Đồ án THIẾT kế mô HÌNH điều KHIỂN bật – tắt THIẾT bị DÙNG ESP8266

2

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-------------------------------

THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CBHD
:
NGÀNH CÔNG NGHỆ
KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Sinh viên

:

Mã số sinh viên THIẾT
:
KẾ MƠ HÌNH
Hà Nội – 2021
ĐIỀU KHIỂN BẬT – TẮT THIẾT BỊ DÙNG ESP8266

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................1
MỞ ĐẦU..........................................................................2
1. Mục tiêu và ý tưởng thiết kế của đề tài......................3
1.1. Mục tiêu của đề tài.............................................3
1.2. Ý tưởng thiết kế của đề tài..................................3
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài...............4
2.1. Đối tượng nghiên cứu..........................................4
2.2. Phạm vi nghiên cứu.............................................4
3. Ý nghĩa của đề tài.....................................................4

4. Tính tối ưu của đề tài................................................4
5. Phương pháp nghiên cứu..........................................5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BỘ THU PHÁT WIFI ESP8266
......................................................................................6
1.1. Cơng nghệ WIFI [6+11]..........................................6
1.1.1. WIFI là gì.........................................................6
1.1.2. Ngun lý hoạt động của WIFI..........................7
1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của WIFI......................8
1.2. Cơng nghệ Internet of Things (IOT).........................9
1.2.1. IOT là gì [9+13]................................................9
1.2.2. Những ứng dụng của IOT trong thực tế............10
1.3 Module thu phát WIFI ESP8266 Node MCU.............11
1.3.1. ESP8266 Node MCU [2+7]...............................11
1.3.2. Thông số kĩ thuật [10]....................................13
1.3.3. Các chân của ESP8266....................................14
1.3.4. Ứng dụng của ESP8266..................................15
CHƯƠNG 2. CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ, THIẾT BỊ, PHẦN
MỀM.............................................................................16
2.1. Khái quát về Relay 5V [3].....................................16
2.1.1. Relay là gì ?...................................................16
2.1.2. Cấu tạo của Relay...........................................16
2.1.3. Công dụng của Relay......................................17
2.1.4. Ứng dụng của relay hiện nay...........................17
2.2. Opto PC817 [14]..................................................20
2.2.1. Opto là gì?.....................................................20
2.2.2. Cấu tạo của Opto............................................21

2.2.3. Nguyên lý hoạt động của Opto:.......................21
2.3. Khối nguồn [5].....................................................22
2.4. Hệ thống chiếu sáng............................................23
2.5. Giới thiệu phần mềm............................................24
2.5.1. Arduino IDE [15].............................................24
2.5.2. Altium designer [4]........................................26
2.5.3. App Blynk [12+8]...........................................28
KẾT LUẬN.....................................................................30
1. Trong thời gian thực tập đã làm được:......................30
2. Hướng phát triển của đề tài.....................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................31


1

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.Các thiết bị sử dụng WIFI................................................................8
Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của WIFI.........................................................9
Hình 1.3. Ưu điểm và nhược điểm của WIFI..................................................10
Hình 1.4. ESP 8266 Node MCU......................................................................13
Hình 1.5. Các chế độ Boot của ESP8266.............................................14
Hình 1.6. Nguyên lý mạch module ESP8266 Node MCU..............................15
Hình 1.7. Sơ đồ chân module Wifi 8266 Node MCU.....................................15
Hình 2.1. Cấu tạo Relay..................................................................................18
Hình 2.2. Relay 10 A.......................................................................................19
Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo Relay.........................................................................21
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý module Relay 5v..................................................21
Hình 2.5. Module relay 4 kênh........................................................................22
Hình 2.6. Sơ đồ chân Opto..............................................................................23
Hình 2.7. Nguyên lý hoạt động của Opto........................................................24

Hình 2.8. Nguồn DC 5V-2A............................................................................25
Hình 2.9. Bóng đèn điện..................................................................................26
Hình 2.10. Một mạch Arduino Uno.................................................................27
Hình 2.11. Một mạch được thiết kế bằng Altium designer..............................28
Hình 2.12. Nền tảng Blynk..............................................................................30


