Les ondes radio en métaphore filée

Mes derniers posts parlent beaucoup de domotique, notamment à l’aide du Raspberry PI, le tout relié par des signaux radios.

Au cours des questions qui m’ont été posées ces derniers mois sur le tuto, je me suis rendu compte que le concept de la radio semblait encore un peu flou pour certains.

Notamment j’ai vu beaucoup de confusions entre les termes de fréquence, de protocole, de canal, etc.

Aussi ai-je pensé à appuyer un peu plus sur ce sujet de manière profane voir purement métaphorique et tout ceci à l’aide de moindres connaissances afin de vous proposer ce billet de qualité médiocre (ça c’est de l’intro qui tue ! :D)

Si vous êtes versés sur ce sujet et que vous avez des antécédents cardiaques, je vous conseille de ne pas trop vous attarder sur les prochaines lignes, cependant vous êtes toujours libre de m’insulter dans les commentaires si je dis trop d’énormités :p

Commençons…

   
Deux types papotent dans un appart de deux pièces, l’un s’appelle Raspbery PI, l’autre Arduino (Oui ya des parents qui n’aiment pas leurs enfants…, cela dit on trouvera toujours plus con que soit, mais je digresse)…
   

  • Si Pi et Ardui ne sont pas dans la même pièce, ils ne s’entendront pas, ils ne seront pas sur la même fréquence.
  • Si Pi parle allemand et Ardui anglais, ils s’entendront mais ne se comprendront pas, ils n’utiliseront pas le même protocole de communication.
  • Si Pi et Ardui parlent la même langue dans la même pièce mais qu’ils sont trop loin l’un de l’autre, ils s’entendront mais ne comprendront qu’un mot sur deux, à cause de la trop grande portée.

    
Notez bien qu’il s’agit d’une métaphore, surtout en ce qui concerne la fréquence qui n’a en réalité rien à voir avec l’aspect géographique, mais c’est plus simple à comprendre comme ça je pense.
    

Revenons maintenant à notre bricolage :
    
Pour tous mes tutos, il faut se trouver dans la chambre n°433 : sur la fréquence 433mHz, un type ne peut pas changer de pièce, une fois achetée avec une pièce définie il y reste, sauf si vous dépensez suffisamment pour acheter des émetteurs/récepteurs capables de changer de fréquences (mais c’est généralement plus cher).
Si je vous dis ça c’est pour vous faire comprendre que c’est la fréquence qui est la plus compliquée à adapter car c’est purement matériel, alors que le protocole peut toujours être adapté grâce à un peu de code.
    
Tous mes périphériques de tutos parlent la même langue (protocole) : le home easy, aussi utilisé par la marque Chacon. Lorsque vous achetez un émetteur, il ne suffit donc pas qu’il soit dans la chambre n°433, il faut aussi qu’il comprenne le home easy.
   
Dans certains de mes tutos (notamment celui de la sonde de température), le protocole est plutôt une sorte d’argo dérivé du home easy.
    
Enfin si vous avez bien deux périphériques qui fonctionnent sur la même fréquence (chambre 433) et qui parlent le même langage (home easy) mais qui se comprennent mal, vous avez certainement un problème de portée, à partir de là, deux solutions pour améliorer la portée :

l’antenne (qui agit comme un mégaphone sur nos deux types) et une bonne alimentation (nos types seront plus en forme et donc gueuleront plus fort et par conséquent s’entendront mieux :p).
    
Vous pouvez également avoir un problème dit de parasites : si nos deux types sont dans la même pièce, parlent la même langue et sont à portée l’un de l’autre mais que la pièce en question est un bar bondé de supporters de foot enragés après un match victorieux, les parasites (supporters) vont empêcher nos deux types de se comprendre (et les parasites radio, au même titre que les supporters, sont très difficiles à éliminer).
    
