Creare un campanello smart WiFi rispettoso della privacy basato su ESP32

I principali produttori di soluzioni per la smart home hanno nei loro cataloghi almeno un modello di campanello smart. Si tratta di un dispositivo intelligente che permette di ricevere una notifica sullo smartphone quando qualcuno si trova dinanzi alla porta e vedere di chi si tratta attraverso la videocamera integrata. In questo modo, anche quando non si è a casa o in ufficio, è possibile avere qualche forma di interazione a distanza.

L’irlandese Tristam Riordan ha realizzato un bel progetto di campanello smart WiFi condividendo le istruzioni per la creazione del dispositivo sul suo sito Web. Alla base del funzionamento del campanello smart c’è il noto chip ESP32.

ESP32 è un microcontrollore a basso consumo e a basso costo sviluppato da Espressif Systems. È ampiamente utilizzato per la creazione di dispositivi IoT (Internet delle Cose) grazie alla sua potenza di calcolo, alla connettività WiFi e Bluetooth integrata, e alla sua flessibilità. Per questo motivo, è adatto per una vasta gamma di applicazioni: dalla domotica all’automazione industriale, dai dispositivi portatili alle applicazioni connesse alla rete.

Campanello smart integrabile con Home Assistant ed ESPHome

Home Assistant è una piattaforma di automazione domestica open source che permette agli utenti di creare un ecosistema di dispositivi e servizi connessi in modo intelligente. Il vantaggio è che servendosi di questa soluzione, è possibile svincolarsi dalle varie piattaforme disponibili sul cloud tutelando la propria privacy. Nessun dato viene infatti scambiato con i server gestiti da altri soggetti.

Grazie all’interfaccia utente user friendly di Home Assistant, gli utenti possono integrare una vasta gamma di dispositivi, come luci, termostati, telecamere, sensori, interruttori intelligenti e altro ancora, indipendentemente dal produttore. La piattaforma può comunque essere collegata con assistenti vocali quali Amazon Alexa e Google Assistant.

I meccanismi di automazione basati su automations, scripts e scenes, consentono agli utenti di creare scenari e sequenze di azioni basate su trigger specifici, come orari, eventi o condizioni.

ESPHome, d’altra parte, semplifica la creazione di firmware personalizzati per i dispositivi basati sul microcontrollore ESP32, offrendo un linguaggio di configurazione intuitivo e semplificato. Gli utenti possono definire i dispositivi, i sensori, gli interruttori e altre entità all’interno di un file di configurazione. Una volta creato il firmware e caricato sul microcontroller, il dispositivo diventa pronto per l’integrazione con Home Assistant o altre piattaforme.

Come realizzare il proprio campanello WiFi per la smart home

La realizzazione del campanello smart basato su ESP32 comincia dalla stampa del modello 3D: su Printables si trovano i file .STL pronti da inviare alla stampante. Il consiglio è quello di utilizzare un filamento PETG o ABS in modo tale da rendere impermeabile il dispositivo, con un riempimento pari al 20-30%.

Cardine del progetto è la scheda WiFi Bluetooth ESP32-CAM, un modulo di sviluppo basato sul microcontrollore ESP32 e progettato per l’acquisizione e la trasmissione di immagini e video tramite fotocamera. Si tratta di una scheda è particolarmente popolare per progetti di videosorveglianza, monitoraggio remoto e automazione domestica.

Una delle caratteristiche più interessanti di ESP32-CAM è che il firmware può essere personalizzato per soddisfare le esigenze specifiche del progetto: gli sviluppatori possono appunto utilizzare il framework ESPHome o altri metodi di programmazione per personalizzare il comportamento della scheda.

Configurazione di ESPHome con il firmware personalizzato e automazione con Home Assistant

Nel repository GitHub di Tristan Riordan, si trovano i file di configurazione YAML per Home Assistant ed ESPHome. Tenendo premuto flash/download/io0 e collegando ESP32-CAM al computer tramite un cavo micro USB, è possibile usare Google Chrome per caricare il firmware da usare.

Successivamente, si può creare un’automazione all’interno di Home Assistant per scattare una foto dalla fotocamera installata sul campanello ogniqualvolta qualcuno premere il pulsante. Il secondo file YAML contiene già le istruzioni per definire il comportamento del dispositivo.

Collegamenti elettrici e alimentazione

L’ultimo passaggio consiste nell’effettuazione di alcuni semplici collegamenti elettrici direttamente sulla scheda ESP32-CAM. Per procedere in tal senso, basta seguire lo schema condiviso da Riordan intervenendo solo sulla parte posteriore della ESP32-CAM, quella con il connettore micro USB. Esistono alcune varianti della scheda ESP32-CAM, ciascuna con pinout leggermente diversi. In ogni caso, è bene non dimenticare di inserire il resistore da 10K.

L’anello LED RGB a 8 bit e il pulsante da 19mm 250V 5A si trovano anche su Amazon Italia e sono quindi direttamente acquistabili. Per le viti e gli inserti in ottone, è possibile fare riferimento alla descrizione fornita da Riordan. Per l’alimentazione, al momento viene utilizzato un cavo USB da 10 metri ma l’autore del campanello smart rispettoso della privacy sta lavorando su opzione per aprire le porte all’utilizzo dell’alimentazione 24V AC, approccio sfruttato dalla maggior parte dei dispositivi della stessa categoria.