【智能家居】3 ESP8266智能开关接入ESPHome 和 HA |
您所在的位置：网站首页 › 怎么看微信小程序记录 › 【智能家居】3 ESP8266智能开关接入ESPHome 和 HA |
【智能家居】3 ESP8266智能开关接入ESPHome 和 HA
|
本篇是智能家居折腾系列的第三期，完稿于第5期之后，内容有穿插请跳转查看。 本篇主要介绍ESP8266单片机和ESPHome的开发使用，以及将开发版接入Home Assistant的方法。项目均为测试上手之用，完成度不高，仅做尝试。 这一期围绕使用支持Wi-Fi的单片机制作可使用Home Assistant控制的能远程开关灯的物联网设备，主要介绍使用ESP8266 Node MCU结合舵机制作的简易关灯装置、使用ESP01-S配合继电器模块设计的简易单火线墙壁开关、ESP32-CAM作为IP摄像头。 本文完成时间距内容创造时间较长，详细过程和实物图片就不全展示了，可以找相关教程和文档。
ESPHome is a system to control your ESP8266/ESP32 by simple yet powerful configuration files and control them remotely through Home Automation systems. ESP8266和Node MCU开发板这里就不详细介绍了，可以查阅相关页面： ESP8266-NodeMCU介绍. 太极创客：http://www.taichi-maker.com/homepage/reference-index/arduino-hardware-refrence/nodemcu/ 1. Mac(类Unix)上 ESPHome安装根据官方文档引导，使用 pip 安装 ESPHome（此步骤可以不加user）： pip3 install --user esphome注意ESPHome --user 安装位置：/Users/gakki/Library/Python/3.9/bin，使用时需要添加环境变量： export PATH="$PATH:/Users/gakki/Library/Python/3.9/bin"看自己安装的方式，我的需要加 sudo 启动： sudo esphome esphome_config/ dashboard访问Web localhost:6052：
对于nodeMCU，板载CH340的USB转TTL芯片，在mac上可以免驱直连；对于ESP01等小板，需要搭配烧录器连接至电脑。 连接后，在编辑页面输入配置文件，检查成功后可直接编译烧录至单片机。 ESPHome的优点就是无需编写代码，使用高度集成的配置文件式编程。更多细节请参阅相关文档。 2. ESP8266控制舵机ESP8266有部分引脚可以输出PWM信号，进而可以操控舵机， 我使用的是SG90舵机，旋转角度仅为90度，供电和GND接开发版，数据线接D4引脚。 硬件输出PWM控制舵机案例：接入ESPHome用ESP8266控制舵机喂狗：https://bbs.hassbian.com/thread-8741-1-1.html ESPHOME 舵机项目[^1]官方文档中所给出的ESPHome中关于舵机的配置，使用 esp8266_pwm 输出PWM至指定引脚，并创建舵机实体。 # Example configuration entry servo: - id: my_servo output: pwm_output # Example output platform # On ESP32, use ledc output output: - platform: esp8266_pwm id: pwm_output pin: D1 frequency: 50 Hz 用舵机控制墙壁开关我尝试将舵机贴近墙壁开关粘贴放置，使得舵机旋转半周后刚好能将开关关闭（由于已拆除，已无现场图片），单片机开发板则从插座取电。 我烧录的yaml： esphome: name: node_mcu platform: ESP8266 board: nodemcuv2 wifi: ssid: "blue_sky" password: "720805zzy" power_save_mode: light # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails #ap: #ssid: "Servos Fallback Hotspot" #password: "VYTOwxqxxlOT" #captive_portal: # Enable logging logger: # Enable Home Assistant API api: services: - service: control_servo variables: level: float then: - servo.write: id: my_servo level: !lambda 'return level / 100.0;' ota: password: "123" servo: - id: my_servo output: pwm_output # Example output platform # On ESP32, use ledc output output: - platform: esp8266_pwm id: pwm_output pin: D4 frequency: 50 Hz light: - platform: monochromatic name: "LED On Board" output: pwm_outputD4管脚刚好对应开发板上的LED灯，实际的效果依然没有视频，不过可以参考B站上同类型的展示：
