Tesserae – jak zrobić energooszczędny panel E-Ink z Home Assistantem zamiast tabletu na ścianie?

Tablet przykręcony do ściany działa, ale ma trzy irytujące cechy: świeci przez całą dobę, stale pobiera energię i po kilku latach zwykle kończy z baterią utrzymywaną permanentnie na ładowarce. Jeżeli panel Home Assistanta ma przede wszystkim pokazywać temperaturę, pogodę, kalendarz, zużycie energii, stan zamków czy listę zadań, ekran LCD lub OLED jest po prostu przerostem formy nad treścią.

Tesserae podchodzi do problemu odwrotnie. Zamiast uruchamiać rozbudowany interfejs Home Assistanta na urządzeniu wiszącym na ścianie, serwer przygotowuje gotowy obraz dashboardu, konwertuje go pod konkretny ekran E-Ink i wysyła do panelu. Urządzenie budzi Wi-Fi, pobiera klatkę, odświeża ekran i ponownie przechodzi w głęboki sen. Sam E-Ink nie potrzebuje ciągłego zasilania, żeby utrzymać już wyświetlony obraz.

W praktyce daje to panel, który może wisieć bez przewodu USB, nie świeci w nocy i nie wymaga uruchamiania pełnego Androida. Ceną za tę oszczędność jest coś ważnego: to nie jest zamiennik tabletu 1:1. E-Ink świetnie nadaje się do informacji zmieniających się co kilka minut lub godzin. Do podglądu kamer, animowanych wykresów i szybkiego klikania po kilkunastu ekranach nadal lepszy będzie klasyczny tablet.

Jak działa Tesserae i jaki sprzęt ma dziś najwięcej sensu

Tesserae składa się z dwóch części. Pierwsza to serwer, który można uruchomić jako aplikację Home Assistanta, kontener Docker, usługę na Raspberry Pi, maszynę LXC albo zwykłą aplikację w Pythonie. Druga to fizyczny panel E-Ink.

Cała cięższa praca odbywa się na serwerze. Dashboard jest budowany w przeglądarce, renderowany przez Chromium, a później dopasowywany do możliwości konkretnego wyświetlacza. Dla panelu czarno-białego powstaje obraz 1-bitowy, dla urządzeń obsługujących odcienie szarości odpowiedni bufor grayscale, a dla ekranów Spectra 6 — obraz ograniczony do palety obsługiwanej przez kolorowy E-Ink.

To ważna różnica względem wielu projektów opartych na ESPHome. ESP32 nie musi renderować fontów, wykresów, HTML-a ani rozbudowanego GUI. Dostaje gotową klatkę. Dzięki temu urządzenie końcowe pozostaje stosunkowo proste i może przez większość czasu spać.

Najkrótszą drogą do działającego panelu jest obecnie seria Seeed Studio reTerminal E-Series. Wszystkie modele mają ESP32-S3, Wi-Fi 2,4 GHz oraz obudowę, akumulator i elektronikę przygotowaną fabrycznie. Nie trzeba lutować kontrolera do osobno kupionego szkła E-Ink.

Najważniejsze warianty wyglądają tak:

• reTerminal E1001 — 7,5 cala, 800 × 480 px, monochromatyczny E-Ink, akumulator 2000 mAh. Cena katalogowa 69 USD, czyli około 260 zł po prostym przeliczeniu kursu, przed kosztami podatków, wysyłki i marży sprzedawcy.

• reTerminal E1002 — 7,3 cala, 800 × 480 px, kolorowy E Ink Spectra 6, 2000 mAh. Cena katalogowa 99 USD, około 373 zł przed dodatkowymi kosztami.

• reTerminal E1003 — 10,3 cala, 1404 × 1872 px, 16 poziomów szarości, akumulator 3000 mAh i pojemnościowy ekran dotykowy. MSRP 159,90 USD, około 602 zł.

• reTerminal E1004 — 13,3 cala, 1200 × 1600 px, Spectra 6, akumulator 5000 mAh. MSRP 279,90 USD, około 1054 zł.

Do typowego panelu przy wejściu, w kuchni albo przy biurku wybrałbym E1001. Rozdzielczość 800 × 480 nie wygląda imponująco obok współczesnego smartfona, ale przy dużych liczbach, kalendarzu, pogodzie i kilku statusach Home Assistanta wystarcza. Co ważniejsze, czarno-biały ekran odświeża się znacznie szybciej niż kolorowy Spectra 6.

