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ESP-01/12/ESP32でリモコン付き空気清浄機をWiFi操作

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ESP8266って?

ESP-01/12/ESP32でリモコン付き空気清浄機をWiFi操作

ESP-01/12/ESP32でリモコン付き空気清浄機をWiFi操作

2019/04/14

 Wi-Fi(wifi)モジュールESP8266の内、ESP-01を使ってAC100V含む赤外線リモコン対応家電や自作スマートコンセントで非IRリモコン家電を無線で遠隔操作できるリモコン信号送信装置、いわゆるスマートリモコンを自作するシリーズ。

 今回は、某社製空気清浄機用のスマートリモコンを作りました。

 ボタンは4つしかないので簡単です。

 当初、パソコンやタブレット、スマホのブラウザから、これら家電を遠隔操作することを想定していましたが、今となっては、自身は、スマートスピーカーで使うのがメインとなっています。

 よって今回は、ブラウザからの無線操作に加え、自作スマートスピーカーからも操作可能にします。

操作メニュー

 空気清浄機については、電源、風量、タイマー、ターボの4つの操作を可能にしようと思います。

事前準備

 スマートリモコンを作るにあたっては、全ては「操作(ボタン・メニュー)に対して、どんな並びの赤外線信号を送信するか」であり、基本的に、これら以外の違いはなく、家電による差もない為、ハードウェアもソフトウェアも共通。

 よって作り方の詳細は、冒頭の自作スマートリモコンのリンク先に譲ります。

 事前準備としては、markszabo/IRremoteESP8266などESP8266用の任意のIR信号送受信ライブラリを使い、ESP8266で送受信回路を作って機能させたい家電のリモコンから受信機に信号を送信、これを解析して(読み取って)おき、操作ボタンと信号のリストを作っておきます。

 尚、今回の家電はエアコン(SHARP)ですが、IRremoteESP8266では(信号方式としては)、UNKNOWNだったので、sendRaw()関数を使って生(raw)データを送ることにしました。

 ただ、自身は過去に後で使おうと取得してあったデータを配列に収めていたのですが、改めて受信データと比較してみたところ、なぜだったか、エアコンに関しては、カンマ区切りの内、最初の1データは不要でした(あれ?反応しないな...と、これでちょっとハマりました)。

回路とスケッチ・プログラム

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <ESP8266mDNS.h>
#include <IRremoteESP8266.h>
#include <IRsend.h>
#include <Arduino.h>
#include <FS.h>
 
const char* path_root   = "/index.html";
 
  const char *ssid = "ssid";
  const char *password = "password";
 
//#define BUFFER_SIZE 16384
//uint8_t buf[BUFFER_SIZE];
 
ESP8266WebServer server ( 80 );
IRsend irsend(14); // NodeMCUではD5(https://github.com/esp8266/Arduino/blob/master/variants/nodemcu/pins_arduino.h#L37-L59)
#define SOFTAP_SSID "ESPAIRCLEANER"
#define SOFTAP_PW "esp8266aircleaner"
 
boolean readHTML() {
  File htmlFile = SPIFFS.open(path_root, "r");
  if (!htmlFile) {
    Serial.println("Failed to open index.html");
    return false;
  }
  size_t size = htmlFile.size();
  if (size >= BUFFER_SIZE) {
    Serial.print("File Size Error:");
    Serial.println((int)size);
  } else {
    Serial.print("File Size OK:");
    Serial.println((int)size);
  }
//  htmlFile.read(buf, size);
  htmlFile.close();
  return true;
}
 
void handleRoot() {
  Serial.println("Access");
  char temp[100];
  int sec = millis() / 1000;
  int min = sec / 60;
  int hr = min / 60;
 
  snprintf ( temp, 100, "", hr, min % 60, sec % 60 );
  server.send(200, "text/html", (char *)buf);
}
 
uint16_t power[] = {
4488,568,560,548,568,568,1692,...
};
uint16_t wind_amount[] = {
...
};
uint16_t timer[] = {
...
};
uint16_t turbo[] = {
...
};
 
void Power() {
  Serial.println("power");
  len = sizeof(power) / sizeof(uint16_t);
  irsend.sendNEC(0x20DBC13E);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "power");
}
void Wind_Amount() {
  Serial.println("wind_amount");
  irsend.sendNEC(...);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "wind_amount");
}
void Timer() {
  Serial.println("timer");
  irsend.sendNEC(...);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "timer");
}
void Turbo() {
  Serial.println("turbo");
  irsend.sendNEC(...);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "turbo");
}
void handleNotFound() {
 
