Đồ án HCMUTE: Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet

Khám phá đồ án HCMUTE về hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị qua internet, ứng dụng công nghệ hiện đại trong quản lý thiết bị.

• Tác giả: Nguyễn Nhật An
• Người hướng dẫn: GVHD: Phan Văn Hoàn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông
• Đề tài: Hệ Thống Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Qua Internet
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ESP8266
• 1.2. Cấu trúc phần cứng của dòng chip ESP8266
• 1.3. Các loại Module ESP8266
• 1.4. GIỚI THIỆU VỀ BOARD ESP8266EX DEVELOPMENT
• 1.5. MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH CHO ESP8266
• 1.5.1. Giới thiệu các môi trường lập trình cho esp8266
• 1.5.2. Giới thiệu Arduino ide và lập trình cho ESP8266 dùng Arduino IDE
• 1.6. MODULE CẢM BIẾN DÒNG ACS712
• 1.7. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM
• 1.8. IC DỒN TÁCH KÊNH CD4052BE
• 1.9. MÀN HÌNH OLED
• 1.9.1. Giới thiệu màn hình OLED
• 1.9.2. Thông số kỹ thuật của màn hình oled
• 1.9.3. Giới thiệu chuẩn giao tiếp i2c
• 1.10. GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ THIẾT KẾ WEB
• 1.11. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 1.11.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 1.11.2. Tính toán và thiết kế mạch
• 1.12. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 1.12.1. Thi công bo mạch
• 1.12.2. Lắp ráp và kiểm tra
• 1.12.3. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 1.12.3.1. Đóng gói bộ điều khiển
• 1.12.3.2. Thi công mô hình
• 1.13. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 1.13.1. Lưu đồ giải thuật chương trình chính
• 1.13.2. Lưu đồ các chương trình con
• 1.14. THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ LẬP TRÌNH CHO WEB SERVER
• 1.15. NAT PORT MODEM
• 1.16. TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan về hệ thống

Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet tại HCMUTE được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về việc quản lý và điều khiển thiết bị từ xa. Hệ thống điều khiển này sử dụng công nghệ Internet of Things (IoT), cho phép người dùng có thể điều khiển thiết bị thông qua các thiết bị di động hoặc máy tính. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong hệ thống giúp tối ưu hóa quy trình quản lý và giám sát, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cao. Hệ thống này không chỉ giúp người dùng dễ dàng theo dõi trạng thái hoạt động của thiết bị mà còn cho phép điều khiển thiết bị từ xa một cách nhanh chóng và chính xác.

1.1. Mục tiêu của hệ thống

Mục tiêu chính của hệ thống là thiết kế một hệ thống tự động có khả năng điều khiển và giám sát thiết bị qua web server. Hệ thống cho phép người dùng điều khiển thiết bị từ bất kỳ đâu, miễn là có kết nối Internet. Đặc biệt, hệ thống có khả năng nhận biết trạng thái hoạt động của thiết bị thông qua cảm biến dòng điện, từ đó cung cấp thông tin chính xác về tình trạng hoạt động của thiết bị. Điều này không chỉ giúp người dùng yên tâm hơn khi sử dụng thiết bị mà còn nâng cao tính an toàn trong quá trình vận hành.

II. Cấu trúc phần cứng và phần mềm

Cấu trúc phần cứng của hệ thống bao gồm các linh kiện chính như chip ESP8266, cảm biến dòng ACS712, và màn hình OLED. Chip ESP8266 là một trong những linh kiện quan trọng nhất, cho phép kết nối Internet và thực hiện các lệnh điều khiển từ xa. Cảm biến dòng ACS712 giúp theo dõi dòng điện tiêu thụ của thiết bị, từ đó cung cấp thông tin về trạng thái hoạt động của thiết bị. Màn hình OLED được sử dụng để hiển thị thông tin về nhiệt độ và độ ẩm, giúp người dùng dễ dàng theo dõi các thông số quan trọng. Phần mềm được phát triển trên nền tảng Arduino IDE, cho phép lập trình và điều khiển hệ thống một cách dễ dàng.

2.1. Các loại module ESP8266

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại module ESP8266 khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng. Module ESP-12 là một trong những loại phổ biến nhất, được sử dụng rộng rãi trong các dự án IoT. Các module này thường được tích hợp sẵn các linh kiện cần thiết, giúp người dùng dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng. Việc lựa chọn module phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống. Do đó, việc tìm hiểu và lựa chọn đúng loại module là rất quan trọng trong quá trình thiết kế và phát triển hệ thống.

III. Thiết kế và lập trình hệ thống

Thiết kế hệ thống bao gồm việc xây dựng sơ đồ khối, tính toán và thiết kế mạch điện. Sơ đồ khối hệ thống được thiết kế để thể hiện mối liên hệ giữa các linh kiện và cách thức hoạt động của hệ thống. Lập trình cho web server là một phần quan trọng, cho phép người dùng tương tác với hệ thống thông qua giao diện web. Giao diện này được thiết kế thân thiện, dễ sử dụng, giúp người dùng có thể dễ dàng điều khiển và giám sát thiết bị. Việc lập trình cũng bao gồm việc xử lý các tín hiệu từ cảm biến và phản hồi trạng thái về cho người dùng.

