ESP32 S3 - Voice-Satellite Pro

(ESP32-S3 WROOM-1-N16-R8) Home Assistant Voice Assistant Pro Version

Meinen Ersatz für den M5AtomEcho gibt es jetzt auch in der Pro Version als Voice Assistant für Home Assistant.

Die Pro Version meines “Voice Assistant“ unterscheidet sich von der Standardausführung durch ein zusätzlich integriertes Radarmodul, einen kleinen physikalischen Button auf der Rückseite und einen vorgeschalteten “CH224K USB-C Schnellladeregler“. Die nötige Pinbelegung für den Anschluss am “ESP 32“ findet sich wie immer als Tabelle in meiner “YAML-Firmware-Datei“

Die Liste der Komponenten ist wie gewohnt sehr einfach und preiswert gehalten.

Ich verwende die üblichen Verdächtigen einen Max98357A als Verstärker und ein INMP441 als Mikrofon. Die LED ist eine Adressierbare WS2812 mit 5 Volt. Für die gestiegenen Anforderung habe ich jetzt einen CH224K USB-C Schnellladeregler als Spannungsverteiler vorgeschaltet. Durch dessen Verwendung könnte man jetzt sogar mehrere LED’s anbinden (Einfach die LED-Anzahl in der YAML erhöhen) oder andere Sensor-Module einbinden.

Und was Preis und Leistung angeht ist dieser Voice Assistant für Home Assistant, gemessen an vergleichbaren Assistenten immer noch deutlich preiswerter und durch den integrierten Präsenzmelder ist er sogar überlegen, da Anbindung & Steuerung nicht über eine zusätzliche Bluetooth oder ZigBee Verbindung erfolgt.

Baukosten ohne den 3D Druck: ca. 35€

Geschätzter Marktwert für den fertigen Voice Assistant: 80-120 Euro

(ESP32-S3 WROOM-1-N16-R8) Home Assistant Voice Assistant Pro Version

My replacement for the M5AtomEcho is now also available in a Pro Version as a Voice Assistant for Home Assistant.

The Pro Version of my „Voice Assistant“ differs from the standard model by including an additional radar module, a small physical button on the back, and a preceding „CH224K USB-C Fast Charge Controller“. As always, the necessary pinout for connecting to the „ESP32“ can be found as a table in my „YAML firmware file.“

The component list is, as usual, kept very simple and inexpensive. I am using the usual suspects: a Max98357A as an amplifier and an INMP441 as a microphone. The LED is an addressable WS2812 operating at 5 volts. To meet the increased demands, I have now installed a CH224K USB-C Fast Charge Controller as a preceding voltage distributor. By using it, you could now even connect multiple LEDs (simply increase the LED count in the YAML) or integrate other sensor modules.

Regarding price and performance, this Voice Assistant for Home Assistant is still significantly less expensive compared to similar assistants, and due to the integrated presence detector, it is even superior, as connection and control do not require an additional Bluetooth or ZigBee link.

Construction costs without the 3D print: approx. €35

Estimated market value for the finished Voice Assistant: €80–120

...hier sind die neuen Komponenten bildlich dargestellt

Die notwendige Anschlussbelegung ist in die YAML-Datei integriert

Das von mir verwendete Radarmodul gibt es in 2 Varianten, keine Sorge, ich habe für beide Versionen ein Gehäuse erstellt. Das HLK-LD2420C ist Rechteckig und mit den üblichen Standard Anschlusspins ausgestattet, wohingegen das HLK-LD2410B eine kleinere längliche Version mit wirklich kleinen Pins oder Lötpunkten ist. Bei der kleinen Version ist der Formfaktor zwar von Vorteil, aber das anschließen, beziehungsweise anlöten, ist nichts für Ungeübte und die Funktionen sind gleich. Es ändert sich nur die Einbaulage im Gehäuse. Beide Radarmodule haben ein integriertes “Bluetooth Modul“, welches ich aber nur für “Hardware Firmware Updates“ nutze. Sämtliche Daten und Einstellungen des “Radar Moduls“ laufen bei mir über die WiFi Verbindung des ESP32-S3. Ich habe mich bewusst gegen die Verwendung von Bluetooth entschieden, denn obwohl Bluetooth, externe “RF-Module“, “ZigBee“ und WiFi eine tolle Sache sind, so funken sie alle im 2,4 Gigahertzbereich und stören sich somit gegenseitig oder verhindern wenigstens eine optimale Nutzung dieser Frequenzen.

Eine weitere Neuerung ist der zusätzliche Taster oder Schalter, der es ermöglicht auf “Wake Word“ zu verzichten oder eine Ausgabe, wie Zum Beispiel den “Timer“, zu unterbrechen. Es handelt sich hierbei um einen kleinen Endschalter bei dem man zwischen den zwei Anschlusszuständen “NC“ und “NO“ beziehungsweise offen oder geschlossen wählen kann.

Den “CH224K USB-C Schnellladeregler“ musste ich aus Sicherheitsgründen zusätzlich einfügen, damit nicht die gesamte Spannungsversorgung der Bauteile durch das “S3 Modul“ geleitet wird. Das ermöglicht nicht nur den sicheren Betrieb und Verzicht auf ein zusätzliches Netzteil, sondern auch die Möglichkeit, bei Bedarf mehr als eine LED zu nutzen.

Ich bin ebenfalls dazu übergegangen, die Kabel durch zwei verschiedene Sorten, mit Steckverbindern, zu ersetzen, um den Zusammenbau und einen späteren Austausch einfacher zu gestalten. Dafür benutze ich nutze ein Paar Verbinder mit zwei Kabeln für die Spannungsversorgung und ein Paar Verbinder mit drei Kabeln, da ich so alles leicht abdecken kann, denn in der Regel sind zum Anschluss der Baugruppen immer 5 Kabel nötig:

Tx, Rx, GPIO, 5V+/3V+ & GND

Um das Kratzen im Lautsprecher beim Booten durch den freischwingenden Max98357A zu eliminieren, verwende ich einfach zwei Wave Dateien bei der Initialisierung und vermeide dadurch sämtliche Störgeräusche. Als Lautsprecher verwende ich einen Aiyima 2,5“, 4 Ohm, 3 Watt, welche ich normalerweise gerne empfehlen würde, aber da meine letzten Lieferungen nur Schrott waren, rate ich eher zu einer Alternative von einem anderen Hersteller.

Wenn man für das Gehäuse den Bambu Slicer verwendet, sollte man unbedingt darauf achten, dass die Option “dünne Wände erkennen“ ausgeschaltet ist. Bei mir hat diese zu deutlichen Fehlern in der Oberfläche im Bereich Mikrofon und LED geführt…

So sieht meine Einbindung in HomeAssistant aus

Ich habe in meinem “Home Assistant“ eine Extraseite für meine Pro VA’s erstellt und bequem zwei Geräte nebeneinander darstellen / überwachen, ohne das es zu eng auf dem Bildschirm wird. Bei dieser Darstellung kann man die Raumbelegung überwachen, ohne dabei auf eine Kamera zurückgreifen zu müssen, was sich besonders für Umkleidekabinen oder ein Schlafzimmer eignet und sich auch über eine Mobile Verbindung gut nutzen lässt. Die Vorlage dazu ist ebenfalls im Download enthalten.