2

MỞ ĐẦU
Mỗi giai đoạn phát triển của lịch sử thế giới đều gắn liền với những
cuộc cách mạng về khoa học kỹ thuật. Và ngày nay, cuộc cách mạng
Internet of Things đã tạo nên những thay đổi đáng kể cuộc sống của
chúng ta ở hiện tại và trong tương lai. Với sự phát triển của Internet,
Smartphone và đặc biệt là các thiết bị cảm biến, Internet of Things (IOT)
đang trở thành xu hướng mới của thế giới. IOT là một mạng lưới các vật
thể được gắn các cảm biến hoặc hệ thống điện tử đặc biệt cho phép
chúng kết nối với nhau để thu thập và trao đổi dữ liệu. Các vật thể trong
mạng lưới này có thể được kết nối với mạng Internet cho mục đích điều
khiển và giám sát từ xa. Việc chúng ta vào nhà, mở cửa, đèn sẽ tự động
sáng ở chỗ ta đang đứng, điều hòa sẽ tự động điều chỉnh nhiệt độ, nhạc
sẽ tự động bật lên, … Những điều chỉ có trong phim khoa học viễn
tưởng mà chúng ta thường xem, đang dần trở thành hiện thực với công
nghệ IOT.
Trong cuộc sống thường nhật, chúng ta đã quá quen thuộc với việc
bật tắt các thiết bị bằng công tắc thông thường. Hiện nay, chúng ta bị chi
phối bởi nhiều thứ. Việc chúng ta ra khỏi nhà mà quên tắt đèn, điều hòa
là chuyện không hiếm gặp. Với công tắc thông thường, khi chúng ta rời
khỏi nhà mà vẫn quên tắt các thiết bị trong nhà. Để tắt các thiết bị thì chỉ
cách quay trở lại về nhà rồi tắt chúng. Điều này đôi khi gây ra cho chúng

ta nhiều phiền toái.
Để giải quyết vấn đề trên, em đã lựa chọn đề tài: “THIẾT KẾ MƠ
HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẬT – TẮT THIẾT BỊ DÙNG ESP8266”, ứng
dụng công nghệ IOT vào đời sống. Giúp chúng ta có thể bật tắt các thiết
bị trong nhà ở mọi lúc mọi nơi. Đây là một đề tài không mới, nhiều anh
chị khóa trước cũng đã thực hiện. Nhưng vẫn cịn nhiều điểm cần cải
thiện đó là tốc độ đáp ứng khi điều khiển thiết bị và giao diện điều khiển


3
thiết bị. Vì vậy đề tài của em trọng tâm sẽ thực hiện việc cải thiện tốc độ
điều khiển thiết bị lên mức tối đa có thể, xây dựng giao diện điều khiển
thiết bị có tính thẩm mỹ và thân thiện với người dùng.


4

1. Mục tiêu và ý tưởng thiết kế của đề tài
1.1. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu nguyên lý để điều khiển các thiết bị trong nhà như đèn,
quạt, … thơng qua mạng Internet. Cụ thể là tìm hiểu chip ESP8266 để
điều khiển thiết bị thông qua mạng wifi.
- Tìm hiểu và tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu, truyền nhận dữ liệu giữa
các thiết bị và server.
- Nghiên cứu xây dựng giao diện web server để điều khiển và giám sát
thiết bị.
1.2. Ý tưởng thiết kế của đề tài
- Điều khiển các thiết bị từ xa bằng điện thoại di động thông qua module
truyền nhận wifi module ESP8266, giá thành thấp hiệu suất cao rất phù
hợp với sản xuất nông nghiệp. Xây dựng phần mềm điều khiển trên điện

thoại di động giúp chúng ta có thể tự điều khiển và giám sát mơi trường
nhà kính một cách chủ động và tiện lợi và đặc biệt là ở một khoảng cách
xa thông qua hệ thống cơ cấu chấp hành và hệ thống cảm biến.
- Nghiên cứu mơ hình điều khiển bật tắt thiết bị sử dụng sóng wifi hoặc
sóng điện thoại.
- Hiểu rõ đặc điểm, tính năng và cấu trúc của hệ thống điều khiển từ xa
các thiết bị. Nắm vững những tính năng của hệ thống chiếu sáng, hệ
thống báo cháy, báo trộm của ngôi nhà.
- Thiết kế và gia cơng bộ điều khiển đóng ngắt thiết bị với những tính
năng cơ bản sau:
- Có khả năng bật, tắt các thiết bị bằng tay hoặc tự động theo các ý định
của bản thân chúng ta.
- Cập nhật thời gian thực, hẹn giờ báo thức.


