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https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

XIAO ESP32S3 を使用して Home Assistant に ESPHome で接続する（すべてのポート対応）

このWikiでは、Seeed Studio XIAO ESP32S3 を ESPHome を介して Home Assistant に接続し、Grove モジュールを XIAO ESP32S3 に接続した後にセンサーデータを送信したりデバイスを制御したりする方法を、ステップバイステップで説明します。それでは始めましょう！

ESPHome と Home Assistant とは？

ESPHome は、ESP ボードの管理をできるだけ簡単にすることを目的としたツールです。YAML 設定ファイルを読み取り、ESP デバイスにインストールするカスタムファームウェアを作成します。ESPHome の設定に追加されたデバイスやセンサーは、自動的に Home Assistant の UI に表示されます。ESPHome を使用すると、データを Home Assistant デバイスに接続して送信することができます。

ハードウェアの準備

このチュートリアルをすべて実行するには、以下のものを準備する必要があります。

Seeed Studio XIAO ESP32S3 Sense	Seeed Studio 拡張ボード	Home Assistant デバイス
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使用するセンサー

• Grove - 温度・湿度センサー (BME680)
  
• Grove - スマート空気質センサー (SGP41)
  
• 6x10 RGB マトリックス for XIAO

ソフトウェアの準備

Home Assistant のインストール

Home Assistant がすでにインストールされ、稼働していることを確認してください。ODYSSEY-X86 SBC に Home Assistant をインストールする手順については、このウィキを参照してください。または、Seeed Mini Router で Home Assistant を使用する詳細な手順については、こちらのリンクを参照してください。

Home Assistant に ESPHome をインストール

ESPHome は Home Assistant アドオンとして利用可能で、アドオンストアから簡単にインストールできます。

• ステップ 1. INSTALL をクリック

• ステップ 2. すべてのオプションを有効にして、START をクリック

ESPHome が正常に読み込まれると、以下のウィンドウが表示されます。

はじめに

すべてのソフトウェアとハードウェアが準備できたら、作業を開始できます。

1. Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense) を ESPHome に追加

• ステップ 1. + NEW DEVICE をクリック

• ステップ 2. CONTINUE をクリック

• ステップ 3. デバイスの名前を入力し、ネットワーク名やパスワードなどの WiFi 認証情報を入力します。その後、NEXT をクリック

• ステップ 4. ESP32-S3 を選択してクリック

• ステップ 5. このボードを手動で設定するため、SKIP をクリック

• ステップ 6. 新しく作成されたボードの下にある EDIT をクリック

• ステップ 7. YAML ファイルが開きます。このファイルを使用してボードのすべての設定を行います。以下のように esp32 の内容を編集してください。

esphome:
  name: esp32s3
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino


# ログの有効化
logger:

# Home Assistant API の有効化
api:

ota:

wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # WiFi 接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット (キャプティブポータル) を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

注意: ここでは、ESP32 用の最新バージョンの Arduino core と PlatformIO の ESP32 サポート を使用しています。

• ステップ 8. SAVE をクリックし、その後 INSTALL をクリック

• ステップ 9. USB Type-C ケーブルの一端を Seeed Studio XIAO ESP32S3 に接続し、もう一端を reRouter CM4 1432 の USB ポートのいずれかに接続します。

• ステップ 10. ESPHome Dashboard を実行しているコンピュータに接続をクリックします。

• ステップ 11. 接続されているポートを選択します。おそらく /dev/ttyACM1 です。なぜなら /dev/ttyACM0 は reRouter CM4 1432 に接続されているからです。

tip

2.4GHz Wi-Fi を使用することをお勧めします。

これで必要なボードパッケージがすべてダウンロードされ、ESPHome ファームウェアが XIAO ESP32S3 にフラッシュされます。フラッシュが成功すると、以下の出力が表示されます。エラーが表示された場合は、XIAO ESP32S3 を再起動するか、BOOT ボタンを押し続けてブートローダーモードに入り、XIAO ESP32S3 を接続してみてください。

