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Test – Xiaomi mijia 6 in 1 Smart Home

Ça fait un moment que je dois le faire … alors je le place avant un article pour moi beaucoup plus important … A savoir le hack complet du protocole Xiaomi.

Dans ce billet, je vais décortiquer les produits Xiaomi mijia Smart Home afin de comprendre comment les produits fonctionnent, quelle est la stratégie de la firme chinoise et s’ils respectent les caractéristiques annoncés.

Comme je souhaite être transparent avec vous, sachez que ce kit m’a été gracieusement offert par le distributeur Gearbest. J’en profite pour les remercier. (Ce qui ne m’empêchera pas d’être impartial).

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Déballage

Pour commencer, ce kit vous permet de partir sur une bonne base pour votre domotique, car il comprend un échantillon de chaque usage que l’on peut faire pour rendre sa maison « intelligente ». Donc, je conseille ce kit pour ceux qui souhaitent débuter.

Vous pouvez retrouver ce kit ici :

http://www.gearbest.com/alarm-systems/pp_616359.html?wid=21&lkid=10568018

Avec le coupon : XM6IT, il devrait vous revenir à 66.56€.

La partie sponsor étant terminée ;). Passons aux choses sérieuses. Ce kit comprend :

  • Une passerelle (vous permettant de faire le lien entre les objets et votre système domotique)
  • Un capteur de température et humidité (que j’avais déjà testé)
  • Un capteur de mouvement
  • Un capteur de détection d’ouverture de porte
  • Un bouton poussoir
  • Une prise pilotable mais qui est censé faire, aussi, relais zigbee (plutôt routeur)

La réception des produits Xiaomi

La réception s’est faite sous 10 jours mais par DHL express. Je me souviens que par envoi de type gratuit, c’était plutôt 3 semaines minimum. Bref j’ai été soigné et tant mieux.

emballage_xiaomi_mijiaLe paquet reçu

Par contre comme vous pouvez le voir, un simple emballage plastique contient tous les objets… Pour un kit, j’aurais préféré une boite ou une sorte d’écrin… mais bon je ne suis pas trop matérialiste et vu le prix, je ne vais pas non plus le mettre dans les défauts. (je tenais quand même à le signaler ;))

liste_des_objets_xiaomi_mijiaLes objets Xiaomi Mijia Smart Home

Par contre, je trouve l’emballage individuel très professionnel, simple mais classe. (Reprise d’une statégie à la Apple ? :)). Les designs sont plutôt cohérent pour un kit (hormis je dirais la prise pilotable).

L’emballage

Je ne vais pas vous montrer le déballage de tous les capteurs … Les emballages sont tous plus ou moins identiques. j’ai choisi de vous montrer le boitier du bouton:

boitier_bouton_xiaomi

boitier_bouton_xiaomi_2Boitier bouton poussoir Xiaomi

Le boitier carton des capteurs est très simple mais reste efficace. Le bouton est bien ancré, ne bouge pas et semble être bien protégé. Bien entendu, si on le lance contre un mur, je suis moins sûr mais dans le cadre d’un transport ou d’une « utilisation normale », c’est suffisant.

Bon voilà pour le déballage. C’était court, mais bon… ce n’est pas un produit de luxe et puis je préfère vous parler des objets plus en détails.

Passons aux tests !

Tests

Pour commencer, j’ai décidé de ne tester que la passerelle et 1 objet. Comme j’ai déjà montré l’intérieur du capteur de température/humidité, du capteur de mouvement et du détecteur d’ouverture de porte, j’ai choisi d’étudier le bouton poussoir (oui d’accord, aussi parce qu’un bouton sera plus simple pour la déterminer une consommation)

Voici comment les tests vont être effectués :

  • Démontage et photos de l’intérieur des objets
  • Étude de certains composants (quand c’est nécessaire)
  • Tests de la consommation d’énergie (pour voir si les piles boutons sont suffisantes)
  • Test de la portée (méthode très simplifiée)

Dans cet article je ne testerai que la partie matériel. En effet, il existe énormément de site qui font la démonstration logiciel, que ce soit avec l’application native ou l’intégration à Jeedom par exemple.

Démontage de la passerelle Zigbee / WiFi

Après déballage, voici à quoi ressemble le produit. D’aspect, il est vraiment bien fini avec un joli design (à mon goût). Quoi qu’un peu épais, je trouve que sur une prise à un endroit où il y a du passage, c’est pas terrible. En effet, je longe pas les murs mais, j’ai toujours peur de « shooter » dedans. Surtout qu’avec un adaptateur européen, il prend encore plus de place.

