Chi tiết Module Hệ Thống Hàng Rào Điện Tử | Iot và ứng dụng | Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

1.1 ESP32-CAM
Hình 1 ESP32-CAM Mô tả:
ESP32-CAM là vi điều khiển tích hợp camera OV2640, hỗ trợ Wi-Fi và Bluetooth,
được sử dụng làm bộ xử lý trung tâm trong hệ thống hàng rào điện tử. Thiết bị này chịu
trách nhiệm thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu, kích hoạt cảnh báo, chụp hình
khi có xâm nhập và gửi dữ liệu lên nền tảng IoT. Tên chân Mô tả GPIO 0
Nút IO0 trên đế nạp (nối GND khi nạp code) – không dùng trong dự án GPIO 1 (TX)
Serial TX – dùng để debug Serial Monitor (baud 115200) GPIO 3 (RX)
Serial RX – dùng để debug Serial Monitor GPIO 2
Kết nối PIR D26 (OUT → GPIO2) – phát hiện chuyển động GPIO 4
Kết nối Đèn báo D12 (LED đỏ → GPIO4) – nhấp nháy khi có xâm nhập GPIO 12
Kết nối Còi báo D13 (buzzer + → GPIO12) – hú khi có xâm nhập GPIO 13
Kết nối Cảm biến tiếp xúc D24 (reed switch → GPIO13) – phát hiện mở cửa GPIO 14
Flash LED (trắng) – có thể dùng làm đèn báo bổ sung GPIO 15 (D0) Kết nối Camera OV2640 GPIO 16
Dự phòng (có thể dùng thêm cảm biến hoặc relay) 5V
Đầu vào cấp nguồn 5V (từ đế nạp hoặc nguồn ngoài) 3V3
Đầu ra 3.3V (cấp cho PIR D26, D24, D13, D12) GND
Chân nối đất chung cho tất cả cảm biến và module Thông số kỹ thuật: -
Vi xử lý: Tensilica LX6 dual-core 32-bit -
Tốc độ xung nhịp: 160–240 MHz -
Bộ nhớ: 520 KB SRAM, hỗ trợ thẻ nhớ microSD -
Camera: OV2640 độ phân giải 2MP -
Kết nối: Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.2 -
Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V -
Dòng tiêu thụ trung bình: 160–240 mA Mục đích sử dụng: -
Xử lý dữ liệu từ cảm biến hồng ngoại -
Điều khiển còi và đèn báo -
Gửi dữ liệu và hình ảnh lên Cloud để giám sát từ xa -
Là trung tâm điều phối hoạt động của toàn hệ thống
1.2 Cảm biến hồng ngoại
Hình 2 Cảm biến hồng ngoại Mô tả:
Cảm biến tránh vật cản hồng ngoại FC-51 là module chủ động (active IR) sử dụng
cặp LED phát và thu hồng ngoại để phát hiện vật thể trong khoảng cách gần. Khi có vật
cản cắt ngang tia IR (phản xạ lại), cảm biến xuất tín hiệu DIGITAL về ESP32-CAM để
xử lý. Module có chiết áp xanh để điều chỉnh khoảng cách phát hiện, đèn LED báo trạng
thái và dễ lắp đặt cho hệ thống hàng rào điện tử bổ sung lớp phát hiện gần. Tên chân Mô tả VCC Cấp nguồn cho module GND
Chân nối đất chung (nối GND) OUT Tín hiệu đầu ra DIGITAL -
LOW (0V): có vật cản (tia IR bị phản xạ) -
HIGH (3.3V/5V): không có vật cản Nối trực tiếp vào GPIO
ESP32-CAM (ví dụ GPIO5, GPIO16, GPIO17…)
Chiết áp xanh Điều chỉnh độ nhạy/khoảng cách phát hiện (2–30 cm) Xoay theo chiều
kim đồng hồ → tăng khoảng cách Thông số kỹ thuật: -
Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V -
Dòng tiêu thụ: 20 – 30 mA -
Khoảng cách phát hiện: 2 – 30 cm (điều chỉnh bằng chiết áp) -
Tín hiệu đầu ra: Digital (LOW khi có vật cản, HIGH khi không) - Góc phát hiện: ~35° -
Kích thước: 32 × 14 × 10 mm -
Nhiệt độ hoạt động: -10°C – 60°C Mục đích sử dụng: -
Phát hiện vật cản gần (bổ sung cho PIR D26 để tránh bỏ sót ở khoảng cách <1m) -
Cung cấp tín hiệu đầu vào cho ESP32-CAM để kích hoạt cảnh báo hoặc chụp ảnh cận cảnh -
Dễ lắp đặt dọc hàng rào hoặc cửa ra vào, giá rẻ ~8-15k/cái 1.3 Còi báo động
Hình 3 Còi báo động Mô tả:
Còi báo động thụ động HYD-080A (hoặc 960RM) là loại passive buzzer siêu nhỏ
gọn, cần tín hiệu PWM từ ESP32-CAM để phát âm thanh. Khi hệ thống phát hiện xâm
nhập (PIR D26, D24, FC-51...), ESP32-CAM sẽ dùng hàm tone(GPIO, tần số) để tạo
tiếng còi đa dạng (beep đơn, hú dài, siren...). Phù hợp làm báo động tại chỗ cho hàng rào
điện tử IoT, âm thanh linh hoạt hơn active buzzer D13. Thông số kỹ thuật: -
Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V -
Dòng tiêu thụ: 15 – 30 mA -
Cường độ âm thanh: 80 – 90 dB (ở 10cm) -
Tín hiệu đầu vào: PWM (tần số 1–10 kHz) -
Tần số cộng hưởng: ~2.3 kHz (960RM) -
Kích thước: Φ9 mm × cao 7 mm (siêu nhỏ) -
Nhiệt độ hoạt động: -20°C – 70°C Tên chân Mô tả
Nối vào GPIO hỗ trợ PWM của ESP32-CAM (ví dụ + (chân không dấu) GPIO12, GPIO13, GPIO14)
– (chân có dấu - hoặc ngắn hơn) Nối GND Mục đích sử dụng: -
Phát âm thanh báo động đa dạng (siren, beep nhanh, tiếng còi cảnh sát...) khi có xâm nhập -
Cung cấp tín hiệu PWM từ ESP32-CAM, dễ code tạo melody bằng hàm tone() và noTone() -
Tiết kiệm năng lượng, âm thanh to rõ, dễ nhúng vào hộp hàng rào, giá ~3-6k/cái
1.4 Đèn LED trắng 8mm
Hình 4 Đèn LED trắng 8mm Mô tả:
Đèn LED trắng 8mm (Straw Hat LED) là loại LED công suất 0.5W, góc tỏa sáng
rộng ~120°, dùng làm đèn báo hiệu hoặc đèn trợ sáng ban đêm cho camera ESP32-CAM.
