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### Une galère qui m’a fait perdre le sommeil
J’ai passé des semaines à courir dans le jardin, à vérifier chaque parcelle, à ajuster l’arrosage à la main, à allumer ou éteindre les lampes de croissance dès que le crépuscule s’installe. Le problème était double : d’une part, le capteur de sol que j’avais acheté ne parlait plus à mon hub après la première pluie, et d’autre part, la consommation d’énergie était astronomique parce que j’avais branché chaque lampe sur une prise murale classique. Au final, je me retrouvais à surveiller le tableau de bord de mon smartphone à 2 h du matin, les yeux collés à des graphiques qui ne reflétaient pas la réalité du terrain. J’ai donc décidé de mettre les mains dans le cambouis et de concevoir une solution qui ne dépendrait ni d’un Wi‑Fi capricieux, ni d’une facture d’électricité qui grimpe à chaque nouvelle pousse.
### Le concept : un réseau LoRa‑WAN autonome pour un micro‑climat sur mesure
Plutôt que d’acheter des gadgets « prêts à coller », j’ai opté pour un **réseau LoRa‑WAN** (Long Range Wide Area Network) qui permet de faire communiquer plusieurs capteurs sur plusieurs centaines de mètres avec une consommation quasi nulle. Le cœur du système est un **gateway LoRa** alimenté par panneaux solaires, qui relaie les données vers un serveur local (Home Assistant) via MQTT. Sur chaque zone du jardin, j’ai installé :
* **Capteur de sol** (capacité, température, conductivité) basé sur le module **SHT31 + capacitive moisture sensor**, relié à un microcontrôleur ESP32‑LoRa.
* **Station météo miniature** (température, humidité, pression, UV) avec un **BME680** et un **VEML6075** pour le rayonnement UV.
* **Actionneur d’irrigation** : petite vanne électromagnétique 12 V pilotée par un relais MOSFET, alimentée par un petit réservoir solaire.
* **LED de croissance à spectre complet** contrôlées par des drivers **PWM** via le même ESP32.
Le tout se pilote depuis Home Assistant qui orchestre les scénarios en fonction de :
1. **Les mesures du sol** (humidité < 30 % → irrigation). 2. **Les prévisions météo** (si pluie prévue, suspendre l’arrosage). 3. **Le cycle lumineux** (allumer les LED de croissance quand l’ensoleillement réel < 200 lux et que le crépuscule approche). ### Pourquoi ce hack change la donne * **Économie d’eau** : le système arrose uniquement les parcelles réellement assoiffées, évitant le gaspillage. * **Énergie solaire** : la passerelle et les actionneurs fonctionnent grâce à un petit panneau de 30 W, aucune facture supplémentaire. * **Scalabilité** : ajouter un nouveau capteur revient à coller un module LoRa et à le configurer dans Home Assistant. * **Résilience** : le réseau LoRa n’est pas affecté par la congestion du Wi‑Fi domestique, même en pleine nuit. --- ## Le guide d’installation pas à pas ### 1. Préparer le matériel de base | Élément | Modèle recommandé | Quantité | Rôle | |---|---|---|---| | Gateway LoRa (Raspberry Pi 4 + Hat RAK831) | RAK831 LoRa Concentrator | 1 | Collecte et retransmission des données | | Panneau solaire + régulateur 12 V | 30 W monopanel + MPPT | 1 | Alimentation autonome du gateway | | ESP32‑LoRa (Heltec WiFi LoRa 32) | Heltec V3 | 5‑8 | Capteurs et actionneurs | | Capteur d’humidité capacitif | Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 | 5‑8 | Mesure d’humidité du sol | | Capteur température/pression/humidité | BME680 | 2‑3 | Station météo | | Capteur UV | VEML6075 | 2 | Mesure du rayonnement UV | | Vanne électromagnétique 12 V | 12 V DC Solenoid Valve | 2‑3 | Contrôle de l’irrigation | | LED de croissance à spectre complet | 12 V 300 lm Full‑Spectrum | 4‑6 | Éclairage complémentaire | | Relais MOSFET (IRLZ44N) | IRLZ44N | 4‑6 | Pilotage des vannes/LED | | Boîtier étanche IP65 | Boîtier ABS 200 mm | 5‑8 | Protection des modules ESP32 | > **Astuce** : Tous les modules ESP32 peuvent être programmés via le même firmware (ESPHome), ce qui simplifie la gestion dans Home Assistant.
### 2. Installer la passerelle LoRa
1. **Monter le Hat RAK831** sur le Raspberry Pi 4, fixer les antennes LoRa (868 MHz en Europe).
2. **Brancher le panneau solaire** à l’entrée 12 V du régulateur, puis relier le régulateur au port micro‑USB du Pi (ou à un HAT d’alimentation).
3. **Installer le système d’exploitation** (Raspberry Pi OS Lite) et configurer le réseau Ethernet vers votre routeur.