5
- Có thể điều khiển, giám sát từ xa bằng điện thoại kết nối mạng wifi
hoặc internet. Xây dựng mô hình thiết bị gia đình để có thể vận hành thử
nghiệm bộ điều khiển trên.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Trong đề tài tập trung nghiên cứu thiết kế hệ thống bật tắt các thiết
bị trong gia đình theo ý định của bản thân.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu phát triển thêm về kĩ thuật báo trộm, báo rị khí
gas, hẹn giờ báo thức, mở cửa từ xa. Trong đề tài này ta có thể áp dụng
nhiều phương pháp đề điều khiển thiết bị khác nhau như: Điều khiển qua
internet hoặc wifi, điều khiển qua sóng Bluetooth, cơng nghệ hồng
ngoại (IR) hoặc công nghệ tần số vô tuyến (RF), điều khiển qua giọng
nói.

Phạm vi ứng dụng của đề tài rất rộng, từ cơ sở hạ tầng cho đến các
chức năng, chế độ hoạt động. Với đề tài này em sử dụng điều khiển thiết
bị từ xa qua sóng wifi, giám sát từ xa thơng qua sóng wifi điều khiển
bằng phần mền điện thoại.
3. Ý nghĩa của đề tài
Là đề tài hữu ích cho những ai mới bắt đầu tìm hiểu và phát triển về
hệ thống nhà thông minh, giám sát các thiết bị điện. Và là tài liệu tham
khảo cho những ai muốn tự thiết kế, chế tạo một bộ điều khiển thiết bị
gia đình từ xa với những tính năng cơ bản.
4. Tính tối ưu của đề tài
- Tạo tính tư duy cho sinh viên trong q trình nghiên cứu.


6
- Có tính linh động và có thể mở rộng cho sinh viên thiết kế mơ hình dựa
trên cơ sở thực tế.
- Mơ hình đơn giản nhưng rất hữu ích.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tài liệu qua sách báo về lĩnh vực IOT.
- Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của các module và thiết bị trong nhà.


7

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BỘ THU PHÁT WIFI ESP8266
1.1. Công nghệ WIFI [6+11]
1.1.1. WIFI là gì
Wifi là mạng kết nối Internet không dây, là từ viết tắt của Wireless
Fidelity, sử dụng sóng vơ tuyến để dữ liệu. Loại sóng vơ tuyến này tương

tự như sóng radio, truyền hình và điện thoại. Wifi là công cụ kết nối
không thể thiếu trên điện thoại, laptop, máy tính bảng và một số thiết bị
thơng minh khác như smartwatch.

Hình 1.1.Các thiết bị sử dụng WIFI

Kết nối wifi dựa trên các loại chuẩn kết nối IEEE 802.11, và chủ
yếu hiện nay wifi hoạt động trên chuẩn 802.11n có ở 2 dải tần 2.4GHz và
5GHz và có tín hiệu mạnh nhất trong khoảng cách 100 feet (gần 31 mét).
Cịn trong thực tế thì trong mỗi ngơi nhà thường có rất nhiều vật cản
sóng, nên bạn chỉ cần đứng trên tầng 4 hoặc 5 là tín hiệu đã yếu lắm rồi
vì vậy muốn sóng có thể khỏe hơn thì ta nên lắp thêm router wifi để sóng
có thể khỏe hơn để sử dụng mạng được nhanh và mượt mà hơn.