Producent podaje dla serii następujące czasy pełnego odświeżenia:

• E1001: około 2–5 sekund,

• E1002: około 15–20 sekund,

• E1003: około 2–3 sekund,

• E1004: około 20 sekund.

To nie jest kosmetyczna różnica. E1002 wygląda atrakcyjniej na zdjęciach, ale jeśli dashboard ma zmieniać się co kilka minut, kilkunastosekundowe miganie podczas pełnego odświeżenia szybko zaczyna irytować. Kolor kupowałbym przede wszystkim do panelu informacyjnego, który aktualizuje się rzadko.

E1003 jest ciekawszy, jeżeli panel ma również sterować domem. Ma dotyk, wysoką rozdzielczość i szybkie jak na E-Ink pełne odświeżenie. Z drugiej strony kosztuje ponad dwa razy tyle co E1001, więc do zwykłego wyświetlania temperatury i kalendarza trudno uzasadnić dopłatę.

Deklarowane czasy pracy na baterii również trzeba czytać z właściwym kontekstem. Seeed mówi o około trzech miesiącach dla E1001 i E1002 oraz do sześciu miesięcy dla E1003 i E1004, ale są to scenariusze z bardzo oszczędnym odświeżaniem; dla E1003 producent wprost odnosi sześciomiesięczny wynik do jednego odświeżenia dziennie. Ustawienie aktualizacji co minutę kompletnie zmienia bilans energetyczny.

Dlatego pierwszą decyzją przy projekcie nie powinien być kolor obudowy ani układ widgetów, tylko częstotliwość odświeżania.

Dla domowego panelu przyjąłbym następujący punkt startowy:

• 15 minut — temperatura, wilgotność, jakość powietrza, podstawowe sensory,

• 30–60 minut — pogoda i prognoza,

• 15–30 minut — kalendarz na bieżący dzień,

• kilka razy dziennie — lista zakupów, harmonogram odbioru odpadów, informacje rodzinne,

• odświeżenie zdarzeniowe — komunikat o otwartych drzwiach, alarm, ważne powiadomienie.

Nie ma sensu odświeżać całego E-Inka co 30 sekund tylko dlatego, że Home Assistant raportuje temperaturę z dokładnością do 0,1°C.

Instalacja Tesserae z Home Assistantem krok po kroku

Jeżeli Home Assistant działa jako Home Assistant OS z obsługą aplikacji, najwygodniejszy jest wariant instalowany bezpośrednio w Supervisorze. Repozytorium aplikacji Tesserae dodaje się do sklepu Home Assistanta, następnie instaluje aplikację i uruchamia ją z panelu bocznego.

To rozwiązanie ma jedną dużą zaletę: nie trzeba stawiać osobnego Dockera ani zarządzać Pythonem i Chromium. Interfejs administratora Tesserae otwiera się bezpośrednio przez Ingress Home Assistanta, a konfiguracja trafia do trwałego katalogu /data, więc aktualizacja aplikacji nie kasuje dashboardów i ustawień.

Jeżeli Home Assistant działa w Dockerze albo Home Assistant Core, prostszy będzie osobny kontener Tesserae. Minimalny start wygląda tak:

mkdir ~/tesserae && cd ~/tesserae

następnie pobieramy plik docker-compose.yml projektu i wykonujemy:

docker compose up -d

Panel administratora działa domyślnie na porcie 8765.

W instalacji, która ma działać miesiącami bez niespodzianek, zrobiłbym jeszcze jedną rzecz: przypiął konkretną wersję obrazu Dockera zamiast stale korzystać z latest. Tesserae nadal jest projektem przed wersją 1.0 i rozwija się bardzo szybko. Aktualizacje potrafią przynosić nowe funkcje kilka razy w krótkim okresie. To dobra wiadomość dla projektu, ale mniej dobra dla urządzenia, które ma po prostu wisieć na ścianie i działać.

Kolejny etap to połączenie Tesserae z Home Assistantem.

Są tu dwa osobne mechanizmy, których nie warto mylić.

Pierwszy odpowiada za pobieranie danych z Home Assistanta. Dzięki niemu dashboard Tesserae może wyświetlać encje sensor.*, climate.*, light.*, binary_sensor.*, dane energetyczne, listy zadań czy kalendarze.

