Top 5 mạch IoT tốt nhất nên dùng cho Makers

IoT là thuật ngữ đại diện cho hệ thống trong đó các thiết bị có thể giao tiếp, tương tác với nhau qua Internet. Việc chọn mạch IoT phù hợp sẽ giúp bạn có thể tạo ra những ứng dụng Internet of Things tuyệt vời. Một số ứng dụng IoT phổ biến có thể kể đến như robot trong công nghiệp sản xuất, đồng hồ thông minh, tivi thông minh,… Internet of Things đã phát triển mạnh mẽ và dần phổ biến đến nhiều người hơn.

Để chọn được mạch IoT phù hợp, chúng ta cần lưu ý đến các thông số kỹ thuật quan trọng như sức mạnh xử lý của vi điều khiển, bộ nhớ lưu trữ, khả năng kết nối và các thông số nguồn điện cho đầu vào, đầu ra (I/O). Dưới đây, mình sẽ giới thiệu đến bạn top 5 mạch phù hợp nhất để xây dựng các ứng dụng IoT.

Mục lục bài viết

Mạch IoT là gì?

Mạch phát triển đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng dự án, thử nghiệm và tạo ra các giải pháp khác nhau cho một vấn đề cụ thể. Chúng có thể tạo ra các tính năng khác nhau của sản phẩm, dựa trên khả năng kết nối đa dạng và hỗ trợ nhiều loại giao thức truyền thông. Để đơn giản, bạn có thể hiểu các giao thức này giống như là các ngôn ngữ khác nhau để các hệ thống IoT có thể giao tiếp với nhau trong một mạng Internet of Things.

Một số giao thức chính gồm:

Giao thức I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao thức phổ biến hàng đầu hiện nay, cho phép gửi các gói dữ liệu ở khoảng cách gần
Giao thức SPI (Serial Peripheral Interface): Cũng dùng để gửi dữ liệu ở khoảng cách gần, nhưng chúng gửi từng luồng dữ liệu chứ không phải gói như I2C

Việc lựa chọn giao thức, công nghệ truyền thông như thế nào sẽ còn phải phụ thuộc vào hệ thống IoT của bạn, bao gồm khoảng cách giữa các thiết bị, tốc độ truyền tải dữ liệu, mức tiêu thụ điện năng, ngân sách bạn dành cho nó và các tính năng cần có trong hệ thống.

Hiện nay, bạn có thể lựa chọn nhiều công nghệ không dây khác nhau để kết nối các thiết bị IoT với nhau thông qua Internet. Mình thấy đa số người dùng lựa chọn những công nghệ chính như WiFi, Blueooth, hồng ngoại, RFID (nhận dạng thẻ từ), Zigbee, NFC (thường dùng khi giao tiếp ở khoảng cách ngắn) và liên lạc qua mạng vệ tinh như 3G, 4G, 5G, GSM hoặc GPRS/GSM.

Cách chọn mạch IoT phù hợp nhất cho bạn

Các mạch IoT mình gợi ý ở đây cho bạn là Arduino, ESP32, Raspberrry Pi, BeagleBone và STM32. Tuy nhiên, việc chọn loại mạch nào để phát triển ứng dụng IoT sẽ tùy thuộc vào dự án của bạn. Dưới đây là các gợi ý về các thông số kỹ thuật cần lưu ý, dựa trên kinh nghiệm của mình để bạn có thể chọn được mạch IoT phù hợp:

Vi xử lý: Đại diện cho khả năng và sức mạnh xử lý cho bo mạch
Bộ nhớ Flash: Đây là nơi để lưu trữ chương trình bạn viết và các thông tin dữ liệu của hệ thống
Các khả năng về đa phương tiện trên mạch: Đây là các khả năng như xử lý âm thanh, video, xử lý đồ họa. Ngoài ra, bạn cũng nên xem xét mạch có hỗ trợ các phương thức kết nối không dây như WiFi, Bluetooth hay kết nối mạng di động không, có tương thích với các thiết bị IoT mà bạn cần sử dụng không
Mức tiêu thụ điện năng cũng là yếu tố quan trọng đáng cân nhắc, cho phép mạch xử lý của bạn hoạt động trong thời gian dài, đặc biệt là với những mạch chạy bằng pin hoặc có nguồn cấp điện hạn chế
Mạch IoT phải có sẵn nhiều chuẩn kết nối đầu vào, ít nhất thì phải có các đầu vào phổ biến như analog, digital, chân I/O và những giao thức truyền thông như SPI, I2C, UART,…
Công cụ phần mềm lập trình có sẵn hay không? Có nhiều tài liệu hướng dẫn cách dùng mạch IoT và cộng đồng người dùng có đông đảo hay không? Đây là yếu tố quan trọng giúp bạn tìm kiếm thông tin cách dùng mạch IoT để xử lý các vấn đề sự cố nếu nó xảy ra bất ngờ

Dưới đây, cùng đi cụ thể về các mạch IoT tốt nhất nhé!

Top 5 mạch IoT tốt nhất

Raspberry Pi 4 Model B

Raspberry Pi 4 Model B là một Single-board computer, phù hợp cho các người dùng muốn có một chiếc máy tính nhỏ gọn. Trên mạch có sẵn RAM 2GB, 4GB hoặc 8GB. Bạn thậm chí có thể sử dụng mạch này để xây dựng các dự án IoT trong công nghiệp.

