Thiết kế phần cứng hệ thống ESP32 là vi điều khiển trung tâm : Thu thập dữ liệu từ cảm biến (ACS712, mạch chia áp ). Xử lý dữ liệu và tính toán các thông số điện năng . Truyền dữ liệu qua WiFi /MQTT đến Node-RED.
Thiết kế phần cứng hệ thống Cảm biến ACS712 đo dòng điện (I): Dựa trên hiệu ứng Hall, đo không tiếp xúc . Có các phiên bản cho các dải dòng khác nhau .
Thiết kế phần cứng hệ thống Mạch chia áp đo điện áp (U): Giảm điện áp cao về mức an toàn cho ESP32. Sử dụng điện trở để chia điện áp .
Thiết kế phần cứng hệ thống LCD I2C hiển thị thông số tại chỗ : Hiển thị điện áp , dòng điện , công suất ... Giao tiếp I2C giúp tiết kiệm chân ESP32.
Thiết kế phần cứng hệ thống Truyền dữ liệu qua WiFi /MQTT: WiFi để kết nối mạng cục bộ . MQTT để truyền dữ liệu hiệu quả đến Node-RED.
Thiết kế phần mềm giám sát "Node-RED đóng vai trò trung tâm trong phần mềm giám sát :" " Nhận dữ liệu từ ESP32 qua giao thức MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)." "MQTT là giao thức truyền tin nhẹ , phù hợp cho IoT."
Thiết kế phần mềm giám sát "Dashboard Node-RED hiển thị các thông số điện năng :" " Điện áp (V), dòng điện (A), công suất (W), năng lượng tiêu thụ ( Wh /kWh)." "Hiển thị dạng số , biểu đồ thời gian thực ..." "Giao diện web trực quan , dễ theo dõi ."
Thiết kế phần mềm giám sát "Dashboard Node-RED hiển thị các thông số điện năng :" " Điện áp (V), dòng điện (A), công suất (W), năng lượng tiêu thụ ( Wh /kWh)." "Hiển thị dạng số , biểu đồ thời gian thực ..." "Giao diện web trực quan , dễ theo dõi ."
Mô hình thực tế và ghép nối " Mô hình thực tế được xây dựng để kiểm chứng hệ thống giám sát điện năng ." " Mô hình bao gồm các thành phần : ESP32: Vi điều khiển trung tâm . ACS712: Cảm biến đo dòng điện . Mạch chia áp : Mạch đo điện áp . LCD 1602: Hiển thị thông tin cục bộ . Breadboard: Đế cắm mạch điện tử . Dây nối : Kết nối các thành phần .“ "Các thành phần được kết nối với nhau trên breadboard bằng dây nối ."
Mô hình thực tế và ghép nối " Bảng gắn dây (wiring table) mô tả chi tiết cách ghép nối các chân của các thành phần ." " Mô hình được thiết kế để đo và hiển thị các thông số điện năng ( dòng điện , điện áp , công suất )."
Kết quả đạt được Giám sát điện năng thời gian thực hoạt động ổn định . Dữ liệu hiển thị đầy đủ , dễ theo dõi . Hệ thống có thể mở rộng tích hợp điều khiển và tối ưu .
Hạn chế – Hướng phát triển Hạn chế : Mô hình nhỏ , chưa triển khai ngoài thực tế . Chưa tích hợp điều khiển phản hồi . Hướng phát triển : Tích hợp điều khiển PID và tối ưu GA. Điều khiển thiết bị tự động (relay). Xuất dữ liệu lên cloud hoặc giám sát qua mobile app.