Come realizzare una stazione meteorologica HomeKit fai-da-te utilizzando D1 Mini e BME280

La stazione meteorologica intelligente abilitata per HomeKit che costruiremo oggi funziona in modo simile all’Elgato Eve Degree ufficiale, che costa ~€80. Questa è una stazione meteorologica completamente fatta in casa che puoi realizzare per meno di $ 10 e integrarla con l’app Apple Home sui tuoi dispositivi iOS e macOS, come iPhone, iPad e MacBook. Funziona anche con software di domotica intelligente, come Home Assistant.

Cose di cui avrai bisogno

Per costruire questa stazione meteorologica fai-da-te per Apple HomeKit, su cui è riconosciuta come Elgato Eve Degree, avrai bisogno dei seguenti componenti:

• Scheda D1 Mini o NodeMCU (ESP8266).
• Modulo sensore di temperatura, umidità e pressione barometrica BME280
• Display OLED SSD1306 (0,96″ o 1,3″, 128×64) (opzionale)
• Alcuni ponticelli
• Saldatore e stagno
• PC o laptop macOS o Windows
• Cavo USB micro
• Alimentazione USB 5V
• Custodia stampata in 3D (da un disegno su Printables ) per alloggiare i componenti

Eseguire il flash del firmware

Per realizzare questa stazione meteorologica fai da te, utilizzeremo il firmware di HomeKid . Per questo, avrai bisogno di accedere a un sistema macOS o Windows e un cavo micro USB. Le istruzioni per eseguire il flashing del firmware sono le seguenti:

Su macOS

1. Scarica il programma NodeMCU-PyFlasher.dmg (da GitHub ) ed eseguilo sul tuo sistema macOS.
2. Collega la scheda D1 Mini o NodeMCU al tuo computer macOS utilizzando il cavo micro USB, quindi scegli la porta seriale .
3. Fare clic su Sfoglia e scegliere il file main.bin ( GitHub ).
4. In Baud Rate , selezionare 115200 .
5. Selezionare Quad I/O (QIO) .
6. Scegli Cancella Flash e sì, cancella tutti i dati .
7. Infine, fai clic sul pulsante Flash NodeMCU . Dopo un po’ di tempo, il D1 Mini connesso o il NodeMCU lampeggeranno.

Su PC/Laptop Windows

1. Utilizzare il cavo micro USB per collegare la scheda D1 Mini al sistema.
2. Scarica Espressif Flash Download Tools ed estrai la cartella zip.
3. Apri la cartella estratta ed esegui il file flash_download_tool_xx.exe .
4. Scegli ESP8266 in Tipo di chip e fai clic su OK .
5. Fai clic sulle prime tre caselle di controllo e procedi come segue,
   • Digita 0x0000 nel primo campo e fai clic su tre punti per selezionare il file rboot.bin ( download GitHub ).
   • Digita 0x1000 nel secondo campo e seleziona il file blank_config.bin ( download GitHub ).
   • Digita 0x2000 nel terzo campo e seleziona il file main.bin ( GitHub ).
6. Quindi selezionare le seguenti opzioni,
   • Velocità di trasmissione: 115200.
   • Dimensioni flash: 4 MB.
   • Modalità flash: DIO o QIO.
   • Velocità SPI: 40 MHz.
7. Scegli la porta COM a cui è collegata la scheda D1 Mini o NodeMCU. Fare clic su Avvia . Questo inizierà a lampeggiare il firmware sulla scheda D1 Mini o NodeMCU collegata e potrebbe richiedere fino a due minuti per terminare.
   

Una volta che il firmware è stato aggiornato correttamente, è necessario riavviare il dispositivo scollegando l’alimentazione USB e quindi seguendo le istruzioni successive per connettere la scheda alla rete Wi-Fi.

Connettiti alla rete Wi-Fi

Chiudi lo strumento Flash Download e collega il D1 Mini all’alimentatore o al tuo sistema.

