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
Với sự phát triển không ngừng nghỉ của khoa học kĩ thuật ngày nay, đã góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống con người trong mọi mặt kể về sinh hoạt lẫn trong sản nâng cao chất lượng cuộc sống con người trong mọi mặt kể về sinh hoạt lẫn trong sản xuất Xu hướng tự động hóa và mục tiêu tăng năng suất lao động ngày cao, đã làm cho xuất Xu hướng tự động hóa và mục tiêu tăng năng suất lao động ngày cao, đã làm cho sự ra đời của nhiều thiết bị máy móc và mạch điện tử tiên tiến Nó đã làm tăng năng sự ra đời của nhiều thiết bị máy móc và mạch điện tử tiên tiến Nó đã làm tăng năng suất lao động và giảm sức lao động con người một cách đáng kể Chính vì lẽ đó mà suất lao động và giảm sức lao động con người một cách đáng kể Chính vì lẽ đó mà ứng dụng mang tính tự động được sử dụng ngày một rộng rãi hơn Và vi điều khiển ứng dụng mang tính tự động được sử dụng ngày một rộng rãi hơn Và vi điều khiển cũng đã đóng góp một phần không nhỏ Do đó mà các bộ phận vi điều khiển ngày cũng đã đóng góp một phần không nhỏ Do đó mà các bộ phận vi điều khiển ngày càng được cải tiến và sử dụng phổ biến hơn Nó đã đem lại rất nhiều sự tiện ích cho càng được cải tiến và sử dụng phổ biến hơn Nó đã đem lại rất nhiều sự tiện ích cho con người trong mọi mặt đời sống. con người trong mọi mặt đời sống.
Từ đó, em quyết định thực hiện đề tài “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với
Từ đó, em quyết định thực hiện đề tài “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với Esp8266 và Arduino”, với việc thực hiên hai mô hình là hiển thị nhiệt độ, độ ẩm lên
Esp8266 và Arduino”, với việc thực hiên hai mô hình là hiển thị nhiệt độ, độ ẩm lên máy chủ và trạm dự báo thời tiết. máy chủ và trạm dự báo thời tiết.
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
NỘI DUNG 3: Thực 3: Thực hiện mô hìhiện mô hình hiển thnh hiển thị nhiệt độị nhiệt độ, độ ẩm lên , độ ẩm lên trang chủ wtrang chủ webeb NỘI DUNG
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
1.3.Ý nghĩa của đề tài Đề tài là mô hình thu nhỏ, nhưng có thể ứng dụng rộng rãi trong các môi trường Đề tài là mô hình thu nhỏ, nhưng có thể ứng dụng rộng rãi trong các môi trường như nhà xưởng, nhà ở hay nhà kính…, trong sản xuất và sinh hoạt hằng ngày và giúp như nhà xưởng, nhà ở hay nhà kính…, trong sản xuất và sinh hoạt hằng ngày và giúp ta biết được thời tiết một cách dễ dàng. ta biết được thời tiết một cách dễ dàng.
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
Với sự tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ IoT đòi hỏi nhiều thiết bị kết nối với Internet hơn Để thiết kế các thiết bị như vậy, chúng ta thường dung vi điều khiển và
Internet hơn Để thiết kế các thiết bị như vậy, chúng ta thường dung vi điều khiển và module mạng (Ethernet hoặc Wifi) ESP8266 là một module Wifi giá rẻ và đã có module mạng (Ethernet hoặc Wifi) ESP8266 là một module Wifi giá rẻ và đã có module trên chip, vì vậy nó không cần module Wifi bên ngoài Chính điều đó đã khiến module trên chip, vì vậy nó không cần module Wifi bên ngoài Chính điều đó đã khiến ESP8266 trở thành một thiết bị vi điều khiển phổ biến.
ESP8266 trở thành một thiết bị vi điều khiển phổ biến.