3.1. Lập trình giao diện web

Giao diện web được thiết kế để cung cấp thông tin rõ ràng và dễ hiểu cho người dùng. Người dùng có thể dễ dàng theo dõi trạng thái hoạt động của thiết bị, cũng như thực hiện các lệnh điều khiển từ xa. Việc lập trình giao diện web sử dụng các công nghệ hiện đại, đảm bảo tính tương thích với nhiều thiết bị khác nhau. Giao diện này không chỉ giúp người dùng dễ dàng quản lý thiết bị mà còn tạo ra trải nghiệm người dùng tốt hơn, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống.

IV. Kết quả và đánh giá

Kết quả thực hiện hệ thống cho thấy khả năng điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet đạt hiệu quả cao. Hệ thống có thể hoạt động ổn định, cho phép người dùng theo dõi và điều khiển thiết bị từ xa một cách dễ dàng. Đặc biệt, khả năng nhận biết trạng thái hoạt động của thiết bị thông qua cảm biến dòng điện đã giúp người dùng có thể yên tâm hơn khi sử dụng. Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề cần cải thiện, như tối ưu hóa tốc độ phản hồi và mở rộng khả năng kết nối cho hệ thống.

4.1. Nhận xét về hiệu quả hệ thống

Hệ thống đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet. Việc ứng dụng công nghệ IoT trong hệ thống không chỉ giúp nâng cao tính tiện lợi mà còn tạo ra nhiều cơ hội mới trong việc quản lý thiết bị. Hệ thống có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ quản lý nhà thông minh đến giám sát công nghiệp, mở ra nhiều hướng phát triển trong tương lai.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ Internet vạn vật (IoT) phát triển nhanh chóng, nhu cầu điều khiển và quản lý các thiết bị gia dụng từ xa qua mạng Internet ngày càng trở nên phổ biến. Tuy nhiên, các hệ thống điều khiển từ xa thông thường tồn tại nhược điểm là không cung cấp cơ chế phản hồi trạng thái thực tế. Khi người dùng phát lệnh bật thiết bị, hệ thống chỉ ghi nhận tín hiệu điều khiển mà không thể xác minh thiết bị có thực sự hoạt động hay không (chẳng hạn trong các trường hợp hỏng hóc phần cứng, đứt dây nguồn hoặc mất tải). Để giải quyết vấn đề này, đề tài "Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet" được thực hiện nhằm xây dựng một mô hình phần cứng nhúng kết hợp máy chủ web, cho phép giám sát dòng điện tải thực tế để phản hồi trạng thái vận hành chính xác của thiết bị điện xoay chiều.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể trong văn bản gồm:

• Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị điện xoay chiều AC 220V qua web server, hỗ trợ truy cập qua Wi-Fi, Internet hoặc mạng 3G từ các thiết bị đầu cuối như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay; tích hợp tính năng cấu hình Wi-Fi nhanh SmartConfig; thu thập và hiển thị thông số nhiệt độ, độ ẩm môi trường; nhận biết chính xác trạng thái hoạt động thực tế của thiết bị thông qua cảm biến dòng điện.
• Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu:
  1. Nội dung 1: Tìm hiểu nhu cầu thực tế của thị trường.
  2. Nội dung 2: Tìm hiểu và đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống.
  3. Nội dung 3: Khảo sát bo mạch điều khiển và các linh kiện phần cứng cần dùng.
  4. Nội dung 4: Thiết kế và lập trình máy chủ web (web server) để điều khiển, phản hồi trạng thái thiết bị và hiển thị thông số nhiệt độ, độ ẩm.
  5. Nội dung 5: Nghiên cứu thiết kế và thi công mạch điều khiển phần cứng.
  6. Nội dung 6: Cân chỉnh hệ thống bảo đảm độ chính xác và hoàn thiện.
  7. Nội dung 7: Nhận xét và đánh giá kết quả thực hiện.
  8. Nội dung 8: Viết báo cáo luận văn tốt nghiệp.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống phần cứng điều khiển đóng ngắt, mạch đo dòng điện hồi tiếp và giao diện web server điều khiển thiết bị điện AC 220V. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở thiết kế mạch nhúng có kích thước nhỏ gọn (khoảng 11 x 8 x 4 cm, khi đóng hộp hoàn thiện là 12 x 8 x 4 cm), điều khiển 3 tải điện AC độc lập, tích hợp cảm biến đo dòng ACS712, cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11 và màn hình hiển thị OLED tại chỗ.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu ứng dụng các nền tảng lý thuyết và công nghệ phần cứng - phần mềm chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử Truyền thông:

