PVE + HomeAssistant + ESPHome

2022-09-24 作者： Fisherworks

Today let’s try out this ESP32-C3-12F dev board that costs only $5 (domestic shipping included) but has 3 power supply mode (AC 220V, DC 7~12V and microUSB, which is super convenient!) and a relay to turn my ordinary led light strip to be a remote controlled.

记得上次玩Arduino已经是2014年的事情了，那会儿用的还是ATMega系列的MCU，装专用IDE，写的C lang。

近10年后，感觉家用IoT玩的都是ESP和Pico了。至于开发语言，常青树C lang自然还有的，但大多视频教程则是外行更容易上手的Micro Python、Lua乃至只要配个yaml config的ESP Home —— 可见贵圈也很卷。

今天搞的是这块ESP32-C3-12F，带wifi、蓝牙BLE和一路继电器，以上都属于一般配置。比较巴适的是，这货带三模供电，AC 220V、DC 7~12V，以及MicroUSB，这就很方便了，省一个手机充电头。

废话少叙，先看实验结果吧。

服务器自然是Proxmox VE Home Server上的vm，数据内网本地化存储（2C 2G 32G即可），公网使用走ddns没毛病。

【注】HAOS（Home Assistant Operating System）的部署有N多选择。支持X86物理机、至少三种VM（kvm、vbox、vmware）、三种主流操作系统（Linux、Win、MacOS），两种容器（docker、lxc）、以及包括树莓派在内的至少三种SBC…… 这友好程度，你要说自己小白不会安装，都对不起开发者。只是这里要注意，选择安装方式一定要带上Supervisor，否则无法支持ESPHome扩展，详情参阅官网文档。

HAOS装好后，打开web服务，安装ESPHome的插件，打开后就能开始设计ESP固件了。

比如已经上线的这个 lvrm-switch-env-sensors ，具体配置是这样的，跟着官网文档就是分分钟的活儿。

当然如果想写组合、联动也都有范例参考，ESPHome自身可以在单机固件内做联动，然后HA可以多设备之间做场景联动，比乐高还积木有木有。

esphome:
  name: "lvrm-switch-env-sensors"
  platformio_options:
    board_build.flash_mode: dio

esp32:
  board: esp32-c3-devkitm-1
  framework:
    type: esp-idf

# Enable logging
logger:

# Enable Home Assistant API
api:
  encryption:
    key: "5fghjkldfghjkl="

ota:
  password: "4dfghjkldfghjf"

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

  # Enable fallback hotspot in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "lvrm-switch-env-sensors"
    password: "Rfghjkldfghj"


time:
  - platform: sntp
    id: sntp_time
    timezone: Asia/Shanghai

switch:
  - platform: gpio
    pin: 19
    name: "power-switch"
    restore_mode: ALWAYS_ON

spi:
  - id: spi_a
    clk_pin: 5
    mosi_pin: 4

display:
  - platform: max7219
    cs_pin: 7
    num_chips: 1
    lambda: |-
      char tm_str[8];
      time_t currTime = id(sntp_time).now().timestamp;
      strftime(tm_str, sizeof(tm_str), "%H.%M", localtime(&currTime));
      it.printf(0, "%2.0f.%2.0f.%s", id(bme280_temp).state, id(bme280_humid).state, tm_str);
      // it.strftime(3, "%H.%M", id(sntp_time).now());

text_sensor:
  - platform: template
    name: Uptime Human Readable
    id: uptime_human
    icon: mdi:clock-start
    
i2c:
  - id: bus_a
    sda: 10
    scl: 18
    scan: true
    
sensor:
  - platform: bme280
    i2c_id: bus_a
    address: 0x76
    temperature:
      id: "bme280_temp"
      name: "BME280 Temperature"
    pressure:
      id: "bme280_pressure"
      name: "BME280 Pressure"
    humidity:
      id: "bme280_humid"
      name: "BME280 Humidity"
    update_interval: 180s

  - platform: template
    name: "BME280 Dew Point"
    unit_of_measurement: "°C"
    icon: "mdi:thermometer-water"
    lambda: |-
        const float a = 17.625;   // const from https://www.omnicalculator.com/physics/dew-point
        const float b = 243.04;   // const from https://www.omnicalculator.com/physics/dew-point
        float alpha_t_rh = (id(bme280_temp).state * a) / ( b + id(bme280_temp).state) + logf (id(bme280_humid).state/100);
        return ( b * ( alpha_t_rh ) )/( a - ( alpha_t_rh ) );
    accuracy_decimals: 1
    update_interval: 180s