Que faire alors pour se comprendre tout de même dans cette cacophonie ? Se répéter bien sûr ! :D

Mais pas n’importe comment ! C’est la qu’intervient l’encodage de Manchester utilisé dans plusieurs protocoles radio : 

si tout le monde parlait en binaire (donc, en gros, un choix de mot limité à 0 ou 1 ^^) l’ambiance du bar donnerait un truc du genre 0111011010111011111111100000000… une belle suite chaotique de 0 et de 1, pour se comprendre, nos deux types vont répéter certaines suites de 0 et de 1 afin de placer une phrase « ordonnée » dans ce bordel ce qui va leur permettre de n’écouter que les phrases ordonnées du bar, faisant fi des supporters.

Pour plus d’infos sur l’encodage de Manchester, n’hésitez pas à re-parcourir mes tutos sur la radio il y en a un (je ne me souviens plus lequel) qui rentre un peu plus dans les détails là-dessus.
   
Enfin dernier problème (et pas des moindres) : si la radio permet de franchir certains obstacles, un mur trop épais ou une surface métallique peuvent sacrément atténuer, voire annihiler le signal d’un point A à un point B, aussi pour votre santé pensez à enrouler votre tête dans du papier alu :D

Notez que peu de pièces (fréquences) sont accessible aux amateurs : en effet la fréquence de 433 mHz est l’une des trois fréquences autorisées sans licence en France, c’est l’une des raisons pour lesquelles on la retrouve dans beaucoup de matériels domotiques vendus dans le commerce (portails, stores, prises, etc…)

Un rapport de portée et de pièce : La pièce (fréquence) peut influer sur la portée de la communication, prenez la chambre 433, elle résonne beaucoup, du coup nos deux types peuvent se mettre assez loin l’un de l’autre dans cette pièce pour communiquer. D’une manière générale
on peut affirmer que plus la fréquence est basse (plus le numéro de la chambre est petit :p) plus ça résonne et donc plus la portée peut être grande.

Mais ça ne veut pas dire pour autant que les basses fréquences soient toujours avantageuses. En effet les fréquences plus hautes auront moins de portée mais permettront de transmettre plus d’informations sur un même laps de temps, bref tout dépend de votre projet mais choisissez votre fréquence avec soin avant de commencer vos expériences :)


   
Bisous mes poulets et bon vikand ! :D

Article rédigé par Idleman

13 réflexions au sujet de « Les ondes radio en métaphore filée »

  1. tromax

    Salut !
    Oui c’est un peu plus clair sans pour autant rentrer dans les détails.
    Merci pour les explications.

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  2. Kelias

    Très bon article, clair, simple et efficace !

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  3. Ailurus

    Et pourtant, ce n’est pas si mal, on parle d’un domaine de fréquence (pour le visible, pour l’audio…) et un domaine, soit on est dedans, soit on est à côté !

    Bravo pur cet article !

    Répondre
    1. Idleman Auteur de l’article

      Bon ça me rassure je ne suis pas trop à coté de la plaque alors :p, merci pour la précision ^^

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  4. bryo

    Merci pour cet article.
    Un peu de vulgarisation nous permet, aux débutants, de mieux comprendre ce qui se passe.
    Par contre, tu évoque la notion de canal au début de l’article mais rien dans le contenu ?

    Répondre
    1. Idleman Auteur de l’article

      Un canal est simplement une plage de fréquence :), c’est vrai que j’ai oublié d’en parler je mettrais a jour le tuto merfi :)

      Répondre
  5. Njm

    Bonjour et merci pour ces tutos très enrichissants.
    L’image que tu donnes pour expliquer les émissions et réceptions radio sont très clair. En revanche tu pourras sans doute m’aider, en effet j’ai réalisé tous les tutos et ils fonctionnent tous! J’utilise même yana pour ma domotique. Mais j’ai un problème avec la sonde radio depuis le début. En effet, la réception comporte systématiquement des erreurs lorsque l’émetteur est à plus d’un mètre. J’ai mis une antenne (de plus de 17.5 cm), j’ai recommencé en changeant tous mes composants, j’ai une bonne alimentation 5V 1A. D’autre part, mes relais chacon positionnés dans la maison reçoivent bien le signal envoyé avec l’émetteur en sortie de raspberry pi et même sur deux étages sans amplificateur. C’est très embêtant et je n’arrive pas à résoudre le problème. Peut-être est-ce du au petit programme de l’atmega que tu as fait? une amélioration peut-être pour me sauver?
    Merci d’avance.

