TỔNG QUAN TỔNG QUAN
Chương 1: MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU
1.1.Đặt vấĐặt vấn đền đề Với sự phát triển không ngừng nghỉ của khoa học kĩ thuật ngày nay, đã góp phần
Sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã nâng cao chất lượng cuộc sống con người trong cả sinh hoạt và sản xuất Xu hướng tự động hóa và mục tiêu tăng năng suất lao động đã dẫn đến sự ra đời của nhiều thiết bị máy móc và mạch điện tử tiên tiến, giúp tăng năng suất lao động và giảm sức lao động của con người Ứng dụng tự động ngày càng trở nên phổ biến, trong đó vi điều khiển đóng vai trò quan trọng Các bộ phận vi điều khiển không ngừng được cải tiến và mang lại nhiều tiện ích cho con người trong mọi khía cạnh của đời sống.
Từ đó, em quyết định thực hiện đề tài “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với
Em quyết định thực hiện đề tài “Mô hình lập trình điều khiển từ xa với ESP8266 và Arduino”, tập trung vào việc xây dựng hai mô hình để hiển thị nhiệt độ và độ ẩm.
Dự án "Esp8266 và Arduino" bao gồm hai mô hình chính: hiển thị nhiệt độ và độ ẩm lên máy chủ, cùng với việc phát triển một trạm dự báo thời tiết Mô hình này không chỉ giúp theo dõi các thông số môi trường mà còn cung cấp thông tin dự báo thời tiết chính xác.
1.2.Nội dung nghiên cứu NỘI DUNG
NỘI DUNG 1:Tìm hi1:Tìm hiểu và làm qểu và làm quen với mouen với module wifi dule wifi ESP8266ESP8266 NỘI DUNG
NỘI DUNG 2: Thực 2: Thực hiện giao thiện giao tiếp moduliếp module wifi ESPe wifi ESP8266 và Ard8266 và Arduinouino NỘI DUNG
Thực hiện mô hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm trên trang chủ website giúp người dùng dễ dàng theo dõi các thông số thời tiết quan trọng Mô hình này không chỉ cung cấp thông tin chính xác mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng, tạo sự hấp dẫn cho trang web Việc tích hợp hiển thị nhiệt độ và độ ẩm sẽ thu hút nhiều lượt truy cập, cải thiện SEO và tăng cường khả năng tương tác của người dùng với nội dung trên website.
NỘI DUNG 4: Thực 4: Thực hiện mô hìhiện mô hình trạm dự nh trạm dự báo thời tbáo thời tiết sử dụniết sử dụng ESP826g ESP82666 NỘI DUNG
NỘI DUNG 5 : Chạy t5 : Chạy thử nghihử nghiệm mô hình vệm mô hình và rút ra kết à rút ra kết luậnluận
NỘI DUNG 6: Viết 6: Viết báo cáobáo cáo 1.3.Ý nghĩa của đề tài
Đề tài này là một mô hình thu nhỏ có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều môi trường như nhà xưởng, nhà ở và nhà kính Nó không chỉ hỗ trợ trong sản xuất mà còn trong sinh hoạt hàng ngày, giúp chúng ta dễ dàng nắm bắt thông tin về thời tiết.
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1.Làm quen với module ESP8266
2.1.Làm quen với module ESP8266 2.1
2.1.1 1 Giới Giới thiệthiệu về mu về modulodule ESP8e ESP8226226 Với sự tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ IoT đòi hỏi nhiều thiết bị kết nối với
Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ IoT đang tạo ra nhu cầu ngày càng cao về các thiết bị kết nối Internet Để thiết kế những thiết bị này, vi điều khiển thường được sử dụng như một giải pháp hiệu quả.
ESP8266 là một module Wifi giá rẻ, tích hợp sẵn trên chip, giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng module Wifi bên ngoài Điều này đã làm cho ESP8266 trở thành một thiết bị vi điều khiển phổ biến trong thiết kế các thiết bị kết nối Internet, thường sử dụng vi điều khiển và module mạng như Ethernet hoặc Wifi.