ESP01S是简化的ESP8266，仅引出两个GPIO，GPIO0 和 GPIO2。 淘宝上搜索ESP01+继电器，有搭配ESP01的继电器模块，继电器模块通过5V供电，内部IDO转为3.3V给ESP01供电，因此整个模块需要5V供电，可以从墙壁插座使用变压器供电，若86盒中预留零线的，可以购买220V转5V的模块供电。 我的想法是：ESP01通过ESPHome接入HA，作为一个远程开关；继电器控制电灯火线的开闭；还要兼顾原来物理开关的功能，而且物理开关和HA中的状态可以实时更新同步。 可以参考下面的实例。 CSDN实例[^2]通过ESPHome接入HA，实现与之前相近的功能，即使用Wi-Fi和实体开关控制继电器。 大体的原理是：一个gpio虚拟成二进制传感器，一个gpio来控制继电器。当这个二进制传感器触发的时候，开关的开与闭合也发生变化。 GPIO0控制继电器的吸和，GPIO2与GND之间焊上原来的物理开关（使用杜邦线相连），并在GPIO和VCC间焊上10K的上拉电阻。（取决于继电器模块的工作模式，此方案是低电平触发，若为高电平触发，则开关要与VCC相连，对应焊接下拉电阻） 具体接线图已无处寻，可以参考CSDN实例[^2] 中的接线方式。 ESPHome 配置与CSDN例子中不同的是，他的是自动回弹式开关，使用的二进制传感器工作模式为 on_press，即每次按下时开/关灯。 我使用的是传统的墙壁开关，每次扳动时开/关灯，因此使用的模式是 on_state. 烧录文件： esphome: name: esp01s-1 platform: ESP8266 board: esp01_1m wifi: networks: ssid: "blue_sky" #改成你的wifi名称 password: "720805zzy" #改成你的wifi密码 power_save_mode: light #manual_ip: #static_ip: 192.168.50.189 #gateway: 192.168.50.1 #subnet: 255.255.255.0 # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails ap: ssid: "Esp01S-1 Fallback Hotspot" #当esp01s连不上网的时候，它会自动发出热点。 password: "12345678" captive_portal: # Enable logging logger: # Enable Home Assistant API api: # password: "1" ota: password: "123" web_server: port: 80 switch: - platform: gpio pin: GPIO0 name: "书房灯1" id: relay2 inverted: True binary_sensor: - platform: gpio pin: GPIO2 name: "press_switch_lib1" device_class: opening filters: - delayed_on_off: 100ms #这里一定要加这个这个起到滤波的作用。 on_state: #当这个二进制传感器状态改变的时候，触发gpio0 then: - switch.toggle: relay2ESPHome Wi-Fi 使用省电模式： wifi: # ... power_save_mode: light深度睡眠请参考：https://www.esphome.io/components/deep_sleep 具体效果请参考我发在B站上的视频（此账号目前已寄）：https://www.bilibili.com/video/BV1Ri4y117Kk 4. HA端集成在Home Assistant中添加ESPHome集成，自动发现设备，将实体添加至HA。
舵机对应的单色光灯和继电器开关对应的开关实体可以桥接至HomeKit。 二、Arduino开发智能开关可以使用Arduino为ESP8266编程，使用高度封装的C或C++，详细的编程这里不介绍，可以参考： 太极创客-ESP8266-NodeMCU通过C/C++开发使用物联网 由于ESPHome与HA关系密切，使用更为简单，所以我最后的成品没有使用Arduino编程，以下引用自网络，仅供参考。 软件模拟PWM案例：ESP8266/ESP01 软件输出PWM二极管调光（Arduino）：https://www.cnblogs.com/cuianbing/p/14409053.html B站的实例[^3]将普通开关接到GPIO2与Vcc之间。 定义了几个系统变量： 继电器状态标识YYXBC_HIGH和YYXBC_LOW （以后可用LED_ON和LED_OFF代替） 外部IO位置，物理开关与继电器 物理开关工作模式 /*1，继电器高电平触发时，YYXBC_HIGH = 1，YYXBC_LOW = 0 继电器低电平触发时，YYXBC_HIGH = 0，YYXBC_LOW = 1 */ const int YYXBC_HIGH = 0 ; //继电器是低电平触发 const int YYXBC_LOW = 1 ; //2，用esp-01时，物理开关接在vcc 和gpio2上，继电器接在gpio0上 //NodeMCU 继电器接D3 GPIO0,物理开关接D4 GPIO2 #define LED_BUILTIN_LIGHT 0 #define LED_BUILTIN_K2 2 /*3，物理开关点动模式1，自锁模式0*/ const int YYXBC_BUTTON_TYPE = 1;开关响应： //点动模式按钮，监听按钮状态，执行相应处理 void btnHandler1() { static bool oButtonState = false; int state1 = digitalRead(LED_BUILTIN_K2); //按钮状态 int state2 = digitalRead(LED_BUILTIN_LIGHT); //灯的状态 if(state1 == HIGH ) { if(oButtonState ){ if(state2 == YYXBC_HIGH ) { button1_callback(BLINKER_CMD_OFF); Serial.println("按钮对灯已执行关闭"); }else{ button1_callback(BLINKER_CMD_ON); Serial.println("按钮对灯已执行打开"); } oButtonState = false; } }else{ oButtonState = true; } } //自锁模式按钮，监听按钮状态，执行相应处理 void btnHandler2() { static bool is_btn = false;//按钮的标志位，用来逻辑处理对比，判断按钮有没有改变状态 bool is = digitalRead(LED_BUILTIN_K2); //按钮状态 if ( is != is_btn) { bool is_led = digitalRead(LED_BUILTIN_LIGHT); digitalWrite(LED_BUILTIN_LIGHT, !is_led); if (is_led == YYXBC_HIGH) { button1_callback(BLINKER_CMD_OFF); Serial.println("按钮对灯已执行关闭"); } else { button1_callback(BLINKER_CMD_ON); Serial.println("按钮对灯已执行打开"); } is_btn = digitalRead(LED_BUILTIN_K2); //更新按钮状态 } 三、ESP32-CAM使用
安信可的ESP32-CAM对应的ESPHome默认配置如下所示[^4] Configuration for Ai-Thinker Camera# Example configuration entry esp32_camera: external_clock: pin: GPIO0 frequency: 20MHz i2c_pins: sda: GPIO26 scl: GPIO27 data_pins: [GPIO5, GPIO18, GPIO19, GPIO21, GPIO36, GPIO39, GPIO34, GPIO35] vsync_pin: GPIO25 href_pin: GPIO23 pixel_clock_pin: GPIO22 power_down_pin: GPIO32 # Image settings name: My Camera # ...我烧录的配置文件为： esphome: name: esp32-cam esp32: board: esp32dev framework: type: arduino # Enable logging logger: # Enable Home Assistant API api: reboot_timeout: 0s ota: password: "1" wifi: ssid: "blue_sky" password: "720805zzy" # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails ap: ssid: "Esp32-Cam Fallback Hotspot" password: "12345678" captive_portal: # Example configuration entry esp32_camera: external_clock: pin: GPIO0 frequency: 20MHz i2c_pins: sda: GPIO26 scl: GPIO27 data_pins: [GPIO5, GPIO18, GPIO19, GPIO21, GPIO36, GPIO39, GPIO34, GPIO35] vsync_pin: GPIO25 href_pin: GPIO23 pixel_clock_pin: GPIO22 power_down_pin: GPIO32 # Image settings name: My Camera # ... # Flashlight output: - platform: gpio pin: GPIO4 id: gpio_4 light: - platform: binary output: gpio_4 name: torch_light # Binary Sensor binary_sensor: - platform: gpio pin: GPIO13 name: "次卧" device_class: motion在Home Assistant上直接添加ESPHome设备即可。 通过ESPHome添加的摄像头有如下问题： 无声音，HA上可查看串流桥接至HomeKit无法查看串流，只可查看10s更新一次的缩略图运动传感器可用，但貌似只有在光线变化剧烈时才会动作参考资料[^1]: Servo Component. ESPHome. https://esphome.io/components/servo [^2]: 树莓派智能家居homeassistant之用esphome制作零火智能开关篇. https://blog.csdn.net/zuobianfy/article/details/118432775 [^3]: ESP-01+继电器，自己动手制作智能开关，添加物理开关控制. https://www.bilibili.com/video/av501928405/ [^4]: ESP32-CAM. ESPHome. https://esphome.io/components/esp32_camera.html 本文使用 Zhihu On VSCode 创作并发布 |
nodemcu_esp8266-full
ESPHome Dashboard
同类作品
ESPHome添加实体
安信可ESP32-CAM模块【本文地址】