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IKEA Tradfri ZigBee 3.0 – compatibilité ZiGate

IKEA est célèbre pour ses meubles en kit dans le monde entier. Ils sont aussi réputés pour leurs tarifs agressifs sans trop dénigrer la qualité de leur produit. Depuis peu, ils intègrent dans leurs produits des services « high tech » (comme la recharge QI) et semblent se diriger doucement vers la vulgarisation d’objets connectés au sein des foyers. Avec leur dernière gamme Tradfri, ils annoncent clairement la couleur et mettent un pied dans la domotique.

Bien entendu, je m’intéresse à ces produits car dans les spécifications techniques, il est annoncé que ces appareils dialoguent en ZigBee.

Comme je suis curieux, j’ai décidé de me procurer des objets Tradfri pour étudier leur fonctionnement et tenter de les rendre compatibles avec ma future passerelle ZiGate.

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Achats

Bon alors, pour se procurer des objets Tradfri, il vous faut tout d’abord avoir un magasin IKEA dans les parages. En effet, vous ne pourrez pas commander ces objets IKEA sur leur site, ni vous les faire livrer.

ikea_tradfri_achat_en_magasin

Je trouve un peu dommage ce mécanisme mais bon …(surement stratégique)

La gamme propose un large choix d’objets allant de l’ampoule simple à 10€ jusqu’aux portes de placard lumineuses en passant par des détecteurs de mouvement et les télécommandes… etc.

Bien entendu, IKEA reste sur son marché de l’ameublement et de la décoration. Ne comptez pas trouver des alarmes ou des capteurs de température etc … (ça viendra peut-être un jour)

Comme je suis joueur, j’ai décidé de ne pas prendre la passerelle IKEA. Hé oui, ça ne me sert à rien si je travaille bien… 🙂

Voici donc mon panier :

tradfri_ampoule tradfri_telecommandeMon panier IKEA Tradfri

J’ai fait ce choix parce que je voulais tester la communication avec l’ampoule mais aussi les deux télécommandes qui me paraissaient intéressantes ( surtout celle où en tournant, on peut faire varier la luminosité).

Résultat : j’en ai eu pour environ 33€

Pas très cher (surtout l’ampoule). Petit bémol sur les panneaux / portes lumineuses. Je ne l’ai pas vu en vrai mais ça me semble un peu cher.

Analyse des objets

Une fois achetés, voici à quoi ça ressemble emballés :

ikea_emballage

L’emballage est sommaire mais largement suffisant. Une fois déballé, l’aspect et la qualité semble au rendez-vous. Le plastique est très agréable au toucher et les clics discrets (au niveau sonore). La mécanique générale est très bien pensée (bouton tournant aimanté) et beaucoup d’accessoires pour la fixation. Les piles sont aussi fournies (CR2032)

ikea_tradfriIKEA Tradfri – Après déballage

Bon, comme je suis super optimiste, j’ai branché directement sur mon culot E27 (de test) l’ampoule et mis la pile bouton dans l’interrupteur tournant.

J’ai lancé mon prototype de passerelle ZiGate et j’ai attendu. Bon ok, rien ne se passe… Alors j’ai réinitialisé l’ampoule. Pour ce faire, vous pouvez l’allumer et l’éteindre 6 fois. l’ampoule baisse en intensité puis clignote une fois.

Toujours rien … (pourquoi ça ne marche jamais du premier coup ;))

J’ai alors branché mon sniffer ZigBee .

Première bonne surprise, la clef par défaut fonctionne et on peut découvrir la trame d’annonce de l’ampoule (Device Announce)

ikea_device_announce

La trame ressemble pourtant a du ZHA… mais ma passerelle ne transmet pas de « Transport Key » pour initier l’appairage et obtenir la clef réseau. Bon OK, c’est mal barré… alors je suis passé aux télécommandes en tentant, avec le « Touch Link » d’appairer la télécommande à l’ampoule… Bon ok, c’est un peu stupide parce que normalement, si la passerelle n’est pas compatible, c’est impossible.

