Trong thế giới công nghệ, vi điều khiển thường được biết đến với các dự án điện tử và hệ điều hành thời gian thực, là lựa chọn lý tưởng cho những người thích mày mò với các thiết bị nhúng. Tuy nhiên, khác với các máy tính bo mạch đơn (SBC) như Raspberry Pi, chúng ta ít khi thấy vi điều khiển được ứng dụng rộng rãi trong các thử nghiệm phòng lab gia đình thông thường. Điều này chỉ đúng cho đến khi bạn nhắc đến ESP32 – một cái tên đã thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nhìn nhận về vi điều khiển trong lĩnh vực nhà thông minh.
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 qua màn hình ePaper hay xây dựng một thiết lập độc đáo tự động bật khi phát hiện rung động gần đó, ESP32 mang lại vô vàn khả năng cho phòng lab tại nhà của bạn. Một trong những dự án đáng chú ý đó là Bluetooth Proxy, và dưới đây là tất cả những gì bạn cần biết trước khi tự tay xây dựng nó với một chiếc ESP32.
So sánh kích thước giữa bo mạch Raspberry Pi và vi điều khiển ESP32
Bluetooth Proxy là gì và vai trò của ESP32?
Giải thích về Bluetooth Proxy trong hệ thống nhà thông minh
Khi bạn bắt đầu xây dựng một hệ thống nhà thông minh mạnh mẽ, có thể bạn sẽ sử dụng Wi-Fi, Zigbee và nhiều giao thức khác để giao tiếp với các thiết bị IoT của mình. Tuy nhiên, ở một thời điểm 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 trong việc kết nối các thiết bị này với Home Assistant.
Đây chính là lúc một Bluetooth Proxy phát huy tác dụng. Nó đóng vai trò như một cầu nối trung gian giữa các thiết bị Bluetooth (và Bluetooth Low Energy – BLE) của bạn với giao diện Home Assistant, cho phép Home Assistant thiết lập đường truyền thông tin với các thiết bị IoT mà không cần bạn phải mua một bộ chuyển đổi chuyên dụng.
Lý do ESP32 là lựa chọn lý tưởng cho Bluetooth Proxy
Với khả năng tích hợp cả Wi-Fi và Bluetooth, hầu hết các vi điều khiển ESP32 đều 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. Bằng cách tận dụng cả hai giao thức giao tiếp này, ESP32 cho phép các thiết bị IoT của bạn liên lạc liền mạch với cấu hình Home Assistant.
Lợi ích vượt trội của Bluetooth Proxy
Ngoài lợi ích rõ ràng là bổ sung khả năng Bluetooth cho giao diện Home Assistant của bạn, một proxy sử dụng ESP32 còn cho phép bạn điều khiển và tự động hóa các thiết bị thông minh trên một khu vực rộng lớn. Ví dụ, nếu hệ thống Home Assistant đang hoạt động ở tầng hầm, ngay cả với một bộ chuyển đổi Bluetooth thông thường, máy chủ Home Assistant cũng khó có thể giao tiếp với các thiết bị ở gác mái, sân vườn hoặc các khu vực xa khác trong nhà.
Vi điều khiển ESP32 kết nối với cảm biến rung động qua dây nối jumper, minh họa khả năng mở rộng
Vì ESP32 Bluetooth Proxy hỗ trợ giao tiếp không dây, bạn không cần phải kết nối nó trực tiếp với máy chủ tại tầng hầm. Nhờ kích thước nhỏ gọn, bạn có thể dễ dàng đặt các vi điều khiển này ở bất cứ đâu trong không gian sống và sử dụng chúng để điều khiển các thiết bị Bluetooth trong thiết lập nhà thông minh của mình, mở rộng đáng kể tầm phủ sóng và sự linh hoạt của hệ thống.
Hướng dẫn xây dựng Bluetooth Proxy với ESP32
Sau khi tìm hiểu về lý thuyết, đã đến lúc đi vào phần thực hành của thiết lập này. Tương tự như các thí nghiệm phòng lab tại nhà khác, có rất nhiều phương pháp để biến ESP32 thành một Bluetooth Proxy. Để sử dụng nó với máy chủ Home Assistant, phương pháp sử dụng ESPHome add-on là lựa chọn tối ưu.
