Nachdem ich mir eine hübsche RGB-LED Leiste mit einem ESP32 zusammengebaut habe und diverse Arduino-Sketche mit allen möglichen Lichteffekten zusammen kopiert habe, entstand nach einiger Zeit doch der Wunsch, die LED-Leiste als Hue-Lampe ansprechen zu können.Der Vorteil ist eine einheitliche Bedienung über die Hue-App, sowie die Möglichkeit alle Lichter auf einen Schlag auszuschalten.
Wie funktioniert das?
Um eine LED-Leiste als Hue-Lampe ansprechen zu können, muss zunächst eine virtuelle Hue-bridge auf einem Host (z.B. als Docker Container) installiert werden. Diese emulierte Hue-bridge gibt sich gegenüber dem LAN und somit auch gegenüber der Hue-App als originale Bridge aus. Auf der anderen Seite ist sie aber in der Lage auch andere (nicht-Hue-)Lampen einzubinden. Ich habe ein paar verschiedener solcher Hue-Emulationen gefunden, aber am besten und flexibelsten ist meiner Meinung nach “diyHue”, zu finden auf GitHub (https://github.com/diyhue/diyHue). Man muss aber sagen, dass die Dokumentation ziemlich schlecht ist. Ich habe die Schritte zur Installation und Konfiguration deshalb hier zusammen gestellt: diyHue bridge emulation installieren
Das schöne ist aber, dass man die LED-Leiste in beliebig viele “virtuelle” Hue-Lampen aufteilen kann, die alle einzeln über die Hue-App wie klassische Hue-Lampen steuerbar sind. Dabei kann man angeben, wie viele “Pixel” (=Leds) jede Lampe “breit” sein soll und wie viele Pixel zwischen den Lampen “frei” bleiben sollen.
LED-Leiste vorbereiten
Hier gehe ich jetzt nicht auf die Hardwareseite ein, das würde zu weit führen. Es gibt viele Tutorials im Netz, wie man eine RGB-Led-Leiste an einen Arduino-kompatiblen Microcontroller anschließt und verkabelt. Ich habe mich für SK9822-Leds entschieden, das sind billige Clone der APA102, die aus einzeln steuerbaren RGB-Leds bestehen. Als Controller verwende ich ein ESP32-Dev-Board von Espressif, weil es leistungsfähig ist (240 MHz, 4 MB Flash) und mit Bluetooth und Wifi alles mitbringen, was man braucht.
Zum Programmieren habe ich die Arduino-IDE verwendet. Ein Beispiel-Sketch ist unter https://github.com/linuzer/Arduino-HueAPI zu finden.
Natürlich müssen ein paar Dinge an die entsprechenden Gegebenheiten angepasst werden:
| NUM_LEDS | Gesamtzahl der physikalischen LEDs in der Leiste |
| DATA_PIN CLOCK_PIN |
Arduino-Pins, an denen die LEDs angeschlossen sind |
| COLOR_ORDER LED_TYPE |
Reihenfolder der Farben. In der Doku der LEDs nachsehen |
| HUE_(…) | Der interessanteste Teil, konfiguriert die Anzahl und Größe der einzelnen virtuellen Hue-Lampen. |
| useDhcp | selbstredend. Wenn True, dann muss keine IP-Adresse konfiguriert werden. |
| ConnectMQTT() | Hier müssen IP, Port und Topic, sowie Client-Name angepasst werden. |
| class HueApi | Hier wird die Kommunikation mit der diyHue gekapselt, sowie Hue-spezifische Routinen abgelegt. |
| StateGet() StatePut() |
Hier passiert die eigentliche Kommunikation mit der diyHue. |
| Detect() | Diese Methode produziert die richtige Antwort auf die Suchanfrage der diyHue, sodass die LED-Leiste als Hup-Lampe gefunden werden kann. |
Am Ende den Sketch einfach per USB-Kabel auf den ESP flashen. Ist das erfolgreich geschehen, sucht man mit dem Handy nach dem unverschlüsseltem WLAN des ESP und verbindet sich. Die SSID sollte die sein, die man mit HUE_Name festgelegt hat.