Sauf que, avec le sniffer on peut dégotter des informations …

ikea_comissionning

La télécommande fait un « Scan Request » pour s’annoncer et attendre qu’un device lui réponde. Voyons ce qui se trouve dans cette couche protocolaire …

zigbee 3

Oh mais que voit-on dans la requête « Touch Link« . On nous annonce que c’est du ZigBee 3.0 qui est implémenté.

Je suis donc allé voir cette norme. Et en fait, elle est assez récente (fin 2016). Elle a pour objectif d’unifier toutes les couches hautes du protocole ZigBee PRO. En effet, la ZigBee alliance a fait énormément évoluer la technologie, ce qui a abouti à un véritable capharnaüm protocolaire. Difficile de s’y retrouver, je l’avais d’ailleurs expliquer dans un précédent article.

Cependant, cette norme est une bonne nouvelle car elle permet de mutualiser toutes ces couches et de simplifier les choses. Plus de ZHA, ZLL, ZGP, etc … le ZigBee 3.0 remplace tout et permet une retro compatibilité.

Intégration à ZiGate

Maintenant que je sais quel protocole utilise les objets IKEA Tradfri, il ne me reste plus qu’à intégrer les modifications à ma passerelle ZiGate. Après quelques recherches sur le site de NXP, je suis tombé sur la norme ZigBee 3.0 et les méthodes pour l’implémenter.

J’ai donc téléchargé 2-3 démos (Applications Note) et j’ai flashé mon prototype avec les nouvelles modifications ZigBee 3.0.

Après un « Reset factory » de l’ampoule et la mise en mode « Permit Join » de la passerelle :

ikea transport key

Comme dirait Dora l’exploratrice : « we did it ! c’est gagné ! »

Les deux objets communiquent, négocient la clé réseau et peuvent maintenant dialoguer.

J’ai, dans la foulée, appairé les deux télécommandes à l’ampoule. Je ne maitrise pas bien encore les fonctionnalités de groupes de la pile ZigBee mais c’est apparemment ce genre de commande qui est utilisée

group zigbee 3

Maintenant, je peux piloter les ampoules avec :

  • La passerelle ZiGate
  • La télécommande Ikea Tradfri
  • Le variateur Ikea Tradfri

La ZiGate pourra donc intégrer les appareils IKEA Tradfri et plus généralement les objets compatibles ZigBee 3.0.

C’est une bonne nouvelle mais une fois rassuré de la compatibilité de la gamme Tradfri, je suis quand même revenu en arrière sur l’appairage de l’ampoule… Ok le « commissioning » ZLL annonce que la demande est faite par un appareil en ZigBee 3.0 (la télécommande) mais comme je l’ai montré précédemment, l’ampoule semble bien parler le ZHA. Alors pourquoi je n’arrive pas à l’intégrer à mon réseau ?

Je me suis alors rappelé au bon souvenir des ampoules Philips Hue. En effet, difficile d’appairer à ces ampoules si l’on a pas de pont HUE. A l’époque j’avais trouvé pourquoi… tout simplement parce qu’elles ont déjà été appairées et qu’il faut appliquer un « Reset Factory ». (Pourtant je l’avais déjà fait en allumant / éteignant 6 fois…. et ça avait marché avec le ZigBee 3.0 … un mystère pour moi) Pour le faire j’avais utilisé le RaspBee qui implémente les fonctionnalités de :

  • « scan » permettant de trouver les ampoules
  • « Reset Factory » pour que l’ampoule soit en mode « Join Network »

J’ai donc appliqué les deux étapes et reproduit les démarches classiques pour appairer l’ampoule à ma passerelle. Cette fois-ci, ça a marché !!!

Du coup, je vais devoir intégrer les deux fonctionnalités à ma passerelle pour ne plus me faire avoir.

PS: Je trouve qu’il y a quelques loupés entre le variateur et l’ampoule… parfois toutes les commandes ne passent pas. Quand on regarde avec le sniffer, il y a énormément de trames consécutives (en gros à chaque pas de variateur). J’imagine qu’il y a quelques pertes de données (dure de ne pas en avoir en radio), mais du coup, le variateur est pas aussi smooth qu’espéré… Si vous avez un retour d’expérience sur ce point, je suis preneur.