Chuẩn bị và cài đặt ESPHome Add-on
Nếu bạn đã có một cấu hình Home Assistant đang hoạt động, bạn có thể tìm thấy mô-đun ESPHome trong Add-on Store. Sau khi cài đặt add-on này, bạn có thể khởi chạy giao diện web của nó và cắm ESP32 vào máy tính của mình. Tùy thuộc vào model cụ thể, bạn có thể cần cài đặt các driver CP2102 hoặc CH340 và sử dụng Driver Manager để cập nhật các driver đã được Windows tự động tải.
Kết nối ESP32 và cấu hình ban đầu
Trên giao diện web của ESPHome, nhấn nút New device sẽ hiển thị một cửa sổ bật lên chứa serial port của ESP32 của bạn. Nhấp vào đó sẽ mở ra một cửa sổ khác. Chạm vào nút Install sẽ nạp mã cần thiết vào ESP32 để kết nối nó với ESPHome. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bạn có thể cần nhấn và giữ nút Boot trên ESP32 để tránh lỗi.
Giao diện chỉnh sửa file cấu hình YAML cho ESP32 trong ESPHome để kích hoạt Bluetooth Proxy
Tối ưu file cấu hình YAML
Sau khi ESP32 được ghép nối với ESPHome, bạn có thể nhấn nút Config và thêm đoạn mã sau vào file cấu hình boilerplate:
esp32_ble_tracker:
scan_parameters:
active: true
bluetooth_proxy:
active: trueVì đây là một file YAML, bạn cần đảm bảo thiết lập đúng định dạng lùi đầu dòng (indentation) cho nó. Đừng quên cập nhật thông tin đăng nhập Wi-Fi trong file cấu hình trước khi nạp mã mới vào ESP32.
Thêm và cấu hình ESP32 Bluetooth Proxy vào hệ thống Home Assistant qua mục Devices and Services
Tích hợp Bluetooth Proxy vào Home Assistant
Nếu bạn đã thực hiện tất cả các bước một cách chính xác, bạn sẽ thấy ESP32 Bluetooth Proxy xuất hiện trong tab Devices and Services của tùy chọn Settings bên trong Home Assistant. Chỉ cần nhấn nút Add và chờ Home Assistant hoàn tất việc ghép nối Bluetooth Proxy vừa cấu hình của bạn với hệ thống nhà thông minh.
Tiềm năng mở rộng của Bluetooth Proxy
Mở khóa kết nối với nhiều thiết bị Bluetooth hơn
Với những người chủ yếu dựa vào Wi-Fi và LAN để kết nối các thiết bị thông minh với Home Assistant, bạn sẽ bất ngờ trước số lượng lớn các sản phẩm IoT sử dụng Bluetooth để giao tiếp. Chỉ trong chốc lát, bạn có thể thấy các cảm biến độ ẩm, khóa thông minh, máy tạo độ ẩm và hàng loạt thiết bị khác xuất hiện trên bảng điều khiển Home Assistant của mình.
Mô hình bo mạch ESP32-CYD-6, minh họa sự đa dạng của các module ESP32
Các ứng dụng sáng tạo và thực tế
Ngay cả những người sử dụng bàn chải đánh răng thông minh cũng có thể kết nối chúng với Home Assistant. Nếu bạn đủ “dũng cảm”, bạn thậm chí có thể sử dụng bàn chải đánh răng hỗ trợ Bluetooth để điều khiển các thiết bị thông minh và phòng lab tại nhà của mình, mở ra những khả năng tự động hóa độc đáo và đầy bất ngờ.
Ví dụ tự động hóa Home Assistant được tạo ra bằng cách theo dõi bàn chải đánh răng thông minh qua Bluetooth Proxy
Kết luận
Việc xây dựng một Bluetooth Proxy bằng ESP32 là một giải pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí để mở rộng khả năng kết nối Bluetooth cho hệ thống nhà thông minh Home Assistant của bạn. Với tầm phủ sóng rộng lớn và khả năng tích hợp linh hoạt, ESP32 Bluetooth Proxy không chỉ giúp bạn giải quyết vấn đề tương thích với các thiết bị chỉ hỗ trợ Bluetooth mà còn mở ra vô số cơ hội để tự động hóa và quản lý ngôi nhà một cách thông minh hơn. Đừng ngần ngại thử nghiệm dự án này để khám phá toàn bộ tiềm năng của ESP32 trong việc nâng cấp trải nghiệm nhà thông minh của bạn.
