Automação residencial com ESP8266 e Google Home 11

Nesse post veremos como utilizar o ESP8266 para controlar dispositivos da sua casa utilizando o Google Home. Para isso utilizaremos o serviço de IoT (internet das coisas), Sinric e uma placa de desenvolvimento Wemos D1 mini, baseada no ESP8266. Como exemplo, veremos como fazer uma lâmpada inteligente.

Os dispositivos Google Home são auto-falantes inteligentes que possibilitam o uso do Google Assistente – o mesmo assistente virtual presente nos aparelhos Android. Eles são capazes de integrar diversos serviços de automação residencial, podendo ser comandados utilizando linguagem natural.

O Sinric é uma plataforma online que facilita a comunicação com dispositivos de Automação Residencial. Oferecendo um Aplicativo próprio para o controle dos dispositivos e uma API para comunicação com outras plataformas – que usaremos neste projeto para integrar nosso dispositivo com o google Assistente.

Materiais Necessários

Para montagem desse projeto serão necessários os seguintes materiais:

01 – Placa Wemos D1 Mini Pro Wifi ESP8266
01 – Módulo Relé 5V 4 Canais
01 – Jumpers Fêmea-Fêmea x 40 unidades
01 – Fonte DC Chaveada 5V 3A Micro USB
01 – Cabo micro USB 1 metro

Para outras opções de módulo ESP8266 mais apropriadas para suas necessidades acesse o post “Qual módulo ESP8266 comprar?”.

Montagem do Circuito 

Apenas após a conclusão do projeto realize as conexões do relé com a rede elétrica e a lâmpada. O borne C deve ser conectado a Fase da rede e o borne NO conectado ao retorno dos dispositivos.

Configuração Sinric

Utilizaremos o serviço Sinric para integrar nosso microcontrolador a plataforma do Google. O primeiro passo é criar uma conta no serviço através do site de registro. Então, acesse sua conta para visualizar a página abaixo. Clique primeiro em Generate Keys e depois em Save API Key. Anote a chave da API, ID do Cliente e o Segredo do Cliente. Clique em Add para criar seu primeiro dispositivo.

Escolha um nome para o seu dispositivo e, em Device Type, selecione Switch para criar um interruptor inteligente. Clique em Save para salvar o novo dispositivo.

De volta à tela inicial, procure o seu novo interruptor e anote a ID do Dispositivo.

Configuração Google Home

Munidos dos dados anotados no processo anterior, podemos começar a configurar a integração com o Google Assistant. O primeiro passo é acessar o Google Actions Console e conectar a conta Google que você usa nos dispositivos onde deseja controlar o interruptor inteligente.

Após o login, clique em New Project, dê um nome para o Projeto, selecione o Idioma e País de sua preferência e clique em Create Project.

Na próxima página, selecione Smart Home e clique em Start Building.

Na página seguinte clique em Name your Smart action.

Digite um nome para sua ação, clique em Save e volte para a página anterior.

Em seguida clique em Setup account linking para configurar a integração com o Sinric.

Então, insira a ID do Cliente e o Segredo do Cliente anotados nos campos indicados e digite os seguintes URLs nos campos Authentication URL e Token URL.

Authentication URL: https://google.sinric.com/oauth

Token URL: https://google.sinric.com/token

No campo Configure User digite “user” e clique em Save, depois em Test e por fim em Overview para seguir para a próxima página.

Em Overview, clique em Add Action(s).

No campo Authentication URL, digite https://sinric.com/api/v1/googlehome/event. Clique em Save e depois em Account Linking.

Clique em Test para que o serviço possa ser encontrado no aplicativo Google Home. Agora a aba pode ser fechada e nenhuma configuração adicional será necessária no Console do Google.

Agora, no Aplicativo Google Home no Android ou iOS, vá em Configurações → Compatíveis com o Google e procure pelo serviço [test] nome_da_sua_ação. Após clicar no serviço com o nome criado faça login com seu usuário e senha da Sinric. Feito isso o dispositivo criado no painel da Sinric estará disponível no Aplicativo e poderá ser controlado usando o Google Assistant no celular e dispositivos Google Home.

Configuração da IDE do Arduino para a placa WeMos

As placas baseadas no ESP8266 não estão instaladas nativamente na IDE do Arduino. Acesse o post “Como programar o NodeMCU com IDE Arduino” para instruções em como realizar a instalação. Após seguir os passos do post, na IDE do Arduino, vá em Ferramentas → Placa → LOLIN(WEMOS) D1 mini Lite.