Et ça ne vient pas de ma ZiGate car ça le fait même débranché… En effet, une fois la télécommande et l’ampoule authentifiées sur le réseau et l’appairage « Touch Link », les deux appareils sont entièrement autonomes.

Conclusion

Voilà une nouvelle validation de matériel faite non sans mal… IKEA est une entreprise de grande envergure qui touche énormément de ménages. Elle fait confiance et a adopté le protocole ZigBee pour ses produits. Ce qui signifie, peut-être, que d’autres vont par mimétisme, s’employer à utiliser la technologie. L’avenir nous le dira…

De mon côté, j’ai beaucoup de travail à rassembler tous les morceaux et rendre compatible l’ensemble des produits. Après plusieurs validations matérielles qui confirment l’intérêt de mon projet, j’ai pu être confronté à un maximum (tous ?) de cas possibles.

C’est pour cette raison que je vais consacrer la majeure partie de mon temps au développement logiciel pour pouvoir fournir aux développeurs de box domotiques une documentation et un protocole à implémenter.

Cependant, je cherche toujours à me procurer le SDK (ZigBee 3.0) de chez NXP afin que je puisse faire évoluer mon code et personnaliser ma passerelle ZiGate. Le SDK est censé être mis à disposition sur le site de NXP au doux nom de JN-SW-4170 mais malgré mes demandes auprès de la firme, je n’ai aucune réponse de leur part.

Si vous avez des entrées ou contact chez NXP ou même que vous avez le SDK, je suis preneur.

A bientôt !

 

37 comments

  1. Bonne nouvelle que cette nouvelle compatibilité !

    Avec Hue + Xiaomi + Ikea, on commence à avoir un (très) bon panel de matériel utilisable…

    Bon courage pour la suite. J’attends avec impatience la sortie de la passerelle.
    Des nouvelles du kickstarter ?

    1. Malgré la création d’un compte et le remplissage d’un formulaire…on me répond que ma demande va être traitée mais rien depuis plusieurs semaines

  2. Bon boulot !

    Pour le reste en signée 3.0 :
    Legrand et Netatmo pour de l’appareillage électrique et des têtes thermostatique s.
    Il y a Orvibo qui propose sa solution (kit à 70€ sur gearbest)

    J’ai aussi trouvé un fabricant de régulation de chauffage avec une gamme de thermostat d’ambiance et de tête thermostatique qui travail en Zigbee, dans leur gamme.

    Il y a aussi une prise à la norme shuko de 2500w, un capteur d’ouverture, un multiconnecteur pour la gestion des planchers chauffants hydroliques, une Gateway (wifi/lan/Zigbee), deux boutons déclencheurs de scénario.

    Par contre ils ont un réseau de distribution via les plombiers chauffagistes.

    1. Bonjour,

      Je découvre ce site! Passionnant!
      Moi aussi j’ai tendance à réinventer la roue. Ikea et Xiaomi me semblent
      fournir des éléments convaincants (prix très attractifs!).
      Je crois que je vais craquer pour une Zigate.

      Le sujet des têtes thermostatiques est intéressant.
      Pouvons nous connaitre le nom de ce fabricant?

      J’ai trouvé chez Schneider Electric : Wiser : https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiS4PTmxtLWAhXIVRoKHYXNDXsQFghaMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.materielelectrique.com%2Fwiser-tete-vanne-thermostatique-pilotee-zigbee-p-278333.html&usg=AOvVaw0vTq61Pn1J_flFqbZDm-5D
      Aussi chez Eurotronic : http://www.vrdigitalworld.com/smarthome/test-tete-thermostatique-eurotronic-stellaz

      Merci
      Shasha

  3. Bonjour,
    Je n’y connais pas grand chose au zigbee mais avec votre clé, la box domotique pourra :

    – allumer / éteindre ampoule (ça je pense pas de problème)
    – connaître l’état de l’ampoule surtout si on éteint par l’interrupteur ?
    – savoir si un bouton d’une télécommande a été utilisé sans forcément déclencher quelque chose derrière ?

    En tout cas bravo pour votre travail et vivement le kickstarter. Avez-vous une idée de la date d’envoi de la clé à peu prêt ?

