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ESP-01/12/ESP32でSHARP製エアコンをWiFi操作

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ESP8266って?

ESP-01/12/ESP32でSHARP製エアコンをWiFi操作

ESP-01/12/ESP32でSHARP製エアコンを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、SHARP製エアコン用のスマートリモコンを作りました。

 と言ってもArduinoやESP8266でリモコン送受信回路を作った時に有線や無線でブラウザからエアコンやテレビが一通り動作すること、スマートスピーカーを自作した時にテレビのON/OFFができることは既に確認済み。

 要するに今回は、エアコンの操作においてめぼしいボタン機能を一通り反映させた(上でスマートスピーカーで動作させてみたから書いた)に過ぎません。

 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。

操作メニュー

 今回はとりあえず、自動、暖房、冷房、除湿、空気清浄機能(プラズマクラスタ)の運転・停止、設定温度の上げ下げ、お知らせボタン、静音ボタン、風量設定、風向き設定、表示ボタン、パワー切り替えボタンあたりを実装しました。

 尤もお知らせボタン、静音ボタン、表示ボタンあたりは要らないかもしれません。(そもそも表示ボタンってなんだっけ...?)

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)。

 あえて余計なデータが入ったものをauto_drive[]内に値をコメントアウトして残しておきました。

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];
 
uint16_t len;
uint16_t freq = 38;
 
ESP8266WebServer server ( 80 );
IRsend irsend(4);
#define SOFTAP_SSID "ESPAIRCON"
#define SOFTAP_PW "esp8266aircon"
 
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 auto_drive[] = {
//120134564, 3820, 1868, 496, 420, 524, 1388, 496, 424, 520, 1388, 500, 420, 552, 1384, 500, 424, 520, 1392, 496, 420, 524, 1388, 496, 424, 520, 1388, 500, 1388, 500, 420, 548, 1392, 496, 420, 524, 1388, 496, 1392, 496, 1392, 496, 1388, 500, 420, 524, 420, 524, 1416, 492, 1396, 496, 420, 520, 420, 524, 424, 520, 420, 524, 1388, 500, 420, 520, 424, 524, 420, 520, 424, 524, 444, 524, 424, 516, 424, 524, 420, 520, 424, 520, 420, 524, 424, 520, 1388, 500, 424, 520, 420, 520, 420, 528, 1388, 524, 424, 516, 424, 524, 420, 524, 416, 524, 424, 520, 420, 524, 424, 524, 416, 524, 1388, 500, 420, 520, 424, 524, 1388, 524, 1388, 496, 1392, 496, 1388, 508, 1380, 500, 1388, 500, 420, 520, 424, 520, 420, 524, 448, 520, 424, 524, 1388, 496, 424, 520, 420, 524, 420, 524, 424, 520, 420, 520, 424, 524, 420, 520, 420, 524, 420, 524, 424, 520, 448, 524, 1388, 496, 424, 520, 420, 524, 424, 520, 420, 524, 420, 520, 424, 520, 424, 524, 416, 524, 420, 524, 1392, 520, 420, 524, 424, 520, 1388, 508, 1384, 492, 1392, 500, 1384, 500, 1388, 496, 424, 524, 424, 544, 420, 524, 1388, 496, 1396, 492, 1392, 500, 1384, 500,
 