• Vi điều khiển Wi-Fi SoC ESP8266EX: Sử dụng vi xử lý Tensilica Xtensa L106 32-bit RISC tần số 80 MHz (tối đa 160 MHz), tích hợp chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n, giao thức TCP/IP, bộ nhớ RAM 64 KB chương trình và 96 KB dữ liệu, bộ nhớ flash ngoài từ 512 KiB đến 4 MiB kết nối qua giao tiếp SPI/SDIO, hỗ trợ 16 chân GPIO và 1 chân ADC 10-bit với dải điện áp đầu vào 0 - 1V.
• Cơ chế SmartConfig và giao thức ESP-TOUCH: Giải pháp truyền cấu hình SSID và mật khẩu Wi-Fi từ điện thoại thông minh đến vi điều khiển ESP8266 thông qua việc mã hóa thông tin vào trường độ dài (Length) của gói tin UDP.
• Cảm biến dòng điện ACS712: Hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall, cung cấp điện áp ngõ ra analog $V_{out}$ biến thiên tuyến tính theo dòng điện ngõ vào $I_p$. Phiên bản ACS712-05B đo dòng trong dải -5A đến 5A, độ nhạy từ 180 đến 190 mV/A, điện áp ngõ ra khi không có tải là 2.5V ($V_{out} = 2.5\text{V}$ khi $I_p = 0\text{A}$).
• Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11: Cảm biến số tích hợp cảm biến độ ẩm điện dung và nhiệt điện trở, truyền nhận dữ liệu qua chuẩn giao tiếp 1 dây (1-wire), dải đo nhiệt độ 0 - 50°C (sai số ±2°C), dải đo độ ẩm 20 - 80% (sai số 5%), tần số lấy mẫu 1 Hz, định dạng gói dữ liệu phản hồi gồm 5 byte (4 byte dữ liệu và 1 byte kiểm tra tổng Checksum).
• IC dồn kênh tương tự CD4052BE: Mạch ghép kênh tương tự (Analog Multiplexer) 4 sang 1 kép, sử dụng 2 chân chọn địa chỉ $S_0, S_1$ (hoặc A, B) và chân kích hoạt Enable (G) để mở rộng ngõ vào cho chân ADC duy nhất của ESP8266.
• Màn hình OLED 1.3 inch: Sử dụng chip điều khiển SSD1306, độ phân giải 128x64 điểm ảnh, giao tiếp qua bus I2C (sử dụng hai đường tín hiệu SCL và SDA với địa chỉ 7-bit), góc nhìn hiển thị 170°, công suất tiêu thụ 0.04W.
• Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết phần cứng và phần mềm; phương pháp tính toán thiết kế mạch điện tử công suất và cầu phân áp; phương pháp thực nghiệm chế tạo mạch in PCB 2 lớp, tích hợp và kiểm thử hệ thống nhúng trong môi trường mạng nội bộ và mạng diện rộng qua kỹ thuật chuyển tiếp cổng (NAT Port/Port Forwarding).

Môi trường lập trình ESP8266	Ưu điểm	Nhược điểm	Đánh giá lựa chọn
Firmware AT Command	Đơn giản, nhanh gọn, tận dụng firmware có sẵn của nhà sản xuất.	Hạn chế theo tập lệnh AT; bắt buộc cần thêm vi điều khiển phụ trợ (External MCU); tốc độ đáp ứng chậm.	Không chọn do tăng độ phức tạp phần cứng.
Lập trình SDK trực tiếp (Non-OS SDK)	Tối ưu hóa phần cứng, tốc độ truyền dữ liệu cao, không cần MCU ngoài.	Ngôn ngữ C phức tạp, yêu cầu thời gian phát triển và làm chủ tài nguyên lớn.	Không chọn do thời gian phát triển hạn chế.
Arduino IDE (Thư viện ESP8266)	Sử dụng ngôn ngữ C/C++ quen thuộc; mã nguồn mở; hỗ trợ sẵn các thư viện Wi-Fi (TCP, UDP, HTTP, mDNS, DNS, OTA); không cần MCU ngoài.	Tối ưu hóa phần cứng và tốc độ xử lý ở mức trung bình so với SDK trực tiếp.	Được chọn để thiết kế và lập trình cho toàn bộ hệ thống.

---

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc mô-đun gồm 6 khối chức năng chính liên kết chặt chẽ:

[Khối Nguồn DC 5V - 1.5A]

Tính toán và thiết kế mạch phần cứng

1. Khối công suất:

   • Sử dụng 3 rơ-le 5V mã hiệu YL303H-S-5VDC-1Z (hãng YEL), điện trở cuộn hút $R_{coil} = 69,\Omega$ (sai số 10%), dòng tiêu thụ cuộn dây khi tác động $I_{coil} \approx 71.4\text{ mA}$, tiếp điểm chịu dòng tải xoay chiều tối đa 7A tại điện áp 220V AC.
   • Mỗi kênh rơ-le được kích đóng ngắt thông qua 1 transistor lưỡng cực BJT NPN C1815 (dòng cực góp tối đa $I_C = 150\text{ mA}$, đáp ứng tốt mức dòng $71.4\text{ mA}$). Điện trở hạn dòng cực gốc $R_B = 1\text{ k}\Omega$ được tính theo công thức $I = \frac{U}{R} = \frac{5\text{V}}{1\text{ k}\Omega} = 5\text{ mA}$, đảm bảo phân cực bão hòa cho BJT và nuôi LED báo trạng thái.
   • Mắc diode bảo vệ (D2, D4, D6) phân cực ngược song song với cuộn hút rơ-le để triệt tiêu dòng điện cảm ứng sinh ra khi ngắt tiếp điểm, bảo vệ BJT khỏi hiện tượng đánh thủng điện áp.

2. Khối hồi tiếp và cầu phân áp cho ADC:

   • Sử dụng 3 mô-đun cảm biến dòng ACS712-05B mắc nối tiếp trên đường cấp nguồn của từng tải điện xoay chiều.
   • Do chân ADC của ESP8266 chỉ nhận mức điện áp tín hiệu trong dải từ $0\text{V}$ đến $1\text{V}$, trong khi điện áp ngõ ra của ACS712 biến thiên từ $0\text{V}$ đến $5\text{V}$, tác giả tính toán mạch cầu phân áp gồm hai điện trở $R_1, R_2$ theo công thức: $$\frac{U_1}{U} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} \implies U_1 = U \cdot \frac{R_1}{R_1 + R_2}$$
   • Thay các giá trị điện áp cực đại $U = 5\text{V}$ và $U_1 = 1\text{V}$: $$1 = 5 \cdot \frac{R_1}{R_1 + R_2} \implies R_1 + R_2 = 5R_1 \implies R_2 = 4R_1$$
   • Giá trị linh kiện được chọn là $R_1 = 1\text{ k}\Omega$ và $R_2 = 4\text{ k}\Omega$.
   • Tín hiệu điện áp sau phân áp của 3 cảm biến dòng được đưa qua IC dồn kênh CD4052BE để luân phiên chuyển đổi về chân ADC duy nhất của ESP8266 theo 2 chân điều khiển logic A và B.

