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其實(shí)在兩年前，我就已經(jīng)根據(jù)我派作者 @EstrellaXD 的文章《HomeKit 智能升降桌是怎樣煉成的》，自己搓出來了適合我 HomeKit 升降桌的控制模塊，并試產(chǎn)了幾塊。當(dāng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的功能很簡單，就是通過模擬升降桌控制器模塊的按鍵操作來實(shí)現(xiàn)將升降桌接入 HomeKit，進(jìn)而可以使用 iPhone 和 Siri 來操作。

當(dāng)時(shí)做的小模塊

這個(gè)方案一用就是三年。直到 25 年，我和伴侶搬進(jìn)了 188 平的大豪斯，原本只需要承載我一個(gè)人需求的桌子，需要負(fù)擔(dān)的事情也更多了。比如一起在我的世界養(yǎng)貓吃飯、碼字、縫紉、做開發(fā)、化妝……總之，原本四個(gè)檔位的高度設(shè)定對我來說是綽綽有余，但應(yīng)對兩個(gè)人的需求就不太夠。

于是我又想起了升降桌智能化這事。我想，為什么不能有一個(gè)升降桌能讓我多設(shè)定幾個(gè)高度模式呢，或者可以讓我們直接在手機(jī)或者鍵盤上輸入數(shù)字，然后就自動(dòng)升降到指定高度呢？

一開始，我想著能花點(diǎn)錢解決的事情，就別自己費(fèi)盡心思去搞了。畢竟，前不久才剛做完一個(gè)大手術(shù)，自己沒那個(gè)心力，同時(shí)自己嘗試過開發(fā)硬件之后，便也知道了其中的重重困難。所以，我便在網(wǎng)上搜索「智能升降桌」，想著干脆買張新的好了。

事情當(dāng)然不出意外地——出意外了。（要是沒出意外你們現(xiàn)在也看不到這邊文章了對吧。）在我搜索的過程中發(fā)現(xiàn)，如今很多升降桌的宣傳雖然都加上了「智能」倆字，但某種程度上來講，他們這個(gè)「智能」是基于傳統(tǒng)「不可升降」桌子來定義的，而非智能家居時(shí)代里「能夠接入家居平臺(tái)」。

當(dāng)然，我也很早就知道有品牌做出了支持米家的智能升降桌，但 3000 塊左右的售價(jià)多少讓我有點(diǎn)難堪——這么多錢，都夠我倆去海南自駕旅行一周了。

行吧，既然沒有廠家愿意做，愿意做的我買不起，那就還是只能自己上了。

折騰前的準(zhǔn)備與忠告

這里先給大家一個(gè)重要提醒：請?jiān)谠缟匣蛑形玳_始探索，千萬不要在傍晚開始。因?yàn)槌怂C(jī)和打《文明 6》，這個(gè)點(diǎn)開始探索，你很容易就見到凌晨四點(diǎn)五點(diǎn)六點(diǎn)或者剛剛天亮的城市了。

想要完成這個(gè)項(xiàng)目，你需要準(zhǔn)備一些工具和環(huán)境：

• ESP32 開發(fā)板，我選擇的是 ESP32-C3；

• 面包板和若干杜邦線；

• 若干LED，用來測試電平和查看狀態(tài)等；

• 如果是方案二，還需要準(zhǔn)備紅外測距模塊VL53L0x或VL53L1x；

• 電烙鐵、焊錫、萬用表；

• 一套好用的螺絲刀，用來拆開升降桌控制模塊；

• 一個(gè)USB 轉(zhuǎn) UART 模塊，可能需要用來刷固件或抓取 UART 數(shù)據(jù)；

• 一個(gè)支持第三方加載項(xiàng)的 Home Assistant 環(huán)境（用于安裝 ESPHome）；以及

• 一個(gè)具有探索精神，且懂一些編程基礎(chǔ)的你。

在開始改造之前，得想明白自己要什么。前情里已經(jīng)透露了核心的需求，但我又想著做都做了，不如做個(gè)完整功能的升降桌，把控制模塊上所有的功能都給接入智能化控制好了。因此，現(xiàn)在的目標(biāo)就比較明確：在不換升降桌控制器的前提下，實(shí)現(xiàn)——