    Répondre
    1. Idleman Auteur de l’article

      Un problème de portée donc :).

      Premièrement ton antenne ne dois pas faire plus que 17,5 cm, il faut cette taille exacte afin de faire un quart d’onde (ne me demande pas d’entrer dans les détails ^^).

      Alimente le récepteur et l’émetteur de manière externe et pas via le rpi (qui alimente très mal les péripheriques gpio) ni par l’arduino (qui s’en sort mieux que le rpi mais qui n’est pas une bombe non plus ^^)

      Ensuite vérifie sur la datasheet de ton émetteur et de te récepteur le « max voltage » et alimente les au maximum de la tension qu’ils peuvent supporter, ça change tout question portée

      Enfin si tu as toujours de gros problèmes de portée tu peux t’orienter vers des antennes *pro*, celles de forme hélicoïdales sont très puissante a ce qu’il parait.

      Concernant le code ça n’influe pas vraiment sur la portée, on pourrait minimiser le protocole histoire de passer moins d’infos (ce qui serait mieux compris par les périphériques) mais pour le coup on ne serait plus en home easy et on ne pourrait plus communiquer avec les prises chacon

      Répondre
  6. Njm

    Merci pour ta réponse très rapide.
    Alors, j’ai installé sur mes emeteurs/récepteurs des antennes hélicoïdales comme tu me l’a conseiller (trouver sur le net), j’ai isolé l’alimentation de chaque émetteur recepeteur (5v supporté par les recepteur et 12v supporté par mes émetteur) et rien n’y fait à plus de 20 cm je ne reçois que des erreurs.
    Je pense que mes émetteurs sont bon puisqu’ils traversent la maison pour commander mes modules chacon, mais peut-être mes récepteur sont mauvais. Mes émetteurs et récepteurs sont ceux que tu as mis en lien dans ton tuto sur eBay.
    As tu une autre idée pour me sortir de se probleme .
    Merci beaucoup

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    1. Idleman Auteur de l’article

      La comme ça je ne vois pas désolé, tu es peut être dans un milieu très parasité, ou alors tes récepteurs sont effectivement limites.

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  7. bastien

    salut, peux tu faire un exemple comment décoder un onde rf433. MERCI

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  8. Arno0x0x

    Salut,

    Un immense merci pour ces tutos qui m’ont donné envie de franchir le pas et de me lancer dans la domotique dans ma maison (j’ai commandé les émetteurs récepteurs 433Mhz).

    Je suis curieux de savoir quels outils (logiciel et matériel) tu as utilisé pour recevoir et analyser les trames reçues par le récepteur 433Mhz. J’ai vu des montages à base d’entrée audio et d’audacity pour capturer le message des différents émetteurs.

    L’idée c’est que j’ai déjà des prises télécommandables mais elles ne sont pas des « Chacon ». Ce sont des prises de marque « PHENIX » embarquant un chip HX2262. Donc aucune idée si elle utilise le protocole Home Easy, le codage Manchester etc… donc au pire, si je peux sniffer le message (y compris le timing bien sur), je pourrais rejouer ces messages…

    Les ressources sur le web concernant PI+433Mhz sont nombreuses mais un peu confuses. Différents softs sont utilisés (utilisation de wiringPi ou adressage directement en mémoire du dev GPIO), on trouve différents fork de ton code, ou d’autres à base de RCSwitch-Pi (qui est un peu vieux), des trucs fait maison pas toujours limpides… bref, difficile d’y voir clair :)

    Merci !
    Arno.

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    1. Idleman Auteur de l’article

      J’utilise un vieux jack découpé, mon pc et le logiciel protocol analyzer, c’est pas le muste mais c’est el moins cher pour décortiquer un signal quand on a pas d’oscilloscope a champs de fourrier sous la main :)

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