8
Lúc đầu wifi được phát triển như là một cách để thay thế cáp
Ethernet. Cho đến thời điểm hiện tại, wifi đã trở thành một công nghệ
phổ biến cung cấp kết nối giữa các thiết bị.
Không giống như máy thu FM trên xe ô tô, wifi giao tiếp qua lại
chủ yếu quá 2 radio sử dụng điện năng thấp hơn và phát sóng trên một
khoảng cách ngắn hơn nhiều. Hai radio cho phép người dùng web tải dữ
liệu từ Internet cũng như upload các thơng tin - thậm chí là địa chỉ
submit thơng qua bộ đếm trình duyệt giao tiếp 2 chiều. Wifi phức tạp
hơn so với vô tuyến mặt đất đó là wifi sử dụng giao thức kết nối Internet
(Internet Protocol) để giao tiếp. Ngôn ngữ này của Internet tạo ra cấu
trúc wifi.

1.1.2. Nguyên lý hoạt động của WIFI
Để tạo được kết nối Wifi nhất định phải có bộ thu phát wifi – chính

là các thiết bị như modem, router. Đầu vào, tín hiệu Internet nguồn được
cung cấp bởi các đơn vị ISP như FPT, Viettel, VNPT hiện nay. Router
này lấy thông tin từ mạng Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển nó
sang tín hiệu vơ tuyến và gửi đi, bộ chuyển tín hiệu khơng dây (adapter)
trên các thiết bị di động thu nhận tín hiệu này rồi giải mã nó sang những
dữ liệu cần thiết. Q trình này có thể thực hiện ngược lại, Router nhận
tín hiệu vô tuyến từ Adapter và giải mã chúng rồi gửi qua Internet.


9

Hình 1.2. Nguyên lý hoạt động của WIFI
1.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của WIFI.
Hiện nay, có rất nhiều loại sóng có thể kết nối internet như sóng 3g,
4g… Nhưng sóng wifi có nhiều ưu điểm nổi trội hơn cả.
Ưu điểm của kết nối Wifi là tính tiện dụng, và đơn giản gọn nhẹ so
với kết nối trực tiếp bằng cable truyền thống qua cổng RJ45. Người sử
dụng có thể truy cập ở bất cứ vị trí nào trong vùng bán kính phủ sóng mà
tại đó Router Wifi làm trung tâm. Ưu điểm thứ hai của mạng sử dụng
Wifi là dễ dàng sửa đổi và nâng cấp, người sử dụng có thể tăng băng
thơng truy cập, tăng số lượng người sử dụng mà không cần nâng cấp
thêm Router hay dây cắm như các kết nối bằng dây vật lý. Tính thuận
tiện: người truy cập có thể duy trì kết nối kể cả khi đang di chuyển, một
ví dụ cụ thể là các Router Wifi đặc lắp trên các xe khách đường dài. Bên
cạnh đó, tính bảo mật của mạng Wifi tương đối cao.
Hiệu quả: Người sử dụng ln duy trì kết nối mạng khi họ cần phải
đi từ nơi này tới nơi khác.
Khả năng mở rộng: Mạng wifi không dây đáp ứng tức thì khi gia
tăng số lượng người dùng. Bạn và nhiều người khác có thể sử dụng cùng
1 lúc mà không cần phải kết nối bằng đường cáp như cách cổ điển trước

đây. Với hệ thống cổ điển trước đây nếu bạn muốn tăng thêm lượng


10
người sử dụng mạng trong hệ thống đồng nghĩa với việc tăng thêm bộ
chia và cáp rất lằng nhằng và mất thời gian cũng như tiền bạc.

Hình 1.3. Ưu điểm và nhược điểm của WIFI
Bên cạnh những ưu điểm trên cịn có những điểm hạn chế sau:
- Phạm vi của hệ thống: Với một mạng chuẩn 802.11g, phạm vi kết nối
của mạng Wifi tới thiết bị có giới hạn, đi càng xa router kết nối càng yếu
dần đi.. Hệ thống này phù hợp trong một căn hộ, với một ngôi nhà lớn
thì hệ thống lại khơng đáp ứng được nhu cầu. Giải quyết vấn đề này cần
phải mua thêm Repeater hay access point. Tuy nhiên, gặp nhiều khó
khăn do giá thành cao.
- Độ bảo mật: Môi trường kết nối không dây là khơng khí nên khả năng
bị tấn cơng của người dùng là rất cao. Tuy vậy, hiện nay các thiết bị phát
wifi cũng đã được nhà sản xuất các trang bị các biện pháp bảo mật khá
hữu hiệu, đảm bảo an tồn thơng tin cá nhân cho người sử dụng.
- Tốc độ: Việc sử dụng hệ thống không dây đồng nghĩa với tốc độ của
mạng không dây (1-125 Mbps) chậm hơn rất nhiều so với mạng cổ điển
sử dụng cáp (100 mbps đến hàng Gbps), thêm vào đó việc có nhiều
người sử dụng cùng một thời điểm thì tốc độ mạng sẽ bị giảm đi rõ rệt.
- Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vơ tuyến để truyền thơng nên việc bị
nhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác (lị vi sóng…) là


