Home Assistant (HASS) từ lâu đã nổi tiếng là một nền tảng tự động hóa hàng đầu, hỗ trợ đa dạng các thiết bị nhà thông minh. Dù mang trong mình sức mạnh vô song, giao diện người dùng của HASS lại vô cùng trực quan và thân thiện, loại bỏ những rắc rối phức tạp để mang đến trải nghiệm quản lý thiết bị thông minh một cách dễ dàng.
Tuy nhiên, đừng để vẻ ngoài “ấm cúng” của Home Assistant đánh lừa bạn rằng nó không thể “gánh vác” những dự án công nghệ phức tạp. Từ việc điều khiển hệ thống Home Lab Proxmox cho đến thiết lập các quy trình tự động hóa độc đáo (như kích hoạt khi bạn vừa đánh răng xong), có vô vàn ý tưởng DIY thú vị mà bạn có thể hiện thực hóa bằng cách kết hợp các thiết bị IoT với Home Assistant.
Với một chiếc ESP32 còn thừa, tôi đã quyết định thử sức xây dựng một dashboard thông minh có khả năng kéo các chỉ số từ những thiết bị khác trong home lab của mình và hiển thị chúng lên một màn hình. Sau khi hoàn thành dự án này, tôi ước gì mình đã thực hiện nó sớm hơn, bởi đây thực sự là một bổ sung tuyệt vời nhất cho không gian nhà thông minh của tôi.
Giao diện Home Assistant thân thiện đang chạy trên một Raspberry Pi 5, thể hiện khả năng tự động hóa mạnh mẽ
Tại sao bạn nên xây dựng một Dashboard ESP32 cho Home Assistant?
Màn hình hiển thị tùy chỉnh, chi phí phải chăng cho các chỉ số quan trọng
Nếu bạn là một người dùng HASS dày dặn kinh nghiệm, hẳn bạn đã quen thuộc với các dashboard thông minh và bảng điều khiển. Tuy nhiên, những dashboard này thường có giá khá cao, với các thiết bị nhiều tính năng có thể lên tới vài trăm đô la. Dù có thể sắp xếp lại một vài widget, khả năng tùy chỉnh của chúng lại rất hạn chế. Trong một số trường hợp, bạn thậm chí có thể làm mất hiệu lực bảo hành nếu cố gắng chỉnh sửa để chúng hoạt động với phần mềm không độc quyền như Home Assistant.
Đó là lúc một dashboard thông minh tự chế trở nên hữu ích. Các bo mạch ESP32 tương đối rẻ, và các mô-đun màn hình dành cho vi điều khiển cũng vậy. Thậm chí, bạn có thể tạo một dashboard E-Ink đẹp mắt chạy bằng ESP32 chỉ với chưa đến 50 đô la. Thêm vào đó là khả năng tùy chỉnh vô hạn của một dashboard HASS tự lắp ráp. Kết hợp với mức tiêu thụ năng lượng cực thấp của hệ thống ESP32, bạn sẽ có một bảng điều khiển mạnh mẽ mà không lo tốn kém ngay cả khi chạy 24/7.
Ghép nối ESP32 và màn hình với Home Assistant
ESPHome giúp quá trình này trở nên dễ dàng
Trước khi có thể kết nối ESP32 với Home Assistant và bắt đầu với các tập lệnh YAML, tôi cần kết nối mô-đun màn hình với vi điều khiển. Ban đầu, tôi chỉ coi dự án này như một minh chứng khái niệm. Vì vậy, mô-đun màn hình trong thiết lập của tôi chỉ là một thiết bị giá 5 đô la tìm thấy trên Amazon, và nó còn xa mới đạt đến mức những màn hình “xịn xò” mà tôi định sử dụng trong tương lai.
Mô-đun màn hình LCD nhỏ gọn được kết nối cẩn thận với vi điều khiển ESP32 thông qua các chân GPIO
Dù sao, việc kết nối màn hình với ESP32 vẫn luôn căng thẳng, vì chỉ một chân Vcc hoặc GND được cấu hình sai cũng đủ để “tiễn” các thiết bị về thế giới bên kia. Do đó, tôi đã sử dụng các sơ đồ chân (pinout diagrams) chính thức (vì các kết nối chính xác có thể khác nhau tùy thuộc vào mẫu cụ thể của bạn) trước khi thở phào nhẹ nhõm khi màn hình bật sáng sau khi tôi kết nối ESP32 với máy Proxmox của mình.
Home Assistant được ảo hóa bên trong máy chủ Proxmox VE, tối ưu hóa việc quản lý và sao lưu hệ thống
Nhân tiện, tôi đã ảo hóa thiết lập Home Assistant của mình bên trong máy chủ PVE. Điều này không chỉ giúp sao lưu phiên bản HASS dễ dàng hơn mà còn giúp tôi không phải chạy thêm một thiết bị khác trong phòng thí nghiệm của mình. Để kết nối vi điều khiển với Home Assistant, tôi phải dựa vào plugin ESPHome (trước đây gọi là ESP32 Home Builder). Tôi đã thêm ESP32 dưới dạng một thiết bị mới, nhập SSID và Mật khẩu của mạng gia đình, sau đó lưu Khóa mã hóa vào vùng chứa Vaultwarden của mình để dùng khi cần thiết.