• 輸入高度數(shù)值后，升降桌調(diào)整到指定高度；

• 能設(shè)定超過四個(gè)高度模式；

• 將所有升降桌的物理按鍵都變成可用手機(jī)或語音控制的按鈕；

• 接入 Home Assistant，進(jìn)而可以橋接到 HomeKit，或者通過 Matter 接入各種平臺(tái)。

有了目標(biāo)，就可以思考改造的思路了。

過去，我根據(jù) @EstrellaXD 所寫文章而制作的控制模塊里，只是單純模擬了升降桌按下高度檔位的物理按鈕來實(shí)現(xiàn) HomeKit 控制。但要實(shí)現(xiàn)上面的目標(biāo)，最核心的問題就是如何獲取升降桌當(dāng)前的高度，否則后面的功能全都無從談起。

拿到了關(guān)鍵的升降桌高度數(shù)據(jù)之后，還要讓升降桌可以和 Home Assistant 交互：將升降桌數(shù)據(jù)傳入 Home Assistant 實(shí)現(xiàn)展示，并通過 Home Assistant 發(fā)出控制指令來對升降桌高度進(jìn)行操作。

這樣看來，總體的實(shí)現(xiàn)邏輯并不難，只要攻破這兩個(gè)核心難點(diǎn)，問題就被解決了。

方案一：基于 Upsy Desky 的協(xié)議破解

市面上許多升降桌都是通過一根網(wǎng)線來連接升降桌控制盒和控制面板的。如果我們能逆向拿到控制面板和控制盒之間的溝通數(shù)據(jù)，便可以直接在中間接入一個(gè)無線控制模塊，來實(shí)現(xiàn)讀取高度數(shù)據(jù)并接入智能家居平臺(tái)。基于這個(gè)原理，我很快就在摸索的過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)項(xiàng)目：Upsy Desky。

看到這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，我有種「哇原來人家早就在這里等著我了」的感覺，感嘆現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)和開源社區(qū)真是越來越厲害了。我迫不及待地下載了 Upsy Desky 項(xiàng)目提供的源文件，打開了里面的電路圖和 PCB，發(fā)現(xiàn) Upsy Desky 的思路與我是完全一致了。

根據(jù) Upsy Desky 提供的項(xiàng)目介紹文檔和電路圖，我了解到，許多升降桌的控制盒與控制面板都會(huì)通過 UART 協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，只要在中間插入一個(gè)支持 UART 協(xié)議和能夠接入 Home Assistant 的芯片，就能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能。

從電路圖里可以看出，Upsy Desky 的核心就是一塊 ESP32-WROOM-32 芯片。它是樂鑫科技推出的一款通用型 Wi-Fi 和藍(lán)牙模塊。

明白了原理之后，我便開始嘗試將這個(gè)方案應(yīng)用到我的桌子上。我選擇了更新的 ESP32-C3 芯片，因?yàn)樗鼉?nèi)置了 USB 接口，刷寫固件更方便，可以節(jié)省一個(gè) USB 轉(zhuǎn) UART 模塊。

ESPHome 介紹與安裝

給 ESP32 編譯固件用的是 ESPHome。ESPHome 是一個(gè) Home Assistant 的官方加載項(xiàng)，可以讓我們簡單快速地為 ESP 系列芯片創(chuàng)建自定義固件。簡單來說，步驟如下：

1. 在 Home Assistant 里，一鍵安裝官方加載項(xiàng)商店里的 ESPHome；

2. 啟動(dòng)它，新建一個(gè)項(xiàng)目，選擇對應(yīng)的芯片；

3. 將作者提供的 Upsy Desky YAML 代碼復(fù)制進(jìn)去；

4. 修改適配 ESP32-C3 的部分；

5. 將 ESP32-C3 用 USB 連接到 Home Assistant 的運(yùn)行主機(jī)上；

6. 保存，等待 ESPHome 自動(dòng)編譯固件和刷寫。

要在 Home Assistant 里安裝 ESPHome 也很簡單，但前提是你運(yùn)行的 Home Assistant 設(shè)置里有「加載項(xiàng)商店」這個(gè)選項(xiàng)（使用 Home Assistant OS 或 Supervised 安裝方式即可，Docker 版較為復(fù)雜）。進(jìn)入加載項(xiàng)商店里就能看到它，一鍵安裝就行了。