11
khơng thể tránh khỏi. Nó làm giảm đáng kể rất nhiều hiệu quả hoạt động
của mạng.

- Độ trễ của kết nối: So với mạng có dây thì mạng khơng dây vẫn đang
có độ trễ tương đối cao.

1.2. Cơng nghệ Internet of Things (IOT)
1.2.1. IOT là gì [9+13]
Internet of things (viết tắt là IOT)- Mạng lưới vạn vật kết nối
Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IOT (tiếng
Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật,
con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả
năng truyền tải, trao đổi thơng tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà
không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người
với máy tính. IOT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây,
công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các
thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên
ngồi để thực hiện một cơng việc nào đó. (Wikipedia)
Nói một cách đơn giản, IOT là một hệ thống kết nối mọi thứ xung
quanh chúng ta lại với nhau qua Internet, như xe hơi, các vật dụng trong
nhà và thậm chí những hệ thống lớn phức tạp như đèn giao thông hay
các cảm biến thời tiết. Chúng ta có thể điều khiển, quản lý hoặc thu thập
các thông tin từ chúng một cách dễ dàng qua các thiết bị cầm tay. Ưu
điểm lớn nhất là “thông minh” là khả năng phòng ngừa và cảnh báo tại
bất bì đâu. Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông
băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại…


12
1.2.2. Những ứng dụng của IOT trong thực tế
IOT là cơng nghệ thơng minh có thể ứng dụng được trong bất kì
lĩnh vực nào mà chúng ta muốn. Một số lĩnh vực nổi bật hiện nay được
ứng dụng IOT nhiều nhất như:

- Smart Home
- Quản lý các thiết bị cá nhân: thiết bị đeo tay để đo nhịp tim huyết áp
- Quản lý mơi trường
- Xử lý trong các tình huống khẩn cấp
- Quản lý giao thông
- Lĩnh vực mua sắm thông minh
- Đồ dùng sinh hoạt hằng ngày: như máy pha coffee, bình nóng lạnh
- Tự động hóa: các công xưởng sản xuất xe hơi đã áp dụng công nghệ
IOT để cắt giảm hầu hết các công nhân, thay vào đó là các bộ máy tích
hợp trí thơng minh nhân tạo cho năng suất tăng gấp nhiều lần và độ
chính xác cao hơn.

1.3 Module thu phát WIFI ESP8266 Node MCU
1.3.1. ESP8266 Node MCU [2+7]
ESP8266 là dịng chip tích hợp Wi-Fi 2,4GHz có thể lập trình được,
giá thành thấp được sản xuất bởi công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif
Systems.
Được phát hành đầu tiên vào tháng 8 năm 2014, đóng gói đưa ra thị
trường dạng Module ESP-01, được sản xuất bởi bên thứ 3: AI-Thinker.
Có khả năng kết nối Internet qua mạng Wi-Fi một cách nhanh chóng và


13
sử dụng rất ít linh kiện đi kèm. Với giá cả có thể nói là rất rẻ so với tính
năng và khả năng ESP8266 có thể làm được.
ESP8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn,
cung cấp nhiều module lập trình mã nguồn mở giúp nhiều người có thể
tiếp cận và xây dựng ứng dụng rất nhanh.
Hiện nay tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường đều mang
nhãn ESP8266EX, là phiên bản nâng cấp của ESP8266.

