ホームオートメーション用の温湿度センサーの作り方

2023/01/20

OLED ディスプレイモジュールを使用して、部屋の温度と湿度を表示する DIY デジタル温湿度センサーを簡単に作成できます。この DIY 気候センサーをホームアシスタントサーバーなどのスマートホームオートメーションソフトウェアに統合して、HVAC ユニット (空調)、ファン、または加湿器を自動化し、温度と湿度を制御することもできます。

必要なもの

スマートな DIY 温度および湿度センサーを構築するには、次のコンポーネントが必要です。

AHT10 高精度デジタル温湿度センサー
Wemos D1 Mini または NodeMCU ボード
SSD1306 128×64 OLED ディスプレイ
一部のジャンパー (DuPont) ワイヤー
コンポーネントを組み立てるための 3D プリントまたは任意のケース
はんだごてとすず
Raspberry Piまたは互換性のある x86 または x64 ハードウェアで実行されているホームアシスタントサーバー。詳しく知りたい場合は、始める前に Home Assistant とその仕組みについて学ぶことができます。

ステップ 1: ファームウェアを準備する

Home Assistant サーバーで ESPHome アドオンを使用して、ファームウェアをコンパイルおよび準備する必要があります。手順は次のとおりです。

Home Assistant サーバーで、[設定] > [アドオン] に移動し、[アドオンストア] ボタンをクリックします。
ESPHome を検索し、検索結果でESPHomeアドオンをクリックします。ESPHome (dev) または ESPHome (beta) をクリックしないでください。
[インストール] ボタンをクリックします。
インストール後、Startをクリックします。また、 Start on boot、Watchdog、およびShow on sidebarオプションを有効にします。
[ Web UIを開く] をクリックし、[ + 新しいデバイス] をクリックします。
「climate-sensor」などのデバイスの名前を入力し、[次へ] をクリックします。
特定のボードを選択して、リストからWemos D1 Miniボードを選択します。
[次へ] > [スキップ]をクリックします。NodeMCUボードを使用している場合は、ESP8266 を選択します。
[編集] オプションをクリックし、YAML エディターウィンドウで次の変更を行います。

Wi-Fi 資格情報を追加します。

wifi: ssid: "YourWiFiSSID" password: "WiFiPassword"

次に、 captive_portal:行のすぐ下に次のコードを貼り付けます。

web_server: port: 80

i2c: sda: D2 scl: D1 scan: True


time:
- platform: sntp
  id: my_time
sensor:
  - platform: aht10
    temperature:
      name: "Living Room Temperature"
      id: temp
    humidity:
      name: "Living Room Humidity"
      id: hum
    update_interval: 10s
  - platform: uptime
    name: "Station Bureau Uptime Sensor"
  - platform: wifi_signal
    name: "Station Bureau WiFi Signal"
    update_interval: 30s 
font:
  - file: 'slkscr.ttf'
    id: font1
    size: 12
  - file: 'BebasNeue-Regular.ttf'
    id: font2
    size: 15
  - file: 'arial.ttf'
    id: font3
    size: 15
display:
  - platform: ssd1306_i2c
    model: "SSD1306 128x64"
    reset_pin: D0
    address: 0x3C
    rotation: 180&deg;
    lambda: |-
      // Print "Ravi Smart Home"in top center.
      it.printf(64, 0, id(font1), TextAlign::TOP_CENTER, "Ravi Smart Home");
      // Print temperature (from AHT10 sensor)
      if (id(temp).has_state()) {
        it.printf(127, 23, id(font3), TextAlign::TOP_RIGHT,  "Temperature: %.1f&deg;", id(temp).state);
      }

// Print Humidity (from AHT10 sensor) if (id(hum).has_state()) { it.printf(127, 60, id(font3), TextAlign::BASELINE_RIGHT, "Humidity: %.1f", id(hum).state); }

「Ravi Smart Home」を自分のタイトルに置き換えます。コードを追加して更新したら、[保存] をクリックし、[インストール] をクリックします。

オプションのリストから [このコンピューターに接続する] を選択し、ファームウェアがコンパイルされるまで待ちます。これには 10 ～ 15 分かかる場合があります。

ファームウェアがコンパイルされたら、[プロジェクトのダウンロード] ボタンをクリックします。これにより、コンパイル済みの Climate-sensor.binファイルがシステムにダウンロードされます。

