EMQX + Tasmota + ESP-Relay：DIY无线夜视补光灯的自动化控制链路

前言

自从给小米的摄像头刷上DIY固件后，摄像头也有了MQTT上报功能，还能通过驱动usb网卡来实现有线的稳定网络连接（本来打算水一期这个的但是感觉没必要hhh）。

但有个问题，摄像头放在玻璃后面，当夜间的红外补光灯开启时，会由于玻璃的反射导致摄像头啥也拍不清楚...于是博主直接ban掉了夜视补光灯的功能。

当然，没有红外补光灯的话，晚上摄像头照样也是拍不清晰的。所以，手上刚好有多余的ESP01S、ESP-01S Relay继电器，再买个红外灯，通过MQTT联动的方案，理论上可以很快速搭建起一套DIY的无线夜视补光灯的自动化联动控制链路。

那么，开始吧！

准备

博主在本次使用了如下物料：

硬件类：

ESP-01S
ESP-01S Relay v4.0继电器
25V 470μF电容
5V 红外补光灯
usb烧录器及若干线材、焊锡、电烙铁等

软件类：

macOS (Apple silicon M3)
EMQX 社区版 (Docker)
MQTTX macOS客户端

架构总览

先来一张总体原理图，架构还是比较简单易懂的。

搭建EMQX

博主直接在NAS上搭建了，下面给出docker-compose.yaml。

YAML

1services:
2    emqx-enterprise:
3        container_name: emqx
4        ports:
5            - 1883:1883
6            - 8083:8083
7            - 8084:8084
8            - 8883:8883
9            - 18083:18083
10        image: emqx/emqx-enterprise:6.0.1
11        volumes:
12            - ./data:/opt/emqx/data
13            - ./log:/opt/emqx/log
14        hostname: node1.nas.keke.su
15        environment:
16            - EMQX_NODE_NAME=emqx@node1.nas.keke.su
17        restart: always
18        logging:
19          driver: "json-file"
20          options:
21            max-size: "100m"
22            max-file: "3"

services:
    emqx-enterprise:
        container_name: emqx
        ports:
            - 1883:1883
            - 8083:8083
            - 8084:8084
            - 8883:8883
            - 18083:18083
        image: emqx/emqx-enterprise:6.0.1
        volumes:
            - ./data:/opt/emqx/data
            - ./log:/opt/emqx/log
        hostname: node1.nas.keke.su
        environment:
            - EMQX_NODE_NAME=emqx@node1.nas.keke.su
        restart: always
        logging:
          driver: "json-file"
          options:
            max-size: "100m"
            max-file: "3"

其中node1.nas.keke.su可替换为你自定义喜欢的主机名，用于存储唯一标识，后续不建议更改。

端口方面，18083是EMQX的Web控制台，由于在内网，我们直接用未加密1883的TCP端口来进行MQTT连接（顺带一提，ESP8266不支持MQTT over SSL/TLS）。

然后docker-compose up -d即可。

进入Web控制台，完成安装引导后，在“客户端认证”栏，创建“内置数据库”，然后进入“用户管理”，为摄像头和ESP继电器创建两个账户，再为自己调试创建一个超级用户。

刷入Tasmota固件

这一步是为了给我们的ESP-01S刷入Tasmota固件。

Tasmota是一个很方便的固件（尤其是接入HA时），我们可以很轻松地在Web UI轻松配置我们的ESP设备，并且支持MQTT、HTTP、串口或KNX进行完全的本地控制。

进入https://ota.tasmota.com/tasmota/release/，下载tasmota-CN.bin.gz中文固件。

然后将usb烧录器与ESP-01S连接，3V3接3V3，TX接RX，RX接TX，下拉IO0进入烧录模式，然后通电与电脑usb端口连接，如图。

然后进入https://tasmota.github.io/install/，这个官方提供的Web平台工具只需使用浏览器就可以进行固件刷入，很方便，根本不需要安装烧录工具👍。

