andrewmitchell-automations/intellipure-esphome
GitHub: andrewmitchell-automations/intellipure-esphome
通过 ESP32 读取空气净化器前面板 LED 状态并模拟物理按键，将仅支持按钮循环的 Intellipure Compact 接入 Home Assistant 实现完整的非侵入式风速控制。
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# Intellipure Compact → Home Assistant 风扇控制
为 **Intellipure Compact
10600-9** 空气净化器从 Home Assistant 添加真实的速度控制 (Off / Low / Med / High / Turbo) —— 无需修改其固件，无需
割断走线，也无需
破坏物理按钮。
该净化器只有一个输入：一个瞬时按钮，循环切换
`Off → Low → Med → High → Turbo → Off`。没有遥控器，没有 app，也没有网络。
带功率监测的智能插座能让你实现一部分功能 —— 它可以切断电源，并且在恢复供电时设备会恢复
之前的速度 —— 但它永远无法**选择**速度，也
永远无法告诉你**设备当前处于哪个速度**。这两点都需要用到按钮和
前面板的 LED。这正是本项目要解决的问题。
运行 [ESPHome](https://esphome.io) 的 ESP32 主要做两件事：
1. **读取前面板的状态 LED**，以了解设备当前所处的速度。
2. **按下按钮**，通过 MOSFET 将开关线短接到地 ——
这与手指按下在电气上是完全相同的。
一切都通过净化器低压 LED 子板上现有的
单个 8 针连接器完成。ESP32 由净化器自身的 5 V
电源轨供电，因此没有任何部件需要露出外壳外。
## 在 Home Assistant 中你能获得的功能
| 实体 | 类型 | 用途 |
|---|---|---|
| `fan.*` | 风扇 | Off / 25 / 50 / 75 / 100 % → Off / Low / Med / High / Turbo |
| `sensor.*_unit_state` | 文本 | 以名称显示当前速度，包括手动按钮按下 |
| `binary_sensor.*_filter_needs_replacement` | 问题 | 锁存 DFS 滤网警告 LED |
| `binary_sensor.*_sense_fault` | 问题 | 如果控制器无法验证其当前操作则触发 |
| `sensor.*_fault_reason` | 文本 | 触发故障的原因 |
| `sensor.*_presses_last_command` | 诊断 | 上次命令所需的按钮按下次数 |
| `sensor.*_adc_{dfs,low,med,high,turbo}` | 诊断 | 原始感测电压 |
物理按钮依然有效，并且 HA 会反映手动做出的更改。
## 工作原理
三个核心想法构成了整个设计。
### 1. LED 即状态，且仅存在两个频段
速度 LED 为共阳极且 **低电平有效**：MCU 通过吸收电流来点亮其中一个 LED，因此一个 **点亮的** LED 电压读数接近 0 V，而未点亮的 LED 电压则位于接近 5 V 的电源轨上。
显而易见的方法 —— 读取三个电平 (点亮 / 变暗 / 熄灭) —— **行不通。** 大约 60 秒后，面板会进入睡眠调光模式，以低占空比对 LED 进行 PWM 调光。取平均值后，一条 *变暗但仍在运行* 的线路读数约为 4.9 V —— 这与 *熄灭* 无法区分。实测结果：
| 状态 | 在连接器处 | 在 ESP 引脚处 (÷2 分压器) |
|---|---|---|
| 点亮 | 0.07 – 0.11 V | ~0.05 V |
| 熄灭 / 空闲 | 4.98 V | ~2.49 V |
| **变暗 (运行中！)** | **4.92 V** | **~2.46 V** |
因此，固件仅分类 **两个频段** —— 点亮与未点亮 —— 使用单一的 1.5 V 阈值，并且两侧各有大约一伏的裕量。
### 2. 锁定高亮状态
由于变暗的线路看起来是熄灭的，因此控制器无法持续读取速度。但它不需要这样做：**每次状态改变都是一次按钮按下，而任何按下都会使 LED 重新亮起约 60 秒。** 因此固件读取清晰的明亮状态，*锁定* 它，并在变暗期间保持该值。没有按下意味着没有改变。
唯一无法区分的是 **真正的熄灭 (关闭)** 和 **运行但变暗** ——
两者都显示没有点亮的 LED。这可以通过可选的智能插座功率读数来解决
(见下文)。*控制* 流程永远不需要它。
