AIoT Semiconductor — From LAB to LIFE

Catalog · KIT IoT

KIT học lập trình IoT đọc cảm biến qua giao thức RS485

Tích hợp module RTC, màn hình HMI, 3 kênh relays điều khiển thiết bị điện AC/DC, kết nối mạng LoRa và thẻ SD lưu data — trên một board duy nhất, chạy từ nguồn 6–24VDC.

ESP32 Wi-Fi + BLELoRa 1–1,5 km RS485 cấp nguồn 6–24VHMI UART RTC DS3231M3 × Relay AC/DC microSD
Mặt trên vỏ hộp Board mạch thực tế
Mã sản phẩm
ESP32.LoRa.RTC.UART–HMI.RS485.3Relays
Phát hành
01/10/2025
Kích thước PCB
≈ 93,6 × 87,6 mm
Nguồn vào
6 – 24 VDC

1. Giới thiệu chung

Bộ KIT học lập trình IoT hoàn chỉnh ở cấp độ thiết bị công nghiệp thu nhỏ.

Một board mạch duy nhất gom đủ vi điều khiển ESP32 (Wi-Fi/Bluetooth), module LoRa tầm xa, đồng hồ thời gian thực RTC có pin nuôi, cổng RS485 cấp nguồn cảm biến 6–24V, cổng UART cho màn hình HMI, 3 kênh relay điều khiển thiết bị điện AC/DC và khe thẻ nhớ microSD lưu dữ liệu.

Toàn bộ board chạy từ một nguồn duy nhất 6–24VDC, có mạch nguồn xung công suất, chống cắm ngược, chống xung sét lan truyền và cầu chì bảo vệ — nên có thể mang thẳng từ bàn thí nghiệm ra hiện trường mà không cần thêm mạch phụ trợ. Board được lắp sẵn trong vỏ hộp nhựa ABS đã khoét sẵn khe cổng, dán nhãn sơ đồ cổng ở mặt trên, giúp sinh viên và kỹ sư tập trung vào phần lập trình thay vì phải đi dây.

Điểm thiết kế đáng chú ý: cổng RS485 và cổng HMI được đưa ra bằng đầu USB-A xếp chồng. Người dùng chỉ cần một sợi cáp USB thông dụng để đấu cảm biến RS485 hoặc màn hình HMI — không cần jack chuyên dụng, không sợ đấu nhầm chân, rất phù hợp môi trường dạy học và làm mẫu thử nhanh.

2. Tính năng chính

Tám khối chức năng sẵn sàng dùng ngay, không cần module rời.

Kết nối Wi-Fi với IoT-Cloud

ESP32 lõi kép, Wi-Fi 2.4GHz + Bluetooth, đẩy dữ liệu lên nền tảng IoT-Cloud.

Mạng local LoRa

Lý thuyết 10–15 km; đã thực nghiệm 1–1,5 km quanh phòng Lab, trong đô thị nhiều cây xanh và toà nhà.

Đọc cảm biến RS485 · UART · I2C

SP3485 half-duplex, trở đầu cuối 120Ω; tương thích cảm biến từ 5V đến 24V nhờ hai mức nguồn trên cổng.

Kết nối màn hình HMI

Cổng UART riêng 5V / Rx / Tx / GND, hỗ trợ màn hình HMI nối tiếp.

Đồng hồ thời gian thực

DS3231M độ chính xác cao, pin CR1220 giữ giờ khi mất điện.

3 kênh relay ON/OFF

Relay Omron G5NB-1A, cách ly quang, điều khiển thiết bị điện AC/DC.

Thẻ nhớ microSD

Khe SD on-board ghi log / lưu dữ liệu khi mất kết nối mạng.

Nguồn công nghiệp 6–24VDC

Dùng được cả adapter lẫn bộ nguồn tổ ong; chống cắm ngược, TVS chống xung, cầu chì bảo vệ.

3. Hình ảnh sản phẩm

Ảnh chụp thực tế board mạch và thành phẩm trong vỏ hộp.