• ステップ 12. 上記のウィンドウには接続されたボードからのリアルタイムログが表示されます。STOP をクリックして閉じます。

• ステップ 13. ボードのステータスが ONLINE と表示されている場合、ボードが WiFi に正常に接続されていることを意味します。

tip

これで XIAO ESP32S3 を reRouter CM4 1432 から切断し、USB ケーブルで電源を供給するだけで済みます。これ以降、XIAO ESP32S3 にファームウェアをフラッシュしたい場合は、USB ケーブルで X86 ボードに接続することなく、OTA を使用して簡単に行うことができます。

• 1. 三点アイコン をクリックし、Install をクリックします。

• 2. Wirelessly を選択すると、変更がボードにワイヤレスでプッシュされます。

• ステップ 14. Settings に移動し、Devices & Services を選択します。

• ステップ 15. ESPHome が検出された統合として表示されます。CONFIGURE をクリックします。

• ステップ 16. SUBMIT をクリックします。

• ステップ 17. FINISH をクリックします。

2. Grove モジュールを ESPHome と Home Assistant に接続する

次に、Seeed Studio XIAO ESP32S3 (センス) に Grove モジュールを接続し、センサーデータを表示したり、Home Assistant を使用してデバイスを制御したりします！

開発知識

XIAO 拡張ボード

GroveモジュールをSeeed Studio XIAO ESP32S3で使用するために、Seeed Studio Expansion Base for XIAOを使用し、XIAO ESP32S3を接続します。

その後、基板上のGroveコネクタを使用してGroveモジュールを接続することができます。

ピン定義

以下の図に従って、Grove Shield for Seeed Studio XIAOのGroveコネクタにGroveモジュールを接続する際に適切な内部ピン番号を使用する必要があります。

例えば、D0ポートにGroveモジュールを接続したい場合、ESPHomeでピンをGPIO1として定義する必要があります。詳細はこちらをクリックしてください。

ESPHomeとのGrove互換性リスト

現在、以下のGroveモジュールがESPHomeでサポートされています。

こちらを確認

ここでは、上記の表から6つのGroveモジュールを選択し、それらをESPHomeおよびHome Assistantとどのように接続できるかを説明します。

3. Grove接続とデータ送信

ここでは、いくつかのGroveモジュールを選択し、それらをESPHomeおよびHome Assistantとどのように接続できるかを説明します。

Grove - 温度と湿度センサー (BME680)

設定手順

• ステップ1. Grove - 温度、湿度、圧力、ガスセンサー (BME680)をSeeed Studio Expansion Base for XIAOのI2Cコネクタの1つに接続します。

• ステップ2. 以前に作成したxiao-esp32s3-bme680.yamlファイルを変更し、OTAでXIAO ESP32S3にプッシュします。

# ESPHomeの設定
esphome:
  # ESP32-S3デバイスの名前
  name: esp32s3
  
  # PlatformIOビルドオプション
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

# ESP32の設定
esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant APIを有効化
api:

# OTA更新の設定
ota:

# Wi-Fi設定
wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # Wi-Fi接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット（キャプティブポータル）を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

# キャプティブポータル設定
captive_portal:

# BME680センサー用I2C設定
i2c:
  sda: GPIO5
  scl: GPIO6

# BME680センサー設定
sensor:
  - platform: bme680
    temperature:
      name: "BME680 Temperature"
      oversampling: 16x
    pressure:
      name: "BME680 Pressure"
    humidity:
      name: "BME680 Humidity"
    gas_resistance:
      name: "BME680 Gas Resistance"
    address: 0x76
    update_interval: 60s