### 3. 按下，然后验证
为了达到目标速度，固件按下按钮，重新读取 LED，并再次按下，
直到 LED 显示目标速度 —— 最多允许 10 次按下的预算，否则将触发故障。
这使得几种棘手的情况无需特殊处理即可消失：
- **睡眠怪癖** — 变暗期间的第一次按下只会唤醒面板，而不会
改变速度。循环只会看到没有进展并再次按下。
- **有人在序列中途按下按钮** — 循环每次都会重新读取实际情况，因此
它仍会收敛。
- **循环是一个环** — 从任何地方开始，任何目标最多只需 ≤5 次按下即可达到。
- **关闭状态能被可靠检测到**，因为面板在按下后立即变 *亮*，因此
“没有 LED 点亮”明确意味着 Off (关闭) — 无需读取插座。
```
flowchart TD
A[New target from HA] --> B[Read the LED lines]
B --> C{Matches target?}
C -->|yes| D[Publish state, idle]
C -->|no| E[Pulse the button 100 ms]
E --> F[Wait 600 ms for the LEDs
and the ADC filter to settle] F --> G[Re-read: panel is bright,
so no-LED-lit means Off] G --> C C -->|over 10 presses| H[Stop pressing
raise sense fault] ``` ## 硬件 所有连接都通过 **`J1`** 完成，它是 LED 子板 (`JH09B-PCB-A`) 上现有的一个 8 针接头。其连接到控制板的排线保持插入状态；你需要并联焊接 背面的预镀锡引脚残端。 ``` flowchart LR subgraph purifier["Air purifier (stock)"] PCBB["PCB-B
control board / MCU
untouched"] PCBA["PCB-A
LED + button board"] PCBB <-->|"original ribbon
(stays connected)"| PCBA end subgraph added["Added controller"] DIV["5 × voltage divider
100 kΩ / 100 kΩ"] FET["2N7000 MOSFET
(button driver)"] ESP["ESP32
ESPHome"] DIV --> ESP ESP --> FET end PCBA -->|"J1 pins 4-8
LED lines"| DIV FET -->|"J1 pin 3
button line"| PCBA PCBA -->|"J1 pins 1-2
5 V + GND"| ESP ESP <-->|Wi-Fi| HA["Home Assistant"] ``` 完整的引脚定义、原理图、电路板布局以及分步组装说明位于 **[docs/hardware.md](docs/hardware.md)** 和 **[docs/build-guide.md](docs/build-guide.md)** 中。 ### 物料清单 | 数量 | 零件 | 备注 | |---|---|---| | 1 | ESP32 开发板 | 任何带有空闲 ADC1 引脚的 ESP32；本项目使用的是 DOIT DevKit V1 | | 10 | 100 kΩ 电阻 | ¼ W，用于五个 ÷2 分压器 | | 5 | 0.1 µF 陶瓷电容 | 标有 `104`；平滑 LED PWM | | 1 | 1000 µF 电解电容，≥10 V | 缓冲 ESP 的 Wi-Fi 瞬时电流 | | 1 | 2N7000 N 沟道 MOSFET | 按钮驱动器 | | 1 | 1 kΩ 电阻 | MOSFET 栅极串联电阻 | | 1 | 100 kΩ 电阻 | MOSFET 栅极下拉电阻 (**必需** — 防止幻象按下) | | — | 洞洞板，连接线 (22 AWG 实心线 + 用于分接的细线) | | | — | 带功率监测的智能插座 | *可选*，见下文 | 强烈建议使用带有温度控制的烙铁；这八个分接点是 唯一有些棘手的焊点，如果使用温度不够的烙铁会让焊接变得极其痛苦。 ### 可选的智能插座 如果将净化器插入 **常通型** 带功率监测的智能插座中， 固件将导入其功率读数，以区分 *真正的关闭* 和 *运行但变暗*。如果没有它， 一切仍然可以正常工作 —— 控制器只会在变暗期间保持其最后已知的速度，而不是报告 Off (关闭)。 