Tesserae ma gotowe widgety m.in. dla:

• temperatury i innych sensorów,

• klimatyzacji i ogrzewania,

• świateł,

• zamków, drzwi i okien,

• Energy Dashboard,

• historii wartości,

• media_player,

• list todo,

• osób i stref,

• historii automatyzacji.

Co ciekawe, można również przechwycić istniejący dashboard Home Assistanta. Tesserae uruchamia go w headless Chromium, usuwa pasek boczny i nagłówek oraz robi z niego obraz dopasowany do komórki E-Ink. To wygodne, ale nie zawsze najlepsze.

Praktyka szybko pokazuje dlaczego. Dashboard Lovelace przygotowany pod tablet często ma małe ikony, półprzezroczystości, kolorowe stany i mnóstwo pustego miejsca. Po konwersji na czarno-biały panel część informacji staje się mało czytelna. Dedykowany układ Tesserae zwykle wygląda na E-Inku lepiej niż screenshot rozbudowanego Lovelace.

Drugi mechanizm to MQTT Discovery. Jeżeli Tesserae i Home Assistant korzystają z tego samego brokera MQTT — na przykład Mosquitto działającego jako aplikacja HA — Tesserae może zgłosić się do Home Assistanta jak normalne urządzenie.

Wtedy pojawiają się między innymi encje:

• stan online/offline panelu,

• poziom baterii i napięcie,

• siła sygnału Wi-Fi,

• adres IP,

• wersja firmware,

• temperatura i wilgotność raportowana przez obsługiwany sprzęt,

• przewidywany czas następnego wybudzenia,

• przycisk Refresh now,

• wybór aktywnego dashboardu,

• zdarzenia z przycisków lub dotyku,

• encja aktualizacji firmware.

To daje znacznie ciekawsze możliwości niż samo wyświetlanie danych. Można na przykład stworzyć automatyzację:

jeżeli zamek wejściowy zostanie otwarty po godz. 15:00, pokaż na panelu kuchennym dashboard „Powrót do domu”.

Albo:

o 20:00 wyślij na ekran komunikat „Jutro odbiór bioodpadów”, a po porannym odświeżeniu wróć do normalnego dashboardu.

Sam panel można skonfigurować w kilka minut. W przypadku reTerminal E-Series procedura wygląda następująco:

1. Podłączamy urządzenie przewodem USB-C z transmisją danych.

2. Otwieramy flasher Tesserae w Chrome albo Edge. Firefox i Safari nie obsługują potrzebnego tutaj Web Serial.

3. Wybieramy model urządzenia.

4. Firmware wgrywa się przez przeglądarkę; typowa operacja trwa około 60–90 sekund.

5. Po restarcie panel tworzy własną sieć Wi-Fi tesserae-....

6. Łączymy się z nią telefonem lub laptopem.

7. W portalu konfiguracyjnym podajemy SSID, hasło Wi-Fi i adres serwera, np. http://192.168.1.50:8765.

8. Panel restartuje się, łączy z domową siecią i pojawia się w Tesserae.

Tu jest pierwszy drobiazg, który potrafi zmarnować pół godziny: reTerminal korzysta z Wi-Fi 2,4 GHz. Jeżeli sieć IoT została skonfigurowana wyłącznie na 5 GHz, urządzenie się z nią nie połączy.

Drugi typowy problem dotyczy Dockera. Jeżeli Tesserae działa w sieci bridge, automatycznie wykryty adres kontenera 172.x.x.x nie jest adresem, pod którym panel znajdzie serwer z domowej sieci. Trzeba ustawić właściwy adres LAN hosta albo odpowiednio skonfigurować networking Dockera. Jeżeli panel poprawnie łączy się z Wi-Fi, ale nie może pobrać obrazu z Tesserae, adres serwera sprawdzam jako pierwszy.

Po sparowaniu zostaje stworzenie dashboardu. Dla E1001 najpraktyczniejszy jest prosty układ 800 × 480: duże liczby, maksymalnie kilka sekcji, mocny kontrast.

Przykładowy panel kuchenny może zawierać:

• po lewej dużą temperaturę z salonu i wilgotność,

• po prawej pogodę na trzy kolejne okresy,

• na dole dwa najbliższe wydarzenia z kalendarza,

• niewielki stan drzwi wejściowych,

• dzienne zużycie energii.

Nie próbowałbym upchnąć dwudziestu encji tylko dlatego, że technicznie się mieszczą. Na E-Inku czytelność wygrywa z gęstością informacji.