Xiaomi_gateway_faceFace avant de la passerelle

Xiaomi_gateway_arriereFace arrière de la passerelle (prise 220v Chinoise)

Alors pour démonter l’appareil, j’ai un peu beaucoup galéré :). En effet, regardez la tête de vis, c’est pas super commun. Mais avec une technique alliant tournevis et pince, j’ai réussi à dévisser … (un collègue m’a dit qu’un outil existait… je veux bien le croire mais bon pas le temps de chercher et acheter 😉 )

Xiaomi_gateway_haut_parleurPartie haut-parleur et électronique

Encore une fois, tout est assez bien pensé, un connecteur permet de désolidariser le haut parleur de la partie inférieure.

Voilà ce que la passerelle a dans le ventre :

Xiaomi_gateway_elements

En jaune : un capteur de luminosité.

En bleu foncé : un emplacement libre pour un module radio… mais lequel ? (On ne le voit pas bien mais juste au dessus il y a une antenne PCB et avec le même design que l’antenne Zigbee 2.4Ghz.)

En rouge : le microcontrôleur JN5169 avec sa tripaille.

En vert : le module WiFi Xiaomi. En regardant l’adresse MAC, On se rend compte que Xiaomi est bien le constructeur… (parfois certaines firmes utilisent du matériel tiers. là ce n’est pas le cas).

En vert clair : le connecteur pour le haut-parleur

En rose : tous les ports de programmation de chaque module

En bleu clair : les pattes de connexion avec la carte du dessous

Xiaomi_gateway_220v

Voici la carte du dessous qui correspond à la partie 220VAC avec :

En rouge : l’alimentation 220VAC

En bleu : un régulateur le TPS65270. il a la particularité d’avoir deux sorties d’alimentation 1.8V et 1.2V avec des courants allant jusqu`à 2-3A. En entrée, il doit recevoir entre 4.5V et 16V

En jaune : les LEDs RGB

Xiaomi_gateway_elementsTous les éléments démontés de la passerelle

Xiaomi_gateway_LEDsVue de côté

La passerelle Xiaomi Mi Smart Home est sans surprise bien conçue avec quelques surprises, notamment l’emplacement pour un autre module 2.4Ghz.

Les deux étages favorisent une bonne sécurité entre le 220VAC et les tensions faibles. On le voit sur la photo précédente, il n’y a pas d’accès au 220VAC à partir de l’étage au dessus. Je ne suis pas assez expert dans le passage des normes électriques européennes pour dire si cet objet est dit « fiable » en Europe. Cependant, on remarque les 2 mm de séparation (vide) entre la partie alimentation 220VAC et le reste ainsi que les différents fusibles sur l’alimentation. A vu d’œil et vue la qualité générale, je suis plutôt confiant. (on voit largement pire !).

Passons maintenant au bouton poussoir !

Démontage du bouton poussoir

Le démontage du capteur est assez simple et très ingénieux. Aucune vis, tout est mécanique. un vrai régale.

xiaomi_bouton_poussoir_arriereArrière du boitier

xiaomi_bouton_poussoir_pilePartie pile (CR2032)

xiaomi_bouton_poussoir_ressortAccès au port de programmation et au bouton d’appairage.

Alors je m’attendais à rencontrer un ressort pour la fonction bouton poussoir et en fait non. Encore une fois, tout est mécanique et super bien pensé. Les lamelles de plastique avec un point de soudure permettent à la partie centrale d’être mobile et de toujours revenir à sa position initiale. Le clic sur le poussoir, même s’il est fait sur la périphérie, marche remarquablement bien. Chapeau !

Voici maintenant la partie électronique du capteur.

Xiaomi_bouton_poussoir_arriere

En rouge : on retrouve toujours le même condensateur à découplage.

En bleu : le bouton poussoir actionné par la mécanique du boitier

En rose : le microcontrôleur JN5169 et son quartz 32Mhz (comme d’habitude)

En vert : l’antenne 2.4Ghz PCB accordé comme il se doit.

Xiaomi_bouton_poussoir_face

De l’autre côté nous avons :

En jaune : la LED de signalisation

En rouge : le bouton pour l’apparairage (remarquez que ce n’est pas le même que le poussoir. Celui ci est plus adapté à la pression par « trombone »

En bleu : le connecteur de pile

En vert : le fameux port de programmation

Consommation du bouton poussoir

Bon bien entendu, je ne vais pas faire les tests de consommation d’énergie sur la passerelle car l’intérêt est assez limité.

