Les YoctoHubs

Les YoctoHubs

A la base, les capteurs et actuateurs fabriqués par Yoctopuce sont des produits USB. Mais il est possible de leur rajouter très facilement une connectivité réseau grâce aux YoctoHubs. Dans le cadre de notre série "Yoctopuce pour les débutants", nous allons nous intéresser à ces YoctoHubs et passer en revue leurs avantages et inconvénients.



Si vous souhaitez rendre des produits Yoctopuce accessibles par réseau, la première idée qui va vous venir à l'esprit consiste à utiliser un mini-PC, du genre Raspberry Pi, y connecter vos modules Yoctopuce, et y faire tourner un VirtualHub. Aucun doute, ça va marcher, ça a été prévu pour. Mais il y a encore plus simple et plus efficace.

Les YoctoHubs
Les YoctoHubs


Les YoctoHubs et leurs avantages

Les YoctoHubs sont l'équivalent d'ordinateurs qui feraient tourner un VirtualHub: ils ont la même interface et proposent les mêmes fonctionnalités qu'un VirtualHub. Mais contrairement à un ordinateur classique, ils n'ont pas de système d'exploitation: ce sont des automates basés sur un processeur bien plus simple que ce qu'exigerait n'importe quel mini-PC. Les avantages de cette architecture sont nombreux:

  • Pas de maintenance: pas d'OS à mettre à jour/patcher régulièrement
  • Peu gourmands: étant basé sur des petits processeurs, ils consomment seulement 100 à 150mA en moyenne
  • Facilité d'utilisation: Ces hubs sont très faciles à mettre en place, il suffit de les brancher et ça marche... En général, il y a juste à configurer les paramètres réseau.
  • Stabilité: Ces hubs sont tellement simples qu'ils plantent rarement. Dans le pire des cas, s'ils détectent un problème, ils sont capables de rebooter en toute discrétion et en moins d'une seconde. Contrairement aux solutions classiques basées sur un OS et un système de fichiers, ils résistent très bien à une panne de courant brutale.

Présentation générale


Tous les hubs ont la même taille: ils se présentent sous la forme d'un PCB de 60x58mm. Avec d'un côté une prise USB micro-B pour la configuration et l'alimentation, de l'autre trois ports esclaves eux aussi au format micro-B. Vous pouvez les alimenter avec n'importe quelle source de 5V. Par exemple, un simple chargeur USB ou encore une batterie USB. Si vous voulez être sûr de ne jamais avoir de problème, choisissez une source capable de fournir 2A, sachant que dans la plupart des cas, un système basé sur un Hub Yoctopuce se contentera de beaucoup moins. Les ports esclaves alimentent directement les modules et sont plug-and-play: vous pouvez débrancher un module d'un hub sous tension et en brancher un autre aussi simplement que vous le feriez sur un PC normal.

Branchements


Les YoctoHubs sont conçus pour être utilisés avec de simples câbles USB Micro-B/Micro-B. Mais il est aussi possible d'utiliser des câbles plus fins qui permettent ainsi de construire des systèmes beaucoup plus compacts. Il est même possible de fixer un module directement sur le hub grâce à un système de vis, entretoises et connecteurs.


Branchements, version facile  Branchements, version compacte
Connectique: câble USB vs câbles 1.27mm


Configuration


Comme tous les Yocto-Modules, les YoctoHubs sont des modules USB, vous pouvez donc à tout moment les connecter par USB à un ordinateur pour les configurer à l'aide du VirtualHub, ou encore à l'aide de l'API en ligne de commande. Ce qui signifie que pour configurer les paramètres réseau d'un YoctoHub la première fois, il vous suffit de le connecter par USB à un ordinateur. Évidement, comme pour tous les modules Yoctopuce, aucun driver n'est nécessaire.

Applications types

Les deux utilisations typiques des YoctoHubs sont:

Les mini systèmes déportés


Si vous avez besoin d'accéder à distance à un actuateur ou à un capteur mais que vous ne souhaitez pas installer un ordinateur complet, un YoctoHub offrira une solution rapide et compacte.

L'internet des objets


Les YoctoHubs sont parfaits pour installer des actuateurs ou des capteurs contrôlés depuis un système de type Cloud. Grâce au système de callbacks intégré, chaque hub peut contacter un serveur à intervalle régulier, y envoyer ses données et recevoir la liste des actions à entreprendre.

Fabriquer un capteur de température WiFi, le placer sur un toit et l'alimenter en solaire? trop facile.
Fabriquer un capteur de température WiFi, le placer sur un toit et l'alimenter en solaire? trop facile.


Les différents modèles


Il y a essentiellement trois types de YoctoHubs, qui correspondent à trois types de connectivité réseau: Ethernet, Wifi et GSM. Ils disposent tous des fonctionnalités de base du VirtualHub: consultation et configuration des modules connectés, mise à jour de firmwares, callback sur divers systèmes de Cloud. Mais ils ont des particularités en plus.