Hình 1 — Board mạch thực tế (chưa lắp vỏ)

Góc nghiêng trái
Góc nghiêng trái — khe SD, relay, RTC
Cạnh cổng kết nối
Cạnh cổng kết nối — jack DC, USB, terminal

Hình 2 — Thành phẩm trong vỏ hộp

Mặt trên vỏ hộp
Mặt trên vỏ hộp — nhãn sơ đồ cổng
Cổng RS485 / HMI
Cổng RS485 / HMI — đấu bằng cáp USB-A
Bố trí cổng mặt trước
Bố trí cổng mặt trước — DC · USB · terminal

4. Thông số kỹ thuật

Tổng hợp từ dữ liệu thiết kế mạch (iBOM, KiCAD) và ký hiệu trên board.

Vi điều khiểnModule KIT ESP32 (ESP32-WROOM-32E), lõi kép tới 240MHz — cắm rời trên 2 hàng header 19 chân
Kết nối không dâyWi-Fi 802.11 b/g/n 2.4GHz · Bluetooth 4.2 (BR/EDR + BLE)
LoRaModule LoRa on-board + đầu nối anten ngoài; tầm hoạt động 1–1,5 km
RTCDS3231M (SOIC-16W), pin lithium CR1220 gắn sẵn
RS485SP3485 half-duplex; cổng Vcc / B / A / GND, cấp nguồn cảm biến 6–24V; trở đầu cuối 120Ω
HMI (UART)Cổng 5V / Rx / Tx / GND
Lưu trữKhe thẻ nhớ microSD (push-push, 9 chân)
Relay3 × Omron G5NB-1A cuộn 5VDC, tiếp điểm 5A/250VAC – 3A/30VDC; cách ly quang EL357N; LED báo K1/K2/K3
Nguồn vào6–24VDC qua jack DC, cặp XT30 hoặc terminal block
Mạch nguồnBuck TPS5430 → 5V (cuộn cảm 10µH/4A) · LDO AMS1117-3.3 → 3.3V
Bảo vệMOSFET AO3401A chống cắm ngược · 3 × TVS SMA · diode 30V / SS54 · cầu chì tự phục hồi 0,1A/24V
Cổng kết nốiJack DC · 2 × USB-A xếp chồng (RS485 + HMI) · terminal block 8 vị trí 5,08mm · XT30 in/out
LED chỉ thịVIN · 5V · 3V3 · LED.K1 · LED.K2 · LED.K3
Kích thước PCB≈ 93,6 × 87,6 mm, 4 lỗ bắt vít M3 (Ø3,2 mm)
Vỏ hộpNhựa ABS, khoét sẵn khe cổng, nhãn sơ đồ cổng ở mặt trên
Thiết kếKiCAD, mạch 2 lớp, phủ sơn chống hàn đen, chữ in trắng

5. Sơ đồ cổng kết nối (mặt trước)

Thứ tự cổng đúng như nhãn dán trên nắp hộp.

CổngChânChức năng
Jack DC+ / −Nguồn vào VIN 6–24V
USB-A (trên)Vcc · B · A · GNDRS485 — có cấp nguồn cảm biến 6–24V
USB-A (dưới)5V · Rx · Tx · GNDHMI (UART)
Terminal 1–2VIN+ · VIN−Nguồn vào 6–24VDC (song song jack DC)
Terminal 3–4I.1 · O.1Tiếp điểm relay K1 — AC/DC 5A / 3A
Terminal 5–6I.2 · O.2Tiếp điểm relay K2 — AC/DC 5A / 3A
Terminal 7–8I.3 · O.3Tiếp điểm relay K3 — AC/DC 5A / 3A

Ngoài ra trên board còn cặp XT30 (J6 / J7) để nối nguồn vào hoặc chuyền nguồn sang thiết bị kế tiếp, và đầu nối anten LoRa ở cạnh phải.

Hình 3 — Bố trí linh kiện & phối cảnh 3D dựng từ bản vẽ KiCAD

Mặt trên — bố trí linh kiện
Mặt trên — bố trí linh kiện — ký hiệu, nhãn cổng, bảng chân RS485 / HMI
Đối chiếu board thực tế
Đối chiếu board thực tế — cùng mặt trên
Phối cảnh 3D — góc trái
Phối cảnh 3D — góc trái
Phối cảnh 3D — góc phải
Phối cảnh 3D — góc phải

6. Mô hình triển khai

Cùng một board đảm nhiệm được cả hai vai trò: IoT Node đứng tại điểm đo, hoặc IoT Gateway gom dữ liệu.