选择Tasmota CN，然后点击“CONNECT”，选择你的usb烧录器端口，然后“Erase device”-->“Install”即可。

然后，解除（拔掉）IO0的接地，重新接电，可以在控制台日志中看到Tasmota已经正常运行：

此时，将ESP-01S安装在ESP-01S继电器上，此步骤完成。

配置固件

摄像头上报

本文不详细讲述摄像头的MQTT上报。

在摄像头中配置好MQTT的ip、端口（1883）、刚刚为摄像头创建的用户和密码，以及Topic（这里假设是HT_ke_room/Camera）即可。

Tasmota配置

将连接好ESP-01S的继电器接入5V，手机可以搜索到tasmota-开头的wifi。

连接wifi，进入192.168.4.1的web配置界面，进行wifi配置。

配置完成后，我们与esp继电器即处于同一局域网内。

在路由器查看给esp继电器dhcp的ip地址，进入后台。

进入“设置”--“MQTT设置”，配置好MQTT的ip、端口（1883）、刚刚为esp继电器创建的用户和密码，其他可以不用理会。
进入“设置”--“其他设置”，在“模版”勾选“启用”，参考这个配置，填入{"NAME":"ESP01v4","GPIO":[256,320,0,32,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0],"FLAG":0,"BASE":18}。然后，“启用HTTP API”、“启用MQTT”都勾上，最后保存即可。
回到主菜单，点击“开/关”，此时，继电器的吸合应该可以被正常控制切换。

配置自动化

进入EMQX的Web控制台，进入“规则”--“创建”，根据你的需求创建SQL语句。

博主这边是，摄像头通过MQTT上报HT_ke_room/Camera/night_modeTopic，值为“ON”/“OFF”来上报摄像头是否开启了夜间模式。

而我们，第一步就是先使用SQL语句拿到摄像头上报的值（“ON”/“OFF”）。

SQL

1SELECT payload as night_mode_status FROM "HT_ke_room/Camera/night_mode"

SELECT payload as night_mode_status FROM "HT_ke_room/Camera/night_mode"

我们要实现摄像头上报“ON”，同步开启继电器。所以，我们在“动作输出”中配置“消息重发布”，配置“主题”（其中tasmota_266C36部分每个人可能不一样，可以在EMQX后台找到具体的Topic路径）、“Payload”为刚刚select出来的${night_mode_status}。

保存，即可。

通过MQTTX客户端我们也可以观察到，EMQX规则正常运行，至此，全链路已经跑通。

解决继电器Bug

实战的小伙伴可能已经发现了，在首次给继电器通电的瞬间，继电器会发出「啪啪」两声，那是继电器快速开关的声音。

虽说继电器模组会保持通电状态，所以也只会发生在第一次接上去的时候，不过如果遇到停电复电的状况，那就不有趣了hhhh，而且这件事情对电器本身伤害也是挺大的。

该如何解决呢？

我们参考GitHub的issue，发现已经有很多人发现这个问题并给出了五花八门的解法，包括但不限于：焊接电容法、爆改GPIO法、增加电阻法...

其实这个问题是由于，ESP-01S在通电瞬间，GPIO0被短暂上拉随后又快速降至0V，导致了继电器的瞬间吸合情况。

博主使用了并联电容法，焊接了一个25V 470μF电容在PC817上。原理是，电容使ESP-01S通电瞬间，电流不会经过PC817的Pin1和Pin2，而是优先走向阻抗较低的电容。

根据其他人的实验结果，这个“瞬间”大概只有 0.1 秒。所以我们只需要把电容的充电时间设计得比0.1秒更长，电路就不会出现“瞬间触发”的问题。

根据 RC 时间常数公式： $\tau = R \times C$ ，代入数值： $\tau = 470\ \Omega \times 470\ \mu F \approx 0.2\ \text{秒}$

因为 0.2 秒 > 0.1 秒，所以这个RC组合足够延长充电时间，可以有效避免“瞬间开关”的情况。

结束

至此，一个DIY的无线自动红外监控补光灯系统折腾完成。通过MQTT的订阅发布机制，我们可以很方便地根据需求，在不同的地方扩展布下多个红外补光灯，以达到最佳的摄像头夜视效果！