  String message = "File Not Found\n\n";
  message += "URI: ";
  message += server.uri();
  message += "\nMethod: ";
  message += ( server.method() == HTTP_GET ) ? "GET" : "POST";
  message += "\nArguments: ";
  message += server.args();
  message += "\n";
 
  for ( uint8_t i = 0; i < server.args(); i++ ) {
    message += " " + server.argName ( i ) + ": " + server.arg ( i ) + "\n";
  }
  server.send ( 404, "text/plain", message );
}
 
void setup() {
  Serial.begin(115200);
 
  SPIFFS.begin();
  if (!readHTML()) {
    Serial.println("Read HTML error!!");
  }
 
  WiFi.begin(ssid, password);
  irsend.begin();
  Serial.println("");
  // AP+STAモードの設定
  WiFi.mode(WIFI_AP_STA);
  //  WiFi.mode(WIFI_STA);
  // APとして振る舞うためのSSIDとPW情報
  WiFi.softAP(SOFTAP_SSID, SOFTAP_PW);
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(SOFTAP_SSID);
  Serial.println("----------");
 
  //wait for connection
  while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
 
  if (!MDNS.begin("espaircleaner")) {
    Serial.println("Error setting up MDNS responder!");
    while (1) {
      delay(1000);
    }
  }
  Serial.println("mDNS responder started");
 
  server.on("/", handleRoot);
  server.on("/power", Power);
  server.on("/wind_amount", Wind_Amount);
  server.on("/timer", Timer);
  server.on("/turbo", Turbo);
  ...
  server.onNotFound(handleNotFound);
 
  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
 
  // Add service to MDNS-SD
  MDNS.addService("http", "tcp", 80);
}
 
void loop() {
  server.handleClient();
}

 というわけでライブラリには、IRremoteESP8266を使わせて頂き、サンプルスケッチIRrecvDumpV2とこれに対応する受信回路を作って確認すると当該空気清浄機は、NECタイプ(sendNEC())、同じくサンプルスケッチIRsendDemoによるとsendNECの引数は16進値である模様、よってシリアルモニタに表示された各ボタン用の受信内容の内、uint16_tの値を使いました。

 自身もそうしましたが、この手のESP8266のスケッチ・プログラム概要としては、Webサーバを立てSPIFFSによりESP8266のメモリ上にトップページに各種ボタンを配置した操作画面となるHTMLファイルを置き、他に操作ごとのページ(URLだけあればよくHTMLファイルは不要)を作り、そこにアクセスするとそれぞれの操作信号を送信するという作りにするのが一般的でしょう。

 ESP8266によるアクセスポイントは、仮にESPAIRCLEANERとしたので無線AP一覧にもこれが出てくることになります。

 ただ、家電の数だけSOFT_APを立てると1軒でも結構な数になり、帯域を消費してしまうとしたら、規格もルータやハブも5Gを待った方がよいかも...。

 mDNSは、仮にespaircleanerとしたのでespaircleaner.localでPCブラウザなどからアクセスでき、例えば、espaircleaner.local/powerにアクセスすると電源ON/OFF操作できるようになっています。

リモコンとしてのESP8266

 ESP8266とリモコン参照。

備考

 空気清浄機操作用自作リモコンの場合、設置位置には注意が必要です。

 赤外線LEDにもよるでしょうし、LED先端付近において光線が拡散しない工夫の有無にもよるでしょうが、自身が今回使ったものは、指向性が高い(向きが重要な)ものであり、赤外線LEDは、ブレッドボードに挿した状態で使用しました。

 よってうまく受光できる位置に自作リモコンをセットしておく必要があります。

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