ESP8266 trở thành một thiết bị vi điều khiển phổ biến.
ESP8266, hay gọi đầy đủ là ESP8266EX là một vi mạch
ESP8266, hay còn gọi là ESP8266EX, là một vi mạch Wifi giá rẻ hỗ trợ giao thức TCP/IP, có khả năng tích hợp vào các vi điều khiển Vi mạch này được sản xuất bởi hãng Espressif Systems tại Thượng Hải, Trung Quốc.
Chip ESP8266 lần đầu được các nhà sản xuất phương Tây chú ý vào tháng 8 năm 2014 thông qua module ESP-01, được sản xuất bởi Ai-Thinker Module này cho phép các vi điều khiển kết nối với mạng Wi-Fi và thực hiện các kết nối Internet, mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng IoT.
Module này cho phép vi điều khiển kết nối với mạng Wi-Fi và thực hiện các kết nối TCP/IP đơn giản thông qua các lệnh kiểu Hayes (tập lệnh AT) Mặc dù ban đầu không có nhiều tài liệu tiếng Anh về chip và các tập lệnh của nó, nhưng với mức giá rất thấp và ít thành phần bên ngoài, module ESP8266 đã thu hút sự quan tâm của nhiều hacker để khám phá và phát triển phần mềm trên nền tảng này.
ESP8266 đã thu hút sự chú ý của nhiều hacker, những người khám phá các tính năng và phần mềm của nó, đồng thời tiến hành dịch thuật các tài liệu tiếng Trung liên quan đến chip này.
Hình 2.1 Hình 2.1 Module EModule ESP-01SP-01
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật
CPU: ESP8266EXCPU: ESP8266EX
Hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2Hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2
Tích hợp giao thức TCP/IPTích hợp giao thức TCP/IP
Tốc độ truyền Serial (Baurate): 115200 (Max)Tốc độ truyền Serial (Baurate): 115200 (Max)
Nguồn áp Nguồn áp vào: 3.3Vvào: 3.3V
Điện áp ra I/O: Tối đa 3.6VĐiện áp ra I/O: Tối đa 3.6V
Bộ nhớ Flash: 1MB (8Mbit)Bộ nhớ Flash: 1MB (8Mbit)
Chế độ hoạt động: AP, STA và (AP + STA)Chế độ hoạt động: AP, STA và (AP + STA)
Kích thước: 24.75mm x 14.5mm (0.974" x 0.571")Kích thước: 24.75mm x 14.5mm (0.974" x 0.571")
Sơ đồ chân của một module ESP-01 phổ biến là:
Sơ đồ chân của một module ESP-01 phổ biến là:
VCC, Điện áp (+3,3V có thể xử lý lên tới 3.6V)VCC, Điện áp (+3,3V có thể xử lý lên tới 3.6V)
GND, mặt đất (0V)GND, mặt đất (0V)
RX, nhận dữ liệu bit XRX, nhận dữ liệu bit X
TX, truyền dữ liệu bit XTX, truyền dữ liệu bit X
CH_PD, sập nguồnCH_PD, sập nguồn
RST, thiết lập lạiRST, thiết lập lại
GPIO0, đầu vào/ đầu ra đa năng số 0GPIO0, đầu vào/ đầu ra đa năng số 0
GPIO2, đầu vào/ đầu ra đa năng số 2GPIO2, đầu vào/ đầu ra đa năng số 2
Hình 2.2 S Hình 2.2 Sơ đồ chân ơ đồ chân ESP-01ESP-01
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1 2.1.2.2 Ưu đƯu điểm iểm của của ESPESP82822626
Bảng mạch này được trang bị đầy đủ các chân I/O (digital, analog, PWM, timer), cho phép thực hiện nhiều dự án khác nhau và tích hợp nhiều thiết bị một cách linh hoạt.