BME680コンポーネントについてさらに学ぶことができます。このコンポーネントを使用すると、BME280、BME680、BMP085、BMP280、AHT10、AHT20、AHT21ベースのセンサーを使用できます。ここでは、AHT20がI2Cプロトコルを使用して通信するため、I²Cバスコンポーネントを追加しています。

Dashboardでの可視化

• ステップ1. Home Assistantの概要ページで、3つのドットをクリックし、Edit Dashboardをクリックします。

• ステップ2. + ADD CARDをクリックします。

• ステップ3. By ENTITYを選択し、temperatureと入力して、Temperatureの横にあるチェックボックスを選択します。

• ステップ4. Humidity、Gas Resistance、Pressureについても同様に繰り返します。

• ステップ5. CONTINUEをクリックします。

• ステップ6. ADD TO DASHBOARDをクリックします。

これで、Home Assistantのダッシュボードは以下のようになります。

• ステップ7. センサーデータをゲージとして可視化することもできます。BY CARDの下でGaugeをクリックします。

• ステップ8. ドロップダウンメニューからTemperatureを選択します。

• ステップ9. SAVEをクリックします。

• ステップ 10. 湿度、ガス抵抗、気圧についても同様に繰り返します。

• これでダッシュボードは以下のようになります。

Grove - スマート空気質センサー (SGP41)

• ステップ 1. Grove - スマート空気質センサー (SGP41) を Seeed Studio 拡張ベースの I2C コネクタの1つに接続します。

• ステップ 2. 以前作成した xiao-esp32S3.yaml ファイルを編集し、OTA を使用して XIAO ESP32S3 Sense にプッシュします。

# ESPHome の設定
esphome:
  # ESP32-S3 デバイスの名前
  name: esp32s3
  
  # PlatformIO ビルドオプション
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

# ESP32 の設定
esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant API を有効化
api:

# OTA アップデートの設定
ota:

# Wi-Fi 設定
wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # Wi-Fi 接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット (キャプティブポータル) を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

# キャプティブポータル設定
captive_portal:

# SPI 設定
spi:
  clk_pin: GPIO8
  mosi_pin: GPIO10
  miso_pin: GPIO9

# BME680 センサー用 I2C 設定
i2c:
  sda: GPIO5
  scl: GPIO6
  scan: True
  id: bus_a
  frequency: 1MHz

# SGP4X センサー設定
sensor:
  - platform: sgp4x
    voc:
      id: sgp41_voc
      name: "VOC インデックス"
    nox:
      id: sgp41_nox
      name: "NOx インデックス"

• ステップ 3. 補正付きの例
  補正 (オプション): 補正に使用するセンサーを含むブロックです。設定されていない場合、デフォルト値が使用されます。
  温湿度センサー (BME680) を使用してスマート空気質センサー (SGP41) を補正します。以下は更新された xiao-esp32S3.yaml ファイルです：

# ESPHome の設定
esphome:
  # ESP32-S3 デバイスの名前
  name: esp32s3
  
  # PlatformIO ビルドオプション
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

# ESP32 の設定
esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant API を有効化
api:

# OTA アップデートの設定
ota:

# Wi-Fi 設定
wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # Wi-Fi 接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット (キャプティブポータル) を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

# キャプティブポータル設定
captive_portal:

# SPI 設定
spi:
  clk_pin: GPIO8
  mosi_pin: GPIO10
  miso_pin: GPIO9

# BME680 センサー設定
i2c:
  sda: GPIO5
  scl: GPIO6
  scan: True
  id: bus_a
  frequency: 1MHz

# BME680 センサー設定
sensor:
  - platform: bme680
    temperature:
      id: bme680_temp
      name: "BME680 温度"
      oversampling: 16x
    pressure:
      name: "BME680 気圧"
    humidity:
      id: bme680_hum
      name: "BME680 湿度"
    gas_resistance:
      name: "BME680 ガス抵抗"
    address: 0x76