Khi hệ thống phát hiện xâm nhập vào ban đêm, ESP32-CAM sẽ bật LED trắng này để
chiếu sáng khu vực, giúp camera OV2640 chụp ảnh/video rõ nét hơn trước khi gửi thông báo. Thông số kỹ thuật: -
Điện áp hoạt động: 3.0V – 3.4V (tối đa 3.6V) -
Dòng tiêu thụ: 150 – 180 mA (cần điện trở hạn dòng 10–20Ω khi dùng 5V) -
Độ sáng: 15 – 20 lm (rất sáng) -
Góc tỏa sáng: 120° (dạng mũ rơm, chiếu đều) -
Tín hiệu đầu vào: Digital (HIGH để sáng) hoặc PWM để điều chỉnh độ sáng -
Kích thước: Φ8 mm × cao 6.5 mm (đầu phẳng đặc trưng) -
Nhiệt độ hoạt động: -30°C – 85°C Sơ đồ chân như sau: Tên chân Mô tả
Nối qua điện trở 10–20Ω vào GPIO ESP32-CAM (ví dụ GPIO14) + (chân dài)
hoặc transistor NPN (2N2222/BC547) nếu dùng nhiều chiếc – (chân ngắn) Nối GND Mục đích sử dụng: -
Làm đèn flash trợ sáng ban đêm cho camera ESP32-CAM khi PIR D26 phát hiện chuyển động -
Báo hiệu trực quan (nhấp nháy hoặc sáng liên tục) kết hợp còi thụ động HYD- 080A -
Góc tỏa rộng, chiếu sáng đều khu vực hàng rào ~2–4 m², giá ~2-5k/cái
1.5 Đế nạp code ESP32-CAM Mô tả:
Đế nạp code ESP32-CAM là board lập trình chuyên dụng, tích hợp CH340G, cổng
Micro USB, nút IO0 và RST màu vàng. Chỉ cần cắm module ESP32-CAM vào 2 hàng
chân cái, cắm USB vào máy tính → nhấn giữ IO0 → Upload code từ Arduino IDE →
nhấn RST là nạp xong. Dùng để tải firmware cho toàn bộ hệ thống hàng rào điện tử (xử
lý PIR D26, D24, FC-51, còi thụ động, LED trắng 8mm...). Thông số kỹ thuật: -
Điện áp hoạt động: 5V (qua Micro USB) -
IC chuyển đổi: CH340G (USB-to-UART) -
Nút nhấn: IO0 (vào chế độ Flash) + RST (reset module) màu vàng -
Tín hiệu giao tiếp: UART (baud rate 115200) - Kích thước: 52 × 28 mm -
Tích hợp ổn áp: 5V → 3.3V cho ESP32-CAM -
Driver: CH340 (tự động Windows 10/11, hoặc tải từ wch.cn) Tên chân / Thành phần Mô tả Micro USB
Cổng cấp nguồn 5V và giao tiếp UART với PC
Nhấn giữ khi Upload code → đưa ESP32-CAM Nút IO0 (vàng) vào chế độ nạp
Nhấn 1 lần sau khi giữ IO0 để bắt đầu quá trình Nút RST (vàng) nạp
Cắm trực tiếp module ESP32-CAM (đảm bảo chân Hàng chân cái (2×11) GPIO0 đối diện nút IO0) LED PWR (đỏ) Sáng khi cấp nguồn 5V LED TX/RX
Nhấp nháy khi truyền/nhận dữ liệu Mục đích sử dụng: -
Nạp code Arduino nhanh chóng cho ESP32-CAM mà không cần dây nhảy thủ công -
Debug Serial Monitor (xem IP WiFi, log cảm biến, trạng thái Telegram) -
Dễ mang theo, giá ~35-55k/cái, bán khắp Shopee/Lazada Hà Nội giao trong ngày