实测功耗，对校准功率频段很有用： | 速度 | 瓦数 | |---|---| | Off (待机) | 0.35 | | Low | 4.3 | | Med | 11.1 | | High | 25.3 | | Turbo | 65.4 | (官方标称的 9 / 15 / 25 / 61 W 是错误的；请测量你自己的设备。) ## 安装 1. **组装硬件** — [docs/build-guide.md](docs/build-guide.md)。 2. **配置 ESPHome:** cd esphome cp secrets.yaml.example secrets.yaml # 填入 Wi-Fi 并生成密钥 esphome run intellipure.yaml 3. **在 Home Assistant 中接管设备** (Settings → Devices → ESPHome)。 4. *可选:* 添加来自 [home-assistant/automations.example.yaml](home-assistant/automations.example.yaml) 的 watchdog 自动化。 如果你的智能插座的功率传感器有不同的实体 ID，请在 `substitutions:` 块中更改 `power_sensor`。如果你没有插座，请完全移除该传感器。 ## ⚠️ 安全警告 **本项目涉及打开市电供电的电器设备。如果你对在内部操作感到不适，请不要进行。** - 开关电源板 (`JH09B-PCB-C`) 带有 **市电电压，以及一个 拔下插头后仍会保持电荷的 450 V 电容。** 它是真正致命的。绝不要 探测、触摸或修改它。本项目的所有工作都仅限于低压 LED 板。 - 在进行所有焊接和连续性测试时，请 **拔下设备插头**。 - 净化器的低压地线 **未与大地隔离**。不要将其与大地短接。 特别是，**在净化器插电期间，绝对不要从接地的计算机的 USB 端口为 ESP32 供电** —— 在开发期间，这曾触发了浪涌保护器。使用浮地电源 (USB 电池组或双管充电器) 进行台架测试，对于最终的成品构建则使用 净化器自带的 5 V 电源轨。之后通过 OTA 进行刷机。 - 打开设备会使其保修失效。 ## 项目状态 工作正常且已安装。速度控制、状态反馈、滤网警报和故障检测 均已通过硬件验证。 **计划中：** 用于控制器板的 3D 打印外壳 — 见 [enclosure/README.md](enclosure/README.md)。 ## 兼容性 基于 **Intellipure Compact 10600-9** (约 2019 年硬件) 开发，其主板标记为 `JH09B-PCB-A/B/C` 以及 SinOne `SC92F7323M` MCU。该系列中的其他设备可能也使用 类似的单按钮循环，但 **请在你自己的硬件上验证 `J1` 引脚定义** —— 不要盲目相信本文档中的引脚编号。[docs/measurements.md](docs/measurements.md) 解释了如何进行检查。 ## 许可证 MIT — 见 [LICENSE](LICENSE)。
and the ADC filter to settle] F --> G[Re-read: panel is bright,
so no-LED-lit means Off] G --> C C -->|over 10 presses| H[Stop pressing
raise sense fault] ``` ## 硬件 所有连接都通过 **`J1`** 完成，它是 LED 子板 (`JH09B-PCB-A`) 上现有的一个 8 针接头。其连接到控制板的排线保持插入状态；你需要并联焊接 背面的预镀锡引脚残端。 ``` flowchart LR subgraph purifier["Air purifier (stock)"] PCBB["PCB-B
control board / MCU
untouched"] PCBA["PCB-A
LED + button board"] PCBB <-->|"original ribbon
(stays connected)"| PCBA end subgraph added["Added controller"] DIV["5 × voltage divider
100 kΩ / 100 kΩ"] FET["2N7000 MOSFET
(button driver)"] ESP["ESP32
ESPHome"] DIV --> ESP ESP --> FET end PCBA -->|"J1 pins 4-8
LED lines"| DIV FET -->|"J1 pin 3
button line"| PCBA PCBA -->|"J1 pins 1-2