Par contre, je pense qu’il est intéressant de vérifier la consommation du bouton poussoir car il est alimenté par une pile CR2032 qui n’a pas énormément d’énergie (entre 150mAh et 200mAh).

De plus, comme tous les objets connectés de ce kit utilisent la même architecture matérielle, il y a de grande chance que ce test soit valable pour tous. (hormis les différences d’utilisations)

Pour réaliser les tests de consommations d’énergie, j’utilise :

  • Un multimètre en mode ampèremètre.
  • Une alimentation de laboratoire

Montage_consommation_energie_xiaomiMontage pour test de consommation d’énergie

Il existe 4 modes de consommation pour cet objet :

  • le démarrage
  • l’appairage à la passerelle
  • le mode veille
  • l’appui sur le bouton

Pour ne pas trop se torturer l’esprit (c’est déjà assez compliqué comme ça), je ne vais prendre en compte que les deux derniers modes. En effet, les deux premiers, sur long terme, sont censés être négligeable.

En mode veille, l’objet ne consomme environ que 1.3 uA :

mode_veille_xiaomi

Quand on appuie sur le bouton poussoir, l’objet consomme environ (c’est trop rapide) 3mA sur 1 seconde et quand on relâche le bouton idem. Et oui, il y a deux émissions radio sur l’appuie. 1 sur la pression et 1 sur le relâchement. Surement, pour pouvoir gérer les appuis longs, les doubles clics, etc …

Le capteur n’ayant pas de régulateur, on doit « normalement » tomber sur les consommations annoncées dans la datasheet du JN5169. (en fonction des différents modes)

Nous avons donc le scénario suivant :

Au repos, l’objet consomme 1.3uA et 3mA sur 2 secondes à chaque appuie.

Tout dépend maintenant de l’utilisation que l’on en fait, mais prenons le cas le plus usuel (je n’ai fait aucune statistique), L’utilisation du bouton poussoir comme interrupteur pour éclairage.

si on actionne la lumière 10 fois par jour on a:

((1.3 * ((3600 * 24)- (10*2)) + 3000 * (10*2)) / (3600*24) = 2 uAh

Partons du principe qu’une pile CR2032 a une capacité de 150mAh réelle, votre objet aura donc une autonomie de :

150000 / 2 = 75000 heures soit environ 8 ans et demi.

Whaouwe, ça tient ses promesses…

Si on le rapporte à l’appuie sur bouton, il faudra appuyer environ 200 fois par jour pendant 1 an pour venir à bout de la pile. Bien sûr, tout ceci est théorique et ne prend pas en compte les variations de tension, la température et l’auto-décharge (même faible).

La portée ZigBee

Concernant la portée entre la passerelle et les objets, à vrai dire je n’ai pas eu de problème dans ma maison (90m² habitable). Étant une construction récente, les cloisons se résument à du BA13 et un peu de métal pour les structures. Cependant, je n’ai pas remarqué de gros dysfonctionnement de portée sur 10-15m.

Comme on a pu le voir sur les photos, les antennes sont de type PCB donc on ne peut pas faire de miracle non plus. Mais, malgré tout, elle semble très bien accordée avec l’étage radio du JN5169. Pour être pointilleux, il aurait été plus performant de mettre une antenne externe sur la passerelle. En effet, il faut savoir qu’en radio, il est important d’avoir une bonne oreille (plutôt qu’une grand bouche ;))

Autre inconvénient, c’est que la passerelle est branchée (en général) directement sur une prise secteur qui est au ras du sol. Il est préférable de la mettre le plus haut possible pour augmenter la qualité de réception.

La technologie ZigBee 2.4Ghz a une sensibilité de 95dBm environ et sa fréquence (comme le WiFi) ne sait pas trop bien voyager et fait entrer l’eau en résonance (comme votre micro-onde). Du coup, nos corps remplis d’eau constitue un super bouclier pour le ZigBee (heureusement ça ricoche). Bref la technologie n’est pas super adaptée (c’est pour ça qu’il y a du maillage).

Ceci dit, j’ai effectué quelques tests entre un capteur (en mode sniffer) et un autre capteur pour vérifier le RSSI (Recieved Signal Strength Indicator).

RSSI_Signal_Zigbee

RSSI signal ZigBee capteur Xiaomi

Avec ce RSSI (proche du max), il y a une distance de 18 mètres en traversant 2 cloisons et un mur extérieur. Je trouve (vu le hardware) que les résultats sont plutôt bons et correspondent aux caractéristiques de la technologie (en admettant que la puissance est limitée à 20db max comme le spécifie la norme). Bref, les capteurs Xiaomi passent aussi ce test.