Le YoctoHub-Ethernet


Le YoctoHub-Ethernet vous permet de rendre un module Yoctopuce accessible à travers un réseau filaire. Tout ce que vous avez à faire, c'est de brancher les modules d'un côté, le câble réseau et l'alimentation de l'autre. Si votre réseau est équipé de Power over Ethernet (PoE), il n'y a même pas besoin d'alimentation séparée: le YoctoHub-Ethernet est capable de s'alimenter par PoE. En pratique, cela signifie que vous pouvez installer un YoctoHub-Ethernet assez loin d'une prise électrique: il suffit de tirer un câble UTP suffisamment long.

Le YoctoHub Ethernet
Le YoctoHub Ethernet


Le YoctoHub-Wireless


Le YoctoHub-Wireless-g et ses variantes permettent d'offrir une connectivité WiFi à vos modules Yoctopuce. Il dispose d'une fonctionnalité intéressante si vous comptez fabriquer un système qui fonctionne sur batteries: il est capable de s'éteindre tout seul et de se rallumer à intervalle régulier. En sommeil, la consommation du YoctoHub-Wireless-g devient négligeable: une quinzaine de µA. Il est donc possible de fabriquer des systèmes qui s'allument tout seuls, réalisent leurs mesures, les envoient sur un serveur et se rendorment aussitôt. Le tout avec une consommation moyenne ridiculement faible.

Le YoctoHub-Wireless
Le YoctoHub-Wireless


Le YoctoHub-GSM


Le YoctoHub-GSM est plus ou moins l'équivalent du YoctoHub-Wireless avec un réseau GSM, ce qui permet de fabriquer des systèmes autonomes capables de fonctionner au beau milieu de nulle part. Attention cependant, en termes de connectivité, un réseau GSM n'est pas l'équivalent exact qu'un réseau Wifi. Il est très difficile d'obtenir un abonnement GSM data avec un adresse IP publique qui permet de faire les connexions entrantes. Donc, même si le YoctoHub-GSM est capable de gérer des connexions entrantes, vous devrez la plupart du temps vous contenter du système de callbacks. Il y a trois parfums de YoctoHub-GSM:

  • Le YoctoHub-GSM-2G qui fonctionne en 2G, partout dans le monde.
  • Le YoctoHub-GSM-3G-EU qui fonctionne en 3G, en Europe, Moyen-Orient, Afrique, l'Asie et le Pacifique.
  • Le YoctoHub-GSM-3G-NA qui fonctionne en 3G, en Amérique du Nord, Amérique Latine et Caraïbes

Le YoctoHub-GSM
Le YoctoHub-GSM


Le YoctoHub-Shield


Le YoctoHub-Shield n'est pas un hub à proprement parler: c'est une extension qui permet de rajouter 4 ports à un YoctoHub. En fait, vous pouvez connecter jusqu'à 10 de ces YoctoHub-Shields sur n'importe quel YoctoHub. Attention, la consommation d'un système basé sur un YoctoHub est limitée à 2A, rien ne vous garantit que vous pourrez alimenter 43 modules à la fois: certains modules consomment plus que d'autres.

Le YoctoHub-Shield
Le YoctoHub-Shield


Oui, mais...


En dépit des apparences, les YoctoHubs ne sont pas magiques. Comparé à une solution basée sur mini-PC + VirtualHub, un YoctoHub offre de nombreux avantages, mais il y a aussi quelques limitations que vous devez connaitre si vous voulez éviter certaines déconvenues.

  • Un YoctoHub n'est pas un vrai ordinateur, vous ne pouvez pas faire tourner vos propres programmes dessus
  • Même s'ils utilisent une connectique USB, les ports esclaves d'un YoctoHub ne sont pas de vrais ports USB, ils utilisent un protocole plus simple qu'USB. C'est pour cela qu'un YoctoHub ne peut contrôler que des modules Yoctopuce. En d'autre termes, vous ne pourrez pas contrôler un appareil USB standard depuis un YoctoHub. Pour la même raison, il n'est pas possible d'étendre le nombre de ports esclaves à l'aide d'un hub USB standard.
  • Le budget énergétique d'un YoctoHub est limité a 2A pour son fonctionnement et celui de tous les modules qui lui sont connectés, en cas de dépassement le Hub passera en protection.
  • Pas de support SSL, le processeur des YoctoHubs n'est pas assez puissant pour cela, en revanche ils supportent une authentification HTTP digest.

Bref...


Les YoctoHubs sont une solution assez idéale si vous avez besoin de quelque chose de simple et peu gourmand pour contrôler des modules Yoctopuce à distance. En termes de fonctionnalités Yoctopuce, ils sont équivalents à un ordinateur qui ferait tourner un VirtualHub, on pourrait même dire que se sont une version hardware du VirtualHub. :-)

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