5 V + GND"| ESP ESP <-->|Wi-Fi| HA["Home Assistant"] ``` 完整的引脚定义、原理图、电路板布局以及分步组装说明位于 **[docs/hardware.md](docs/hardware.md)** 和 **[docs/build-guide.md](docs/build-guide.md)** 中。 ### 物料清单 | 数量 | 零件 | 备注 | |---|---|---| | 1 | ESP32 开发板 | 任何带有空闲 ADC1 引脚的 ESP32；本项目使用的是 DOIT DevKit V1 | | 10 | 100 kΩ 电阻 | ¼ W，用于五个 ÷2 分压器 | | 5 | 0.1 µF 陶瓷电容 | 标有 `104`；平滑 LED PWM | | 1 | 1000 µF 电解电容，≥10 V | 缓冲 ESP 的 Wi-Fi 瞬时电流 | | 1 | 2N7000 N 沟道 MOSFET | 按钮驱动器 | | 1 | 1 kΩ 电阻 | MOSFET 栅极串联电阻 | | 1 | 100 kΩ 电阻 | MOSFET 栅极下拉电阻 (**必需** — 防止幻象按下) | | — | 洞洞板，连接线 (22 AWG 实心线 + 用于分接的细线) | | | — | 带功率监测的智能插座 | *可选*，见下文 | 强烈建议使用带有温度控制的烙铁；这八个分接点是 唯一有些棘手的焊点，如果使用温度不够的烙铁会让焊接变得极其痛苦。 ### 可选的智能插座 如果将净化器插入 **常通型** 带功率监测的智能插座中， 固件将导入其功率读数，以区分 *真正的关闭* 和 *运行但变暗*。如果没有它， 一切仍然可以正常工作 —— 控制器只会在变暗期间保持其最后已知的速度，而不是报告 Off (关闭)。 实测功耗，对校准功率频段很有用： | 速度 | 瓦数 | |---|---| | Off (待机) | 0.35 | | Low | 4.3 | | Med | 11.1 | | High | 25.3 | | Turbo | 65.4 | (官方标称的 9 / 15 / 25 / 61 W 是错误的；请测量你自己的设备。) ## 安装 1. **组装硬件** — [docs/build-guide.md](docs/build-guide.md)。 2. **配置 ESPHome:** cd esphome cp secrets.yaml.example secrets.yaml # 填入 Wi-Fi 并生成密钥 esphome run intellipure.yaml 3. **在 Home Assistant 中接管设备** (Settings → Devices → ESPHome)。 4. *可选:* 添加来自 [home-assistant/automations.example.yaml](home-assistant/automations.example.yaml) 的 watchdog 自动化。 如果你的智能插座的功率传感器有不同的实体 ID，请在 `substitutions:` 块中更改 `power_sensor`。如果你没有插座，请完全移除该传感器。 ## ⚠️ 安全警告 **本项目涉及打开市电供电的电器设备。如果你对在内部操作感到不适，请不要进行。** - 开关电源板 (`JH09B-PCB-C`) 带有 **市电电压，以及一个 拔下插头后仍会保持电荷的 450 V 电容。** 它是真正致命的。绝不要 探测、触摸或修改它。本项目的所有工作都仅限于低压 LED 板。 - 在进行所有焊接和连续性测试时，请 **拔下设备插头**。 - 净化器的低压地线 **未与大地隔离**。不要将其与大地短接。 特别是，**在净化器插电期间，绝对不要从接地的计算机的 USB 端口为 ESP32 供电** —— 在开发期间，这曾触发了浪涌保护器。使用浮地电源 (USB 电池组或双管充电器) 进行台架测试，对于最终的成品构建则使用 净化器自带的 5 V 电源轨。之后通过 OTA 进行刷机。 - 打开设备会使其保修失效。 ## 项目状态 工作正常且已安装。速度控制、状态反馈、滤网警报和故障检测 均已通过硬件验证。 **计划中：** 用于控制器板的 3D 打印外壳 — 见 [enclosure/README.md](enclosure/README.md)。 ## 兼容性 基于 **Intellipure Compact 10600-9** (约 2019 年硬件) 开发，其主板标记为 `JH09B-PCB-A/B/C` 以及 SinOne `SC92F7323M` MCU。该系列中的其他设备可能也使用 类似的单按钮循环，但 **请在你自己的硬件上验证 `J1` 引脚定义** —— 不要盲目相信本文档中的引脚编号。[docs/measurements.md](docs/measurements.md) 解释了如何进行检查。 ## 许可证 MIT — 见 [LICENSE](LICENSE)。
标签：ESP32, ESPHome, Home Assistant, 客户端加密, 智能家居, 物联网, 硬件控制, 空气净化器