Ile faktycznie można zaoszczędzić i kiedy tablet nadal jest lepszy

Największa oszczędność nie wynika z tego, że E-Ink ma „trochę mniejszy pobór prądu”. Różnica jest bardziej fundamentalna: ekran nie musi być stale zasilany, aby utrzymać obraz.

Typowy tablet ścienny ma podświetlany ekran i zwykle pozostaje cały czas podłączony do ładowarki. Można oczywiście wygaszać wyświetlacz po kilku minutach, ale wtedy przestaje pełnić funkcję stale widocznego panelu informacyjnego. Można też włączać go czujnikiem ruchu, lecz dochodzą opóźnienia, zarządzanie baterią i kolejne automatyzacje.

E-Ink omija ten problem. O godzinie 7:00 panel może pobrać nowy kalendarz, wyświetlić go, wyłączyć radio i pozostać czytelny przez kilka godzin praktycznie bez angażowania elektroniki.

Dlatego prawidłowy sposób konfiguracji Tesserae wygląda tak:

najpierw ustalamy, jak często informacja naprawdę traci aktualność, a dopiero potem ustawiamy wake interval.

Tesserae obsługuje również Smart Sync. Serwer wie, kiedy urządzenie ma się obudzić, więc przygotowuje nową klatkę tuż przed tym momentem. Nie musi generować obrazów co kilka minut tylko po to, żeby panel spał przez następne trzy godziny.

Można też używać zsynchronizowanych godzin wybudzenia. Przykładowo:

• 6:30 — pogoda, kalendarz, dojazd,

• 12:00 — aktualizacja danych dziennych,

• 16:30 — dashboard „po pracy”,

• 21:00 — jutrzejszy kalendarz i przypomnienia.

Dla rodzinnego informatora taki model ma dużo więcej sensu niż aktualizacja co pięć minut.

Na baterię wpływa jednak nie tylko częstotliwość malowania ekranu. Przy każdym cyklu ESP32 musi się uruchomić, połączyć z Wi-Fi, pobrać dane i dopiero potem ponownie zasnąć. Słaby zasięg Wi-Fi potrafi zjadać energię bardziej, niż sugerowałaby sama częstotliwość odświeżania, bo urządzenie dłużej utrzymuje aktywne radio.

Jeżeli więc panel na ścianie ma RSSI na granicy stabilnego połączenia, rozsądniejszym ulepszeniem bywa przeniesienie punktu dostępowego niż dalsze ograniczanie liczby widgetów.

Trzeba też zaakceptować typowe ograniczenia E-Inka.

Pierwsze to ghosting, czyli ślady poprzedniego obrazu. Pełne odświeżenie zwykle czyści ekran, ale przy niektórych panelach i agresywnym korzystaniu z częściowego odświeżania pozostałości będą widoczne.

Drugie to czas aktualizacji. Kilkanaście sekund na kolorowym Spectra 6 oznacza, że E1002 czy E1004 nie nadaje się do interfejsu, w którym użytkownik oczekuje natychmiastowej reakcji po każdym dotknięciu.

Trzecie to kolor. Spectra 6 wygląda bardzo dobrze w zastosowaniach informacyjnych, lecz nie należy oczekiwać odwzorowania barw jak na IPS-ie czy OLED-zie. Serwer musi dopasować grafikę do fizycznej palety panelu, a zdjęcia i gradienty są poddawane ditheringowi.

Czwarte ograniczenie jest bardziej prozaiczne: Tesserae jest projektem rozwijanym bardzo szybko i nadal przed wersją 1.0. To właśnie dlatego w domowej instalacji nie aktualizowałbym automatycznie serwera tuż przed wyjazdem czy dłuższym okresem, w którym nikt nie będzie miał dostępu do Home Assistanta. Najpierw backup katalogu danych, później aktualizacja.

Nie wystawiałbym też portu 8765 bezpośrednio do internetu. Panel oraz Home Assistant powinny komunikować się po lokalnej sieci. Jeżeli dostęp z zewnątrz jest potrzebny, lepsza jest istniejąca infrastruktura VPN albo poprawnie zabezpieczony reverse proxy niż zwykłe przekierowanie portu na routerze.

Kiedy w takim razie odpuścić E-Ink i zostać przy tablecie?

