnez les avantages de l'utilisation de Home Assistant dans la domotique.

Section 2 : Intégration de capteurs

• Expliquez pourquoi l'intégration de capteurs est essentielle pour rendre un système domotique intelligent.
• Présentez différents types de capteurs pouvant être intégrés à Home Assistant (thermomètres, capteurs de mouvement, caméras, etc.).
• Détaillez le processus d'ajout et de configuration d'un capteur dans Home Assistant.
• Fournissez des exemples concrets d'utilisation de capteurs dans des scénarios domotiques (par exemple, régulation de la température, sécurité, etc.).

Section 3 : Applications concrètes

• Présentez des exemples d'applications concrètes de l'intégration de capteurs dans Home Assistant (par exemple, un système de surveillance de la maison, un système de gestion de l'énergie, etc.).
• Expliquez comment les utilisateurs peuvent interagir avec ces applications via l'interface de Home Assistant.

Section 4 : Défis et opportunités 

• Discutez des défis potentiels liés à l'intégration de capteurs dans Home Assistant (problèmes de compatibilité, sécurité, etc.).
• Abordez les opportunités futures pour l'évolution de la domotique grâce à des systèmes comme Home Assistant.

Conclusion :

• Résumez les points clés de l'exposé.
• Soulignez l'importance de Home Assistant et de l'intégration de capteurs dans le domaine de la domotique.
• Encouragez la réflexion sur les avantages et les inconvénients de cette technologie.

Votre mission :
Vous allez imaginer et développer, par équipe ou individuellement, un prototype d’objet domotique utile, original et connecté. Soyez force de proposition ! À chaque étape, adoptez une démarche d’ingénieur : analysez, concevez, testez, communiquez et… valorisez votre autonomie !

Durée : 6 heures environ

Consigne préalable : Réutilisation de vos travaux

Avant de démarrer la conception du prototype, vous devez :

• Relire vos diaporamas déjà réalisés sur les objets connectés et sur Home Assistant.

• Extraire les informations utiles (définitions, principes, architectures, exemples, protocoles, intégration…) pour les compiler dans un document texte individuel (Word, Google Doc, …).

• Ce document texte vous servira de référence pour argumenter vos choix tout au long du TP et facilitera la préparation du dossier et de la présentation finale.

À rendre :
Ce document préparatoire sera collecté en début de séance, puis enrichi tout au long du projet pour compléter votre dossier final.

Compétences et connaissances mobilisées

• Architecture des systèmes pluritechnologiques : composants d’un objet connecté (microcontrôleur, capteur, actionneur, réseau)

• Analyse fonctionnelle & modélisation : schémas/blocs, choix techniques

• Programmation embarquée (Arduino, ESP32)

• Communication IoT : WiFi, MQTT, HTTP, ESPHome

• Gestion énergétique : sélection/gestion des alimentations, optimisation de la consommation

• Intégration domotique : solutions centralisées (Home Assistant, MQTT), pilotage/feedback d’état

• Communication technique : cahier des charges, diaporama/présentation, outils collaboratifs (Excel, CAO, PowerPoint…)

Cette séquence de 4 Travaux Pratiques propose aux élèves de terminale STI2D de découvrir, analyser et programmer un système domotique réel de gestion automatisée d’un store à partir des grandeurs physiques du vent et du soleil. Les différents TP couvrent l’analyse fonctionnelle, la caractérisation et la mesure des capteurs, la programmation de la logique de commande, puis l’optimisation énergétique du système. L’approche adoptée favorise la compréhension globale de la chaîne d’information et d’énergie, tout en intégrant des compétences en automatisme, mesure, programmation et réflexion sur l’impact environnemental et l’amélioration continue des systèmes techniques.

Informations générales

Niveau : Terminale STI2D - 2I2D / SIN
Durée : 2h (séance unique + suite possible)
Prérequis : TP1 à TP7 sur le lave-vitre réalisés
Objectif : Intégrer le lave-vitre dans un écosystème domotique

Compétences visées

• CO2.1 : Identifier et caractériser les grandeurs agissant sur un système
• CO5.2 : Simuler et mesurer un comportement
• CO6.1 : Valider une solution technique
• CO7.1 : Concevoir une architecture de commande
• Domotique : Intégrer un système dans une installation domotique

Contexte :
Le Pixio est un système automatisé communicant : capteurs, transmission radio, actionneurs pilotés par microcontrôleur. Il est utilisé comme base de projet pour modéliser, analyser et optimiser un système embarqué.

Objectifs :

• Modéliser l’architecture matérielle et logicielle du Pixio ;

• Paramétrer et régler le dispositif pour optimiser le suivi ;

• Analyser scientifiquement la précision et la fiabilité du système.

Objectif pédagogique :

• Comprendre le principe du PWM (modulation de largeur d’impulsion) utilisé pour la variation d’éclairage LED.

• Apprendre à brancher, régler, et exploiter un oscilloscope pour mesurer un signal périodique.

• Faire le lien entre les paramètres du signal observé (fréquence, rapport cyclique) et l’intensité lumineuse réelle.

Mise en situation (contexte domotique) :

Dans une maison connectée, l’intensité de l’éclairage varie automatiquement en fonction de la luminosité ambiante détectée. Cette variation est obtenue en pilotant l’éclairage avec un signal PWM généré par un microcontrôleur.