4. **Déployer le serveur MQTT** (Mosquitto) et Home Assistant (Docker ou HA OS).
5. **Vérifier la connectivité LoRa** avec la commande `sudo lora_pkt_fwd` pour s’assurer que les paquets sont reçus.
### 3. Programmer les nœuds ESP32 avec ESPHome
Créez un fichier YAML pour chaque type de nœud. Exemple de configuration pour le capteur de sol + température :
esphome:
name: garden_node_01
platform: ESP32
board: heltec_wifi_lora_32
wifi:
ssid: "Votre_SSID"
password: "Votre_MDP"
fast_connect: true
# LoRa configuration (via ESP32‑LoRa library)
esp32_lora:
frequency: 868.0MHz
spreading_factor: 7
bandwidth: 125kHz
coding_rate: 5
# Sensors
i2c:
sda: 21
scl: 22
scan: true
sensor:
- platform: sht3xd
temperature:
name: "Température sol Node 01"
humidity:
name: "Humidité sol Node 01"
address: 0x44
- platform: adc
pin: 34
id: soil_moisture_raw
name: "Humidité du sol (raw)"
filters:
- multiply: 3.3
update_interval: 60s
binary_sensor:
- platform: gpio
pin:
number: 26
mode: INPUT_PULLUP
name: "Bouton Reset"
on_press:
then:
- lambda: 'ESP.restart();'
# LoRa transmission
output:
- platform: gpio
pin: 5
id: lora_tx
# Automation to send data every minute
interval:
- interval: 60s
then:
- lambda: |-
uint8_t payload[4];
payload[0] = (uint8_t) (id(soil_moisture_raw).state * 255);
payload[1] = (uint8_t) (id(temperature).state * 2);
payload[2] = (uint8_t) (id(humidity).state * 2);
payload[3] = 0x00; // reserved
id(lora_tx).write_array(payload, sizeof(payload));
Répétez la même logique pour les stations météo (ajoutez les capteurs BME680 et VEML6075) et pour les actionneurs (vannes, LED) en inversant le flux : le node reçoit un payload MQTT et actionne le relais.
### 4. Créer les automatisations dans Home Assistant
automation:
- alias: "Irrigation intelligente"
trigger:
- platform: numeric_state
entity_id: sensor.humidite_sol_node_01
below: 30
condition:
- condition: state
entity_id: sensor.weather_forecast_rain
state: "off"
action:
- service: switch.turn_on
target:
entity_id: switch.vanne_gauche
- alias: "Éclairage de croissance adaptatif"
trigger:
- platform: numeric_state
entity_id: sensor.uv_index
below: 2
- platform: sun
event: sunset
condition:
- condition: numeric_state
entity_id: sensor.lux
below: 200
action:
- service: light.turn_on
target:
entity_id: light.grow_leds
data:
brightness_pct: 80> **Note** : Home Assistant possède une intégration météo (OpenWeatherMap) qui fournit le champ `weather_forecast_rain`. Vous pouvez aussi créer un capteur météo local à partir des BME680.
### 5. Test et calibration
1. **Vérifier la portée LoRa** en marchant avec un smartphone équipé d’une appli LoRa‑WAN (ex. LoRaWAN Server) pour s’assurer que chaque nœud reste dans le rayon (≈ 300 m en zone dégagée).
2. **Calibrer les capteurs d’humidité** : immerger le capteur dans de l’eau pure (0 % humidité) puis dans de l’eau saturée (100 %). Ajustez les coefficients dans ESPHome.
3. **Simuler une pluie** en activant le capteur UV à 0 lux et observer que l’automatisation d’irrigation se désactive.
4. **Observer la consommation** via le tableau de bord du Pi (commande `vcgencmd measure_volts` et `measure_current`). Vous devriez rester en dessous de 2 W en moyenne.
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## Le budget estimatif (en euros)
| Poste | Coût unitaire | Quantité | Total |
|—|—|—|—|
| Raspberry Pi 4 8 GB | 85 € | 1 | 85 € |
| Hat LoRa RAK831 | 60 € | 1 | 60 € |
| Panneau solaire 30 W + MPPT | 45 € | 1 | 45 € |
| ESP32‑LoRa (Heltec) | 12 € | 8 | 96 € |
| Capteur d’humidité capacitif | 5 € | 8 | 40 € |
| BME680 | 10 € | 3 | 30 € |
| VEML6075 UV | 8 € | 2 | 16 € |
| Vanne électromagnétique 12 V | 15 € | 3 | 45 € |
| LED de croissance 12 V 300 lm | 20 € | 5 | 100 € |
| Relais MOSFET + câblage | 2 € | 10 | 20 € |
| Boîtier IP65 | 6 € | 8 | 48 € |
| Divers (vis, colles, supports) | — | — | 30 € |
| **Total approximatif** | — | — | **635 €** |
> **Astuce économique** : vous pouvez