Tablet nadal wygrywa, gdy panel ma:

• pokazywać podgląd kamer,

• obsługiwać płynne wykresy i animacje,

• służyć do częstego sterowania światłami i roletami,

• prezentować interfejs zmieniający się w czasie rzeczywistym,

• uruchamiać aplikacje inne niż Home Assistant,

• pełnić funkcję interkomu albo panelu multimedialnego.

Tesserae jest lepsze tam, gdzie ekran ma przede wszystkim informować, a interakcja jest dodatkiem.

Gdybym budował taki panel od zera, zacząłbym od E1001 i odświeżania co 15 minut. Dopiero po tygodniu sprawdziłbym historię baterii i zdecydował, czy można zejść do pięciu minut, czy przeciwnie — 30 minut w zupełności wystarcza. Kolorowy E1002 brałbym dopiero wtedy, gdy kolor rzeczywiście niesie informację. E1003 ma sens, gdy potrzebny jest dotyk. E1004 — gdy panel ma być dużą, widoczną z kilku metrów tablicą.

Najczęstszy błąd jest dokładnie odwrotny: kupić największy ekran, ustawić aktualizację co minutę i próbować skopiować na E-Ink cały tabletowy Lovelace. Najlepszy panel E-Ink jest prostszy od dashboardu na tablecie, nie bardziej rozbudowany.

FAQ

Czy Tesserae jest płatne?
Nie. Serwer jest projektem open source udostępnionym na licencji AGPL-3.0-or-later. Nie wymaga konta ani abonamentu.

Czy Tesserae musi mieć dostęp do internetu?
Do podstawowej współpracy z lokalnym Home Assistantem nie. Serwer i panel mogą komunikować się w sieci LAN. Funkcje korzystające z zewnętrznych danych, np. internetowych źródeł pogody czy wiadomości, oczywiście wymagają połączenia z internetem.

Czy potrzebuję brokera MQTT?
Nie do samej obsługi nowszych paneli korzystających z REST. MQTT jest natomiast bardzo przydatne przy integracji z Home Assistantem, ponieważ umożliwia automatyczne utworzenie encji Tesserae i urządzeń przez MQTT Discovery.

Czy Tesserae zastępuje ESPHome?
Nie. To inny model działania. ESPHome świetnie sprawdza się, kiedy logika i interfejs mają powstawać bezpośrednio na mikrokontrolerze. Tesserae przenosi renderowanie na serwer i wysyła do panelu gotową klatkę, co upraszcza urządzenie końcowe.

Jaki panel kupić na początek?
Do kalendarza, pogody, temperatur i statusów Home Assistanta najbardziej racjonalny jest Seeed reTerminal E1001 7,5″ 800 × 480. Jest najtańszy z serii i odświeża się szybciej niż modele Spectra 6.

Czy E1001 potrafi wyświetlać odcienie szarości?
Tesserae obsługuje dla E1001 również warianty renderowania 4-poziomowej szarości, ale występują różne wersje szkła i firmware. Przy zakupie lub zmianie trybu trzeba upewnić się, którą odmianę sprzętu ma konkretny egzemplarz.

Czy panel może działać bez kabla zasilającego?
Tak. reTerminal E-Series ma własne akumulatory. Realny czas pracy zależy przede wszystkim od liczby wybudzeń, czasu aktywnego Wi-Fi, modelu panelu i częstotliwości pełnych odświeżeń.

Czy mogę po prostu wyświetlić mój obecny dashboard Home Assistanta?
Tak. Tesserae ma widget przechwytujący istniejący dashboard HA przez Chromium. Na E-Inku często lepiej sprawdza się jednak osobny, uproszczony układ z dużymi wartościami i niewielką liczbą elementów.

Czy da się sterować Home Assistantem z E-Inka?
Tak, na sprzęcie obsługującym wejście dotykowe lub przyciski. Najciekawszym wariantem z serii E jest obecnie E1003 z pojemnościowym dotykiem. Do bardzo szybkiej, intensywnej obsługi domu tablet pozostaje jednak wygodniejszy.

Od jakiego ustawienia zacząć po instalacji?
Ustaw 15-minutowy interwał wybudzenia, zbuduj jeden prosty dashboard i przez kilka dni obserwuj poziom baterii oraz to, czy dane rzeczywiście wymagają częstszej aktualizacji. Optymalizowanie interwału przed poznaniem realnego sposobu korzystania z panelu zwykle prowadzi tylko do niepotrzebnego skracania czasu pracy.