Điều khiển các thiết bị trong nhà với ESP8266
Ngày nay, IOT đang trở thành xu hướng cho sự phát triển của một xã hội thông minh, nơi mà mọi vật có thể kết nối internet và giao tiếp với nhau. Dường như ngày càng xuất hiện nhiều vật dụng, đồ vật thông minh trong cuộc sống thường ngày của chúng ta như đồng hồ thông minh, quần áo thông minh,... Tạo ra một ứng dụng của IOT dường như là một cái gì đó quá khó khăn và bạn nghĩ rằng tạo ra một dự án IOT là vượt quá khả năng của mình? Không đâu nhé, bạn hoàn toàn có thể tự mình tạo cho mình một project IOT để phục vụ cho cuộc sống của mình. Và bài viết hôm nay, linh kiện điện tử Vietnic sẽ hướng dẫn bạn tự tạo một project như vậy.
IOT có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống, ví dụ như Robot, máy CNC, máy in 3D, máy bay không người lái, điều khiển thiết bị thông qua internet, báo cháy, điều khiển bật tắt điện, cảm biến âm thanh, ánh sáng,...Các bạn có thể xem thêm Giới thiệu về Arduino và ứng dụng arduino. Một trong những ứng dụng rất hữu ích của IOT đó là điều khiển bật tắt thiết bị. Hôm nay, cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic sẽ hướng dẫn các bạn tạo một ứng dụng giúp bật tắt thiết bị trong một khoảng thời gian tùy chỉnh, cài đặt hẹn giờ bật tắt hoặc bật tắt thiết bị theo nhiệt độ, độ ẩm của môi trường.
Đây là một ứng dụng của IOT nên trước khi đi vào project này chúng ta hãy tìm hiểu sơ qua về hệ thống IOT đã nhé!
Tổng quan về hệ thống IOT
Internet Of Things(IOT) là một sự tiến bộ vượt bậc của văn minh nhân loại, khi mà mỗi một đồ vật, con người đều được mã hóa thành một thông tin và có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần phải tương tác trực tiếp giữa người với người, giữa người với máy tính.
Một hệ thống IOT cơ bản sẽ bao gồm 3 thành phần chính: cảm biến, xử lý cục bộ và thiết bị lưu, Network và Internet.
Cảm biến
Cảm biến là một linh kiện điện tử có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu từ analog(dữ liệu tương tự) sang dữ liệu digital(dữ liệu số). Dữ liệu analog là những dữ liệu có được từ việc quét các thông số của môi trường.
Cảm biến không thực hiện bất kỳ quá trình xử lý nào, do đó chúng không tiêu thụ nhiều năng lượng và có thể hoạt động nhờ pin trong một khoảng thời gian dài.
Một số loại cảm biến thường dùng như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến tiệm cận, cảm biến ánh sáng,...
Xem thêm: Giới thiệu chung về cảm biến và cảm biến công nghiệp
Xử lý cục bộ và thiết bị lưu
Thiết bị xử lý cục bộ và thiết bị lưu đơn thuần là các vi điều khiển và các board mạch nhúng, chúng có nhiệm vụ xử lý dữ liệu nhận được từ cảm biến.
Sau khi thông tin được các cảm biến chuyển đổi từ dữ liệu tương tự sang dữ liệu số, các thiết bị xử lý cục bộ và thiết bị lưu sẽ lưu trữ và xử lý cục bộ, lý tưởng là các dữ liệu này không được gửi đi chuyển tiếp trừ khi có liên quan.
Network và Internet
Đây là thành phần thứ 3 và là thành phần tạo nên sự khác biệt trong hệ thống IOT. IOT(vạn vật đều thông qua internet), do đó hệ thống IOT không thể nào thiếu được network và internet đúng không nào!
Thành phần này bao gồm một phần cứng kết nối với các thiết bị mô tả ở trên nhằm đưa dữ liệu lên cloud(đám mây), nơi dữ liệu được lưu trữ.
Để đưa dữ liệu lên cloud, có 4 giao thức được sử dụng:
+ CoAP (Constrained Application Protocol) là giao thức ràng buộc ứng dụng.
+ MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): giao thức này ít an toàn hơn và được thiết kế cho truyền tải giữa máy với máy.
+ HTTP (giao thức web) : là giao thức dùng để truyền dữ liệu giữa các thành phần.
+ XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol ) hay còn gọi là giao thức truyền tải thông điệp, tin nhắn (message). Các thông điệp được trao đổi dưới định dạng XML.
Vậy là Vietnic-chuyên cung cấp linh kiện điện tử tại Đà Nẵng vừa mới giới thiệu sơ qua cho các bạn về hệ thống IOT. Sau đây, Vietnic sẽ tiếp tục bài viết với project tạo một ứng dụng giúp bật tắt thiết bị tự động.
Xây dựng hệ thống IOT cho project điều khiển các thiết bị trong nhà
Sơ đồ hệ thống IOT cho project điều khiển thiết bị trong nhà
Quy trình của một project điều khiển các thiết bị trong nhà sẽ như sau:
Xác định các thành phần của hệ thống
Hệ thống cho project điều khiển các thiết bị trong nhà là một hệ thống IOT do đó hệ thống này cũng bao gồm 3 thành phần chính:
(1) Cảm biến
Với project tạo ứng dụng để điều khiển các thiết bị trong nhà, Vietnic sẽ sử dụng những cảm biến, vi xử lý và các thành phần kết nối đơn giản nhất để các bạn có thể dễ dàng mua được ở bất kỳ cửa hàng linh kiện điện tử với giá cũng khá rẻ. Cụ thể những cảm biến mà Vietnic sử dụng ở đây bao gồm:
Esp8266
ESP8266 là một vi xử lý được thiết kế bởi Espressif System. Đặc điểm nổi bật của ESP8266 là có tích hợp sẵn wifi.
Ngôn ngữ lập trình của ESP8266 là C/C++ đây là hai ngôn ngữ lập trình phổ biến, được nhiều người biết đến. Do đó, sử dụng vi xử lý này sẽ dễ tiếp cận hơn đối với những người mới bắt đầu tìm hiểu về IOT.
ESP8266 sử dụng nguồn 3.3v~5v nên cấp nguồn cho vi xử lý cũng khá đơn giản.
Ở các cửa hàng linh kiện điện tử tại Đà Nẵng thì giá của cảm biến này dao động từ 70.000đ-180.000đ 1 cái tùy loại và hãng sản xuất.
Module DHT-11
Module DHT-11 là một cảm biến giúp thu thập nhiệt độ, độ ẩm môi trường để đưa dải tín hiệu vào Arduino, từ đó Arduino trong module ESP8266 sẽ giải mã tín hiệu để lấy ra được nhiệt độ và độ ẩm. Từ dữ liệu đã giải mã được ESP8266 sẽ gửi nhiệt độ và độ ẩm lên server để server có thể điều khiển thiết bị.
Với Module DHT-11 thì các bạn cũng có thể mua được tại các cửa hàng linh kiện điện tử với giá chỉ từ 26.000đ.
Modules relay 4 channel
Modules relay 4 channel - linh kiện điện tử Vietnic
Module relay 4 channel có chức năng nhận tín hiệu từ module ESP8266 điện áp 5v hoặc 0v nếu điện áp là 5v thì bật, 0v thì tắt. Module như một công tắc có thể điều khiển 4 thiết bị có hiệu điện thế sử dụng 24-250V, 10A.
Cái này ở linh kiện điện tử Vietnic có bán nhé các bạn, ở Vietnic giá của module này là 57.000đ.
Ngoài 3 module đã nêu ở trên, các bạn có thể mua thêm cáp nối để dễ cắm vào hộp đựng thiết bị nhé!
Tổng cộng các thành phần thì giá thành rơi vào khoảng từ 300.000-400.000đ. Với một số tiền không quá lớn mà lại đem lại những tiện ích tuyệt vời như vậy, tôi nghĩ không có lý do gì mà không đầu tư đúng không nào!
Những linh kiện điện tử kể trên đều là những linh kiện khá phổ biến nên bạn có thể mua tất cả những linh kiện này tại bất cứ cửa hàng linh kiện điện tử nào trên cả nước nhé! Tại Đà Nẵng, bạn có thể đến linh kiện điện tử Vietnic.