▍Upsy Desky 固件導(dǎo)入及源代碼解讀

在 Upsy Desky 的 GitHub 里，作者已經(jīng)提供了編譯好的 bin 固件和源代碼。如果和作者采用同款硬件，直接刷入他提供的固件即可。但由于我已經(jīng)換了 ESP32-C3 作為主控芯片，就得自己編譯一個(gè)適合 ESP32-C3 的固件。

將 Upsy Desky 的源代碼從 GitHub 下載好之后，里面的firmware文件夾存放的就是固件源碼。先將里面的addons文件夾整個(gè)復(fù)制到 Home Assistant 的config/esphome 文件夾里（可通過 Samba 或 File Editor 插件訪問），然后再將里面的base.yaml也復(fù)制過來。

現(xiàn)在回到 Home Assistant 里刷新一下 ESPHome，就能看到被導(dǎo)入的 Upsy Desky 源碼 YAML 文件了?，F(xiàn)在，我們就可以來修改這里面的代碼，讓它適配 ESP32-C3。

第一步，修改芯片和框架類型：

esp32:   board: esp32-c3-devkitm-1   framework:     type: esp-idf

接著，是定義合適的 GPIO 引腳。這一步至關(guān)重要，直接關(guān)系到后續(xù)能否成功。由于 ESP32-WROOM-32 和 ESP32-C3 的 GPIO 引腳不一致，你需要根據(jù)你購買的開發(fā)板的引腳圖（Pinout Diagram），重新定義要使用的 GPIO 引腳。只要避開圖中標(biāo)記為特殊用途的引腳，一般都可以使用。

請務(wù)必查找你所用開發(fā)板的引腳圖

最后，添加 Wi-Fi 連接信息。建議使用 AP 熱點(diǎn)模式，這樣首次刷機(jī)后可以用手機(jī)連接設(shè)備創(chuàng)建的 Wi-Fi 來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，避免密碼輸錯(cuò)導(dǎo)致無法聯(lián)網(wǎng)。

wifi:   # ... (省略 ssid 和 password) # 開啟通過 ap 熱點(diǎn)設(shè)定 Wi-Fi ap:   ssid: "Upsy-Desky-Setup"   password: "12345678"

當(dāng)所有的代碼修改完成后，將 ESP32-C3 開發(fā)板用 USB 線連接到 Home Assistant 主機(jī)，然后點(diǎn)擊 ESPHome 右上角的 INSTALL，選擇 Plug into the computer running ESPHome...，再找到你連接的 USB 設(shè)備，ESPHome 就會(huì)開始編譯固件并自動(dòng)刷寫了。

Upsy Desky 的局限性

一言以蔽之，Upsy Desky 方案并不支持我的升降桌類型。如果你的桌子恰好在官方兼容列表中，那么可以無痛使用。否則，就需要具備逆向工程的能力去分析和適配你桌子的 UART 數(shù)據(jù)，這對我來說難度過高。

▍方案二：外部傳感器（激光測距）

在方案一卡住后，一次偶然的下廚經(jīng)歷給了我靈感：既然無法從桌子「內(nèi)部」讀取高度，為何不從「外部」直接測量呢？

這便引出了我們的最終方案：在桌板底部安裝一個(gè)激光測距傳感器，測量桌板到地面的實(shí)時(shí)高度。這個(gè)高度數(shù)據(jù)通過 ESP 芯片發(fā)送給 Home Assistant。同時(shí)，ESP 芯片的 GPIO 引腳連接到升降桌的物理按鍵上，通過程序模擬按鍵點(diǎn)擊，從而實(shí)現(xiàn)精確控制。