3820, 1868, 496, 420, 524, 1388, 496, 424, 520, 1388, 500, 420, 552, 1384, 500, 424, 520, 1392, 496, 420, 524, 1388, 496, 424, 520, 1388, 500, 1388, 500, 420, 548, 1392, 496, 420, 524, 1388, 496, 1392, 496, 1392, 496, 1388, 500, 420, 524, 420, 524, 1416, 492, 1396, 496, 420, 520, 420, 524, 424, 520, 420, 524, 1388, 500, 420, 520, 424, 524, 420, 520, 424, 524, 444, 524, 424, 516, 424, 524, 420, 520, 424, 520, 420, 524, 424, 520, 1388, 500, 424, 520, 420, 520, 420, 528, 1388, 524, 424, 516, 424, 524, 420, 524, 416, 524, 424, 520, 420, 524, 424, 524, 416, 524, 1388, 500, 420, 520, 424, 524, 1388, 524, 1388, 496, 1392, 496, 1388, 508, 1380, 500, 1388, 500, 420, 520, 424, 520, 420, 524, 448, 520, 424, 524, 1388, 496, 424, 520, 420, 524, 420, 524, 424, 520, 420, 520, 424, 524, 420, 520, 420, 524, 420, 524, 424, 520, 448, 524, 1388, 496, 424, 520, 420, 524, 424, 520, 420, 524, 420, 520, 424, 520, 424, 524, 416, 524, 420, 524, 1392, 520, 420, 524, 424, 520, 1388, 508, 1384, 492, 1392, 500, 1384, 500, 1388, 496, 424, 524, 424, 544, 420, 524, 1388, 496, 1396, 492, 1392, 500, 1384, 500,
};
uint16_t cooler[] = {
...
};
uint16_t heater[] = {
...
};
uint16_t dry[] = {
...
};
...
 
void AUTO_DRIVE() {
  Serial.println("AUTO");
  len = sizeof(auto_drive) / sizeof(uint16_t);
  irsend.sendRaw(auto_drive, len, freq);
  delay(10);
  irsend.sendRaw(auto_drive, len, freq);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "AUTO");
}
void COOLER() {
  Serial.println("COOLER");
  len = sizeof(cooler) / sizeof(uint16_t);
  irsend.sendRaw(cooler, len, freq);
  delay(10);
  irsend.sendRaw(cooler, len, freq);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "COOLER");
}
void HEATER() {
  Serial.println("HEATER");
  len = sizeof(heater) / sizeof(uint16_t);
  irsend.sendRaw(heater, len, freq);
  delay(10);
  irsend.sendRaw(heater, len, freq);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "HEATER");
}
void DRY() {
  Serial.println("DRY");
  len = sizeof(dry) / sizeof(uint16_t);
  irsend.sendRaw(dry, len, freq);
  delay(10);
  irsend.sendRaw(dry, len, freq);
  delay(2000);
  server.send(200, "text/html", "DRY");
}
...
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("espshaircon")) {
    Serial.println("Error setting up MDNS responder!");
    while (1) {
      delay(1000);
    }
  }
  Serial.println("mDNS responder started");
 
  server.on("/", handleRoot);
  server.on("/AUTO_DRIVE", AUTO_DRIVE);
  server.on("/COOLER", COOLER);
  server.on("/HEATER", HEATER);
  server.on("/DRY", DRY);
  ...
  server.onNotFound(handleNotFound);
 
  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
 
  // Add service to MDNS-SD
  MDNS.addService("http", "tcp", 80);
}
 
void loop() {
  server.handleClient();
}

 ライブラリには、IRremoteESP8266を使わせて頂きました。

 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ESPAIRCON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espshairconとしたのでespshaircon.localでPCブラウザなどからアクセスでき、例えば、espshaircon.local/AUTO_DRIVEにアクセスすると自動モードでエアコンを起動操作できるようになっています。

 スケッチは、前回のテレビリモコン用スケッチをコピペして作りました。

 が、テレビのsendPanasonic()の引数の型は、uint8_tだったのですが、今回、エアコンで使うことになったirsend.sendRaw()の引数は、uint16_tだったため、各所でこの型で宣言、定数であるリモコンで多く使われるという周波数38(kHz)さえ代入しました。

 ただ、htmlFile.read(buf, sizeでつまづき、SPIFFについては、(試してないのでなんですが、たぶん)未解決です。

 それでもブラウザからは操作できているので、とりあえず、よしとしました。

リモコンとしてのESP8266

 ESP8266とリモコン参照。

備考

 エアコン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。

 赤外線LEDを3つ装着して試してみたところ、エアコン側の受光部と水平位置であれば、1m程度離れても、多少の傾きなら下方向からも操作できましたが、あまり角度を付けると操作できませんでした。

 ちなみに赤外線LEDが1つしかない専用リモコンでは、2〜3m離れても、広角でも操作できます。

 テレビなどなら受光部付近に設置しやすいですが、エアコンは、往々にして天井付近にあるので常用するなら赤外線LEDの光線が届くよう工夫して設置する必要があります。

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