3. Khối nguồn và lọc nhiễu:

   • Nguồn cấp hệ thống sử dụng nguồn DC 5V - 1.5A để cung cấp dòng cho bo mạch ESP8266 và cuộn hút của 3 rơ-le.
   • Tụ điện dung $1,\mu\text{F}$ được bố trí ở ngõ vào nguồn nuôi ESP8266 để ổn định điện áp và bù sụt áp tức thời trong giai đoạn khởi động (dòng đỉnh khởi động của ESP8266 có thể đạt mức $300\text{ mA}$).

Danh mục linh kiện phần cứng chính

Ký hiệu thiết kế	Tên linh kiện / Thông số kỹ thuật	Số lượng	Chức năng trong mạch
ESP8266EX Dev	Bo mạch vi điều khiển ESP8266EX tích hợp Wi-Fi	01	Bộ xử lý trung tâm, chạy web server và đọc cảm biến
M1, M2, M3	Module cảm biến dòng ACS712 loại 5A	03	Đo dòng tải AC ngõ ra của từng kênh
RL1, RL2, RL3	Relay 5V DC YL303H-S-5VDC-1Z (chịu tải 7A/220VAC)	03	Đóng ngắt nguồn điện cấp cho tải AC 220V
Q1, Q2, Q3	Transistor BJT NPN C1815 ($I_C = 150\text{ mA}$)	03	Đệm dòng kích cuộn hút rơ-le
D2, D4, D6	Diode bán dẫn chỉnh lưu	03	Triệt tiêu xung điện áp cảm ứng từ cuộn dây rơ-le
D1, D3, D5	LED báo hiệu	03	Hiển thị trạng thái đóng ngắt của từng kênh rơ-le
U1	IC dồn tách kênh tương tự CD4052BE	01	Dồn 3 kênh điện áp cảm biến dòng vào 1 chân ADC
DHT11	Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm kỹ thuật số 1-wire	01	Thu thập nhiệt độ (0-50°C) và độ ẩm (20-80%)
OLED 1.3"	Màn hình hiển thị OLED I2C 128x64 (SSD1306)	01	Hiển thị IP, trạng thái kết nối và cảm biến tại chỗ
J1, J2, J3	Domino 2 chân	03	Đầu nối dây ngõ ra tải xoay chiều AC 220V
$R_1, R_2$	Điện trở $1\text{ k}\Omega$ và $4\text{ k}\Omega$	-	Mạch cầu phân áp hạ áp $5\text{V} \to 1\text{V}$ cho chân ADC

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng Quan

Chương này tập trung trình bày bối cảnh ra đời của đề tài, nêu bật sự cần thiết của cơ chế giám sát thiết bị trong hệ thống IoT. Tác giả xác định rõ mục tiêu chế tạo bộ điều khiển giám sát qua mạng, liệt kê chi tiết 8 nội dung công việc cần thực hiện, đưa ra các giới hạn kỹ thuật (điều khiển tải AC 220V, kích thước thiết bị $11 \times 8 \times 4\text{ cm}$, giao diện web và màn hình OLED) cùng bố cục chi tiết gồm 6 chương của khóa luận.

Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết

Chương 2 trình bày chi tiết về cấu tạo phần cứng, cấu trúc bộ nhớ và các thông số vận hành của vi điều khiển ESP8266EX. Tác giả phân tích và so sánh ưu nhược điểm của ba phương pháp lập trình trên ESP8266 (Firmware AT Command, SDK C trực tiếp và Arduino IDE) để làm cơ sở chọn lựa nền tảng Arduino IDE. Nội dung chương giới thiệu chi tiết nguyên lý SmartConfig và giao thức ESP-TOUCH, nguyên lý đo dòng dựa trên hiệu ứng Hall của IC ACS712, cấu trúc khung truyền 5 byte của cảm biến DHT11, bảng trạng thái chuyển mạch của IC dồn kênh CD4052BE, cấu tạo tiếp điểm rơ-le, nguyên lý phát quang của màn hình OLED SSD1306, giao thức truyền thông nối tiếp I2C và cơ bản về cấu trúc thẻ HTML/CSS phục vụ xây dựng giao diện web.

Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế

Nội dung chương trình bày sơ đồ khối hệ thống và sơ đồ nguyên lý toàn mạch. Tác giả thực hiện tính toán chi tiết các tham số linh kiện: chọn dòng kích cực gốc BJT C1815 bằng điện trở $1\text{ k}\Omega$, tính toán các giá trị điện trở $R_1 = 1\text{ k}\Omega$ và $R_2 = 4\text{ k}\Omega$ cho mạch cầu phân áp đưa tín hiệu từ ACS712 vào chân ADC của ESP8266, tính toán chọn nguồn cấp 5V - 1.5A dựa trên tổng công suất tiêu thụ tối đa và bố trí tụ lọc $1,\mu\text{F}$ tại ngõ vào nguồn để chống sụt áp tức thời lúc ESP8266 thu phát sóng Wi-Fi.