這個(gè)方案的額外好處是數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。比如我給桌子加裝了輪子后，桌子整體抬高了幾厘米，傳感器能測出真實(shí)高度，而桌子內(nèi)置的高度顯示則不會(huì)改變。

芯片及傳感器選型

芯片我決定繼續(xù)沿用 ESP32-C3。至于距離傳感器，經(jīng)過一番研究，我鎖定了兩款 ToF 紅外距離傳感器：VL53L0x 和它的「進(jìn)階款」 VL53L1x。其中——

• VL53L0x：體積小，價(jià)格便宜，但典型測距范圍只有 1.2 米。

• VL53L1x：體積稍大，價(jià)格更高，但測距范圍可達(dá) 2 米以上，精度和刷新率也更高。

我的升降桌加裝輪子后最高可達(dá) 1.3 米，超出了 VL53L0x 的范圍，因此VL53L1x 是本項(xiàng)目更穩(wěn)妥的選擇。你可以根據(jù)自己升降桌的實(shí)際高度范圍來決定。

還是挺貴的...

成功獲得高度數(shù)據(jù)

拿到傳感器后，需要將它與 ESP32-C3 連接起來。我們使用 I2C 協(xié)議通信，只需在 ESPHome 中定義 SDA 和 SCL 引腳即可：

i2c:   sda: GPIO4   scl: GPIO5   scan: true

注意：VL53L0x 和 VL53L1x 的驅(qū)動(dòng)方式有所不同。前者受 ESPHome 官方支持，后者需要引入第三方庫。

如果你使用VL53L0x，配置如下：

sensor:   - platform: vl53l0x     name: "升降桌高度"     # ... 其他參數(shù)     unit_of_measurement: "m"

如果你使用VL53L1x，則需要先引入第三方驅(qū)動(dòng)，再進(jìn)行配置：

external_components:   - source: github://soldierkam/vl53l1x_sensor     refresh: 1s sensor:   - platform: vl53l1x_sensor     name: "升降桌高度"     id: distance_sensor     unit_of_measurement: "cm"     accuracy_decimals: 1     update_interval: 500ms     # 以下 roi 參數(shù)用于啟用整個(gè)傳感器陣列，讓讀數(shù)更穩(wěn)定，直接復(fù)制即可     distance_mode: MEDIUM     timing_budget: 200ms     roi_center:        x: 8       y: 8     roi_size:        x: 16       y: 16     filters:       - multiply: 100 # 將單位從米轉(zhuǎn)換為厘米       - delta: 0.5    # 僅當(dāng)高度變化超過0.5cm時(shí)才更新，防止讀數(shù)抖動(dòng)

其中，roi_center和roi_size參數(shù)是告訴傳感器啟用全部感光元件進(jìn)行測量，可以得到更準(zhǔn)確、干擾更小的平均值。你可以把它想象成，roi_center定義的是「你向哪里看」，而roi_size定義的是「眼睛睜多大」。

完成這些工作后，傳感器終于成功地將桌面高度實(shí)時(shí)顯示在了 Home Assistant 中。

早期的圖已經(jīng)截不到了，就給個(gè)最近的吧

如何進(jìn)行升降桌控制？

獲取高度后，我們回歸到最簡單可靠的模擬點(diǎn)擊方案。原理是：通過程序控制 ESP32-C3 的 GPIO 接口輸出一個(gè)高電平信號(hào)，來模擬按下升降桌控制面板上的物理按鍵。（注意：要使該方案生效，ESP32-C3 和升降桌控制電路必須共地。）

原理圖，請務(wù)必注意共地連接

搭建測試電路

我們可以先在面包板上搭建測試電路。根據(jù) ESP32-C3 的引腳圖連接硬件，并將傳感器用膠帶臨時(shí)固定在桌底測試。

測試電路，供電直接采用 USB-C 接口

用膠帶固定在桌底用于測試的 VL53L1x

撰寫代碼

有了高度數(shù)據(jù)和模擬按鍵的能力，我們就可以在 ESPHome 中編寫完整的控制邏輯了。以下是核心代碼片段，你可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行修改和擴(kuò)展。