Hình 1. 4. ESP 8266 Node MCU

Hình 1.5. Các chế độ Boot của ESP8266
Chân MTD0 là chân GPIO15 của ESP8266. Ta có thể kết nối với
điện trở kéo lên hoặc kéo xuống, dùng nút nhấn, … trên board để tạo tín


14
hiệu High/Low cho các chân để chọn bộ nhớ chứa code trên board mà
ESP8266 có thể đọc vào và thực thi (ví dụ như SPI Flash, SD Card).
Ngồi ra ESP8266 cịn có chế độ cho phép nạp code ứng dụng từ máy
tính thơng qua UART và lưu vào bộ nhớ SPI Flash trên board. Chế độ
này dùng để nạp code mới cho các board ESP8266.
Để ESP8266 hoạt động, tất nhiên phải cần vài linh kiện cần thiết.
Trong đó phần khó nhất là anten. Đòi hỏi phải được sản xuất, kiểm tra
với các thiết bị hiện đại. Do đó trên thị trường xuất hiện nhiều module và
board mạch phát triển để người dùng có thể phát triển các ứng dụng.

Hình 1.6. Nguyên lý mạch module ESP8266 Node MCU

1.3.2. Thông số kĩ thuật [10]


15

Hình 1.7. Sơ đồ chân module Wifi 8266 Node MCU

Thơng số kỹ thuật
- 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 chạy ở xung nhịp 80 MHz.

- Hỗ trợ Flash ngoài từ 512KiB đến 4MiB.
- 64KBytes RAM thực thi lệnh.
- 96KBytes RAM dữ liệu.
- 64KBytes boot ROM.
- Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz.
- Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại công suất và matching network.
- Hỗ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network.
- Tích hợp giao thức TCP/IP.
- Hỗ trợ nhiều loại anten.
- Nguồn cấp từ 2,5VDC ~ 3,6VDC.
- Dòng điện khi hoạt động trung bình khoảng 80mA.
- Dịng I/O tối đa: 12mA.
- 16 chân GPIO.
- Hỗ trợ SDIO 2.0, UART, SPI, I²C, PWM, I²S.
- 1 ADC 10-bit.
- Dải nhiệt độ hoạt động rộng: -40oC ~ 125oC.


16
Do không hỗ trợ bộ nhớ Flash nên các board sử dụng ESP8266 phải gắn
thêm Flash bên ngoài, để ESP8266 có thể đọc chương trình ứng dụng với
chuẩn SPI hoặc SDIO.

1.3.3. Các chân của ESP8266
- VCC: 3.3V lên đến 300mA.
- GND: Mass.
- TX: Chân TX của giao thức UART, kết nối đến chân RX của vi điều
khiển.
- RX: Chân RX của giao thức UART, kết nối đến chân TX của vi điều
khiển.

- RST: chân reset, kéo xuống mass để reset.
- CH_PD: Kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot.
- GPIO0: kéo xuống thấp cho chế độ update.
- GPIO2: không sử dụng.

1.3.4. Ứng dụng của ESP8266
Với các tính năng kết nối wifi vượt trội ESP8266 được sử dụng rất
nhiều trong cuộc sống. Thông qua mạng internet và các ứng dụng chúng
ta có thể điều khiển các thiết bị trong gia đình từ xa như bật/tắt nóng
lạnh, điều chỉnh nhiệt đồ điều hòa từ xa, …


17

CHƯƠNG 2
LINH KIỆN ĐIỆN TỬ, THIẾT BỊ & PHẦN MỀM
2.1. Khái quát về Relay 5V [3]
2.1.1. Relay là gì ?
Relay về cơ bản là một thiết bị relay điện từ với kích thước nhỏ. Chúng
có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển hoặc làm nhiệm vụ khuếch đại.
Trong sơ đồ điều khiển, relay trung gian thông thường được lắp đặt ở vị trí
trung gian. Nó nằm giữa những thiết bị điều khiển cơng suất nhỏ và những
thiết bị có công suất lớn hơn.
2.1.2. Cấu tạo của Relay
Kết cấu Relay gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây. Cuộn dây
bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp hoặc cả 2. Lõi thép động


18
được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh. Cơ chế tiếp điểm

bao gồm tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch.

