Thông thường, vi điều khiển được biết đến nhiều trong các dự án điện tử và hệ điều hành thời gian thực, là công cụ tuyệt vời cho những người thích mày mò với các thiết bị nhúng. Tuy nhiên, không giống như các máy tính bảng mạch đơn (SBC) như Raspberry Pi, chúng có thể không quá phổ biến trong các thí nghiệm phòng thí nghiệm tại gia thông thường. Điều này chỉ đúng cho đến khi bạn nhắc đến ESP32.
Nhờ tiện ích ESPHome, các hệ thống ESP32 có thể trở thành trung tâm thử nghiệm tuyệt vời cho các thiết bị nhà thông minh. Dù là hiển thị bảng điều khiển Home Assistant của bạn qua màn hình ePaper hay xây dựng một hệ thống độc đáo tự bật khi phát hiện rung động gần đó, có rất nhiều điều bạn có thể làm với ESP32 cho phòng thí nghiệm tại gia của mình. Một trong những dự án đó là Bluetooth Proxy, và dưới đây là mọi điều bạn cần biết trước khi xây dựng nó bằng ESP32.
So sánh kích thước giữa bo mạch Raspberry Pi và vi điều khiển ESP32
Bluetooth Proxy là gì và vai trò của ESP32 trong đó?
Khi bạn bắt tay vào xây dựng một hệ thống nhà thông minh mạnh mẽ, bạn có thể sẽ sử dụng Wi-Fi, Zigbee và một loạt các giao thức khác để giao tiếp với các thiết bị IoT của mình. Tuy nhiên, đến một lúc nào đó, bạn sẽ gặp phải những thiết bị chỉ dựa vào Bluetooth làm giao thức kết nối duy nhất của chúng. Nếu hệ thống Home Assistant của bạn không được trang bị bộ chuyển đổi Bluetooth, bạn sẽ gặp khó khăn khi ghép nối các thiết bị này với phiên bản HASS của mình.
Đó là lúc Bluetooth Proxy xuất hiện. Nó về cơ bản đóng vai trò là một phương tiện trung gian giữa các thiết bị Bluetooth (và Bluetooth Low Energy – BLE) của bạn với giao diện Home Assistant, cho phép HASS thiết lập đường truyền thông với các thiết bị IoT mà không bắt buộc bạn phải mua một bộ chuyển đổi chuyên dụng.
Vì hầu hết các vi điều khiển ESP32 đều được trang bị cả khả năng Wi-Fi và Bluetooth, chúng là những Bluetooth Proxy tuyệt vời. Khi được thiết lập đúng cách, các proxy này sẽ thu nhận tín hiệu Bluetooth từ các thiết bị thông minh của bạn và chuyển tiếp chúng đến Home Assistant qua Wi-Fi, từ đó tận dụng cả hai giao thức giao tiếp để các thiết bị IoT của bạn có thể liên lạc với cấu hình HASS.
Lợi ích vượt trội của Bluetooth Proxy
Ngoài lợi ích rõ ràng là kích hoạt khả năng Bluetooth cho giao diện Home Assistant của bạn, một proxy được hỗ trợ bởi ESP32 cho phép bạn kiểm soát và tự động hóa các thiết bị thông minh trên một khu vực rộng lớn. Ví dụ, hệ thống Home Assistant của bạn đang hoạt động ở tầng hầm. Ngay cả với một bộ chuyển đổi Bluetooth thông thường, máy chủ HASS có thể không thể giao tiếp với các thiết bị ở gác mái, sân vườn và các khu vực khác trong nhà.
ESP32 kết nối với cảm biến rung, minh họa cho các ứng dụng đa dạng của vi điều khiển trong hệ thống nhà thông minh
Vì ESP32 Bluetooth Proxy hỗ trợ giao tiếp không dây, bạn không cần phải kết nối nó trực tiếp với máy chủ tại gia ở tầng hầm. Nhờ kích thước nhỏ gọn, bạn có thể giấu những vi điều khiển này ở bất cứ đâu trong phòng khách và sử dụng chúng để điều khiển các thiết bị Bluetooth trong hệ thống nhà thông minh của mình. Điều này mang lại sự linh hoạt đáng kinh ngạc trong việc mở rộng phạm vi phủ sóng Bluetooth cho toàn bộ ngôi nhà.
Hướng dẫn xây dựng Bluetooth Proxy bằng ESP32
Sau khi tìm hiểu về lý thuyết, đã đến lúc xem xét khía cạnh thực tế của thiết lập này. Cũng như các thí nghiệm phòng thí nghiệm tại gia khác, có rất nhiều phương pháp để biến một ESP32 thành Bluetooth Proxy. Để sử dụng nó với máy chủ Home Assistant, chúng tôi sẽ dùng phương pháp Add-on ESPHome.
