Xiao ESP32C3 ESPHome 智能恒温器

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本教程将逐步介绍如何制作一个 Xiao ESP32C3 ESPHome 智能恒温器。现在让我们开始吧！

硬件准备

如果您想完整地跟随本教程，您需要准备以下物品。

Seeed Studio XIAO ESP32C3	Seeed Studio 扩展板	Home Assistant 设备例如 Seeed Studio Home assistant Yellow

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Grove 传感器

Grove - 温湿度传感器 Pro (DHT22/AM2302)	Grove - 2通道 SPDT 继电器	Grove - 大电流继电器 5V/10A	Grove - OLED 显示屏 0.96" (SSD1315)	瞬时按钮（任何类型都可以）

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软件准备

安装 Home Assistant

确保您已经安装并运行了 Home Assistant。这里有多个介绍如何将 Home Assistant 刷入产品的 wiki。我使用的是由 Raspberry Pi CM4 供电的 Home Assistant Yellow，所以我可以直接使用官方方法将操作系统刷入 Home Assistant Yellow。

在 Home Assistant 上安装 ESPHome

ESPHome 作为 Home Assistant 插件提供，可以通过插件商店简单安装。

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步骤 1. 点击 INSTALL

步骤 2. 启用所有选项并点击 START

如果 ESPHome 成功加载，您将看到以下窗口

开始使用

一旦所有软件和硬件都准备就绪，我们现在就可以开始了。

1. 将 Seeed Studio XIAO ESP32C3 添加到 ESPHome

步骤 1. 点击 + NEW DEVICE

步骤 2. 点击 CONTINUE

步骤 3. 为设备输入名称，并输入 WiFi 凭据，如网络名称和密码。然后点击 NEXT

步骤 4. 选择 ESP32-C3 并点击

步骤 5. 点击 SKIP，因为我们将手动配置此板

2. 创建并上传 YAML 配置

步骤 1. 点击新创建板下的 EDIT

步骤 7. 创建并上传 YAML 配置

下面代码的说明：
- 名称： "thermostat"
- 板配置：
  闪存模式设置为 DIO。
  板指定为"seeed_xiao_esp32c3"，使用 Arduino 框架。
- 启动时操作：
  显示日志消息："Booting thermostat."
  关闭三个继电器：加热、制冷和风扇。
  延迟 500 毫秒。
  执行名为"boot_beep"的脚本。
- 脚本配置：
  启动蜂鸣脚本：
  打开蜂鸣器，设置其频率以产生蜂鸣声，并在 300 毫秒后关闭。
- API 和 OTA 配置：
  API：
  指定加密密钥。
  OTA：
  为无线更新设置密码为"13371337"。
- 蜂鸣器输出：
  使用 LEDC 平台配置，引脚为 5。
- WiFi 配置：
  指定连接到 Wi-Fi 的 SSID 和密码。
  配置后备热点（强制门户），SSID 为"Xiao-Esp32C3"，密码为"13371337"。
I2C 配置：
配置 I2C 通信，SDA 引脚为 6，SCL 引脚为 7。
- 字体配置：
  为显示屏定义两种不同大小的字体。
- 显示屏配置：
  使用 SSD1315 I2C 显示屏，通过 lambda 函数格式化和显示信息。
  显示华氏温度、湿度、Wi-Fi 信号强度和 IP 地址。
- 传感器配置：
  使用 DHT22 传感器读取温度和湿度，更新间隔为 10 秒。
  包含 Wi-Fi 信号传感器，更新间隔为 20 秒。
- 文本传感器配置：
  显示恒温器的 IP 地址和 ESPHome 版本。
- 开关配置：
  为 relay_heat、relay_cooling 和 relay_fan 配置三个 GPIO 开关。
- 二进制传感器配置：
  为循环风扇按钮按压配置二进制传感器。
  按下时，控制气候系统的风扇模式。
- 气候配置：
  使用指定的温度传感器实现恒温器控制。
  定义加热、制冷、风扇模式和空闲的动作。
  设置温度限制、步长和默认预设。
将此内容粘贴到您的 ESPHome 设备配置 yaml 文件中。您也可以在这里下载完整的 .yaml 文件

esphome:
  name: ecostat
  platformio_options:
    board_build.flash_mode: dio
  on_boot:
    priority: 750
    then:
      - logger.log: "启动 EcoStat"
      - delay: 500ms
      - lambda: |-
          id(relay_heat).turn_off();
          id(relay_cooling).turn_off();
          id(relay_fan).turn_off();
          id(ecostat_control_heat).mode = CLIMATE_MODE_OFF;
          id(ecostat_control_cooling).mode = CLIMATE_MODE_OFF;
      - script.execute: boot_beep

esp32:
  board: seeed_xiao_esp32c3
  variant: esp32c3
  framework:
    type: arduino
    platform_version: 5.4.0