Programa 

Para esse projeto em que utilizaremos o ESP8266 e Google Home, precisamos das seguintes bibliotecas que podem ser instaladas  através do gerenciador de bibliotecas da IDE do Arduino ou dos links abaixo:

• WebSockets
• ArduinoJson

No código abaixo, as seguintes informações devem ser inseridas nos locais indicados: 

• Nome e Senha da sua rede Wifi
• Chave da API e ID do Dispositivo, anotados na configuração do Sinric

#include <Arduino.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WiFiMulti.h>
#include <WebSocketsClient.h>
#include <ArduinoJson.h> 
#include <StreamString.h>

ESP8266WiFiMulti WiFiMulti;
WebSocketsClient webSocket;
WiFiClient client;


//Configurações-----------------------------------------
#define ssid "insira-aqui-o-nome-da-rede-wifi"
#define password "insira-aqui-a-senha-da-rede-wifi"

#define MyApiKey "insira-aqui-a-chave-da-api"

#define DispositivoID "insira-aqui-a-id-do-dispositivo"

#define RelayPin D2 //Pino onde o Relé está conectado
//------------------------------------------------------


#define HEARTBEAT_INTERVAL 300000 // 5 Minutes 

uint64_t heartbeatTimestamp = 0;
bool isConnected = false;

void turnOn(String deviceId);
void turnOff(String deviceId);
void webSocketEvent(WStype_t type, uint8_t * payload, size_t length);

void setup() 
{
  pinMode( RelayPin, OUTPUT);
  
  Serial.begin(115200);
  
  WiFiMulti.addAP(ssid, password);
  Serial.println();
  Serial.print("Conectando a Rede: ");
  Serial.println(ssid);  

  //Espera pela conexão WiFi
  while(WiFiMulti.run() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  if(WiFiMulti.run() == WL_CONNECTED) 
  {
    Serial.println("");
    Serial.println("WiFi Conectado");
    Serial.println("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  }

  //Estabelece conexão com Sinric
  webSocket.begin("iot.sinric.com", 80, "/");
  webSocket.onEvent(webSocketEvent);
  webSocket.setAuthorization("apikey", MyApiKey);
  webSocket.setReconnectInterval(5000);
}

void loop()
{
  webSocket.loop();
  
  if(isConnected) 
  {
      uint64_t now = millis();
      //Mantem a conexão mesmo se houver mudança do IP
      if((now - heartbeatTimestamp) > HEARTBEAT_INTERVAL) 
      {
          heartbeatTimestamp = now;
          webSocket.sendTXT("H");          
      }
  }   
}


void turnOn(String deviceId) 
{
  if (deviceId == DispositivoID)
  {  
    Serial.print("Ligar o dispositivo ID: ");
    Serial.println(deviceId);

    digitalWrite( RelayPin, HIGH);
  } 
}

void turnOff(String deviceId) 
{
    if (deviceId == DispositivoID)
    {  
      Serial.print("Desligar o dispositivo ID: ");
      Serial.println(deviceId);
  
      digitalWrite( RelayPin, LOW);
    } 
}

//Lida com os pedidos recebidos pela Sinric
void webSocketEvent(WStype_t type, uint8_t * payload, size_t length) 
{
  if(type == WStype_TEXT)
  {
      Serial.printf("Comando Recebido: %s\n", payload);
#if ARDUINOJSON_VERSION_MAJOR == 5
      DynamicJsonBuffer jsonBuffer;
      JsonObject& json = jsonBuffer.parseObject((char*)payload);
#endif
#if ARDUINOJSON_VERSION_MAJOR == 6        
      DynamicJsonDocument json(1024);
      deserializeJson(json, (char*) payload);      
#endif        
      String deviceId = json ["deviceId"];     
      String action = json ["action"];
      
      if(action == "action.devices.commands.OnOff")  //Comando para ligar/desligar 
      {
          String value = json ["value"]["on"];
          Serial.println(value); 
          
          if(value == "true") 
              turnOn(deviceId);
          else 
              turnOff(deviceId);
      }
  }
}

Resultado

Apesar do processo inicial ser um pouco complicado, essa solução é customizável e possui custo acessível. Com a configuração inicial feita, você poderá criar novos dispositivos no Sinric e eles aparecerão automaticamente no aplicativo Google Home. Sendo necessário apenas alterar no código a ID do Dispositivo. É possível também controlar mais de uma lâmpada com um módulo ESP8266 e um módulo de relé de múltiplos canais.

Gostou de aprender como Automatizar sua Casa com ESP8266 e Google Home? Deixe um comentário aqui embaixo dizendo o que achou!