(2) Xử lý cục bộ và thiết bị lưu
Vì project này khá nhẹ và dữ liệu truyền qua lại giữa các thành phần là khá ít nên phần Server Vietnic sẽ sử dụng Framework PHP Codelgniter, phần Fontend Vietnic sẽ sử dụng Bootstrap 3 và Jquery.
(3) Network và Internet
Để truyền dữ liệu từ cảm biến về server xử lý Vietnic sử dụng phương thức HTTP, sang phần tiếp theo tôi sẽ mô tả rõ hơn và có sơ đồ cụ thể của hệ thống.
Ghép nối các thành phần
Các bạn có thể ghép nối các thành phần theo sơ đồ sau:
Các bạn chỉ cần ghép nối như sơ đồ trên là có thể sử dụng được. Các chân trên các vi xử lý khá giống với trong sơ đồ nên các bạn có thể dễ dàng ghép nối các thành phần lại với nhau.
Cài đặt ứng dụng
Đầu tiên các bạn tải mã nguồn của project trên đường dẫn: https://github.com/tdvietdev/iot
(1) Cài đặt sensor
Để cài đặt sensor các bạn cần kết nối module ESP8266 với laptop của mình. Sau đó, bạn mở phần mềm Arduino IDE trong file nguồn mà bạn mới tải về và tiến hành điều chỉnh một số thông số như hình dưới:
Sau khi chỉnh sửa xong các bạn bấm vào nút có mũi tên màu vàng để tiến hành nạp code cho vi xử lý.
(2) Cài đặt server
Trong phần server thì chủ yếu mọi người sẽ sửa phần kết nối đến cơ sở dữ liệu.
Đối với hệ quản trị Mysql, các bạn tạo một cơ sở dữ liệu sau đó import file sm_project.sql trong project các bạn đã tải về trước đó và thiết lập kết nối đến nó theo hướng dẫn sau:
(Đường dẫn file: .../aplication/config/database.php)
Sử dụng
Vậy là với những hướng dẫn trên các bạn đã có thể hoàn thành dự án của mình rồi đấy. Bây giờ chỉ việc đưa nó vào sử dụng mà thôi.
Để sử dụng project này, đầu tiên bạn truy cập vào giao diện trang web bằng tài khoản admin của mình. Sau đó sử dụng nó để đăng nhập lại vào hệ thống. Lúc này bạn có thể xem được trạng thái của thiết bị mình đang kết nối. Bạn chỉ việc sử dụng nó cho mục đích IOT của mình mà thôi.
Tổng kết
Chỉ với chưa tới 400.000đ và bỏ chút xíu thời gian thay vì xem phim hay lướt facebook bạn đã có thể tạo được một ứng dụng giúp điều khiển tự động cài đặt hẹn giờ bật tắt hoặc bật tắt thiết bị theo nhiệt độ, độ ẩm của môi trường….
Vậy còn chần chờ gì nữa mà không đến linh kiện điện tử Vietnic để mua ngay các linh kiện cần thiết và làm ngay cho mình một ứng dụng tiện ích nào!
Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic chuyên cung cấp vật tư Quảng cáo LED và cung cấp linh kiện điện tử tại Đà Nẵng hân hạnh được đồng hành cùng thành công của bạn! Nếu có bất cứ thắc mắc nào vui lòng comment bên dưới để được hỗ trợ tư vấn một cách nhanh chóng. Hoặc liên hệ với chúng tôi qua:
Địa chỉ : 816 Tôn Đức Thắng, P. Hòa Khánh, Q. Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
ĐT : 0905601343
Website : www.vietnic.vn
Xem thêm các bài viết hữu ích:
1. Hướng dẫn điều khiển động cơ bước với IC Driver A4988
2. Tìm hiểu công việc lắp ráp linh kiện điện tử ở Nhật Bản
3. 8 lỗi thường gặp với biển led quảng cáo và cách khắc phục lỗi
4. Nên dùng quảng cáo led hay Aluminium?
5. Vai trò của sửa chữa điện tử công nghiệp? Sửa chữa điện tử công nghiệp ở đâu?