# SGP4X センサー設定
  - platform: sgp4x
    voc:
      name: "VOC インデックス"
    nox:
      name: "NOx インデックス"
    compensation:
      humidity_source: bme680_hum
      temperature_source: bme680_temp

注意: このセンサーは十分なデータサンプルを収集するのに90サイクルを要し、警告を回避することは現時点ではできません。

ダッシュボード での可視化

以前と同じです。

OV2640 カメラ (XIAO ESP32S3 Sense)

設定手順

• ステップ 1. OV2640 カメラ外部ボードを XIAO ESP32S3 Sense に接続します。

• ステップ 2. 以前作成した xiao-esp32s3-camera.yaml ファイルを編集し、OTA を使用して XIAO ESP32S3 Sense にプッシュします。

# ESPHome の設定
esphome:
  # ESP32-S3 デバイスの名前
  name: esp32s3
  
  # PlatformIO ビルドオプション
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

# ESP32 の設定
esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant API を有効化
api:

# OTA アップデートの設定
ota:

# Wi-Fi 設定
wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # Wi-Fi 接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット (キャプティブポータル) を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

# キャプティブポータル設定
captive_portal:

# ESP32 カメラの設定
esp32_camera:
  id: espcam
  name: My Camera
  external_clock:
    pin: GPIO10
    frequency: 20MHz
  i2c_pins:
    sda: GPIO40
    scl: GPIO39
  data_pins: [GPIO15, GPIO17, GPIO18, GPIO16, GPIO14, GPIO12, GPIO11, GPIO48]
  vsync_pin: GPIO38
  href_pin: GPIO47
  pixel_clock_pin: GPIO13
  resolution: 800x600
  
# ESP32 カメラ Web サーバーの設定
esp32_camera_web_server:
  - port: 8080
    mode: stream
  - port: 8081
    mode: snapshot

注: 詳細についてはこちらをご覧ください。

ダッシュボードでの可視化

• ステップ 1. Home Assistant の概要ページで、3つのドットをクリックし、ダッシュボードを編集をクリックします。

• ステップ 2. + カードを追加をクリックします。

• ステップ 3. エンティティ別を選択し、Cameraを入力してMy Cameraを選択します。

• ステップ 4. ダッシュボードに追加をクリックします。

• ステップ 5. ダッシュボードでウェブストリームを表示すると、アイドルモードになり、1分間に数フレームのみ更新されます。カードをクリックするとアクティブモードに移行し、通常1秒間に1～10フレームの更新速度になります。このチュートリアルでは、更新速度は約1秒間に4フレームです。

音声アシスタント用 PDM マイク

設定構成

• ステップ 1. 以前作成した xiao-esp32s3-microphone.yaml ファイル内で、ファイルを変更し、OTA を使用して XIAO ESP32S3 Sense にプッシュします。

# ESPHomeの設定
esphome:
  name: esp32s3
  platformio_options:
    build_flags: -DBOARD_HAS_PSRAM
    board_build.arduino.memory_type: qio_opi
    board_build.f_flash: 80000000L
    board_build.flash_mode: qio 

# ESP32の設定
esp32:
  board: esp32-s3-devkitc-1
  framework:
    type: arduino

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant APIを有効化
api:

# OTA更新の設定
ota:

# Wi-Fi設定
wifi:
  ssid: "your wifi name"
  password: "your password"

  # Wi-Fi接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット（キャプティブポータル）を有効化
  ap:
    ssid: "Xiao-Esp32s3 Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

# キャプティブポータルの設定
captive_portal:

# ステータスLEDライトの設定
light:
  - platform: status_led
    id: light0
    name: "Voice Assistant State"
    pin:
      number: GPIO21
      inverted: true

# I2Sオーディオの設定
i2s_audio:
  i2s_lrclk_pin: GPIO46 # 注: "useless" とラベル付けされています
  i2s_bclk_pin: GPIO42

# I2Sオーディオを使用したマイクの設定
microphone:
  - platform: i2s_audio
    id: echo_microphone
    i2s_din_pin: GPIO41
    adc_type: external
    pdm: true