Sodann kann man unter http://192.168.4.1 auf die Lampe zugreifen und das eigentliche WLAN konfigurieren. Nach einem Neustart, sollte die Lampe im WLAN auftauchen.
Am besten testet man jetzt auch gleich das Arduino OTA-Update (Over-the-air Flashing). Wenn das auch funktioniert, kann man den ESP an seinem endgültigen Bestimmungsort verbauen.
LED-Leiste als Hue-Lampe ansprechen
Wenn bis hierhin alles geklappt hat, öffnet man die Hue-App auf dem Handy und sucht nach einer neuen Bridge. Eventuell muss man die IP-Adresse der diyHue bridge manuell eingeben. Ist die App mit der diyHue verbunden, sucht man nach neuen Lampen. Es kann einen Moment dauern (der sogar länger als der Timeout der App-Suche sein kann) und dann sollte die App eine (oder mehrere) neue Hue-Lampen vermelden. Diese kann man jetzt in gewohnter Art und Weise konfigurieren, sie Räumen, Szenen und Gruppen zuordnen, umbenennen, etc. … und natürlich steuern.
An dieser Stelle ist man dann am Ziel. Jetzt kann man die selbstgebaute LED-Leiste als Hue-Lampe ansprechen. Jede virtuelle Hue-Lampe ist einzeln in der App zu sehen und kann entsprechend gesteuert werden.
Troubleshooting / Debugging
Bei Arduino Compiler-Fehlern genau lesen und alle Fehler beheben. Dabei immer mit dem obersten (!) Fehlern beginnen, der Rest können (verwirrende) Folgefehler sein. Am Anfang ist es wahrscheinlich, dass noch benötigte Bibliotheken nicht installiert sind (z.B. die ArduinoJson v6).
Die Funktionen zum Laden und Wiederherstellen der gespeicherten Settings sind bewußt auskommentiert (in Setup() ), weil sie am Anfang Probleme machen können, wenn es noch keine gespeicherte Konfiguration auf dem ESP gibt.
Wenn das Flashen geklappt hat, die Lampe aber nicht gefunden wird, dann mit dem Arduino Serial-Monitor (nur per USB-Kabel möglich) prüfen, ob es Fehlermeldungen gibt. Allerdings muss man echt Geduld haben, die Lampen tauchen häufig erste nach (viel-)maligem suchen in der App auf. Hintergrund ist, die diyHue sucht alle IP-Adressen im Netz ab und schaut, ob eine Lampe antwortet. Dabei ist das Zeitfenster pro IP-Adresse sehr klein… für einen ESP, der im WLAN hängt u.U. zu klein, sodass er nicht beim ersten Ping gefunden wird.
Sobald das Wifi konfiguriert ist, am Router prüfen, welche IP-Adresse vergeben wurde.
Per Serial-Monitor prüfen, ob die Lampe sich am MQTT-Broker anmelden konnte. Falls ja, ist man einen großen Schritt weiter: Ab jetzt kann man sich die wichtigsten Log-Meldungen auch per MQTT-Client auf dem Topic “iot/ledcontroller/log” abholen. Damit ist auch ein remote Debugging per WLAN möglich.
Jetzt kann man auch zu Debug-Zwecken weitere Log()-Kommandos in den Arduino-Code einbauen, um sich per MQTT über den Status informieren zu lassen.
Zur weiteren Fehleranalyse empfiehlt es sich den Debug-Modus auf der diyHue einzuschalten und mit tail -f ...log | grep "z.b. IP-Adresse" nach relevanten messages filtern zu lassen. Details hierzu siehe meinen Artikel, oder die offizielle Doku. Mit den MQTT-Messages (was die Led-Leiste abschickt) und mit dem diyHue-Log (was dort ankommt und die Bridge damit macht) sollte es dann möglich sein allen Problemen auf die Schliche zu kommen.