esp8266 远程点灯

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概述

ESP8266 作为远程控制器，接入 Home Assistant，实现从 Home Assistant 远程控制开关 LED 灯。这篇文章介绍了使用 ESPHome 从配置文件生成 ESP8266 固件，然后使用乐鑫官方提供的烧录工具烧录固件到板卡，最后将ESP8266 接入到 Home Assistant 进行开关灯控制。

远程控制原理

在局域网中搭建 Home Assistant 和 ESPHome 服务，ESP8266 设备烧录固件后通过 wifi 接入网络，自动识别添加到 Home Assistant。

核心组件与概念

ESP8266

ESP8266 官方介绍: https://www.espressif.com.cn/zh-hans/products/socs/esp8266

ESP8266 是 乐鑫信息科技公司 开发的一款 wifi 模块，具有低功耗、高集成度的 wifi 芯片，内封了 8 Mbit 的 Flash，集成了低功耗的 32 位 MCU，带有 16 位精简模式，主频支持 80 MHz 和 160 Mhz，支持 RTOS，支持标准 IEEE802.11 b/g/n 协议，完整的 TCP/IP 协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

固件烧录工具

乐鑫官网提供的模组固件烧录工具，支持乐鑫所有芯片模组的固件烧录。

Flash 下载工具用户指南：https://docs.espressif.com/projects/esp-test-tools/zh_CN/latest/esp8266/production_stage/tools/flash_download_tool.html

ESPHome

ESPHome: https://esphome.io/

ESPHome 是一个开源的固件框架，可用于配置和管理基于 ESP8266 、ESP32、RP2040 等微控制器的智能家居设备。它通过简单的 YAML 配置文件来简化设备的设置和集成过程，使得用户无需编写复杂的代码即可实现设备的自定义和控制。支持接入Home Assistant、GoogleHome 等智能家居平台，提供自动发现功能。

Home Assistant

Home Assistant: https://www.home-assistant.io/

Home Assistant（简称 HA）是一款开源的智能家居自动化平台，专注于本地化控制、隐私保护和多设备兼容性。它允许用户将不同品牌的智能设备整合到一个统一的系统中，并通过自动化规则实现设备联动。

Docker

Docker: https://www.docker.com/

Docker 是一个开源的容器化平台，用于开发、部署和运行应用程序。它允许开发者将应用及其依赖打包成轻量级、可移植的容器，确保应用在不同环境中一致运行。

实现流程

基础环境

这次测试用到了 3 台主机，一台 Windows 主机用于访问和操作 Home Assistant 与 ESPHome 界面，同时用于连接 ESP8266 开发板进行固件烧录。一台 Linux 小主机安装了 docker 与 docker-compose 用于运行 ESPHome。第三个设备是退休的玩客云，刷了 armbian 系统，安装 Home Assistant。

主机1 主机2 主机3
操作系统 Windows 10 Ubuntu 24.04 armbian 12
内存 16G 4G 1G
硬盘 1T 64G 8G
docker版本 无 28.1.1 28.1.1
docker-compose版本 无 v2.33.1 无
IP - 192.168.2.202 192.168.2.243

ESPHome 环境准备

由于我的 Home Assistant 是用 docker 安装的，容器版的 Home Assistant 不支持扩展功能，无法直接在扩展中安装 ESPHome，因此使用 docker 在 Linux 小主机上单独安装 ESPHome。

官方的安装指导：https://esphome.io/guides/getting_started_command_line/

由于国内访问 docker 仓库网络受阻，通过 github 从 docker 官方仓库下载了 ESPHome 的镜像 esphome/esphome，版本是 stable ，上传到 linux 小主机，执行指令 docker load -i esphome_esphome_stable-amd64.tar.gz 加载镜像。

创建文件路径，包括存放 docker-compose 配置文件目录、esphome 配置目录：

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mkdir -p docker-compose/esphome
cd docker-compose/esphome
mkdir config

编辑 docker-compose 配置文件，vim esphome.yml ，内容如下：

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version: '3'
services:
  esphome:
    image: esphome/esphome:stable
    privileged: true
    volumes:
      - /data/esphome/config:/config
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
    privileged: true
    network_mode: host
    environment:
      - USERNAME=admin
      - PASSWORD=123456
    restart: unless-stopped

运行 ESPHome 容器：

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docker-compose -f esphome.yml up -d

运行成功后，打开浏览器，访问主机的 6052 端口验证是否成功启动，我的访问地址是：http://192.168.2.202:6052 ，登录用户名密码是 decker-compse.yml 中设置的，我这里的用户名是 admin，密码是 123456。

