Ce guide pratique rassemble dix projets accessibles combinant Raspberry Pi et Arduino pour débuter en électronique et domotique. Il présente matériel, protocole MQTT, Node-RED, InfluxDB et Grafana afin de bâtir un serveur domotique local.
Les projets ciblent les projets débutants souhaitant apprendre programmation, capteurs et Internet des objets sans complexité initiale. Les points essentiels suivent pour choisir composants et étapes avant l’intégration des nœuds de capteurs.
A retenir :
- Raspberry Pi comme serveur local et passerelle MQTT centralisée
- Arduino Uno R4 WiFi pour acquisition de capteurs Si7021
- IOTstack conteneurs Docker pour isolation et gestion simple
- Node-RED, InfluxDB et Grafana pour stockage et visualisation
Matériel recommandé :
- Arduino Uno R4 WiFi pour prototypage rapide
- Raspberry Pi 4 ou 3B+ pour hébergement local
- Module Si7021 pour température et humidité
- Carte microSD 16 Go minimum pour le système
Raspberry Pi serveur domotique et IOTstack pour projets débutants
Fort des éléments pratiques précédents, la Raspberry Pi devient l’ossature pour héberger Mosquitto, Node-RED, InfluxDB et Grafana. Cette pile conteneurisée via IOTstack simplifie le déploiement et la maintenance du serveur domotique local.
Installation de la pile IOTstack sur Raspberry Pi
Cette phase commence par mettre à jour le système et lancer le script d’installation de IOTstack depuis son dépôt. Selon IOTstack, la procédure installe Docker puis prépare des images prêtes à être déployées dans des conteneurs isolés.
Composant
Rôle
Coût indicatif
Exemple modèle
Arduino Uno R4 WiFi
Acquisition capteurs et publication MQTT
Starter kit 40–60 €
Uno R4 WiFi
Raspberry Pi 4
Serveur domotique et broker MQTT
Pi complet 80–120 €
Raspberry Pi 4
Si7021
Capteur température et humidité
Module à quelques euros
Adafruit Si7021
ESP32
Alternative nœud WiFi basse consommation
Module 5–15 €
ESP32-WROOM
Configurer ensuite la Pi avec une adresse IP fixe évite de rechercher l’hôte après chaque redémarrage. Une fois la pile lancée, Portainer CE permet d’administrer les conteneurs via une interface web conviviale.
Configurer l’adresse IP et administrer les conteneurs
Commencez par réserver une adresse IP via la configuration DHCP de votre box en utilisant l’adresse MAC de la Pi. Les commandes Docker et la sortie de docker ps confirment le bon démarrage des conteneurs et leur état healthy.
Matérialiser ces étapes facilite l’intégration des nœuds Arduino et des capteurs Si7021 sur le réseau local. Cette préparation mène naturellement à la création et à la publication des mesures par les nœuds de capteurs.
Arduino, nœud de capteurs et MQTT pour projets débutants
À partir de la Pi configurée, l’Arduino prend le rôle de nœud de capteurs pour collecter température et humidité à intervalles contrôlés. L’Arduino Uno R4 WiFi communique via MQTT, en publiant des messages JSON vers le broker local.
Branchement et lecture du Si7021 avec Arduino Uno R4 WiFi
Le module Si7021 se connecte au port Qwiic de l’Uno R4 via l’I2C secondaire Wire1 pour un prototypage sans soudure. Selon Adafruit, la bibliothèque Si7021 facilite l’instanciation et la lecture régulière des valeurs de température et d’humidité.
Lire les mesures toutes les cinq secondes accélère les tests, puis augmenter l’intervalle pour limiter le trafic réseau. La matrice de LED intégrée permet d’afficher état et erreurs lors de l’acquisition ou de la publication.
Publier JSON via MQTT et utiliser la matrice LED
Après connexion WiFi, la bibliothèque ArduinoMqttClient gère la liaison vers le broker, et ArduinoJson construit le payload JSON. Les messages comme {« temperature »:23.2, »humidity »:48.7} seront publiés sur un topic dédié pour ingestion par Node-RED.
Paramètres essentiels :
- MQTT broker local ou test.mosquitto.org pour essais
- Port MQTT 1883 non chiffré par défaut
- QoS 0 pour trafic léger, QoS 2 pour fiabilité élevée
- Intervalle de publication adaptatif selon variation
« J’ai testé l’Uno R4 WiFi avec le Si7021, la lecture était fiable et simple à intégrer au broker local. »
Lucas N.
Testez d’abord avec un broker public pour vérifier la publication avant le déploiement local. Le passage à un broker embarqué sur la Pi améliore la latence et la résilience locale.