Chương 4: Thi Công Hệ Thống

Chương 4 mô tả quy trình hiện thực hóa mô hình phần cứng và phần mềm:

• Thi công phần cứng: Thiết kế và gia công bo mạch in PCB 2 lớp kích thước $11 \times 7\text{ cm}$. Trình bày thứ tự hàn lắp linh kiện (lắp linh kiện thụ động nhỏ trước, sau đó lắp rơ-le, IC và các mô-đun cảm biến), đo kiểm tra thông mạch, thử nghiệm đóng ngắt rơ-le và đóng gói toàn bộ mạch vào vỏ hộp cách điện có kích thước $12 \times 8 \times 4\text{ cm}$ (tương đương kích thước ổ cắm điện âm tường).
• Lập trình và triển khai phần mềm: Xây dựng lưu đồ thuật toán chương trình chính và các chương trình con đọc cảm biến dòng, cảm biến DHT11; lập trình nhúng web server trên ESP8266; thiết kế giao diện điều khiển bằng HTML/CSS; thiết lập chuyển tiếp cổng (NAT Port) trên modem Wi-Fi gia đình và kiểm tra thông mạng thông qua công cụ ping.eu để truy cập điều khiển từ Internet bên ngoài; soạn thảo tài liệu hướng dẫn vận hành chi tiết.

Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá

Trình bày các hình ảnh thực tế của bo mạch sau khi thi công, mô hình hoàn chỉnh và giao diện điều khiển web server khi vận hành. Tác giả đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu ban đầu: hệ thống kết nối Wi-Fi ổn định, phản hồi nhanh trạng thái bật/tắt thiết bị, hiển thị đúng thông số nhiệt độ, độ ẩm và dòng điện tải. Đồng thời, chương này ghi nhận hiện tượng nhiễu phần cứng thỉnh thoảng xuất hiện khi các tiếp điểm rơ-le đóng ngắt tải điện AC công suất lớn.

Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển

Tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được về mặt phần cứng và phần mềm của đồ án tốt nghiệp, chỉ ra các điểm còn tồn tại cần khắc phục và đề xuất các định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

• Phần cứng hoàn thiện: Chế tạo thành công bo mạch in PCB 2 lớp kích thước $11 \times 7\text{ cm}$ và đóng gói hoàn chỉnh trong hộp bảo vệ kích thước $12 \times 8 \times 4\text{ cm}$. Hệ thống điều khiển độc lập được 3 kênh tải AC 220V với dòng định mức lên đến 7A mỗi kênh.
• Hồi tiếp dòng chính xác: Đo đạc và lấy mẫu thành công dòng điện xoay chiều thông qua cảm biến ACS712-05B kết hợp cầu phân áp ($R_1 = 1\text{ k}\Omega, R_2 = 4\text{ k}\Omega$) và IC dồn kênh CD4052BE, giúp nhận diện chính xác trạng thái hoạt động thực của tải (phân biệt giữa trạng thái "đã cấp lệnh đóng rơ-le nhưng thiết bị hỏng/mất tải" và "thiết bị đang có dòng tiêu thụ thực tế").
• Tích hợp cảm biến môi trường và hiển thị tại chỗ: Thu thập liên tục nhiệt độ ($0 - 50^\circ\text{C}$) và độ ẩm ($20 - 80%$) từ DHT11; hiển thị trực quan thông số mạng và trạng thái vận hành trên màn hình OLED SSD1306 qua giao tiếp I2C.
• Phần mềm điều khiển máy chủ web: Nhúng thành công web server lên ESP8266, hỗ trợ kết nối nhanh qua SmartConfig/ESP-TOUCH mà không cần nạp lại mã nguồn khi đổi mạng Wi-Fi; cấu hình NAT Port thành công cho phép điều khiển từ xa qua mạng Internet/3G.

Giải pháp và đóng góp của đề tài

• Đề xuất giải pháp khắc phục hạn chế thiếu chân ADC trên ESP8266 (vốn chỉ có 1 chân ADC với dải điện áp $0 - 1\text{V}$) bằng cách phối hợp IC ghép kênh CD4052BE và mạch cầu phân áp chuẩn xác, cho phép vi điều khiển đọc tín hiệu từ nhiều cảm biến dòng điện analog $0 - 5\text{V}$.
• Tích hợp thành công cơ chế kiểm tra dòng điện tải để tạo kênh phản hồi trạng thái thực tế hai chiều (closed-loop monitoring), giải quyết triệt để rủi ro báo sai trạng thái của các hệ thống điều khiển một chiều (open-loop) truyền thống.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

• Trong quá trình vận hành đóng cắt các thiết bị điện xoay chiều AC 220V, hiện tượng hồ quang điện và tia lửa điện tại tiếp điểm rơ-le tạo ra xung nhiễu điện từ, thỉnh thoảng gây ảnh hưởng đến tính ổn định của phần cứng và khối xử lý trung tâm ESP8266.
• Hệ thống điều khiển qua mạng diện rộng phụ thuộc vào việc NAT Port thủ công trên modem router, dễ gặp trở ngại khi địa chỉ IP công cộng (Public IP) của nhà mạng thay đổi hoặc khi hoạt động sau các lớp mạng NAT phức tạp.