Ở vai trò Node, board đọc cảm biến qua RS485 / UART / I2C, gán mốc thời gian bằng RTC rồi phát về gateway qua mạng local LoRa. Ở vai trò Gateway, board nhận dữ liệu từ nhiều node, đệm vào thẻ SD khi mất mạng, hiển thị tại chỗ trên màn hình HMI và đẩy lên IoT-Cloud qua Wi-Fi 2.4GHz. Mỗi gateway quản lý được tối đa 256 node, đủ cho một trang trại, một nhà máy hay một khu quan trắc.

Mô hình IoT Node — IoT Gateway — IoT-Cloud
Sơ đồ 1 — Node thu thập dữ liệu, Gateway gom và đẩy lên cloud; khoảng cách LoRa lý thuyết 10–15 km, thực nghiệm 1–1,5 km trong môi trường đô thị.

7. Ứng dụng

Từ bài lab trên lớp tới thiết bị chạy thật ngoài hiện trường.

Tủ điều khiển bơm nước thông minh

Ba kênh relay đóng/ngắt bơm chính, bơm dự phòng và van điện từ qua contactor; cảm biến mực nước và áp suất đọc bằng RS485; lịch tưới đặt theo RTC và điều khiển từ xa qua cloud.

Giám sát cảm biến & quan trắc môi trường đa điểm

Đọc bất kỳ cảm biến nào có I2C, UART hay RS485 — nhiệt độ, độ ẩm, bụi PM2.5, CO₂, pH, EC, lưu lượng — rồi gom về một gateway qua LoRa và đẩy lên IoT-Cloud.

Bộ điều khiển nhà yến / nhà nuôi thông minh

RTC hẹn giờ phun sương, quạt thông gió và loa dẫn dụ; nhiệt độ – độ ẩm trong nhà ghi liên tục xuống thẻ SD, cảnh báo vượt ngưỡng gửi thẳng về điện thoại.

Nhà thông minh & điều khiển thiết bị điện từ xa

Bật/tắt đèn, quạt, máy bơm, van điện từ ở cả hai dạng AC và DC; kịch bản chạy theo lịch, theo ngưỡng cảm biến hoặc theo lệnh từ ứng dụng.

Bộ ghi dữ liệu độc lập

RTC + thẻ SD cho phép ghi log có mốc thời gian ngay cả khi mất mạng, đồng bộ lên cloud khi có kết nối trở lại.

Giảng dạy, đồ án tốt nghiệp & làm mẫu thử

Một bài lab chạy trọn chuỗi: đọc cảm biến RS485 → xử lý trên ESP32 → hiển thị lên HMI → ghi thẻ SD → gửi Wi-Fi lên cloud → truyền LoRa về trạm gốc.

Bốn ví dụ triển khai điển hình

Tủ điều khiển bơm nước thông minh
Sơ đồ 2 — Tủ bơm: cảm biến mực nước và áp suất qua RS485, ba kênh relay đóng/ngắt bơm và van, HMI trên cửa tủ, giám sát và đặt lịch từ IoT-Cloud.
Quan trắc môi trường đa điểm qua LoRa
Sơ đồ 3 — Quan trắc đa điểm: nhiều node cảm biến rải trong bán kính 1–1,5 km, dữ liệu gom về một gateway rồi lên cloud.
Bộ điều khiển nhà yến thông minh
Sơ đồ 4 — Nhà yến: RTC hẹn giờ phun sương, quạt và loa dẫn dụ; nhiệt độ – độ ẩm ghi xuống thẻ SD và báo vượt ngưỡng về điện thoại.
Hệ thống IoT giám sát phòng sạch qua LoRa
Sơ đồ 5 — Giám sát phòng sạch: các node đo bụi mịn PM1.0–PM10, nhiệt độ – độ ẩm, VOC/NOx/CO₂ qua I2C, gửi về gateway bằng LoRa; gateway hiển thị trên HMI, gán mốc giờ bằng RTC, ghi thẻ SD, cảnh báo bằng còi và đẩy dữ liệu lên server để theo dõi trên web và ứng dụng di động.

8. Tài liệu liên quan

Năm trang tài liệu của AIoT Semiconductor dùng chung một bộ KIT — chọn trang phù hợp với việc bạn đang làm.