推荐使用最新版本的谷歌浏览器或edge浏览器，使用国产360急速浏览器发现设备配置编辑、加密信息页面打开是空白的。

使用 ESPHome 生成 ESP8266 固件

进入到eshome页面，点击页面中 + NEW DEVICE 按钮，添加新设备，弹框提示需要通过usb将设备接入电脑，我们点击继续 CONTINUE 按钮。

页面弹框提示需要输入设备名称、网络名称和密码，我这里设定设备名称为 test-001，网络名称为我家的WiFi名称，密码为WiFi密码。点击 NEXT 。

页面弹框显示需要选择设备类型，这里点击选项 ESP8266。

页面弹框显示配置已创建，并显示了一个秘钥，把这个秘钥复制保存下来，点击 INSTALL 按钮。

页面提示选择安装配置到设备的方式，这里是第一次安装，需要选择 Manual download，即手动下载安装。

页面弹出编译固件界面，这里需要从网络下载需要的包，并完成固件编译，编译完成后触发浏览器下载文档到本地。

烧录固件到 ESP8266 开发板

将 ESP8266 设备连接到电脑上，我这里是连接在串口3上。

打开从乐鑫官网下载的固件烧录程序，弹框提示选择烧录固件的芯片类型，Chip Type 选择 ESP8266 ，WorkMode 选择 Develop ，点击 OK 进入烧录界面。

选择下载的固件文件，地址填 0x00，COM 端口选择ESP8266 连接的串口 COM3，点击 START 开始烧录。

等待一会，烧录完成后界面显示 FINISH完成 。按一下板卡上的 RST 按钮，或断电重连。

添加设备到HomeAssistant

登录到 HomeAssistant 页面，发现有新的通知，点击查看。

HomeAssistant通知提示在网络中发现新的设备，我们点击 Check it out ，进入设备配置页面。

在HomeAssistant的设备配置页面中有一个标记为 已发现 的设备，点击 配置 按钮，提示是否要添加到 HomeAssistant，点击 提交。

弹框提示需要输入设备加密秘钥，我们将上一步获取到的设备秘钥填入，点击 提交 ，这样设备就被添加到了 HomeAssistant 中。

添加控制LED的配置

登录到 esphome 页面，页面中显示了添加的设备，且设备显示状态为在线 ONLINE ，点击 EDIT 按钮编辑设备配置。

在配置编辑页面中添加如下配置，点击 SAVE 按钮或按 Ctrl+S 快捷键保存配置，点击 INSTALL 按钮安装到设备。

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switch:
  - platform: gpio
    pin: GPIO02
    name: "LED BUILTIN"

弹框提示选择安装配置的方式，点击 Wirelessly 无线安装。

设备已经通过无线方式注册到 esphome 中了，所以可以使用 ota 方式进行升级。

等待编译完成，完成后 esphome 会通过WiFi将固件包传给ESP8266，并完成安装。

验证远程控制点灯

等待esphome将修改后的配置安装到设备后，设备会自动重启，不需要再手动按 RST按键。

登录 HomeAssistant 页面，在概览页面找到添加的设备，发现开关按钮和状态显示，点击开关按钮，查看ESP8266板卡上的LED，发现通过HomeAssistant页面上的按钮可以控制板载LED灯的亮和灭。

但是这里有个问题，HomeAssistant页面显示的开关状态和灯的状态是相反的，即页面显示是关，ESP8266上的灯是亮的。原因是我们使用ESP8266的2号引脚控制板载LED，这个引脚为高电平时LED灯熄灭，这个引脚为低电平时LED灯点亮。

优化配置

esphome 的开关提供了状态逆转配置项 inverted ，添加这个配置项并将其设置为 true ，重新安装到设备，发现开关控制状态和板载LED灯状态一致。

完整配置内容如下：

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esphome:
  name: test-001
  friendly_name: test_001

esp8266:
  board: esp01_1m

# Enable logging
logger:

# Enable Home Assistant API
api:
  encryption:
    key: "iWlG3sG+FXXhp+9xPFR8IpCxPvQW+gweZ47ijvjZRR0="

ota:
  - platform: esphome
    password: "9c546b72baa8ca4b339253548fd7c839"

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

  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Test-001 Fallback Hotspot"
    password: "QLlqZI6DKXSD"

captive_portal:
switch:
  - platform: gpio
    pin: GPIO02
    name: "LED BUILTIN"
    inverted: True

总结

这篇文章中涉及到的知识点包括：

  • 使用 Docker 运行 ESPHome 容器，将 ESPHome 接入到 Home Assistant。
  • 使用 ESPHome 生成 ESP8266 开发板固件，修改 ESPHome 的配置脚本，添加控制板载 LED 的控制开关配置。更多的配置选项可参考 esphome 官方文档。
  • 使用乐鑫官方Flash烧录工具给 ESP8266 烧录固件，操作方式可扩展到 ESP32 开发板。