#logger:
 # level: VERY_VERBOSE

api:
  encryption:
    key: "YOURKEYHERE"

ota:
  password: "13371337"

script:
- id: boot_beep
  then:
    # 第一个 ^E
    - output.turn_on: buzzer
    - output.ledc.set_frequency:
        id: buzzer
        frequency: 659.25Hz  # E
    - output.set_level:
        id: buzzer
        level: "50%"
    - delay: 150ms
    - output.turn_off: buzzer
    - output.turn_on: buzzer
    - output.ledc.set_frequency:
        id: buzzer
        frequency: 1000Hz
    - output.set_level:
        id: buzzer
        level: "50%"
    - delay: 150ms
    - output.turn_off: buzzer
output:
  - platform: ledc
    pin: 5
    id: buzzer

wifi:
  ssid: YOURWIFINAME
  password: YOURWIFIPASS

  # 如果wifi连接失败，启用备用热点（强制门户）
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32C3 Fallback Hotspot"
    password: "13371337"

i2c:
  sda: 6
  scl: 7
  scan: False

font:
  # gfonts://family[@weight]
  - file: "gfonts://Roboto"
    id: roboto
    size: 20

  - file: "gfonts://Poppins@700"
    id: inter
    size: 10

display:
  - platform: SSD1315_i2c
    id: oled
    model: "SSD1315 128x64"
    address: 0x3C
    lambda: |-
      float temp_celsius = id(temp).state;
      float temp_fahrenheit = (temp_celsius * 9.0 / 5.0) + 32.0;
      char temp_str[6]; // 温度字符串缓冲区
      dtostrf(temp_celsius, 4, 1, temp_str); // 将摄氏度转换为字符串，保留1位小数

      it.print(28, 0, id(inter), id(ip_address).state.c_str());
      it.printf(0, 18, id(roboto), "T: %.1f  ", temp_fahrenheit);
      it.printf(70, 18, id(roboto), "H: %d", int(id(humidity).state));
      it.printf(31, 45, id(inter), "RSSI: %d", int(id(rssi).state));

climate:
  - platform: thermostat
    name: "EcoStat 加热"
    id: ecostat_control_heat
    sensor: temp
    heat_deadband: 2 °F
    heat_overrun: 0
    min_heating_run_time: 60s
    min_heating_off_time: 120s
    min_idle_time: 3min
    visual:
      min_temperature: 60 °F
      max_temperature: 80 °F
      temperature_step:
        current_temperature: 0.1
        target_temperature: 1.0
        target_temperature_low: 65 °F
    heat_action:
      - switch.turn_on: relay_heat
    idle_action:
      - switch.turn_off: relay_heat
    default_preset: Normal
    preset:
      - name: Normal
        default_target_temperature_low: 65 °F


  - platform: thermostat
    name: "EcoStat 制冷"
    id: ecostat_control_cooling
    sensor: temp
    cool_deadband: 2 °F
    cool_overrun: 0
    min_cooling_off_time: 20s
    min_cooling_run_time: 60s
    min_idle_time: 3min
    visual:
      min_temperature: 60 °F
      max_temperature: 80 °F
      temperature_step:
        current_temperature: 0.1
        target_temperature: 1.0
        target_temperature_low: 70 °F
    cool_action:
      - switch.turn_on: relay_cooling
    idle_action:
      - switch.turn_off: relay_cooling
    min_fan_mode_switching_time: 20s
    fan_mode_on_action:
      - switch.turn_on: relay_fan
    fan_mode_off_action:
      - switch.turn_off: relay_fan
    default_preset: Normal
    preset:
      - name: Normal
        default_target_temperature_high: 70 °F

sensor:
  - platform: dht
    pin: 20
    model: DHT22
    update_interval: 10s
    temperature:
      name: "EcoStat 温度"
      id: temp
    humidity:
      name: "EcoStat 湿度"
      id: humidity
  - platform: wifi_signal
    name: "Wi-Fi 信号强度"
    id: rssi
    update_interval: 20s

text_sensor:
  - platform: wifi_info
    ip_address:
      name: "EcoStat IP 地址"
      id: ip_address
  - platform: version
    name: "EcoStat ESPHome 版本"

switch:
  - platform: gpio
    id: relay_heat
    pin:
      number: 10
      mode: OUTPUT
  - platform: gpio
    id: relay_cooling
    pin:
      number: 9
      mode: OUTPUT
  - platform: gpio
    id: relay_fan
    pin:
      number: 21
      mode: OUTPUT

binary_sensor:
  - platform: gpio
    id: tempup
    pin:
      number: 8
      mode: INPUT_PULLUP
    filters:
      - delayed_on: 50ms
      - delayed_off: 50ms
    on_press:
      then:
        - lambda: |-
            if (id(ecostat_control_heat).mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_HEAT) {
              auto current_target_temp = id(ecostat_control_heat).target_temperature_low;
              id(ecostat_control_heat).target_temperature_low = current_target_temp + 0.56;
              auto current_target_temp_high = id(ecostat_control_heat).target_temperature_high;
              id(ecostat_control_heat).target_temperature_high = current_target_temp_high + 0.56;
            } else if (id(ecostat_control_cooling).mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_COOL) {
              auto current_target_temp = id(ecostat_control_cooling).target_temperature_low;
              id(ecostat_control_cooling).target_temperature_low = current_target_temp + 0.56;
              auto current_target_temp_high = id(ecostat_control_cooling).target_temperature_high;
              id(ecostat_control_cooling).target_temperature_high = current_target_temp_high + 0.56;
            }