ESP8266, hay gọi đầy đủ là ESP8266EX là một vi mạch
ESP8266, hay gọi đầy đủ là ESP8266EX là một vi mạch Wifi giá rẻWifi giá rẻ có hỗ trợ có hỗ trợ bộ bộ giao thức TCP/IP giao thức TCP/IP và có thể tích hợp vào thành phần của vi điều khiển, được sản xuất và có thể tích hợp vào thành phần của vi điều khiển, được sản xuất bởi hãng bởi hãng EspressiEspressif Systems ở f Systems ở Thượng HThượng Hải, Trung ải, Trung Quốc.Quốc.
Chip ESP8226 lần đầu tiên được các nhà sản xuất phương Tây chú ý vào tháng 8 Chip ESP8226 lần đầu tiên được các nhà sản xuất phương Tây chú ý vào tháng 8 năm 2014 với module ESP-01, do nhà sản xuất bên thứ ba là Ai-Thinker sản xuất. năm 2014 với module ESP-01, do nhà sản xuất bên thứ ba là Ai-Thinker sản xuất. Module này cho phép các vi điều khiển kết nối với mạng Wi-Fi và thực hiện các kết
Module này cho phép các vi điều khiển kết nối với mạng Wi-Fi và thực hiện các kết nối TCP/IP đơn giản bằng cách sử dụng các lệnh kiểu Hayes (tập lệnh AT) Tuy nhiên, nối TCP/IP đơn giản bằng cách sử dụng các lệnh kiểu Hayes (tập lệnh AT) Tuy nhiên, ban ban đầu đầu hầu hầu như như không có không có tài tài liệu liệu tiếng Anh tiếng Anh nào nào về về chip và chip và các các tập tập lệnh lệnh của của nó nó VìVì mức giá rất thấp với rất ít thành phần bên ngoài khác trên module, các module mức giá rất thấp với rất ít thành phần bên ngoài khác trên module, các module ESP8266 đã thu hút nhiều hacker khám phá nó và các phần mềm trên đó, cũng như
ESP8266 đã thu hút nhiều hacker khám phá nó và các phần mềm trên đó, cũng như việc dịch thuật các tài liệu tiếng Trung Quốc của chip. việc dịch thuật các tài liệu tiếng Trung Quốc của chip.
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
Có đầy đủ các chân I/O (digital/analog/pwm/timer) giúp thực hiện khá nhiềuCó đầy đủ các chân I/O (digital/analog/pwm/timer) giúp thực hiện khá nhiều dự án và tích hợp nhiều thiết bị. dự án và tích hợp nhiều thiết bị.
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 là sử dụng như điểm truy cập và/hoặc trạm máyKết nối mạng WIFI (có thể là sử dụng như điểm truy cập và/hoặc trạm máy chủ lưu trữ một, máy chủ web), kết nối internet để lấy hoặc tải lên dữ liệu. chủ lưu trữ một, máy chủ web), kết nối internet để lấy hoặc tải lên dữ liệu.
Tích hợp tốt với các giao thức mạng như HTTP, MQTT (hiện đang free kháTích hợp tốt với các giao thức mạng như HTTP, MQTT (hiện đang free khá nhiều). nhiều).
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 dưới nhiều phiên bản khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu của việc phát triển ứng dụng ứng nhu cầu của việc phát triển ứng dụng a a b b cc
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
Tiến hành nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của việc “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với Esp8266 và Arduino” điều khiển từ xa với Esp8266 và Arduino”
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
Tìm hiều về “ Mô hình lập trình điều khiển từ xa với Esp8266 và Arduino” sao cho phù hợp v phù hợp với nguyên ới nguyên lí hoạt đlí hoạt động của mìộng của mình.nh.
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 1: Tìm hiểu những kiến thưc cơ bản về module ESP8266, phần mềm và phầnTìm hiểu những kiến thưc cơ bản về module ESP8266, phần mềm và phần cứng Arduino. cứng Arduino.
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: Thực hiện mô hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm trên máy chủ WebThực hiện mô hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm trên máy chủ Web