ESP32を使って、Amazon EchoのAlexaに、声で照明をつけたり消したり、明るさを調節したりできるか基礎実験をしてみました。「アレクサ、電気をつけて」「アレクサ、電気を消して」みたいなことができるでしょうか。

Espalexa

ESP32をAlexaのデバイスとして利用することができる、とっても便利なEspalexaというライブラリを使います。

ライブラリの追加

[スケッチ]→[ライブラリをインクルード]→[ライブラリを管理]

ライブラリマネージャで、「Espalexa」と検索するとライブラリが表示されるのでインストールします。

サンプルを修正

[ファイル]→[スケッチ例]→[Espalexa]→[EspalexaBasic]のサンプルプログラムをちょっと修正します。

今回は、明るさに応じて光るLEDの数が増えるプログラムに修正し、動作を確認します。

#include <WiFi.h>
#include <Espalexa.h>

// prototypes
boolean connectWifi();

//callback functions
void firstLightChanged(uint8_t brightness);

// Change this!!
const char* ssid = "ssid";
const char* password = "password";

boolean wifiConnected = false;

Espalexa espalexa;

const int LED_1 = 12;
const int LED_2 = 27;
const int LED_3 = 26;
const int LED_4 = 25;
const int LED_5 = 33;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  pinMode(LED_1, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_1, LOW);
  pinMode(LED_2, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_2, LOW);
  pinMode(LED_3, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_3, LOW);
  pinMode(LED_4, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_4, LOW);
  pinMode(LED_5, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_5, LOW);

  
  // Initialise wifi connection
  wifiConnected = connectWifi();
  
  if(wifiConnected){
    
    // Define your devices here. 
    espalexa.addDevice("でんき", firstLightChanged,0); //simplest definition, default state off

    espalexa.begin();
    
  } else
  {
    while (1) {
      Serial.println("Cannot connect to WiFi. Please check data and reset the ESP.");
      delay(2500);
    }
  }
}
 
void loop()
{
   espalexa.loop();
   delay(1);
}

//our callback functions
void firstLightChanged(uint8_t brightness) {
    Serial.print("Device 1 changed to ");
    
    //do what you need to do here
    showLED( brightness );

    //EXAMPLE
    if (brightness) {
      Serial.print("ON, brightness ");
      Serial.print(brightness);
    }
    else  {
      Serial.println("OFF");
    }
}

// connect to wifi – returns true if successful or false if not
boolean connectWifi(){
  boolean state = true;
  int i = 0;
  
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");
  Serial.println("Connecting to WiFi");

  // Wait for connection
  Serial.print("Connecting...");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    if (i > 20){
      state = false; break;
    }
    i++;
  }
  Serial.println("");
  if (state){
    Serial.print("Connected to ");
    Serial.println(ssid);
    Serial.print("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  }
  else {
    Serial.println("Connection failed.");
  }
  return state;
}

void showLED( int value )
{
  if( value == 0 )
  {
      digitalWrite(LED_1, LOW);
      digitalWrite(LED_2, LOW);
      digitalWrite(LED_3, LOW);
      digitalWrite(LED_4, LOW);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      return;
  }
  
  int num = (value-3)/63;
  switch( num ){
    case 0 :
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      digitalWrite(LED_2, LOW);
      digitalWrite(LED_3, LOW);
      digitalWrite(LED_4, LOW);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      break;
            
    case 1 :
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      digitalWrite(LED_2, HIGH);
      digitalWrite(LED_3, LOW);
      digitalWrite(LED_4, LOW);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      break;
            
    case 2 :
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      digitalWrite(LED_2, HIGH);
      digitalWrite(LED_3, HIGH);
      digitalWrite(LED_4, LOW);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      break;
            
    case 3 :
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      digitalWrite(LED_2, HIGH);
      digitalWrite(LED_3, HIGH);
      digitalWrite(LED_4, HIGH);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      break;
            
    case 4 :
      digitalWrite(LED_1, HIGH);
      digitalWrite(LED_2, HIGH);
      digitalWrite(LED_3, HIGH);
      digitalWrite(LED_4, HIGH);
      digitalWrite(LED_5, HIGH);
      break;

    default :
      digitalWrite(LED_1, LOW);
      digitalWrite(LED_2, LOW);
      digitalWrite(LED_3, LOW);
      digitalWrite(LED_4, LOW);
      digitalWrite(LED_5, LOW);
      break;
  }
  return;
}

ESP32とLED

LEDのプラス極をESP32のポート12,27,26,25,33 に接続し、マイナス極をブレッドボードの左側の青いラインに刺します。

青いラインと、ESP32のGNDの間に、抵抗1kΩを接続し、配線は終了です。今回は実験として、LEDの点灯が確認できればよいので、抵抗はまとめて1個だけと回路を簡略化しています。

Arduinoのプログラムを書き込めば、回路側の準備は完了です。

Alexaアプリの設定

デバイスの追加

Alexaのアプリを開き、右上の＋マークをタップします。

一番下までスライドして、「その他」をタップします。

「デバイスを検出」をタップします。

しばらく、周辺にあるデバイスを検索しています。

デバイス名が文字化けしてしまっていますが、ESP32のデバイスが検出されます。

とりあえず、「終了」をタップ。

名称の変更

「照明」が追加されているので、「照明」をタップ。

文字化けしているデバイスをタップ。

右上の歯車マークをタップ。

「名前の編集」をタップ。

「でんき」に変更します。これで設定は全て完了です。今回は「でんき」ですが、呼びたい名称を設定すれば、その名称で照明をつけたり消したりできます。

Alexaに声をかける

点灯と消灯

これで準備は全て完了です。Alexaに話しかけてみましょう。

「アレクサ、電気をつけて」

LEDが点灯します。

「アレクサ、電気を消して」

LEDが消えます。

どうでしょう。声に反応してLEDが点灯したり、消灯したりできました。

明るさを変えてみる

続いて、明るさを変える実験です。

「アレクサ、電気を暗くして」「アレクサ、電気を明るくして」

「暗くして」と言うとLEDの光が一つ減り、「明るくして」と言うとLEDの光が一つ増えます。明るさの調節もできることがわかりました。

実験は大成功

Alexaに声をかけることで、ESP32に接続したLEDをオンオフしたり明るさを調節したりできることがわかりました。

これで、Alexaでコントロールできるオリジナルの照明を作ることができます。

2020.07.19追加　つづきはこちら

追加終わり