Hướng phát triển tiếp theo

• Nghiên cứu bổ sung các mạch lọc nhiễu dập xung (mạch RC Snubber, Varistor hoặc cách ly quang Optocoupler chuyên dụng) tại các khối đóng cắt rơ-le để triệt tiêu hoàn toàn nhiễu đóng ngắt AC.
• Nâng cấp giao thức truyền thông sang các nền tảng đám mây IoT chuyên dụng (như giao thức MQTT, WebSockets) hoặc xây dựng ứng dụng di động độc lập (App) để tăng tốc độ phản hồi và loại bỏ sự phụ thuộc vào cấu hình NAT Port modem.
• Mở rộng số lượng kênh điều khiển công suất và tích hợp tính năng cảnh báo tự động khi phát hiện quá dòng hoặc nhiệt độ vượt ngưỡng an toàn.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án là nguồn tư liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử, Điện tử Truyền thông, Tự động hóa và Kỹ thuật Máy tính: Tham khảo quy trình thiết kế hệ thống nhúng IoT hoàn chỉnh từ khâu tính toán mạch phần cứng (phân áp ADC, mạch đệm transistor, mạch cách ly rơ-le) đến khâu lập trình vi điều khiển ESP8266 trên Arduino IDE.
• Người nghiên cứu các đề tài nhà thông minh (Smart Home) và giám sát thiết bị: Tham khảo chi tiết giải pháp ghép kênh mở rộng chân ADC bằng IC CD4052BE, thuật toán đọc dữ liệu 1-wire từ DHT11, kỹ thuật cấu hình SmartConfig qua ESP-TOUCH và phương pháp xây dựng web server nhúng điều khiển qua Internet.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hệ thống cần sử dụng cầu phân áp giữa cảm biến ACS712 và ESP8266?

Cảm biến dòng điện ACS712 xuất tín hiệu analog trong dải điện áp từ $0\text{V}$ đến $5\text{V}$, trong khi chân ADC của vi điều khiển ESP8266 chỉ có khả năng tiếp nhận điện áp tối đa là $1\text{V}$. Nếu đưa trực tiếp điện áp $5\text{V}$ vào sẽ làm hỏng hoặc sai lệch bộ biến đổi ADC. Do đó, mạch cầu phân áp với hai điện trở $R_1 = 1\text{ k}\Omega$ và $R_2 = 4\text{ k}\Omega$ được thiết kế để hạ tỷ lệ điện áp từ $5\text{V}$ xuống tối đa $1\text{V}$ đúng với chuẩn đầu vào của ESP8266.

2. Làm thế nào ESP8266 có thể đọc tín hiệu từ 3 cảm biến dòng điện khi chip chỉ có duy nhất 1 chân ADC?

Tác giả sử dụng thêm IC dồn tách kênh tương tự CD4052BE (Multiplexer 4 sang 1). Đầu ra điện áp của 3 cảm biến dòng ACS712 (sau khi qua cầu phân áp) được nối vào các ngõ vào của CD4052BE. Vi điều khiển ESP8266 xuất tín hiệu logic qua 2 chân điều khiển A và B để quét tuần tự từng kênh cảm biến và đưa tín hiệu tương ứng về chân ADC duy nhất để xử lý.

3. Nguyên lý kiểm tra tính chính xác của dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm từ DHT11 được thực hiện như thế nào?

Cảm biến DHT11 trả về một gói dữ liệu gồm 5 byte liên tiếp (Byte 1: phần nguyên độ ẩm, Byte 2: phần thập phân độ ẩm, Byte 3: phần nguyên nhiệt độ, Byte 4: phần thập phân nhiệt độ, Byte 5: byte kiểm tra tổng Checksum). Chương trình trên ESP8266 thực hiện phép cộng 4 byte đầu tiên: $\text{Byte 1} + \text{Byte 2} + \text{Byte 3} + \text{Byte 4}$. Nếu tổng này bằng đúng giá trị của $\text{Byte 5}$ thì dữ liệu đo được xác nhận là chính xác; ngược lại, dữ liệu bị coi là lỗi và bị hủy bỏ.

4. Tính năng SmartConfig hoạt động như thế nào trong hệ thống?

SmartConfig cho phép người dùng truyền trực tiếp tên mạng (SSID) và mật khẩu Wi-Fi từ điện thoại thông minh đến ESP8266 thông qua giao thức ESP-TOUCH bằng các gói tin UDP được mã hóa độ dài. Người dùng không cần phải kết nối dây cáp nạp để khai báo lại thông tin mạng trong mã nguồn mỗi khi thay đổi môi trường mạng Wi-Fi.

5. Rơ-le sử dụng trong khối công suất có thông số kỹ thuật ra sao và được điều khiển đóng cắt bằng linh kiện gì?

Mạch công suất sử dụng 3 rơ-le YL303H-S-5VDC-1Z do hãng YEL sản xuất, hoạt động với cuộn dây 5V DC (điện trở cuộn dây $69,\Omega \pm 10%$, dòng kích $71.4\text{ mA}$) và chịu được tải xoay chiều tối đa 7A tại điện áp 220V AC. Mỗi rơ-le được kích đóng ngắt thông qua 1 transistor BJT NPN C1815 (chịu dòng cực góp tối đa $150\text{ mA}$) kết hợp với điện trở hạn dòng cực gốc $1\text{ k}\Omega$ và 1 diode dập xung ngược bảo vệ.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị qua Internet" của tác giả Nguyễn Nhật An đã thiết kế và thi công hoàn chỉnh một mô hình phần cứng nhúng IoT nhỏ gọn dựa trên vi điều khiển ESP8266EX. Hệ thống đã giải quyết thành công bài toán giám sát trạng thái thực tế của thiết bị điện xoay chiều AC 220V bằng cảm biến dòng điện ACS712 và IC dồn kênh CD4052BE, kết hợp đo nhiệt độ - độ ẩm môi trường và điều khiển linh hoạt qua web server. Toàn bộ tính toán phần cứng, thuật toán đọc cảm biến và giải pháp cấu hình mạng được trình bày mạch lạc, mang tính ứng dụng thực tiễn cao trong lĩnh vực điện tử công nghiệp và điều khiển tự động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn của thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Giới thiệu các linh kiện phần cứng của hệ thống và phần mềm. Chương 3: Thiết Kế và Tính Tóan Thiết kế mạch công suất cho hệ thống, mạch xử lý trung tâm, kết nối các thành phần linh kiện lại với nhau.