10 chân GPIO từ D0 – D10, có chức năng PWM, IIC, giao tiếp SPI, 10 chân GPIO từ D0 – D10, có chức năng PWM, IIC, giao tiếp SPI, 1-Wire và1-Wire và ADC trên chân A0
Kết nối mạng WIFI có thể được sử dụng như điểm truy cập hoặc trạm máy chủ, cho phép kết nối internet để tải lên hoặc lấy dữ liệu một cách hiệu quả.
Tích hợp hiệu quả với các giao thức mạng như HTTP và MQTT, hiện tại đang được cung cấp miễn phí, mang lại nhiều lợi ích cho người dùng.
Chi phí phù hợp cho các dự án Internet of Things (IoT).Chi phí phù hợp cho các dự án Internet of Things (IoT).
Tạo một máy chủ webTạo một máy chủ web
Tạo yêu cầu HTTPTạo yêu cầu HTTP Điều khiển các ngĩ raĐiều khiển các ngĩ ra
Gửi emailGửi email Đọc các ngõ vào và các sự kiện ngắtĐọc các ngõ vào và các sự kiện ngắt Đăng các dòng Tweet…Đăng các dòng Tweet…
2.1.1.4.4 PhPhân ân loloạiại ESP8266 được sản xuất và phát triển dưới nhiều phiên bản khác nhau nhằm đáp
ESP8266 được sản xuất và phát triển qua nhiều phiên bản khác nhau để đáp ứng nhu cầu phát triển ứng dụng Các phiên bản này mang lại sự linh hoạt và đa dạng cho các nhà phát triển trong việc xây dựng các giải pháp IoT hiệu quả.
Hình Hình 2.3 2.3 a a ESP-01 ESP-01 b b ESP-02 ESP-02 c c ESP-03ESP-03
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN a a b b cc
Hình 2.4 Hình 2.4 a ESP-04 a ESP-04 b ESP-05 b ESP-05 c ESP-06 c ESP-06 a a b b cc
Hình 2.5 Hình 2.5 a ESP-07 a ESP-07 b ESP-08 b ESP-08 c ESP-09c ESP-09 a a b b cc
Hình 2.6 Hình 2.6 a ESP-10 a ESP-10 b ESP-11 b ESP-11 c ESP-12c ESP-12
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
Bảng 2.1 Bảng so sBảng so sánh các thánh các thông số ông số T
Têênn CChhâânn hoạt hoạt động động
Piittcchh HHệ ệ ssốố hình hình dáng dáng Đèn Đèn LED LED Ă Ănngg- - tteenn BBảảo o vvệệ KKíícchh thước thước
ESSPP 0011 66 00,,11iinncchh 22xx44DDIILL CCóó PPCCBB trace trace
Flash và PCB xanh từ
PCB xanh từ một nhà sản một nhà sản xuất chung. xuất chung. 1MB Flash,
1MB Flash, Al-Cloud và
Al-Cloud và PCB đen từ PCB đen từ
66 00,,11iinncchh 22xx44DDIILL CCóó PPCCBB trace trace
1166 11,,66mmmm 22xx9 9 eeddggee connector connector
( 1MB Flash tích hợp) tích hợp) E
ESSPP 0022 66 00,,11iinncchh 22xx44 castellated castellated
ESSPP 0033 1100 22mmmm 22xx77 castellated castellated
ESSPP 0044 1100 22mmmm 22xx44 castellated castellated
ESSPP 0055 33 00,,1 1 iinncchh 1 1 x x 5 5 SSIILL KKhhôônngg SSoocckkeett
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
4 x x 3 3 ddiiccee KKhhôônngg KKhhôônng g ccóó CCóó 1144,,2 2 x x 1144,,77 KKhhôônng g đđưượợcc
FCC chấp thuận thuận ESP-
Cóó 1177,,0 0 x x 1166,,00 ĐĐưượợc c FFCCCC và CE chấp và CE chấp thuận thuận E
Khhôônngg KKhhôônng g ccóó CCóó 1177,,0 0 x x 1166,,00 KKhhôônng g đđưượợcc
4 x x 3 3 ddiiccee KKhhôônngg KKhhôônng g ccóó KKhhôônngg 1100,,0 0 x x 1100,,00
Cóó 2244,,0 0 x x 1166,,00 ĐĐưượợc c FFCCCC và CE chấp và CE chấp thuận thuận ESP-
