D1 Mini と BME280 を使用して DIY HomeKit ウェザーステーションを作成する方法

2023/02/03

今日構築する予定のスマートな HomeKit 対応の気象ステーションは、公式の Elgato Eve Degree と同様に機能し、価格は ~ 80 ユーロです。これは、10 ドル未満で作成でき、iPhone、iPad、MacBook などの iOS および macOS デバイスの Apple Home アプリと統合できる、完全に自家製の気象ステーションです。また、Home Assistant などのスマートホームオートメーションソフトウェアとも連携します。

必要なもの

Elgato Eve Degree として認識される Apple HomeKit 用のマート DIY ウェザーステーションを構築するには、次のコンポーネントが必要です。

D1 Mini または NodeMCU (ESP8266) ボード
BME280 温度、湿度、および気圧センサーモジュール
SSD1306 (0.96インチまたは1.3インチ、128×64) OLEDディスプレイ (オプション)
一部のジャンパー線
はんだごてとすず
macOS または Windows PC またはラップトップ
マイクロ USB ケーブル
5V USB電源
コンポーネントを収納するための3D プリントケース ( Printablesのデザインから)

ファームウェアをフラッシュする

この DIY ウェザーステーションを作成するには、HomeKidのファームウェアを使用します。このためには、macOS または Windows システムとマイクロ USB ケーブルにアクセスする必要があります。ファームウェアをフラッシュする手順は次のとおりです。

macOS の場合

NodeMCU-PyFlasher.dmgプログラムを ( GitHubから)ダウンロードし、macOS システムで実行します。
マイクロ USB ケーブルを使用して D1 Mini または NodeMCU ボードを macOS マシンに接続し、シリアルポートを選択します。
[参照] をクリックし、 main.binファイル ( GitHub )を選択します。
[ボーレート]で、115200を選択します。
クワッド I/O (QIO) を選択します。
[ Erase Flash]を選択すると、はい、すべてのデータが消去されます.
最後に、Flash NodeMCUボタンをクリックします。しばらくすると、接続されている D1 Mini または NodeMCU がフラッシュされます。

Windows PC/ラップトップの場合

マイクロ USB ケーブルを使用して、D1 Mini ボードをシステムに接続します。
Espressif Flash ダウンロードツールをダウンロードし、zip フォルダーを解凍します。
解凍したフォルダーを開き、flash_download_tool_xx.exeファイルを実行します。
Chip TypeでESP8266を選択し、 OKをクリックします。
最初の 3 つのチェックボックスをクリックして、次の操作を行います。
- 最初のフィールドに0x0000と入力し、3 つのドットをクリックしてrboot.binファイル ( GitHub ダウンロード) を選択します。
- 2 番目のフィールドに0x1000と入力し、blank_config.binファイル( GitHub ダウンロード) を選択します。
- 3 番目のフィールドに0x2000と入力し、main.binファイル( GitHub ) を選択します。
次に、次のオプションを選択します。
- ボーレート: 115200。
- フラッシュサイズ: 4MB。
- フラッシュモード: DIO または QIO。
- SPI 速度: 40MHz。
D1 Mini または NodeMCU ボードが接続されているCOMポートを選択します。[開始] をクリックします。これにより、接続された D1 Mini または NodeMCU ボードのファームウェアのフラッシュが開始され、完了するまでに最大 2 分かかる場合があります。

ファームウェアが正常にフラッシュされたら、USB 電源を切断してデバイスを再起動し、次の手順に従ってボードを Wi-Fi ネットワークに接続する必要があります。

Wi-Fi ネットワークに接続する

Flash ダウンロードツールを閉じて、D1 Mini を電源アダプターまたはシステムに接続します。

iPhone などの iOS デバイスで Wi-Fi 設定を開き、HomeKid-XXXX Wi-Fi AP に接続します。パスワード12345678を使用します。
ログインウィンドウで、WLAN ネットワークをタップし、Wi-Fi パスワードを入力します。[参加]をタップします。デバイスは AP を停止し、スマートフォンから切断し、提供されたパスワードを使用して Wi-Fi ネットワークに接続します。

WLAN ネットワークのパスワードが間違っている場合、デバイスはしばらくしてからアクセスポイント (AP) を再起動します。AP に再度接続し、正しいパスワードを入力できます。

コンポーネントを接続する

以下の図を参照して、BME280 および SSD1306 OLED ディスプレイを D1 Mini または NodeMCU ボードに接続します。

BME280 センサーと OLED ディスプレイを D1 Mini に接続するための配線図

D1ピンをBME280のSCLピンに接続します。
D2ピンをBME280のSDAピンに接続します。
D5ピンをSSD1306 OLEDディスプレイのSDAピンに接続します。
D7ピンをSSD1306 OLEDディスプレイのSCLピンに接続します。
3.3VピンをBME280およびSSD1306 OLEDディスプレイのVCCおよびVINピンに接続します。
GピンをBME280およびSSD1306 OLEDディスプレイのGNDピンに接続します。

Weather Station を Apple Home アプリ (HomeKit) に追加する

マイクロ USB ケーブルを D1 Mini または NodeMCU に接続し、iPhone、iPad、または MacBook でホームアプリを開きます。次に、次の手順に従って、HomeKit 対応の DIY ウェザーステーションをアクセサリとしてホームアプリに追加します。私たちが作った気象観測所は、非公式のアクセサリーとして認識され、追加されます。ただし、Apple HomeKit の公式 Elgato Eve Degree センサーと同様に機能します。

ホームアプリを開き、[ + ] アイコンをタップして、[アクセサリを追加] を選択します。
[その他の操作] ボタンをタップし、検出された温度/湿度センサーアクセサリをタップします。
とにかく追加をタップし、コード02182017を入力します。[続行] をタップします。
ウェザーステーションを設置して使用する場所または部屋を選択し、[続行] ボタンをタップします。
DIY ウェザーステーションアクセサリの名前を編集または変更できます。[続行] > [完了]をタップします。
温度と湿度の値が部屋名の下に表示され始めます。アクセサリをいつでもタップして、コントロールパネルを開き、気象ステーションセンサーのプロパティを編集できます。

気圧値と高度を表示するには、iOS デバイスに Eve for HomeKit アプリをインストールする必要があります。このアプリは、はるかに優れた直感的な UI を提供します。Elgato Eve DIY HomeKit モーションセンサーを追加したように、この非公式の DIY HomeKit アクセサリを使用するには、アプリをインストールすることを強くお勧めします。

一般的な問題のトラブルシューティング

次の問題の 1 つまたは複数が発生した場合は、ファームウェアを再フラッシュする必要があります。

ワイヤレス AP が表示されないか、Wi-Fi 設定でHomeKid-xxxx AP が見つかりません。
ウェザーステーションは、Apple HomeKit アプリには表示されません。

このような場合は、フラッシュツールを使用して D1 Mini または NodeMCU ボードを消去し、HomeKidd ファームウェアでマイクロコントローラーボードを再フラッシュします。

最も手頃な価格のホームウェザーステーション

この手頃な価格の DIY HomeKit 対応気象ステーションを構築して使用すると、現在の場所または部屋の温度、湿度、および気圧を測定できます。このセンサーを使用して、温度が特定の値まで上昇または下降したときに、ファンや HVAC ユニットなど、Home アプリ内の他のデバイスをさらに自動化できます。このセンサーをホームアシスタントサーバーに追加して統合し、スマートホーム用の複数の自動化を作成することもできます。