Kết nối USB là một trong những cách dễ nhất để ghép nối vi điều khiển với ESPHome Device Builder, và may mắn thay, việc truyền nó dưới dạng thiết bị USB bên trong Proxmox đã thành công. Quả thực, tích hợp ESPHome đã có thể phát hiện ESP32 vừa được cấu hình. Vì tôi muốn kéo các chỉ số từ các cảm biến HASS của mình, tôi đã cấp cho nó quyền thực hiện các hành động Home Assistant trong tab Integrations.
Tạo tệp YAML cho Dashboard ESP32
Quá trình đơn giản hơn bạn nghĩ
Với cặp ESP32 và màn hình đã được kết nối với phiên bản HASS của tôi, đã đến lúc “đội mũ lập trình”. Plugin ESPHome Device Builder cho phép tôi viết mã và flash nó vào vi điều khiển, về cơ bản hoạt động như một Arduino IDE. Nhưng trong trường hợp này, tôi phải xử lý các tệp YAML thay vì mã Python thông thường, điều này khiến mọi thứ dễ dàng hơn một chút.
Giao diện ESPHome Device Builder hiển thị các bước cài đặt và cấu hình thiết bị ESP32 mới
Điều đầu tiên tôi làm là sao chép mã từ trang web ILI9xxx TFT LCD Series trong tài liệu của ESPHome. Vì mô-đun màn hình của tôi có chân CS, tôi đã thêm một mục khác gọi là cs_pin. Tôi cũng đã sử dụng sơ đồ chân để gán các giá trị chính xác cho các trường cs_pin, dc_pin và reset_pin. Vì đây chỉ là màn hình 120×160, tôi đã chỉ định các kích thước này để đảm bảo ESP32 sẽ xuất dữ liệu trong giới hạn của màn hình.
Ví dụ đoạn mã YAML trong ESPHome để định nghĩa các thành phần hiển thị trên dashboard ESP32
Tôi cũng đã thêm một số mã cho giao diện spi, bao gồm cặp khóa/giá trị interface: hardware cùng với clk_pin, mosi_pin và các chân GPIO liên quan của chúng. Tiếp theo, tôi đã sử dụng trường text_sensor để kéo dữ liệu thời tiết từ dashboard HASS của mình và tạo một hàm lambda cho phép tôi xuất các giá trị này ra màn hình. Với tất cả đã xong, tôi nhấn nút Install để flash mã vào ESP32. Ngay sau đó, màn hình sáng lên, tự hào hiển thị các chỉ số thời tiết mà ESP32 đã lấy từ Home Assistant.
Cấu hình chi tiết giao diện SPI và các chân GPIO trong tệp YAML để kết nối màn hình với ESP32
Tiềm năng của Dashboard ESP32 là vô hạn
Mặc dù thiết lập hiện tại của tôi không quá hoành tráng, tôi dự định phát triển dự án này trong những tuần tới. Một màn hình E-Ink 5 inch nghe có vẻ là một bản nâng cấp hoàn hảo cho thiết lập này, vì không gian lớn hơn sẽ cho phép tôi thoải mái kéo phần còn lại của các widget từ giao diện HASS của mình. Hoặc có lẽ tôi nên chọn màn hình cảm ứng, và sử dụng nó để điều khiển các thiết bị thay vì chỉ hiển thị các chỉ số của chúng. Và tôi không thể ngừng mơ về việc điều khiển các thiết bị nhà thông minh và thiết bị home lab của mình bằng một màn hình chỉ được cung cấp năng lượng bởi một vi điều khiển nhỏ bé.
Dashboard thông minh ESP32 sau khi được flash mã, hiển thị dữ liệu thời tiết trực tiếp từ Home Assistant
Với chi phí thấp, khả năng tùy biến cao và tiêu thụ năng lượng hiệu quả, việc xây dựng một dashboard thông minh ESP32 cho Home Assistant mang lại giá trị thực sự cho bất kỳ ai muốn nâng tầm trải nghiệm nhà thông minh của mình. Đây không chỉ là một dự án DIY thú vị mà còn là một giải pháp thiết thực để theo dõi và điều khiển các thiết bị trong hệ sinh thái của bạn.
Bạn đã từng thử tạo một dashboard thông minh nào chưa? Hoặc bạn có ý tưởng độc đáo nào cho dự án ESP32 và Home Assistant không? Hãy chia sẻ trong phần bình luận bên dưới hoặc khám phá thêm các bài viết về tự động hóa nhà thông minh và IoT trên blogcongnghe.net để có thêm cảm hứng nhé!