Thông thường, bộ vi điều khiển (microcontroller) được liên kết chặt chẽ với các dự án mạch điện tử và hệ điều hành thời gian thực, lý tưởng cho những người đam mê làm việc với thiết bị nhúng. Tuy nhiên, không giống như các máy tính bảng mạch đơn (SBC) như Raspberry Pi, chúng ít được ứng dụng trong các thử nghiệm phòng lab gia đình thông thường. Điều đó chỉ đúng cho đến khi bạn biết đến sức mạnh của một vi điều khiển đặc biệt: 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. Cho dù bạn muốn hiển thị bảng điều khiển Home Assistant trên màn hình ePaper hay xây dựng một hệ thống độc đáo tự khởi động khi phát hiện rung động, ESP32 mang lại vô vàn khả năng cho phòng lab tại gia của bạn. Một trong những dự án hữu ích đó là Bluetooth Proxy, và dưới đây là mọi điều bạn cần biết trước khi xây dựng nó với ESP32.
Sự kết hợp mạnh mẽ giữa Raspberry Pi và ESP32 trong các dự án công nghệ nhà thông minh
Bluetooth Proxy là gì và vai trò của ESP32?
Khi bắt đầu xây dựng một hệ thống nhà thông minh toàn diện, bạn có thể sẽ sử dụng Wi-Fi, Zigbee và nhiều giao thức khác để giao tiếp với các thiết bị IoT của mình. Tuy nhiên, sẽ có lúc bạn gặp phải những thiết bị chỉ dựa vào Bluetooth làm giao thức kết nối duy nhất. Nếu cấu hình Home Assistant của bạn không được trang bị bộ điều hợp (adapter) Bluetooth, việc ghép nối các thiết bị này với Home Assistant sẽ trở nên khó khăn.
Đó là lúc Bluetooth Proxy xuất hiện. Nó đóng vai trò là phương tiện trung gian giữa các thiết bị Bluetooth (bao gồm cả Bluetooth Low Energy – BLE) và giao diện Home Assistant của bạn, cho phép Home Assistant thiết lập đường truyền thông tin với các thiết bị IoT mà không yêu cầu bạn phải mua thêm một bộ điều hợp 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 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 truyền tin với cấu hình Home Assistant hiện có.
Lợi ích vượt trội của Bluetooth Proxy dùng ESP32
Ngoài ưu điểm rõ ràng là kích hoạt 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, hệ thống Home Assistant của bạn đang hoạt động trong tầng hầm, ngay cả với một bộ điều hợp Bluetooth thông thường, máy chủ Home Assistant của bạn cũng khó có thể giao tiếp với các thiết bị ở gác mái, sân vườn hoặc các khu vực xa khác trong nhà.
ESP32 kết nối với cảm biến rung động, minh họa khả năng mở rộng phạm vi điều khiển Bluetooth Proxy
Do Bluetooth Proxy trên ESP32 hỗ trợ giao tiếp không dây, bạn không cần phải kết nối trực tiếp nó với máy chủ Home Assistant. Nhờ kích thước nhỏ gọn, bạn có thể dễ dàng đặt những bộ vi điều khiển này ở bất cứ đâu trong không gian sống và sử dụng chúng để điều khiển các thiết bị Bluetooth trong hệ thống nhà thông minh của mình, mở rộng đáng kể phạm vi phủ sóng và khả năng điều khiển.
Hướng dẫn xây dựng Bluetooth Proxy với ESP32 và ESPHome
Sau khi đã nắm vững phần lý thuyết, giờ là lúc tìm hiểu khía cạnh thực tế của việc thiết lập này. Giống như các thử nghiệm phòng lab gia đình khác, có rất nhiều phương pháp để biến ESP32 thành Bluetooth Proxy. Để sử dụng nó với Home Assistant, chúng ta sẽ tập trung vào phương pháp dùng add-on ESPHome.