第一部分：基礎(chǔ)定義

# ... (此處省略設(shè)備名稱、Wi-Fi、API等基礎(chǔ)配置) ... # 開發(fā)板類型及框架，這里需要你查看自己的開發(fā)板類型，并根據(jù)商家或數(shù)據(jù)手冊的描述來寫 esp32:   board: airm2m_core_esp32c3 # 示例板型，請?zhí)鎿Q   framework:     type: arduino # 打開 ESP32-C3 的藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)功能 (可選) bluetooth_proxy:   active: true

第二部分：接口定義

# ... (此處省略 i2c 和 external_components 定義) ... # 定義用于模擬按鍵的輸出引腳 output:   - platform: gpio     id: output_up     pin: GPIO2   - platform: gpio     id: output_down     pin: GPIO3   - platform: gpio     id: output_preset1     pin: GPIO6   # ... 根據(jù)需要定義更多

第三部分：核心邏輯 (開關(guān)、傳感器與數(shù)字輸入)

# 定義互鎖的上升/下降開關(guān) switch:   - platform: output     id: switch_up     name: "高度上升"     output: output_up     on_turn_on:       - switch.turn_off: switch_down   - platform: output     id: switch_down     name: "高度下降"     output: output_down     on_turn_on:       - switch.turn_off: switch_up # 定義傳感器，并加入最高/最低安全限位 sensor:   - platform: vl53l1x_sensor     # ... (此處省略傳感器具體參數(shù)) ...     on_value:       then:         # 最高高度安全限制         - if:             condition:               and:                 - switch.is_on: switch_up                 - lambda: 'return x >= 125.0;'             then:               - switch.turn_off: switch_up         # 最低高度安全限制         - if:             condition:               and:                 - switch.is_on: switch_down                 - lambda: 'return x <= 65.0;'             then:               - switch.turn_off: switch_down # 手動(dòng)設(shè)定任意高度的數(shù)字輸入框 number:   - platform: template     name: "設(shè)定高度"     id: target_height     unit_of_measurement: "cm"       min_value: 65.0     max_value: 125.0     step: 0.5     mode: box     optimistic: true     on_value:       then:         # 1. 安全第一：停止當(dāng)前所有馬達(dá)動(dòng)作         - switch.turn_off: switch_up         - switch.turn_off: switch_down         - delay: 200ms         # 2. 判斷是否需要上升         - if:             condition:               lambda: 'return x > id(distance_sensor).state;' # 如果目標(biāo)高度 > 當(dāng)前高度             then:               - switch.turn_on: switch_up               - wait_until:                   condition:                     lambda: 'return id(distance_sensor).state >= x;' # 等待，直到當(dāng)前高度 >= 目標(biāo)高度               - switch.turn_off: switch_up         # 3. 判斷是否需要下降         - if:             condition:               lambda: 'return x < id(distance_sensor).state;' # 如果目標(biāo)高度 < 當(dāng)前高度             then:               - switch.turn_on: switch_down               - wait_until:                   condition:                     lambda: 'return id(distance_sensor).state <= x;' # 等待，直到當(dāng)前高度 <= 目標(biāo)高度               - switch.turn_off: switch_down

至此，整個(gè)程序就近乎完整實(shí)現(xiàn)了我對智能升降桌的需求了。

到了這一步，也宣告著整個(gè)項(xiàng)目的探索階段完工，電路和程序的可行性都已經(jīng)得到驗(yàn)證，可以進(jìn)行總裝了。

接入智能家居平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)智能化

現(xiàn)在，這個(gè)升降桌智能控制模塊在刷入 ESPHome 固件之后，就會(huì)自動(dòng)在 Home Assistant 里被發(fā)現(xiàn)，一鍵接入后就能看到我們之前定義的那些傳感器和開關(guān)實(shí)體。

接入 HomeKit

由于 HomeKit 沒有「升降桌」這個(gè)設(shè)備類型，我們只能通過模擬「開關(guān)」或「插座」的方式來接入。得益于我們代碼中豐富的邏輯，可以將「高度模式選擇」這個(gè) `select` 實(shí)體（完整代碼可在原文找到）橋接到 HomeKit，它會(huì)顯示為一個(gè)排插，每個(gè)插座對應(yīng)一個(gè)高度模式。

