ESP32でAirTagを自作してみた（OpenHayStack + HomeAssistant + ESPHome）

Yao Yusuke

Arduino

Bluetooth

ESP32

ESPHome

HomeAssistant

IoT

OpenHayStack

Raspberry Pi

Pocket

こんにちは。エンジニアの八尾です。
今回ですが、自宅で余っているESP32をAppleのAirTagのように動作させてみました。
ESP32をAirTagのようにBluetooth信号を発信し、その位置を追跡可能にするオープンソースプロジェクト OpenHayStack を紹介します。

OpenHayStack とは

OpenHayStackは、Appleの「Find My」ネットワークを利用して、自作のBluetooth端末を追跡できるオープンソースプロジェクトです。（Find My Networkに接続するため、MacOSのメールアプリにプラグインとしてインストールして動作させます。）
プロジェクト内のPythonスクリプトでESP32などの端末にファームウェアを書き込むことで、端末に電力を供給した際に自動的にBluetooth信号を発信させて、端末の位置を追跡することができます。
- https://github.com/seemoo-lab/openhaystack
*注意: このプロジェクトはApple非公式のPoCプロジェクトであり、Appleが今後もFind My Networkのこのような利用を許可するかは不透明です。そのため、利用する際は自己責任でお願いします。

ESP32とは

ESP32は Espressif Systems 社が提供する、Wi-FiやBluetooth通信が可能な低消費電力かつ多機能なマイクロコントローラーです。
- https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32
今回は、自宅にあったESP32C3というタイプのESP32に、OpenHayStack用のファームウェアを書き込む方法を調査しました。

ESP32C3 は OpenHayStack非サポート端末だった

自宅にあったESP32C3は、2024年9月12日時点でOpenHayStack公式（ https://github.com/seemoo-lab/openhaystack/tree/main/Firmware/ESP32 ）ではサポートされていませんでした。そのため、別の方法を探しました。

HomeAssistantのプラグインESPHomeを使ってESP32C3にファームウェアを書き込む

調査したところ、公式のissue（ https://github.com/seemoo-lab/openhaystack/issues/138 ）に記載されている通り、HomeAssistantのプラグインESPHomeのOpenHayStackコンポーネントを利用することで、ESP32C3にファームウェアを書き込むことが可能だとわかりました。

ESP32 + OpenHayStack + HomeAssistant + ESPHomeの開発環境

ESP32の種類
- Seeed Studio XIAO ESP32C3
OpenHayStack
- macOS 13 - v.0.5.3
RaspberryPi4 のスペック
- モデル: Raspberry Pi 4 Model B
- RAM: 4GB
- MicroSD: 32GB
Home Assistant
- Core: 2024.9.1
- Supervisor: 2024.09.1
- Operating System: 13.1
- フロントエンド: 20240906.0
ESPHome
- version: 2024.8.3

HomeAssistantサーバーをRaspberry Pi 4で構築する

Home Assistantは、自宅内のスマートスイッチやIoT機器を管理するオープンソースプロジェクトです。（ https://www.home-assistant.io/ ）
今回はHomeAssistantのプラグイン機能を利用するため、Dockerではなく、LAN内にRaspberry Piでローカルサーバーを構築して利用しました。
- 以下のリンクを参考に構築しました。
  https://www.home-assistant.io/installation/raspberrypi

ESPHomeプラグインで、ESP32C3にOpenHayStackのファームウェアを書き込む

HomeAssistantのプラグインESPHomeを追加し（ https://esphome.io/guides/getting_started_hassio ）、以下のyamlファイルを使ってUSB接続したESP32C3にファームウェアを書き込みました。

external_components:
  - source:
      type: git
      url: https://github.com/ytatsuno/esphome-config-files
      ref: main
    components: [openhaystack]

esphome:
  name: test-esp32c3-openhaystack
  platformio_options:
    board_build.flash_mode: dio

esp32:
  board: esp32-c3-devkitm-1
  variant: ESP32C3
  framework:
    type: arduino
    version: latest

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

# Enable logs
logger:

# Enable Home Assistant API
api:

ota:
  platform: esphome
  password: !secret ota_password

openhaystack:
  # OpenHaystackのキーをBase64でエンコードしたものをここに記述します
  # セキュリティ上、!secretとして管理することをお勧めします
  key: !secret openhaystack_key