Tính toán cầu phân áp cho ngõ ra cảm biến vào mạch xử lý tính hiệu. Thiết kế giao diện và lập trình web server web server. Chương 4: Thi công hệ thống Thi công bo mạch, kiểm tra xử lý nhiễu khi đóng cắt thiết bị AC, đóng hộp cho hệ thống Hình ảnh quá trình thi công và tài liệu hướng dẫn sử dụng. Chương 5: Kết quả, Nhận xét và Đánh giá Trình bày kết quả của hệ thống, những yêu cầu đạt được và chưa đạt được của hệ thống đã thi công.

Từ đó đưa ra nhận xét về nguyên nhân chưa đạt được và cách khắc phục Chương 6: Kết Luận và Hướng phát triển 3 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương này trình bày tóm gọn lại những gì đã làm được và chưa làm được của cả mô hình so với dự kiến ban đầu. Hướng phát triển sản phẩm trong tương lai. 4 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ESP8266 2.1 Giới thiệu ESP8266 là dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được, rẻ tiền được sản xuất bởi một 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 Mô dun 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 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 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 Chip ESP8266 được phát triển bởi Espressif để cung cấp giải pháp giao tiếp Wifi cho các thiết bị IoT.

Điểm đặc biệt của dòng ESP8266 là nó được tích hợp các mạch RF như balun, antenna switches, TX power amplifier và RX filter ngay bên trong chip với kích thước rất nhỏ chỉ 5x5mm nên các board sử dụng ESP8266 không cần kích thước board lớn cũng như không cần nhiều linh kiện xung quanh. Mặc dù, ESP8266 được tích hợp với đầy đủ các tính năng về internet với kích thước rất nhỏ gọn nhưng mức giá lại khá khiêm tốn (tầm 2$). Đây là sự lựa chọn tuyệt vời cho những ai triển khai dự án IOT, thiết bị cầm tay, mobile,… 2.2 Cấu trúc phần cứng của dòng chip ESP8266: 5 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2. 1 Sơ đồ khối của esp8266 ESP8266 là dòng chip Low-power và là một wifi SOC nên cần rất ít linh kiện ngoài (tầm 7 thành phần).

Hoạt động với dãi nhiệt khá rộng -40°C to +125°C (trong công nghiệp), có thể hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp. ESP8266 tích hợp vi xử lý Tensilica L106 32-bit (MCU) là dòng chip low-power, 16- bit RSIC, tốc độ clock cao nhất là 160 MHz. Nếu hệ thống hoạt động với Real Time Operation System (RTOS) và Wi-Fi stack thì ta có khoảng 80% khả năng xử lý cho ứng dụng người dùng. ESP8266 hoạt động với mức tiệu thụ năng lượng rất thấp với nhưng công nghệ độc quyền.

Tính năng tiết kiệm năng lượng với 3 chế độ hoạt động – active mode, sleep mode và deep sleep mode. Do không hỗ trợ bộ nhớ Flash nên các board sử dụng ESP8266 phải gắn thêm chip Flash bên ngoài và thường là Flash SPI để ESP8266 có thể đọc chương trình ứng dụng với chuẩn SDIO hoặc SPI. QSPI flash ngoài – 512 KiB – 4 MiB* (có thể lên tới 16 MiB) Tích hợp 50KB RAM để lưu dữ liệu ứng dụng khi chạy. 6 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Có đầy đủ các ngoại vi chuẩn để giao tiếp như GPIO, Slave SDIO, SPI, I2C, I²S interfaces với DMA (dùng chung với GPIO), UART, PWM, 10-bit ADC.

Tích hợp các mạch RF để truyền nhận dữ liệu ở tần số 2.11b/g/n Wi-Fi Hỗ trợ các hoạt động truyền nhận các IP packages ở mức hardware như Acknowledgement, Fragmentation và Defragmentation, Aggregation, Frame Encapsulation v. 2 Sơ đồ mạch nguyên lý esp8266 2.3 Các loại Module ESP8266 ESP8266 cần ít nhất thêm 7 linh kiện nữa mới có thể hoạt động, trong đó phần khó nhất là Antena. Đòi hỏi phải được sản xuất, kiểm tra với các thiết bị hiện đại. Do đó, trên 7 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thị trường xuất hiện nhiều Module và Board mạch phát triển đảm đương hết để người dùng đơn giản nhất trong việc phát triển ứng dụng.

Sau đây là một số Module và Board phát triển phổ biến: Bảng 2. 1 So sánh các thông số 8 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2. 3 Các phiên bản modele esp8266 Trong đó module ESP-12 là được sử dụng nhiều nhất. 9 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2 GIỚI THIỆU VỀ BOARD ESP8266EX DEVELOPMENT Là board đã ra chân của module esp8266ex được tích hợp thêm các linh kiện khác như: led, công tắc, chân cắm, chíp nạp, nguồn 3,3V-5V, bộ nhớ flash ngoài,.

