SwitchBotをM5Stackで制御してレトロフィットな制御を実現する

IoTにおける"制御"は難しい

例えば、弊社オフィスのエアコンをIoT化したいとします。

温度が高いときは自動的にエアコンをOFFに、低いときは自動的にエアコンをONにする簡単なシステムです。この場合、温度は温度センサーを使うことで計測ができます。

一方、エアコンのON/OFFはどのように実現できるでしょうか？ちなみに、弊社のエアコンはこのようなコントローラからしか制御できません。赤外線リモコンもありません。

SwitchBotで「スイッチを押す」を実現する

そんな時に役立つのがSwitchBotです。この製品は粘着テープでスイッチに設置して使います。

スマホアプリからスイッチを押すと...

このようにスイッチを押してくれます。

AlexaやIFTTTとも連携可能なので、これだけで簡単なIoTシステムを実現できます。

SwitchBotをM5Stackで制御する

SwitchBotをオフィスのあらゆるスイッチに設置する場合、1台1台スマホアプリと連携するのは手間です。また、連携できるサービスも限られるので、少々不便です。

そこで、M5Stackを使ってスマホアプリを使わずにSwitchBotを制御してみることにしました。

SwitchBotはBLEで制御できる

SwitchBotとスマホアプリはBLEで通信しています。GithubにPythonのライブラリが公開されているので、これを読んで通信部分の仕様を理解します。

GitHub - OpenWonderLabs/python-host: The python code running on Raspberry Pi or other Linux based boards to control SwitchBot.

The python code running on Raspberry Pi or other Linux based boards to control SwitchBot. - OpenWonderLabs/python-host

github.com

SwitchBotがBLEのAdvertiseをしているのでそれをスキャンして、 CBA20002-224D-11E6-9FB8-0002A5D5C51B というCharacteristicに 570100 というコマンドを書き込むことで制御できるようです。

最終的にM5Stackのプログラムは以下となりました。

#include "BLEDevice.h"
#include "Free_Fonts.h"
#include <M5Stack.h>
 
static BLEUUID serviceUUID("CBA20D00-224D-11E6-9FB8-0002A5D5C51B");
static BLEUUID characteristicUUID("CBA20002-224D-11E6-9FB8-0002A5D5C51B");
 
static BLEAdvertisedDevice* myDevice;
static uint8_t cmdPress[3] = {0x57, 0x01, 0x00};
 
void pressSwitchBot() {
  BLEClient*  pClient  = BLEDevice::createClient();

  M5.Lcd.fillScreen(TFT_RED);
  M5.Lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_RED);
  M5.Lcd.drawString("Connecting...", 160, 120, GFXFF);
  
  pClient->connect(myDevice);

  BLERemoteService* pRemoteService = pClient->getService(serviceUUID);
  if (pRemoteService == nullptr) {
    pClient->disconnect();
    return;
  }
 
  BLERemoteCharacteristic* pCharacteristic = pRemoteService->getCharacteristic(characteristicUUID);
  if (pCharacteristic == nullptr) {
    pClient->disconnect();
    return;
  }
  
  pCharacteristic->writeValue(cmdPress, sizeof(cmdPress), false);

  pClient->disconnect();
  
  M5.Lcd.fillScreen(TFT_BLUE);
  M5.Lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLUE);
  M5.Lcd.drawString("Pressed.", 160, 120, GFXFF);

  delay(2000);

  M5.Lcd.fillScreen(TFT_GREEN);
  M5.Lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_GREEN);
  M5.Lcd.drawString("Push button.", 160, 120, GFXFF);
}
 
class MyAdvertisedDeviceCallbacks: public BLEAdvertisedDeviceCallbacks {
    void onResult(BLEAdvertisedDevice advertisedDevice) {
      if (advertisedDevice.haveServiceUUID() && advertisedDevice.isAdvertisingService(serviceUUID)) {
        BLEDevice::getScan()->stop();
        myDevice = new BLEAdvertisedDevice(advertisedDevice);
      }
    }
};
 
void setup() {
  M5.begin();
  M5.Power.begin();
  M5.Lcd.setTextDatum(MC_DATUM);
  M5.Lcd.setFreeFont(FF44);

  M5.Lcd.fillScreen(TFT_RED);
  M5.Lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_RED);
  M5.Lcd.drawString("Searching...", 160, 120, GFXFF);
  
  BLEDevice::init("");
  BLEScan* pBLEScan = BLEDevice::getScan();
  pBLEScan->setAdvertisedDeviceCallbacks(new MyAdvertisedDeviceCallbacks());
  pBLEScan->setInterval(1349);
  pBLEScan->setWindow(449);
  pBLEScan->setActiveScan(true);
  pBLEScan->start(5, false);

  M5.Lcd.fillScreen(TFT_GREEN);
  M5.Lcd.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_GREEN);
  M5.Lcd.drawString("Push button.", 160, 120, GFXFF);
}
 
void loop() {
  if (myDevice == NULL) {
    return;
  }
  
  M5.update();
  if (M5.BtnA.wasReleased()) {
    pressSwitchBot();
  }
}

SwitchBotをM5Stackから制御

M5StackのAボタン(一番左のボタン)を押してみます。

SwitchBotが動きました！！！

まとめ

M5StackからSwitchBotを制御できたことで、IoTシステムにレトロフィットな制御を簡単に組み込めます。例えばこんな活用方法が想定されます。

• Alexaと連携してオフィスの照明や空調を一斉にON/OFFしたい
• 会議室に人が入退出したタイミングで、照明をON/OFFしたい
• Webアプリやモバイルアプリでスイッチ付きのデバイスをON/OFFしたい

みなさんもぜひお試しください。