Conclusion

Comme énormément de blogueurs ont effectué des tests sur le fonctionnement général et la partie logiciel, j’ai souhaité avoir une approche différente pour éviter les doublons. C’est pour cette raison que j’ai pris l’initiative de regarder et d’éplucher les capteurs de cette firme.

Comprendre comment ça a été pensé et réalisé en dit beaucoup sur la qualité des produits. Les logiciels, c’est très bien, mais parfois ce n’est que la partie émergée de l’iceberg. (Je parle en connaissance de cause, je suis moi même développeur). Un bon logiciel (jouant sur l’esthétisme, le superficiel mais aussi l’IHM) peut masquer intelligemment la qualité d’un produit.

Comme je l’ai évoqué dans tous mes articles sur ces différents produits de chez Xiaomi, j’ai été supris par la qualité de ces produits, surtout face au prix. La mécanique, sur tous les produits est, très bien conçu, pas de superflu et les composants sont de très bonnes qualités.

Dans cet article, on vient de voir aussi que l’autonomie n’est pas vu à la baisse et est plutôt bien calibrée par rapport à la taille mini des capteurs.

Le seul reproche que je pourrais faire, en tant qu’utilisateur, c’est que tout est en chinois et que au niveau de la passerelle, il faut bloquer les flux sortants à l’aide d’un pare-feux si on veut être tranquille. (Bon après, faut pas être parano mais quand même).

Comme vous le savez, j’ai beaucoup travaillé sur le protocole utilisé par ces objets et j’ai enfin trouvé comment détourner les capteurs pour les rendre compatibles avec votre domotique sans passer par leur passerelle et leur cloud. Comme on dit, la suite au prochain numéro 😉

 

9 comments

  1. Salut, et merci pour ton papier.
    Je partage ton point de vue sur la qualité du produit, et me pose aussi la question du « parano »;
    À savoir de bloquer la communication extérieur du pont.
    J’ai essayé la manière la plus simple en regardant les logs de dnsmasq pour bloquer ça simplement; mais le pont n’apparait pas, et ça m’énerve, je comprends pas pourquoi.
    Je commence à creuser pfsense… mais cela me semble être un peu bazooka comme technique.
    T’as une astuce simple?
    PS: le pont hue mériterai le même traitement, ça mutualiserai!

  2. Merci pour cet article avec en effet une approche différente des autres et plus technique 🙂

    Est-ce que quelqu’un a déjà testé la prise pilotable ?
    Car de mon côté je suis intéressé par le pack mais j’ai un doute concernant cette prise qui va nécessiter 2 adaptateurs … donc risque de mauvais contact et surtout aspect des plus disgracieux …

  3. Bonjour,
    Superbe étude autour de ce matériel qui me paraît très prometteur.
    Même question : comment démonter la prise pilotable ? Cela permettrait de s’affranchir de la norme Chinoise et même de l’encastrer.

  4. Super article merci.
    J’avais une petite question le bouton en veille consomme de l’énergie mais sais-tu pourquoi?
    Je souhaiterais le mettre sur la table de nuit de mon fils mais je voudrais pas lui mettre un mini micro onde à coté de la tête 🙂
    Merci pour tout tes postes.

    1. Le bouton en veille consomme très très peu et la partie radio n’est pas active. L’émission est principalement déclenchée lors de l’appuie sur le bouton. Et vu le temps démission… Quelques millisecondes… Il ne peut pas y avoir réellement d’impact sur la santé. En tout cas beaucoup moins qu un DECT, une box wifi, un téléphone portable, du CPL, etc….

  5. Bonjour,

    Je voudrais piloter ma chaudière avec le gateway de Xiaomi.
    Actuellement je peux la piloter par téléphone ce qui est déjà assez pratique mais ce serait encore mieux de faire des scénarios couplés avec des capteurs de températures.

    Il y a sur le bornier de ma chaudière deux bornes (pour l’instant utilisé par la centrale telephonique):
    – Pas de contact : chaudière en marche.
    – Contact : chaudière en hors gel.

    Quand j’appelle la centrale elle agit donc comme un interrupteur simple (contact ou pas contact) et me permet de remettre la chaudière en marche à distance.

    Je voulais donc mettre un interrupteur connecté pour faire la même chose en plus évolué mais si j’ai bien compris, les interrupteurs filaires de Xiaomi sont alimentés par le 220V et là ce ne sera pas le cas. Du coup je ne pense pas que cela fonctionne.

    Avez vous une idée ? Soit en utilisant ces deux bornes soit autre chose… (sachant que je suis nul en bricolage, electricité etc.)

    Merci d’avance.

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