  - platform: gpio
    id: tempdown
    pin:
      number: 2
      mode: INPUT_PULLUP
    filters:
      - delayed_on: 50ms
      - delayed_off: 50ms
    on_press:
      then:
        - lambda: |-
            if (id(ecostat_control_heat).mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_HEAT) {
              auto current_target_temp = id(ecostat_control_heat).target_temperature_low;
              id(ecostat_control_heat).target_temperature_low = current_target_temp - 0.56;
              auto current_target_temp_high = id(ecostat_control_heat).target_temperature_high;
              id(ecostat_control_heat).target_temperature_high = current_target_temp_high - 0.56;
            } else if (id(ecostat_control_cooling).mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_COOL) {
              auto current_target_temp = id(ecostat_control_cooling).target_temperature_low;
              id(ecostat_control_cooling).target_temperature_low = current_target_temp - 0.56;
              auto current_target_temp_high = id(ecostat_control_cooling).target_temperature_high;
              id(ecostat_control_cooling).target_temperature_high = current_target_temp_high - 0.56;
            }

  - platform: gpio
    id: modeswitch
    pin:
      number: 3
      mode: INPUT_PULLUP
    filters:
      - delayed_on: 50ms
      - delayed_off: 50ms
    on_press:
      then:
        - lambda: |-
            auto current_mode = id(ecostat_control_heat).mode;
            if (current_mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_OFF) {
              id(ecostat_control_heat).mode = esphome::climate::CLIMATE_MODE_HEAT;
            } else if (current_mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_HEAT) {
              id(ecostat_control_heat).mode = esphome::climate::CLIMATE_MODE_COOL;
            } else if (current_mode == esphome::climate::CLIMATE_MODE_COOL) {
              id(ecostat_control_heat).mode = esphome::climate::CLIMATE_MODE_OFF;
            }

  - platform: gpio
    id: momentaryswitch0
    pin:
      number: 4
      mode: INPUT_PULLUP
    filters:
      - delayed_on: 50ms
      - delayed_off: 50ms
    on_press:
      then:
        - if:
            condition:
              switch.is_off: relay_fan
            then:
              - climate.control: 
                  id: ecostat_control_cooling
                  fan_mode: "on"
            else:
              - climate.control: 
                  id: ecostat_control_cooling
                  fan_mode: "off"

3. 组装可选外壳

这里是我在这个项目中使用的外壳的STL文件。

EcoStatV2 ecostatcase

EcoStatV2 ecostatlid

请随意使用或修改它们。如果您个人没有3D打印机，网上有很多服务可以用您想要的任何材料打印这些文件。

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4. 安装组件

步骤1 将所有列出的组件安装到外壳中

使用M2x4和M2x6螺丝，将所有之前列出的组件安装到外壳内相应的位置。
（DHT22传感器只需压入到位即可）。

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步骤2. 将所有传感器和外设连接到前述YAML中相应的引脚

以下是我在连接过程中使用的方法：

DHT22/SSD1315 - 使用JST连接器： 将DHT22和SSD1315的连接器拆焊并翻转到其PCB的另一面，以便正确安装。

两种类型的继电器 - 使用JST/DuPont连接器： 对于继电器，我在一侧使用JST，另一侧使用DuPont连接器连接到扩展板上的GPIO分线头。
电池连接： 我还将一个3.7V锂电池插入扩展板的电池连接器，用作主电源断电时的备用电池。

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步骤3. 将所需样式的瞬时按钮连接到外壳前面的内侧

我通过用一点热熔胶固定按钮来完成这项工作。然后我将导线焊接到瞬时按钮的对角相对引脚上，并在导线的另一端放置DuPont连接器，以连接到扩展板上正确的GPIO分线头。

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步骤4. 将屏幕组装到前盖的后面

将屏幕组装到前盖的后面（用少量热熔胶固定到位）。然后用3个M4x6螺丝将前盖固定到外壳上，如下所示。

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5. 将导线连接到EcoStat上相应的继电器

智能恒温器完成！只需拆除您家中现有的恒温器，并使用下图将正确的导线连接到EcoStat上相应的继电器！

✨ 贡献者项目

此项目由Seeed Studio 贡献者项目支持。
感谢Chris的努力，您的工作将被展示。

技术支持与产品讨论

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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安装 Home Assistant​

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开始使用​

1. 将 Seeed Studio XIAO ESP32C3 添加到 ESPHome​

2. 创建并上传 YAML 配置​

3. 组装可选外壳​

4. 安装组件​

步骤1 将所有列出的组件安装到外壳中​

步骤2. 将所有传感器和外设连接到前述YAML中相应的引脚​

步骤3. 将所需样式的瞬时按钮连接到外壳前面的内侧​

步骤4. 将屏幕组装到前盖的后面​

5. 将导线连接到EcoStat上相应的继电器​

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