# 音声アシスタントの設定
voice_assistant:
  microphone: echo_microphone

# バイナリセンサー（ブートスイッチ）の設定
binary_sensor:    
  - platform: gpio
    pin: 
      number: GPIO2
      mode:
        input: true
        pullup: true
    name: Boot Switch
    internal: true
    on_press:
      - voice_assistant.start:
      - light.turn_off: light0
    on_release:
      - voice_assistant.stop:
      - light.turn_on: light0

注: 詳細についてはこちらをご覧ください。

ダッシュボードでの可視化

• ステップ 1. Home Assistant の概要ページで、3つのドットをクリックし、ダッシュボードを編集をクリックします。

• ステップ 2. + カードを追加をクリックします。

• ステップ 3. エンティティ別を選択し、Esp32S3 Assist in progress、Esp32S3 Assist in progress、Esp32S3 Finished speaking detection、Status、およびvoice assistant stateを選択します。

• ステップ 4. ダッシュボードに追加をクリックします。

• ステップ 5. Seeed Studio Expansion Base for XIAO 上の ボタン(D1) を押すと、esp32s3 上のユーザー定義 LED (GPIO2) が点灯し、音声アシスタントを通じて esphome と対話することができます。

注意: 詳細については、こちらをお読みください。

XIAO 用 6x10 RGB マトリックス

セットアップ構成

• ステップ 1. まず、6x10 RGB マトリックスを XIAO に接続する必要があります。詳細は この Wiki を参照してください。

• ステップ 2. 以下の .yaml 情報をコピーして、OTA を使用して XIAO ESP32S3 にプッシュします。

esphome:
  name: sixtyled
  friendly_name: sixtyled

esp32:
  board: seeed_xiao_esp32s3
  variant: esp32s3
  framework:
    type: arduino
    version: latest
    platform_version: 6.4.0

# ロギングを有効化
logger:

# Home Assistant API を有効化
api:

ota:

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

  # Wi-Fi 接続が失敗した場合のフォールバックホットスポット (キャプティブポータル) を有効化
  ap:
    ssid: "Sixtyled Fallback Hotspot"
    password: "MoLTqZUvHwWI"

captive_portal:
    
light:
  - platform: esp32_rmt_led_strip
    rgb_order: GRB
    pin: GPIO1
    num_leds: 60
    rmt_channel: 0
    chipset: ws2812
    name: "XIAO LEDS"

ダッシュボード での可視化

• ステップ 1. 設定 - デバイスとサービス - ESPHome - sixtyled(設定した名前) のパスを開き、カードをダッシュボードに追加します。

• ステップ 2. Home Assistant の概要ページで、3つのドットをクリックし、ダッシュボード を編集 をクリックします。

• ステップ 3. + カードを追加 をクリックします。

• ステップ 4. エンティティ別 を選択し、xiao と入力して、sixtyled XIAO LEDS の横にある チェックボックス を選択します。

• ステップ 5. 続行 をクリックし、ダッシュボード に追加 をクリックします。

• ステップ 6. その後、「概要」セクションにカードが表示され、XIAO 用 6x10 RGB マトリックスを制御できます。ここで、オン/オフの切り替えや、色や明るさのカスタマイズが可能です。

✨ コントリビュータープロジェクト

• このプロジェクトは Seeed Studio の Contributor Project によってサポートされています。
• Zachary の尽力に感謝します。あなたの成果は こちら で展示されます。
• python の尽力に感謝します。このプロジェクトのソースは こちら で共有されています。

技術サポート & 製品ディスカッション

弊社製品をお選びいただきありがとうございます！お客様の製品体験がスムーズに進むよう、さまざまなサポートを提供しています。異なるニーズや好みに応じた複数のコミュニケーションチャネルをご用意しています。