5 Board esp8266ex development Thông số phần cứng 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 hoạt động ở tần số 80 MHz. Hổ trợ bộ nhớ Flash ngoài từ 512KiB đến 4MiB. Bộ nhớ chương trình có dung lượng 64KBytes RAM. Bộ nhớ dữ liệu có dung lượng 96KBytes RAM.

Bộ nhớ khởi động hệ thống 64KBytes boot ROM. 10 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuẩn wifi EEE 802.4 GHz Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại công suất và matching network Hổ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network Tích hợp giao thức TCP/IP Hổ trợ nhiều loại anten 16 chân GPIO Hổ trợ SDIO 2.0, 2 UART, 4 SPI, 2 I²C, 4 PWM, I²S với DMA 1 ADC 10-bit Dải nhiệt độ hoạt động rộng : -40C ~ 125C 2.3 MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH CHO ESP8266 2.1 Giới thiệu các môi trường lập trình cho esp8266 a. Sử dụng firmware có sẵn giao tiếp AT command Trong môi trường này chúng ta sẽ nạp một firmware có sẵn được cung cấp bởi Espressif để ESP8266 hoạt động như một Wifi module độc lập. Nhiệm vụ của chúng ta là lập trình 1 MCU bên ngoài giao tiếp với ESP8266 để cấu hình cho kết nối Wifi và truyền/nhận dữ liệu từ mạng Wifi.

Lập trình trực tiếp trên chip ESP8266 Trong môi trường này chúng ta sẽ lập trình ra một firmware cho ESP8266 sử dụng bộ thư viện SDK được cung cấp bởi Espressif. Chúng ta sẽ theo mô hình này cho các ứng dụng muốn dùng ES8266 để điều khiển thiết bị trực tiếp mà không cần một external MCU điều khiển; hoặc chúng ta cần các tính năng mà firmware chuẩn chưa cung cấp. Sử dụng các firmware thư viện từ cộng đồng phát triển 11 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngoài 2 thư viện SDK chuẩn do Espressif cung cấp, cộng đồng phát triển của ESP8266 cũng góp phần tạo ra các thư viện cũng như môi trường lập trình khác thân thiện hơn giúp cho nhiều người không chuyên về ngôn ngữ C vẫn có thể tiếp cận và sử dụng module ESP8266 một cách dễ dàng hơn. Hai ngôn ngữ đang được hỗ trợ mạnh mẽ nhất trong cộng đồng là Adruino và MicroPython.

2 Ưu và nhược điểm của từng phương pháp Điểm mạnh Điểm yếu Firmware Đơn giản, nhanh gọn Hạn chế bởi các lệnh AT với AT Sử dụng firwmare có sẵn, ổn command được cung cấp. Cần 1 MCU ngoài để điều khiển. Tốc độ đáp ứng không tối ưu. Khả năng sử dụng phần Lập trình C phức tạp, tốn thời cứng cao.

gian nghiên cứu. Lập trình Không cần MCU ngoài Độ ổn định của chương trình tùy trưc tiếp Có thể tối ưu tốc độ truyền thuộc vào khả năng của người lập dùng SDK dữ liệu. Sử dụng được ngôn ngữ Giới hạn bởi bộ thư viện được cấp cao (Arduino, Python) cung cấp. Sử dụng Không cần MCU ngoài Khả năng tối ưu phần cứng, tốc các bộ thư (trường hợp Arduino độ truyền dữ liệu không cao.

viện khác ESP8266) Tốn bộ nhớ chương trình và thời Đơn giản và nhanh hơn lập gian thực thi cho các bộ thư viện trình trực tiếp như MicroPython. 12 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dựa vào bảng đánh giá này nên mô hình lập trình trên arduino ide là phù hợp nhất với dự án thực tế này cũng như khả năng lập trình của bản thân.2 Giới thiệu Arduino ide và lập trình cho ESP8266 dùng Arduino IDE Môi trường phát triển tích hợp Arduino IDE là một ứng dụng đa nền tảng được viết bằng Java và được dẫn xuất từ IDE cho ngôn ngữ lập trình xử lý các dự án lắp ráp. Phần mềm này bao gồm mô ̣t trình soạn thảo mã với các tính năng như làm nổi bật cú pháp, khớp dấu ngoặc khối chương trình thụt đầu dòng tự động và cũng có khả năng biên dịch và tải lên các chương trình vào board mạch với một nhấp chuột duy nhất. Một chương trình hoặc mã viết cho Arduino được gọi là “sketch”.

Chương trình Arduino được viết bằng C hoặc C++. Arduino IDE đi kèm với một thư viện phần mềm được gọi là “writing” từ dự án lắp ráp ban đầu cho hoạt động đầu vào/đầu ra phổ biến trở lên dễ dàng nhiều hơn. Người sử dụng chỉ cần định nghĩa hai hàm để thực hiện một chương trình điều hành theo chu kỳ. Khi chúng ta bật điện bảng mạch Arduino, reset hay nạp chương trình mới hàm setup() sẽ được gọi đến đầu tiên.

Sau khi xử lý xong hàm setup() arduino sẽ nhảy tới hàm loop() và lặp vô hạn hàm này cho đến khi tắt điện board mạch arduino. Chu trình này có thể mô tả như sau: Hình 2. 6 Chu trình hoạt động của Arduino ide Như mô tả trong hình, chúng ta có thể sử dụng các lệnh quen thuộc trong Adruino IDE.