Test: EnOcean par l’exemple

La Technologie EnOcean fait de plus en plus parler d'elle ces derniers temps, notamment via son slogan “Sans fils. Sans piles. Sans limite.”, qui semble plutot révolutionnaire et qui a tendance à éveiller la curiosité des passionnés de domotique. Il est donc temps aujourd'hui de vous présenter un peu plus cette technologie, grâce à notre nouveau partenaire G-Media, spécialisé dans ce domaine.

I. Présentation de EnOcean

EnOcean est à la base une société fondée en 2001 par Management & Siemens Technology Accelerator. En 2002 ils présentent le premier système de récupération d’énergie (energy harvesting). Cette solution est basée sur des convertisseurs d’énergie miniaturisés, une électronique ultra basse consommation et une technologie radio fiable (fréquence 868Mhz pour l'Europe et 315Mhz pour les USA). Ces modules radio utilisent l'énergie disponible dans l'environnement proche et sont donc autonomes en captant uniquement l’énergie par pression sur un interrupteur, par cellule photovoltaïque ou par différence de températures (vannes thermostatiques par exemple). Ces différentes sources d'énergie suffisent à alimenter chaque module pour transmettre les informations sans fil. Du coup, aucun fil ni aucune pile ne sont nécessaires !

Selon EnOcean, l’autonomie en énergie conférée par sa technologie radio sans fils et sans piles permet non seulement de réduire de 10 à 30% les coûts d’installations mais surtout de diminuer de 80% les coûts d’exploitation. Cela permet d’éliminer les câblages complexes et coûteux d’autres solutions, comme c'est par exemple le cas avec le KNX. Des appareils de différentes origines (chauffage, climatisation, éclairage…) peuvent ainsi coopérer au sein d’un même système de contrôle.

Cette technologie a fait son bout de chemin, et en 2008 un certain nombre de grandes compagnies se sont réunies pour former la “EnOcean Alliance“. Cette Alliance, qui compte aujourd’hui plus de 300 membres, dont plus de 50 an France  (Leviton, Texas Instrument, Osram, Sauter, Somfy, Wago, Yamaha, etc…), s’est fixée comme objectif de développer et promouvoir ces systèmes de contrôles sans fil et auto-alimentés, autour d’un standard offrant une interopérabilité. Leur but commun est de développer un standard international sans fil, permettant de construire des bâtiments durables.

Pour réussir à promouvoir cette technologie,  l’alliance EnOcean standardise la communication, et veille à ce que les capteurs d’un fabricant puissent communiquer avec les récepteurs d’un autre. Tous ces capteurs doivent donc respecter  le standard EnOcean Wireless ISO/IEC 14543-3-10. Aujourd'hui, les membres de l’alliance ont déjà développé et mis sur le marché plus de 1000 produits interopérables basés sur ce standard.

Courant 2011, l'Alliance EnOcean a débuté ses activités en France afin d'adapter les produits au marché français, et aussi de les promouvoir auprès des installateurs et intégrateurs de systèmes d’automatisation du bâtiment, ainsi que les bureaux d’étude.

D'abord destinée principalement aux bâtiments industriels et commerciaux, la technologie EnOcean commence à toucher le grand public, grâce notamment à des box domotiques qui commencent à supporter cette technologie. La première fut la box LifeDomus, ensuite la box Tahoma de Somfy, et très prochainement la box MyFox devrait également la supporter. Nous risquons donc d'en entendre encore plus parler en 2013 !

Voilà pour la petite présentation théorique. Voyons voir maintenant ce qu'il en est en pratique, au travers d'un kit de découverte prêté par G-Media.

II. Le pack EnOcean Expert

Le Pack EnOcean Expert est un kit contenant tout le nécessaire pour découvrir et commencer à développer des applications utilisant le EnOcean.

Il est constitué de:

• une clé USB 300 qui est une passerelle usb/enocean
• un interrupteur PTM 210 et son habillage Plana
• un capteur de température STM 330
• un générateur d’énergie harvesting par pression ECO 200  et son module de transmission PTM330
• un contact de porte STM250
• un Switch on/off RCM 250
• une notice d'utilisation

Regardons ces modules d'un peu plus près.