Chuẩn bị và cài đặt ESPHome Add-on
Nếu bạn đã có một cấu hình HASS đang hoạt động, bạn có thể tìm thấy mô-đun ESPHome bên trong Add-on Store (Cửa hàng Add-on). Sau khi cài đặt add-on này, bạn có thể khởi chạy giao diện người dùng web của nó và cắm ESP32 vào máy tính của mình. Tùy thuộc vào model cụ thể, bạn có thể cần cài đặt trình điều khiển CP2102 hoặc CH340 và sử dụng Driver Manager (Trình quản lý trình điều khiển) để cập nhật những trình điều khiển được Windows tự động tải.
Flash firmware cho ESP32
Quay lại giao diện web của ESPHome, nhấn nút New device (Thiết bị mới) sẽ hiển thị một cửa sổ bật lên chứa serial port (cổng nối tiếp) của ESP32 của bạn, và nhấp vào đó sẽ hiện ra một cửa sổ khác. Nhấn nút Install (Cài đặt) sẽ flash ESP32 với mã cần thiết để kết nối nó với phiên bản ESPHome của bạn. Tuy nhiên, có thể bạn cần phải nhấn và giữ nút Boot trên ESP32 của mình; nếu không, nó có thể hiển thị lỗi.
Giao diện ESPHome hiển thị file cấu hình YAML để tùy chỉnh ESP32 làm Bluetooth Proxy
Cấu hình YAML và tích hợp vào Home Assistant
Sau khi ESP32 được ghép nối với ESPHome, bạn có thể nhấn nút Config (Cấu hình) và thêm đoạn mã sau vào tệp cấu hình mặc định:
esp32_ble_tracker:
scan_parameters:
active: true
bluetooth_proxy:
active: trueVì đây là tệp YAML, bạn sẽ muốn thiết lập thụt lề chính xác cho nó. Đảm bảo cập nhật thông tin đăng nhập Wi-Fi bên trong tệp cấu hình trước khi flash mã mới vào ESP32.
Thêm ESP32 Bluetooth Proxy vào mục Thiết bị và Dịch vụ trong Home Assistant sau khi cấu hình thành công
Nếu bạn đã thực hiện tất cả các bước một cách chính xác, bạn sẽ thấy ESP32 Bluetooth Proxy trong tab Devices and Services (Thiết bị và Dịch vụ) của tùy chọn Settings (Cài đặt) bên trong Home Assistant. Chỉ cần nhấn nút Add (Thêm) và chờ HASS hoàn tất ghép nối Bluetooth Proxy mới cấu hình của bạn với hệ thống nhà thông minh của mình.
Ứng dụng thực tế của Bluetooth Proxy trong Smart Home
Bo mạch ESP32-CYD-6, một trong nhiều biến thể của ESP32 có thể dùng làm Bluetooth Proxy
Là một người chủ yếu dựa vào Wi-Fi và LAN để kết nối các thiết bị thông minh với Home Assistant, chắc hẳn bạn sẽ ngạc nhiên trước số lượng lớn các sản phẩm IoT sử dụng Bluetooth để giao tiếp. Sau khi thiết lập Bluetooth Proxy, bạn sẽ thấy hàng loạt thiết bị như cảm biến độ ẩm, khóa thông minh, máy tạo độ ẩm và vô số thiết bị khác xuất hiện trên bảng điều khiển Home Assistant của mình.
Thậm chí, những người có bàn chải đánh răng thông minh cũng có thể kết nối chúng với HASS. Nếu bạn đủ dũng cảm, bạn thậm chí có thể sử dụng bàn chải đánh răng hỗ trợ Bluetooth của mình để điều khiển các thiết bị thông minh và phòng thí nghiệm tại gia của bạn!
Ví dụ về tự động hóa trong Home Assistant sử dụng dữ liệu từ bàn chải đánh răng thông minh kết nối qua Bluetooth Proxy
Kết luận
Việc tích hợp ESP32 làm Bluetooth Proxy là một giải pháp đơn giản nhưng mạnh mẽ để mở rộng khả năng kết nối và tự động hóa cho hệ thống Home Assistant của bạn. Với khả năng phủ sóng rộng và sự linh hoạt trong vị trí đặt, ESP32 Bluetooth Proxy không chỉ giải quyết vấn đề về khoảng cách mà còn mở ra cánh cửa cho việc kết nối vô số thiết bị IoT dựa trên Bluetooth mà trước đây khó có thể quản lý. Hãy thử nghiệm dự án này để khám phá toàn bộ tiềm năng của ngôi nhà thông minh của bạn!