Hình 2.8. Cấu tạo Relay
2.1.3. Cơng dụng của Relay
Công dụng của Relay là làm nhiệm vụ “trung gian” chuyển tiếp
mạch điện cho một thiết bị khác. Ví như bộ bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn.
Khi điện yếu, relay sẽ ngắt điện, không cho tủ làm việc. Cịn khi điện ổn
định thì nó lại cấp điện bình thường. Trong bộ nạp ắc quy xe máy, ô tô,
khi máy phát điện đủ khỏe, relay trung gian sẽ đóng mạch nạp cho ắc
quy.
2.1.4. Ứng dụng của relay hiện nay
Relay trung gian có số tiếp điểm khá nhiều (4 – 6 tiếp điểm). Các
tiếp điểm này có thể vừa mở và đóng. Vì vậy mà thiết bị này thường
được sử dụng nhằm truyền tín hiệu khi relay chính khơng đảm bảo khả
năng đóng, ngắt. Ngồi ra relay trung gian cịn dùng để chia tín hiệu đến
nhiều bộ phận khác từ một relay chính trong sơ đồ mạch điện điều khiển.


19
Bên cạnh đó, relay trung gian cũng thường được sử dụng để truyền
tín hiệu cho bộ phận mạch phía sau bằng cách làm phần tử đầu ra. Mặt
khác, chúng cũng có thể cách ly được điện áp khác nhau giữa phần chấp
hành với phần điều khiển. Phần chấp hành thường là điện xoay chiều. Nó
có điện áp cao (220V – 380V). Phần điều khiển thường là điện áp một
chiều. Nó có điện áp thấp (9V – 24V).
Thường thì người ta chỉ sử dụng relay trung gian cho việc truyền tín
hiệu hay dịng điện có giá trị từ vài Ampe trở xuống. Đối với dòng lớn
hơn (vài chục Ampe trở nên) có tích hợp buồng dập hồ quang thì chúng
ra phải sử dụng contactor.

Hình 2.9. Relay 10 A
Thơng số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5V
- Dịng kích Relay: 5mA
- Kích thước: 43mm x 17.3mm x 17mm (dài x rộng x cao)
- Trọng lượng: 15g
Đầu vào:
- Điện áp nuôi : 5VDC /12VDC
- Tín hiệu vào điều khiển: 0V
+ Tín hiệu là 0: thì Relay đóng
+ Tín hiệu là 1 : thì Relay mở
Đầu ra:


20
- Tiếp điểm relay 220V 10A (Lưu ý tiếp điểm, khơng phải điện áp ra)
- NC : Thường đóng
- NO: Thường mở
- COM: Chân chung
Ký hiệu nguồn:
- VCC, GND là nguồn ni Relay
- In là chân tín hiệu điều khiển

Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo Relay

Hình 2.3 là sơ đồ nối chân của Relay 12V 5 chân:
- Chân 1 và chân 2 được nối vào cuộn hút, khi có điện vào cuộn hút sẽ hút

tiếp điểm chuyển từ vị trí 4 xuống tiếp điểm 5
- Chân 3: đặt điện áp (nếu là loại Relay 12V thì đặt 12V DC vào đây)

- Chân 4, chân 5: tiếp điểm.

Module Relay


21

Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý module Relay 5v

Hình 2.12. Module relay 4 kênh
Mạch 4 Relay Opto cách ly 5VDC thích hợp với các ứng dụng đóng
ngắt tải AC hoặc DC, mạch có thiết kế nhỏ gọn, tích hợp opto và
transistor cách ly, kích đóng bằng mức thấp (0VDC) phù hợp với mọi


22
loại MCU và thiết kế có thể sử dụng nguồn ngoài giúp cho việc sử dụng
trở nên thật linh động và dễ dàng.

2.2. Opto PC817 [14]
2.2.1. Opto là gì?
Opto (optocoupler) còn gọi là bộ Opto cách ly quang là một linh
kiện dùng để chuyển tín hiệu điện sang ánh sáng và sau đó mới truyền đi.
Ưu điểm chính của opto là cách ly điện áp giữa các mạch đầu vào
và đầu ra. Tiếp xúc duy nhất giữa đầu vào và đầu ra ở opto là một chùm
ánh sáng. Điện trở cách li giữa hai mạch lên tới hàng ngàn MΩ. Được
ứng dụng trong các mạch có điện áp cao và điện thế của hai mạch có thể
khác nhau tới vài nghìn vơn.

Hình 2.13. Sơ đồ chân Opto