2.1 Capteur de température STM 330

Nous avons là un capteur de température EnOcean, qui illustre bien cette technologie. Sur la face avant, un petit panneau photovoltaïque qui utilisera la lumière pour alimenter le module:

L'arrière possède les quelques composants nécessaires à la communication EnOcean. Nous avons également une minuscule batterie qui se chargera la journée grâce à la lumière ambiante, de facon à pouvoir alimenter le module durant la nuit. Nous avons ainsi un module sans fil ni pile capable de fonctionner 24/24. Et comme on peut le voir, ce module est relativement petit:

Dans ce kit le module est livré nu, mais il poura être intégré de différentes façons. Un module “fini” avec son boitier plastique pourra par exemple ressembler à cela:

2.2 Contact de porte STM250

Le contact de porte fonctionne sur le même principe que le capteur de température:

Il dispose à l'avant d'un petit panneau photovoltaïque, et à l'arrière de l'électronique nécessaire et d'une petite batterie pour le fonctionnement la nuit:

Cette petite batterie, après une journée d'exposition à la lumière, lui procurera une autonomie d'environ 3 semaines dans le noir si besoin, comme le capeur de température précédent.

Le fait qu'il n'y ait aucune pile rend ce module relativement petit:

En haut un détecteur Zwave Everspring intégrant 3 piles AAA, en bas le détecteur EnOcean sans pile

2.3 Interrupteur PTM 210

L'interrupteur PTM 210 est également un interrupteur sans fil et sans pile, qui pourra être positionné n'importe où. Le module est relativement petit, et vient s'habiller avec différents kits pouvant s'adapter à la plupart des décorations:

Le module en lui même:

Sa source d'alimentation: chaque fois qu'on l'actionne. Le fait d'actionner l'interrupteur produira en effet le peu d'énergie dont il a besoin pour envoyer ses informations.

Il se monte sur une platine, à laquelle on peut ajouter un cache et un cadre:

On a alors un interrupteur très très fin:

Il pourra être fixé n'importe où sur un mur pour servir d'interrupteur comme n'importe quel autre interrupteur, à ceci près qu'il ne nécessitera pas de passage de cables ni de changement régulier de piles…

2.4 Générateur d’énergie par pression et module de transmission

Nous avons ensuite deux modules, qui sont là plus pour voir le principe de la technologie.

A gauche, le générateur d'énergie. En actionnant le petit bras noir en haut à gauche on crée de l'énergie. A droite le module de transmission sans fil. Il suffit d'assembler ces deux éléments pour obtenir un interrupteur sans fil.

2.5 Switch on/off RCM 250

Enfin, nous avons un module qui servira à piloter une lampe ou un appareil. Lui sera en revanche connecté à une ligne électrique classique, puisqu'il pilotera un appareil connecté au 230V:

Il pourra par exemple venir s'installer directement dans un plafonnier. On peut ensuite lui associer directement jusqu'à 30 interrupteurs sans fil si on le souhaite. Grâce à cela il est très facile de piloter un éclairage sans repasser aucun cable. A noter que ce type de module, alimenté, sert également de répéteur pour les autres modules, ce qui permet d'allonger la distance d'émission.

Maintenant que nous avons fait connaissance avec le matériel, passons à la partie logicielle.

III. Logiciel DolphinView Basic

Avec ce Pack Expert, nous pouvons télécharger la version basique de Dolphin, un logiciel fonctionnant sous Windows, utile pour vérifier son réseau EnOcean.

Une fois installé, on connecte la clé Usb à l'ordinateur. A partir de là le logiciel est prêt à écouter les modules EnOcean environnants. Dans la plupart des cas il suffit d'actionner une fois le module pour qu'il soit ajouté au logiciel: un appui sur l'interrupteur, ou un appui sur un petit bouton au dos du capteur. Le module est automatiquement reconnu (sauf le capteur de température pour lequel il a fallu indiquer le profil à utiliser dans le logiciel).

Exemple avec l'interrupteur sans fil, qui dispose de deux boutons:

On peut voir à gauche la qualité de la réception radio. Dès qu'on actionne l'interrupteur, le petit rond juste à côté du signal passe au rouge et une ligne est ajoutée au suivi d'évènements en bas de l'écran. Premier constat: c'est instantané ! On actionne l'interrupteur et simultanément on voit le signal être recu par le logiciel. Pas de latence, rien !

C'est également valable entre l'interrupteur et le module relié à une lampe: on actionne l'interrupteur, la lampe s'allume instantanément. Pour une technologie sans fil et sans fil, j'avoue avoir été plutôt bluffé !

Idem pour le détecteur d'ouverture: dès qu'on écarte les deux parties, le signal est envoyé au logiciel.