當(dāng)然，你把它們拆開顯示也可以

這樣，不僅可以在「家庭」App 中點(diǎn)擊切換模式，還能直接用 Siri 進(jìn)行語音控制。

再給它安排一個(gè)語音精靈吧

我將一個(gè) Aqara 語音伴侶放在桌上，通過其 Matter 信號(hào)同步能力，可以創(chuàng)建自定義語音指令。例如，我說「坐下模式」，Aqara 會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給 Home Assistant，觸發(fā)一個(gè)自動(dòng)化，將桌子調(diào)整到預(yù)設(shè)的坐下高度。

甚至還能用妙控鍵盤

借助 Keyboard Maestro，我將妙控鍵盤上閑置的 F13-F19 按鍵映射為控制升降桌的快捷鍵。按下按鍵時(shí)，執(zhí)行一條 Shell 指令來調(diào)用 Home Assistant 的 API。

curl -X POST -H "Authorization: Bearer [你的Home Assistant token]" \   -H "Content-Type: application/json" \   -d '{"entity_id": "select.desk_mode_selector", "option": "站立模式"}' \   http://[你的HA地址]:8123/api/services/select/select_option

注意，需要先在 Home Assistant 的個(gè)人主頁中生成一個(gè)長期訪問令牌 (Token)。

我知道打錯(cuò)字了......

當(dāng)然，最重要的是自動(dòng)化

有了智能化的升降桌，最終極的玩法是自動(dòng)化。例如，搭配一個(gè)人體和壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)「檢測到久坐一小時(shí)后，自動(dòng)將桌子升到站立高度」，強(qiáng)制自己站坐交替，保護(hù)腰椎。

ESPHome 的坑

到這里，干貨已基本講完。但實(shí)際上，哪怕你完全照著做，也可能會(huì)遇到一些坑，主要集中在 ESPHome 的編譯上。

最常見的問題是開發(fā)板不兼容。在購買 ESP32-C3 開發(fā)板時(shí)，務(wù)必向商家確認(rèn)其在 ESPHome 中應(yīng)選擇的board類型。如果選錯(cuò)，固件即使刷入也無法正常啟動(dòng)，設(shè)備會(huì)一直顯示 OFFLINE。

例如，我這塊 「Powered by LuatOS」 的板子，就不能用默認(rèn)的esp32-c3-devkitm-1，而需要手動(dòng)選擇airm2m_core_esp32c3類型，并且將框架 framework 設(shè)置為arduino而非esp-idf。

此外，還可能遇到 ESPHome 版本與芯片的兼容性問題，或者一些玄學(xué)的編譯報(bào)錯(cuò)?？傊?，這個(gè)過程需要耐心和一定的解決問題的能力，但相信你如果決心探索，就一定能成功。

結(jié)語

相比前幾次的自制硬件探索，這次的過程雖然更加曲折，但有了此前項(xiàng)目的探索經(jīng)驗(yàn)，再加上 AI 工具的助力，我也還是成功地跑通了一套自己的方案。

只不過這個(gè)方案不那么有普適性，如果要適配更多的桌子，還需要進(jìn)一步的開發(fā)，我雖然有著計(jì)劃，但短期內(nèi)靠自己肯定是做不來了。不過想來也有些有趣，自己很多年前做的選擇，卻冥冥之中讓我有了更多折騰的創(chuàng)意 —— 如果以前沒有貪便宜買了雜牌升降桌，那我很可能就只是給大家搬運(yùn)一下 Upsy Desky 這個(gè)現(xiàn)成的開源項(xiàng)目，就沒有后續(xù)的各種故事了。

也算是在好幾年后重新再找回一些探索的快樂了。就是寫完這篇文章的時(shí)候，已經(jīng)是凌晨四點(diǎn)半，得趕緊休息了。就讓我們難忘今宵，下次的折騰再見。

https://sspai.com/prime/story/diy-a-siri-enabled-standing-desk?utm_source=wechat&utm_medium=social

作者：宛潼

責(zé)編：PlatyHsu