Các thông số kỹ thuật của mạch này:

Sử dụng board BCM2711, chip lõi tứ 64bit Cortex-A72 CPU 1,5GHz.
Người dùng có thể tùy chọn RAM 2GB, 4GB hoặc 8GB tùy thích theo nhu cầu
Hỗ trợ 2 cổng kết nối USB 3.0 với tốc độ nhanh chóng và cổng Gigabit Ethernet
Hỗ trợ mạng LAN không dây 802.11b/g/n/ac, Bluetooth, cổng kết nối kép micro-HDMI, cho phép xem video chất lượng 4K (Tốc độ 60fps)
Nguồn điện USB type C 5V, 3A

Arduino Nano 33 IoT

Đây là mạch được dùng nhiều bởi các kỹ sư và các nhà sản xuất làm việc với các dự án công nghiệp lớn. Một số đặc điểm kỹ thuật của mạch IoT này gồm:

Vi điều khiển SAMD21G18A, bộ xử lý ARM Cortex-M0 32 bit, hoạt động ở mức 48MHz
Bộ nhớ Flash 256KB và 32KB SRAM
Có tích hợp khả năng kết nối WiFi và Bluetooth
Sở hữu chip crypto ATECC608A, cho phép lưu trữ các chứng chỉ an toàn, đảm bảo được tính xác thực an toàn khi xây dựng các hệ thống IoT
Có LSM6DSC IMU, bộ phận đo quán tính 6 trục, gia tốc kế 3 trục, con quay hồi chuyển 3 trục. Các thành phần này cho phép mạch Arduino Nano 33 IoT có thể đo được chuyển động, gia tốc và hướng
Tích hợp cổng USB
Tương thích với hệ sinh thái Arduino, có sẵn nhiều thư viện và cộng đồng hỗ trợ
Kích thước nhỏ gọn, phù hợp làm các ứng dụng IoT
Tương thích với Arduino IoT Cloud

Omron Sensor Evaluation Board – 2JCIE-EV

2JCIE-EV là một bảng mạch cảm biến của Omron, cho phép chúng ta đo được nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất khí quyển, chuyển động kỹ thuật số và trên mạch IoT này có sẵn micro để thu âm âm thanh.

Đây là mạch IoT lý tưởng để bạn xây dựng các hệ thống IoT đo nhiều thông tin từ các môi trường khác nhau. Các thông số chính của mạch gồm:

Gồm nhiều cảm biến, hỗ trợ đo được 6 thông tin từ môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, ánh sáng, gia tốc và âm thanh (tiếng ồn)
Tương thích với các cảm biến khác từ Omron, như cảm biến nhiệt độ, dòng chảy, chất lượng không khí
Tương thích với Raspberry Pi và Arduino
Có thể kết nối với các cảm biến Qwiic qua dây cáp

Bộ cảm biến FeatherWing Kit

Đây là bảng mạch mã nguồn mở tương thích với Adafruit Feather. Bạn có thể xếp chồng nhiều bộ cảm biến FeatherWing lên nhau để mở rộng tài nguyên của mạch, giúp bạn có thêm không gian để làm các hệ thống IoT.

Một số thông số kỹ thuật chính của mạch IoT này gồm:

Hỗ trợ 4 cảm biến: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất tuyệt đối và gia tốc 3 trục. Chúng ta sẽ kết nối các cảm biến này thông qua bus I2C
Có sẵn dạng hệ số Adafruit Feather để bạn dễ dàng làm việc với hệ sinh thái này
Có thể kết nối Qwiic thông qua Sparkfun
Có sẵn chương trình Arduino và trình điều khiển trên Github

Nordic Thingy:53

Và mạch IoT cuối cùng mình muốn giới thiệu đến bạn là Nordic Thingy:53. Đây là một nền tảng đa cảm biến phù hợp để bạn xây dựng các hệ thống IoT không dây hoặc xây dựng ứng dụng Embedded Machine Learning (máy học nhúng).

Mạch này tích hợp sẵn nhiều cảm biến đo chuyển động, các thông tin từ môi trường, âm thanh, độ sáng,… Các thông số kỹ thuật của mạch:

Sử dụng nRF5340 SoC, đây là SoC không dây đầu tiên trên thế giới có 2 bộ xử lý Arm® Cortex®-M33
Hỗ trợ kết nối Bluetooth Low Energy, Bluetooth Mesh, Zigbee, Thread, 2.4GHz và NFC
Tích hợp gia tốc kế ở công suất thấp và bộ phận đo quán tính 6 trục, micro PDM
Sử dụng pin Lipo 1350 mAh có thể sạc lại thông qua cổng USB type C
Có thể dùng cho các hệ thống máy học nhúng
Tích hợp nút nhấn và đèn LED RGB trên mạch để chúng ta lập trình các tính năng IoT

Lời kết

Việc chọn lựa mạch IoT phù hợp sẽ phụ thuộc nhiều vào nhu cầu và dự án mà bạn muốn xây dựng. Đừng quên lưu ý về các thông số kỹ thuật và phần mềm lập trình, cộng đồng hỗ trợ kỹ thuật trước khi chọn lựa bất kỳ mạch phát triển nào nhé! Chúc bạn chọn được các mạch IoT phù hợp nhất cho dự án của mình.