Le capteur de température fonctionne un peu différemment, puisque c'est lui qui envoie à intervalle régulier la température (environ toutes les 10min par défaut). Le logiciel enregistre les valeurs, il est ensuite possible de consulter l'historique (ici sur deux jours):

Comme on le voit, les données sont régulières et précises, même la nuit, quand le module n'a plus de source de lumière pour s'alimenter.

III. Conclusion

Grace à notre partenaire G-Media, j'ai pu m'essayer pour la première fois aux modules EnOcean. J'avoue avoir été bluffé par cette technologie: pas de fil, pas de piles, et malgré cela une rapidité d'exécution exemplaire, et une vraie facilité d'utilisation. D'autant plus qu'une fois installés, aucune maintenance n'est nécessaire, puisqu'ils n'ont pas besoin de pile.

Beaucoup d'installations domotiques utilisent aujourd'hui des modules sans fil, beaucoup plus simples à installer. Mais il faut vraiment surveiller le niveau des piles si on veut conserver une installation fiable (encore plus quand il s'agit de capteurs utilisés dans un système d'alarme). L'EnOcean conserve le côté pratique du sans fil, tout en supprimant la contrainte des piles. Difficile de faire mieux ! La portée est également importante, puisqu'elle est donnée pour 300m en extérieur, et 30m en intérieur.

L'EnOcean est donc une technologie très intéressante, d'autant plus que grâce à l'alliance, de nombreux constructeurs ont développé leurs modules, tous compatibles. Avec un millier de modules différents déjà sur le marché, l'EnOcean pourra répondre à de nombreux besoins.

Toutefois, cette technologie souffre quand même de quelques faiblesses, implicites au vu de la technologie utilisée:

• certains modules ne pourront pas être interrogés par le serveur pour connaitre leur état. En effet, pour économiser l'énergie, ils ne sont actifs que lorsqu'ils sont actionnés. Seuls les modules de la série STM (capteur de température et d'ouverture, alimentés en photovoltaique) peuvent envoyer leur état quand on leur demande grâce à leur petite batterie.
• toujours pour cette même raison, ils ne peuvent pas constituer un réseau maillé comme le Zwave ou le Zigbee, ils doivent communiquer directement avec le serveur. On peut toutefois relativiser cela en utilisant quelques modules alimentés (sur du courant) qui peuvent alors faire office de répéteurs. Jusqu'à deux sauts sont possibles, ce qui confère une portée d'environ 200m, bien suffisant pour une utilisation domestique.
• enfin, on trouvera une limite par exemple dans les modules alimentés par panneau photovoltaïque. Prenons le cas d'un détecteur d'ouverture: en général, quand on part en vacances, on verrouille toute sa maison, celle ci peut donc être plongée dans l'obscurité 2, 3, voire 4 semaines d'affilée. Dans le noir complet, le capteur d'ouverture n'aura qu'une autonomie de 3 semaines environ, au delà il ne pourra plus remonter d'information. Il sera donc intéressant dans le cadre d'une installation domotique (allumage d'une lampe à l'ouverture d'une porte par exemple), mais à déconseiller dans la configuration d'une alarme, à mon avis (en tous cas pas dans une alarme de maison de campagne ;-)
• dernier point: le prix de certains modules qui reste encore un peu élevé par rapport à ce que nous connaissons: comptez par exemple 95€ pour un capteur de température, 54€ pour un capteur d'ouverture, 54€ pour un switch, 71€ l'interrupteur sans fil complet… A noter que G-Media propose également quelques modules “nus” à des prix beaucoup plus attractifs, et qui pourront s'intégrer dans ce qu'on souhaite, à l'image des modules fournis dans ce pack Expert (également très intéressant, puisque vendu 260€).

La technologie EnOcean a donc également ses faiblesses, comme toute technologie aujourd'hui, d'ailleurs. Mais elle reste très intéressante pour son mode de fonctionnement sans fil sans pile, son interopérabilité, sa fiabilité, et sa norme, qui fait que de nombreux fabricants proposent aujourd'hui leurs propres équipements compatibles EnOcean, tous compatibles entre eux. A noter que des modules devraient également sortir avec des piles pour remédier notamment au problème d'autonomie par exemple des capteurs fonctionnant au photovoltaique: ces modules conservant une consommation extrêmement faible, l'autonomie avec une pile est annoncée à 10 ans !

Etant donné que cette technologie tend à se répandre, puisqu'elle commence à être utilisée par des solutions grand public comme la box de Somfy et bientôt MyFox, nous serons amenés à vous en reparler sans doute très bientôt ;-)