Cóó 2244,,0 0 x x 1166,,00 ĐĐưượợc c FFCCCC và CE chấp và CE chấp thuận Cải thuận Cải thiện hoạt thiện hoạt động ăng-ten động ăng-ten
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGH NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU IÊN CỨU 2121 3.1 3.1 Đối tư Đối tượng và thi ợng và thiết bị nghi ết bị nghiên cứu ên cứu 21
Đối tượng nghiên cứu
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của việc “ Mô hình lập trình
Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình lập trình điều khiển từ xa sử dụng Esp8266 và Arduino, giúp hiểu rõ cách thức kết nối và điều khiển thiết bị từ xa Mô hình này tích hợp công nghệ không dây, cho phép người dùng dễ dàng quản lý và điều khiển các thiết bị điện tử thông qua Internet Việc áp dụng Esp8266 và Arduino trong lập trình điều khiển từ xa không chỉ mang lại tính linh hoạt mà còn tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống.
Thiết bị nghiên cứu 21 3.2.Phươn
Arduino Các phần mềm hỗ trợ
Các phần mềm hỗ trợ Các linh kiện sử dụng
Các linh kiện sử dụng 3.2.Phươn
3.2.Phương pháp g pháp nghiên cứunghiên cứu Tìm hiều về “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với Esp8266 và Arduino” sao cho
Mô hình lập trình điều khiển từ xa với ESP8266 và Arduino là một giải pháp hiệu quả cho việc tự động hóa và điều khiển thiết bị từ xa Bài viết sẽ khám phá cách kết hợp ESP8266, một module Wi-Fi, với Arduino để tạo ra hệ thống điều khiển thông minh Việc áp dụng nguyên lý hoạt động của mô hình này giúp người dùng dễ dàng giám sát và điều khiển thiết bị qua internet, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong quản lý.
3.3.Phương tiện thực g tiện thực hiệnhiện Đối với phạm vi đề tài này, phương tiện thực hiện sẽ chia làm hai phần: Đối với phạm vi đề tài này, phương tiện thực hiện sẽ chia làm hai phần:
Thiết bị phần cứng
3.3.1.Thiết bị t bị phần cứngphần cứng NodeMCU
Cáp USBDây cắm BreadboadDây cắm Breadboad
Thiết bị phần mềm
3.3.2.Thiết bị phần mềmArduino IDE
Phương pháp thực hiện
3.4 Phương pháp thực hiện Tiến hành thực hiện đề tài theo các bước sau:
Tiến hành thực hiện đề tài theo các bước sau:
Bước đầu tiên trong việc làm quen với module ESP8266 là tìm hiểu các kiến thức cơ bản về nó, cũng như phần mềm và phần cứng của Arduino Việc nắm vững các thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và ứng dụng của module ESP8266 trong các dự án IoT.
Bước 2: Cài đặt phần mềm và các thư viện cần thiết của ArduinoCài đặt phần mềm và các thư viện cần thiết của Arduino Bước 3:
Bước 3: Thực hiện các thao tác cơ bản với Arduino và module ESP8266Thực hiện các thao tác cơ bản với Arduino và module ESP8266 Bước 4:
Bước 4: Triển khai mô hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm trên máy chủ web để theo dõi và quản lý các thông số môi trường một cách hiệu quả.