ステップ 2: ファームウェアを D1 Mini または NodeMCU にフラッシュする

D1 Mini または NodeMCU でダウンロードしたファームウェアをフラッシュするには、Web インストーラーを使用できます。ファームウェアをフラッシュするには、Windows、Linux、または Mac システム用の Web ベースのフラッシュツールまたは ESPHome-Flasher ツールを使用できます。以下の手順に従って、Web ベースのインストーラーを使用してファームウェアをフラッシュします。

ファームウェアをダウンロードすると、Open ESPHome Webオプションが表示されます。クリックして。これにより、新しいウィンドウが開きます。
[接続] ボタンをクリックし、 COMポートを選択して、[接続] ボタンをクリックします。ボードが検出されない場合は、CH240/CH341 ドライバーをインストールします。
[ Install] > [Choose File ] をクリックして、 climate-sensor -factory.binファームウェアファイルを選択します。
最後に、[インストール] ボタンをクリックします。ESPHome Web ツールがファームウェアのフラッシュを完了するまで待ちます。

ファームウェアがフラッシュされたら、ESPHomeダッシュボードに移動し、climate-sensor.binファイルを見つけます。ステータスがONLINEと表示されます。

ステップ 3: ホームアシスタントダッシュボードに気候センサーを追加する

次の手順に従って、気候センサーを Home Assistant ダッシュボードに追加できるようになりました。

Home Assistant サーバーで、[設定] > [デバイスとサービス]に移動します。
気候センサーデバイスは自動的に検出され、表示されるはずです。CONFIGUREボタンをクリックしてから、 SUBMITをクリックします。これにより、デバイスが ESPHome デバイスリストに追加されます。
ESPHomeの下にリストされている気候センサーをクリックし、1 デバイスのリンクをクリックします。
[ダッシュボードに追加] > [表示] > [ダッシュボード に追加] をクリックします。センサーを追加したい部屋を選択します。

ステップ 4: AHT10 を D1 Mini または NodeMCU に接続する

ジャンパー線を使用して AHT10 温度および湿度センサーを D1 Mini または NodeMCU マイクロコントローラーボードに接続するには、次の手順を参照してください。

AHT10と OLEDディスプレイのVINピンをD1 Miniの5Vピンまたは NodeMCU の3.3Vピンに接続します。
AHT10 と OLEDディスプレイのGNDピンをD1 Mini または NodeMCUのGピンに接続します。
AHT10 と OLED ディスプレイのSCLピンをNodeMCU または D1 MiniのD1ピンに接続します。
AHT10 と OLED ディスプレイのSDAピンをNodeMCU または D1 MiniのD2ピンに接続します。

これらの部品をはんだ付けするには、はんだごてが必要です。この DIY プロジェクトを試みる前に、はんだ付けの方法を学ぶことができます。

AHT10 と OLED ディスプレイを接続すると、OLED ディスプレイと Home Assistant ダッシュボードで温度と湿度の値を確認できます。

値はリアルタイムで変化します。したがって、AHT10 センサーに息を吹きかけて、正常に動作しているかどうかを確認できます。これを行うと、温度と湿度の値が即座に変更されます。テストが成功したら、このThingiverseのような 3D プリントされたケースにコンポーネントを入れることができます。

また、Home Assistant で Amazon Alexa または Google Assistant の統合をセットアップして、温度または湿度のレベルが特定のレベルを超えたとき、または特定のレベルまで下がったときに音声通知とアラートを受信することもできます。

デジタル気候センサーの準備ができました

これは、部屋用のスマートな Wi-Fi ベースのデジタル温度および湿度センサーを構築し、ホームアシスタントサーバーと統合して自動化を作成し、他のスマートデバイスをトリガーする方法です。たとえば、自動化を追加して、温度または湿度が特定のレベルに達するか低下すると、HVAC ユニットをオフにすることができます。

必要なもの

ステップ 1: ファームウェアを準備する

ステップ 2: ファームウェアを D1 Mini または NodeMCU にフラッシュする

ステップ 3: ホーム アシスタント ダッシュボードに気候センサーを追加する

ステップ 4: AHT10 を D1 Mini または NodeMCU に接続する

デジタル気候センサーの準備ができました

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ステップ 3: ホームアシスタントダッシュボードに気候センサーを追加する

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