• Nel tuo dispositivo iOS, come un iPhone, apri le impostazioni Wi-Fi e connettiti all’AP Wi-Fi HomeKid-XXXX . Usa la password 12345678 .
• Nella finestra di accesso, tocca la tua rete Wi-Fi, quindi digita la password Wi-Fi. Tocca Partecipa . Il dispositivo interromperà l’AP, si disconnetterà dallo smartphone e si connetterà alla rete Wi-Fi utilizzando la password fornita.

Se la password per la rete WLAN è errata, il dispositivo riavvierà l’Access Point (AP) dopo un po’ di tempo. Puoi connetterti nuovamente all’AP e inserire la password corretta.

Collega i componenti

Fare riferimento allo schema seguente per collegare il display OLED BME280 e SSD1306 alla scheda D1 Mini o NodeMCU.

• Collegare il pin D1 al pin SCL di BME280 .
• Collegare il pin D2 al pin SDA di BME280 .
• Collegare il pin D5 al pin SDA del display OLED SSD1306 .
• Collegare il pin D7 al pin SCL del display OLED SSD1306 .
• Collegare il pin 3.3V ai pin VCC e VIN del display OLED BME280 e SSD1306 .
• Collegare il pin G ai pin GND del display OLED BME280 e SSD1306 .

Aggiungere la stazione meteorologica all’app Apple Home (HomeKit)

Collega il cavo micro USB al D1 Mini o al NodeMCU e sul tuo iPhone, iPad o MacBook, apri l’app Home. Quindi segui questi passaggi per aggiungere la stazione meteorologica fai-da-te abilitata per HomeKit come accessorio all’app Casa. La stazione meteorologica che abbiamo realizzato verrà riconosciuta e aggiunta come accessorio non ufficiale. Tuttavia, funzionerà in modo simile a un sensore Elgato Eve Degree ufficiale per Apple HomeKit.

1. Apri l’app Home, tocca l’ icona + e scegli Aggiungi accessorio .
2. Toccare il pulsante Altre azioni… e quindi toccare l’accessorio del sensore di temperatura/umidità rilevato.
3. Tocca Aggiungi comunque e poi inserisci il codice 02182017 . Tocca Continua .
4. Seleziona la posizione o la stanza in cui intendi installare e utilizzare la stazione meteorologica e tocca il pulsante Continua .
5. È possibile modificare o cambiare il nome dell’accessorio della stazione meteorologica fai-da-te. Tocca Continua > Fatto .
6. I valori di temperatura e umidità inizieranno a essere visualizzati sotto il nome della stanza. Puoi toccare l’accessorio in qualsiasi momento per aprire il pannello di controllo e modificare le proprietà del sensore della stazione meteorologica.

Per visualizzare i valori di pressione atmosferica e altitudine, dovrai installare l’app Eve per HomeKit sul tuo dispositivo iOS. Questa app fornisce un’interfaccia utente molto più bella e intuitiva. Si consiglia vivamente di installare l’app per utilizzare questo accessorio HomeKit fai-da-te non ufficiale, proprio come abbiamo aggiunto il sensore di movimento HomeKit fai-da-te Elgato Eve.

Risoluzione dei problemi comuni

Nel caso in cui riscontri uno o più dei seguenti problemi, dovrai ripetere il flash del firmware:

1. L’AP wireless non è visibile o non riesce a trovare l’ AP HomeKid-xxxx nelle impostazioni Wi-Fi.
2. La stazione meteorologica non è visibile nell’app Apple HomeKit.

In tal caso, utilizzare gli strumenti flash per cancellare la scheda D1 Mini o NodeMCU e ripetere il flash della scheda del microcontrollore con il firmware HomeKidd.

La stazione meteorologica domestica più conveniente

Puoi costruire e utilizzare questa conveniente stazione meteorologica abilitata per HomeKit fai-da-te per misurare la temperatura, l’umidità e la pressione barometrica nella posizione corrente o in una stanza. Puoi utilizzare questo sensore per automatizzare ulteriormente altri dispositivi nella tua app Home, come un ventilatore o un’unità HVAC quando la temperatura aumenta o scende a un certo valore. Puoi anche aggiungere e integrare questo sensore in un server Home Assistant e creare più automazioni per la tua casa intelligente.