  - platform: wifi_signal
    name: "WiFi Signal Sensor"
    update_interval: 300s
    
  - platform: uptime
    name: Uptime Sensor
    id: uptime_sensor
    update_interval: 300s
    on_raw_value:
      then:
        - text_sensor.template.publish:
            id: uptime_human
            state: !lambda |-
              int seconds = round(id(uptime_sensor).raw_state);
              int days = seconds / (24 * 3600);
              seconds = seconds % (24 * 3600);
              int hours = seconds / 3600;
              seconds = seconds % 3600;
              int minutes = seconds /  60;
              seconds = seconds % 60;
              return (
                (days ? to_string(days) + "d " : "") +
                (hours ? to_string(hours) + "h " : "") +
                (minutes ? to_string(minutes) + "m " : "") +
                (to_string(seconds) + "s")
              ).c_str();

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

esphome:

platformio_options:

board_build.flash_mode: dio

esp32:

board: esp32-c3-devkitm-1

framework:

type: esp-idf

# Enable logging

logger:

# Enable Home Assistant API

api:

encryption:

key: "5fghjkldfghjkl="

ota:

password: "4dfghjkldfghjf"

wifi:

ssid: !secret wifi_ssid

password: !secret wifi_password

# Enable fallback hotspot in case wifi connection fails

ap:

ssid: "lvrm-switch-env-sensors"

password: "Rfghjkldfghj"

time:

- platform: sntp

id: sntp_time

timezone: Asia/Shanghai

switch:

- platform: gpio

pin: 19

restore_mode: ALWAYS_ON

spi:

- id: spi_a

clk_pin: 5

mosi_pin: 4

display:

- platform: max7219

cs_pin: 7

num_chips: 1

lambda: |-

char tm_str[8];

time_t currTime = id(sntp_time).now().timestamp;

strftime(tm_str, sizeof(tm_str), "%H.%M", localtime(&currTime));

it.printf(0, "%2.0f.%2.0f.%s", id(bme280_temp).state, id(bme280_humid).state, tm_str);

// it.strftime(3, "%H.%M", id(sntp_time).now());

text_sensor:

- platform: template

id: uptime_human

icon: mdi:clock-start

i2c:

- id: bus_a

sda: 10

scl: 18

scan: true

sensor:

- platform: bme280

i2c_id: bus_a

address: 0x76

temperature:

id: "bme280_temp"

pressure:

id: "bme280_pressure"

humidity:

id: "bme280_humid"

update_interval: 180s

- platform: template

unit_of_measurement: "°C"

icon: "mdi:thermometer-water"

lambda: |-

const float a = 17.625; // const from https://www.omnicalculator.com/physics/dew-point

const float b = 243.04; // const from https://www.omnicalculator.com/physics/dew-point

float alpha_t_rh = (id(bme280_temp).state * a) / ( b + id(bme280_temp).state) + logf (id(bme280_humid).state/100);

return ( b * ( alpha_t_rh ) )/( a - ( alpha_t_rh ) );

accuracy_decimals: 1

update_interval: 180s

- platform: wifi_signal

update_interval: 300s

- platform: uptime

id: uptime_sensor

update_interval: 300s

on_raw_value:

then:

- text_sensor.template.publish:

id: uptime_human

state: !lambda |-

int seconds = round(id(uptime_sensor).raw_state);

int days = seconds / (24 * 3600);

seconds = seconds % (24 * 3600);

int hours = seconds / 3600;

seconds = seconds % 3600;

int minutes = seconds / 60;

seconds = seconds % 60;

return (

(days ? to_string(days) + "d " : "") +

(hours ? to_string(hours) + "h " : "") +

(minutes ? to_string(minutes) + "m " : "") +

(to_string(seconds) + "s")

).c_str();

yaml配置文件校验通过后，选择手动下载，固件会自动开始下载依赖并开始编译。

编译是跑在HAOS上，此处用的是PVE server运算资源（而非浏览器），编译完成后，浏览器自动弹出 .bin文件保存到本地。

第一次下载依然是传统艺能，RS232烧写。但这个浏览器直连serial就有点先进了，看来坚持几十年的串口调试助手没市场了。

板子这边，ESP32-C3-12F是上电时把IO9拉低，进入等待固件状态。浏览器操作串口直接擦除出厂固件，刷入ESPHome。

第一次烧录完成后，下电，IO9置空（去掉拉低），接上BME280传感器（使用了IO3和IO4引脚做I2C的SDA和SCL），上电等板子上线wifi。

板子上线后，就可以直接在线读到板子的log了。板子走2.4G wifi，可以看到ip地址、信号强度、I2C总线扫描结果等细节。

测试结果没问题，自制个小盒，把板子连到220V AC供电，扔到吊顶上控制灯带去。

Web页面编辑一下HA的dashboard，手机装上HA app，地址直接输入过ddns的公网域名就搞定，不管在家在外都一样控制。

至此，一个数据本地化存储的IoT home server的原型就搭建完成了。据说粗粮家的蓝牙传感器也都可以不上云直接走BLE报数据到HA，最近忒忙，以后找机会慢慢搞咯。

原创文章，转载请注明： 转载自渔人小径

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