Chuẩn bị và cài đặt ESPHome Add-on
Nếu bạn đã có 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 ESP32 cụ thể, bạn có thể cần cài đặt trình điều khiển CP2102 hoặc CH340 và sử dụng Driver Manager để cập nhật các trình điều khiển được Windows tự động tải.
Cấu hình và flash firmware cho ESP32
Trở lại giao diện web của ESPHome, nhấn nút “New device” sẽ hiển thị một cửa sổ pop-up chứa serial port của ESP32 của bạn. Nhấp vào đó sẽ mở một cửa sổ khác. Chạm vào nút Install sẽ flash ESP32 với mã cần thiết để kết nối nó với instance ESPHome của bạn. Lưu ý: bạn có thể cần nhấn và giữ nút Boot trên ESP32; nếu không, nó có thể báo lỗi.
Giao diện chỉnh sửa file YAML của ESP32 trong ESPHome để cấu hình Bluetooth Proxy
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 file YAML, bạn cần đảm bảo thiết lập thụt lề (indentation) chính xác. Hãy nhớ cập nhật thông tin đăng nhập Wi-Fi trong file cấu hình trước khi flash mã mới vào ESP32.
Tích hợp Bluetooth Proxy vào Home Assistant
Thêm thiết bị Bluetooth Proxy ESP32 đã cấu hình vào Home Assistant qua tab Thiết bị và Dịch vụ
Nếu bạn đã thực hiện tất cả các bước một cách chính xác, bạn sẽ thấy Bluetooth Proxy ESP32 xuất hiện trong tab Devices and Services của tùy chọn Settings bên trong Home Assistant. Đơn giản chỉ cần nhấn nút Add và đợi Home Assistant hoàn tất việc ghép nối Bluetooth Proxy mới được cấu hình của bạn với hệ thống nhà thông minh.
Khám phá tiềm năng rộng lớn của Bluetooth Proxy
Là một người chủ yếu dựa vào Wi-Fi và LAN để kết nối các thiết bị thông minh với Home Assistant, tôi đã rất ngạc nhiên trước số lượng lớn các sản phẩm IoT sử dụng Bluetooth để giao tiếp. Đột nhiên, tôi thấy các cảm biến độ ẩm, khóa thông minh, máy tạo độ ẩm và vô số thiết bị khác xuất hiện trong bảng điều khiển Home Assistant của mình.
Một bo mạch ESP32-CYD-6, minh họa sự đa dạng của các module ESP32 có thể dùng làm Bluetooth Proxy
Thậm chí, những người sử dụng bàn chải đánh răng thông minh cũng có thể kết nối chúng với Home Assistant. Nếu bạn đủ táo bạo, 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 lab tại gia!
Ví dụ tự động hóa trong Home Assistant sử dụng dữ liệu từ bàn chải đánh răng thông minh qua Bluetooth Proxy
Việc mở rộng khả năng kết nối Bluetooth cho Home Assistant thông qua ESP32 không chỉ đơn thuần là thêm một giao thức, mà còn mở ra cánh cửa cho một thế giới rộng lớn hơn của các thiết bị IoT mà trước đây bạn không thể tích hợp. Từ các cảm biến nhỏ gọn đến các thiết bị gia dụng cá nhân, tiềm năng tự động hóa và điều khiển nhà thông minh của bạn sẽ được nâng lên một tầm cao mới.
Tóm lại, việc biến một chiếc ESP32 thành Bluetooth Proxy là một dự án đơn giản nhưng mang lại giá trị to lớn cho hệ thống nhà thông minh của bạn. Với hướng dẫn chi tiết và các bước thực hiện rõ ràng, bạn hoàn toàn có thể tự mình thực hiện và khám phá những khả năng mới mà giải pháp này mang lại. Hãy bắt tay vào thử nghiệm ngay hôm nay để đưa trải nghiệm nhà thông minh của bạn lên một tầm cao mới!