    1. – allumer / éteindre –> oui
      – connaître l’état –> oui
      – savoir si un bouton d’une télécommande a été utilisé –> oui si c’est une télécommande ZigBee…
      Le kickstarter devrait sortir très bientôt avec livraison fin octobre.

      1. Et a-t-on le retour d’état instantané ? Si je change la luminosité ou le type de blanc ?

        Si j’éteins l’interrupteur mural et donc l’ampoule est hors ligne ?

  4. Salut

    Compte tu faire un tuto sur comment faire ta ZIGATE?
    J’aimerais bien le refaire chez moi si possible.

    Merci a toi de tes explications

  5. Salut,

    Peux-tu me dire avec quelle plateforme (logiciel) tu programme ton ZIGATE?
    Aurais-tu un bout de code à nous transmettre pour envoyer la trust center key par exemple.
    Je t’avoue j’aime faire les choses de A à Z.

    Merci à ton pour ton expertise.

    1. Sur la notice il est ecrit que c’est bluetooth 4 Low Energie, pas en Zigbee.

      J’ai ouvert le mien et il n’y a pas de composant « Zigbee » comme montré sur ce blog, le controlleur est un NS1822

  6. J’ai lu ceci et désirant en savoir plus sur Zigbee je suis arrivé sur votre projet.
    Je partage si ça vous intéresse.

    Téléchargement gratuit: Configurez votre propre réseau Zigbee 3.0

    Mouser Electronics et Elektor s’associent encore une fois pour vous proposer un nouveau livre blanc gratuit. Il s’agit cette fois-ci du réseau Zigbee 3.0 et d’un système d’éclairage connecté. Vous y découvrirez en détail comment construire une passerelle Wi-Fi/Zigbee avec un Raspberry Pi, puis comment configurer un réseau compatible Zigbee 3.0 pour faire vos propres expérimentations.
    Pour télécharger les instructions, il vous suffit de compléter le formulaire ci-dessous.
    Vous recevrez immédiatement toutes les informations nécessaires.

    https://www.elektormagazine.fr/news/telechargement-gratuit-configurez-votre-propre-reseau-zigbee-3-0

  7. Dans les captures on peut voir le channel radio a 11. Dans mon cas avec Xiaomi, le reseau est sur le channe 25 et dans le cas Ikea channel 26. Dans ubiqua parcourir tous les channel si vous ne voyez pas de traffic sur le 11.

    1. Quelques questions:
      – Comment faire un reset des ampoules ? J’ai fait dans tous les sens des On/Off par serie de 6 sans jamais avoir l’impression/l’information d’avoir fait un reset de l’ampoule. Doit on démarrer ampoule éteinte ? Allumée ? finir ampoule éteinte ? allumée ? Quels sont les signes d’un reset réussi ?
      – Pour trouver la clef network, je suis partie d’une ampoule neuve avec son bouton jaune. J’ai appairé un interrupteur 5 touches en sniffant. Je vois passer un message « Commissioning: Network Start Request » contenant Payload APS, qui inclus un Payload ZCL qui contient « Encrypted Network Key Field: xx:xx:xx:xx:xx:xx ». Si je mets cette clef dans les options de securités de Ubiqua, il ne pervient pas a décoder les trames ;-(

        1. Oui de mon côté je n’ai réussi qu’une fois avec cette méthode. Pour reset l’ampoule, pour le moment, j’utilise la raspbee. Sinon le faire avec le pont Ikea. Mais c vrai que j’avais suivi la vidéo que tu as posté et j’ai eu le même Pb que toi.

  8. Miracle ce soir, le Coordinateur en mode « Permit Join », puis reset de la lampe, puis qq secondes et la lampe s’enregistre. Puis en jouant avec le cluster On/Off et le cluster Level, je controle la lampe !!!!

        1. En effet, hors Touchlink, ça devrait fonctionner beaucoup plus loin (plusieurs mètres). Si tu utilises un capteur Xiaomi en tant que coordinateur, cela devrait fonctionner au moins sur quelques mètres. C’est étrange !

          1. Avec mes JN5168 avec antenne externe (achetées pour du wifi) j’ai une portée de 20cm ;-( avec JN5168 en antenne PCB tout fonctionne correctement.
            Je chercherai à comprendre un autre jour.

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