💡 ۳۰ ایده پروژه اینترنت اشیا با ESP32، از مبتدی تا پیشرفته (با قطعه‌ها و نقطه‌ی شروع)

✍️ نویسنده: ·

دنبال یک ایده پروژه اینترنت اشیا هستی که هم واقعاً به درد بخورد و هم بشود در چند روز یا چند هفته ساختش؟ این فهرست برای همین نوشته شده است: سی ایده برای ESP32، از ساده‌ترین چراغ وای‌فای تا خانه‌ی هوشمند چندبردی. برای هر ایده سه چیز گفته‌ایم: چه قطعه‌هایی لازم داری، با ساختنش چه چیزی یاد می‌گیری، و از کدام آموزش یا پروژه‌ی آماده شروع کنی. بیشتر این پروژه‌ها را، همان‌طور که در ووکوی (Wokwi) مرسوم است، می‌توانی اول در شبیه‌ساز بسازی و بعد قطعه بخری.

چرا ESP32 برای اینترنت اشیا؟

«اینترنت اشیا» یا IoT یعنی وسیله‌هایی که خودشان به شبکه وصل می‌شوند: گلدانی که خبر می‌دهد تشنه است، دماسنجی که عددش را روی گوشی می‌بینی، کلیدی که از راه دور روشن می‌شود. ESP32 برای این کار ساخته شده است: وای‌فای و بلوتوث داخلی، دو هسته‌ی پردازنده، ADC دوازده‌بیتی و تعداد زیادی پایه، با همان زبان آردوینو. اگر هنوز بین بردها مردّدی، مقاله‌ی ESP32 یا آردوینو اونو را بخوان.

این فهرست را چطور بخوانی؟

💡 در شبیه‌ساز، ESP32 به شبکه‌ی مجازی Wokwi-GUEST بدون رمز وصل می‌شود، وب‌سرور و WebSocket و MQTT کار می‌کنند و صفحه‌ی برد در زبانه‌ی «مرورگر» ویرایشگر باز می‌شود. ولی برد به اینترنت واقعی نمی‌رسد؛ پس گرفتن ساعت از NTP یا داده از یک API واقعی، دیپ اسلیپ، بلوتوث و FreeRTOS را روی برد واقعی تست کن. توضیح بیشتر در صفحه‌ی وای‌فای و اینترنت اشیا در شبیه‌ساز است.

سطح مبتدی: ده ایده برای شروع

۱. چراغ وای‌فای: روشن کردن LED از مرورگر

اولین پروژه‌ی هر کسی که با ESP32 کار می‌کند. برد یک صفحه‌ی وب با دو دکمه می‌سازد و با زدن هر دکمه چراغ روشن یا خاموش می‌شود. ساده است، ولی بعداً به‌جای LED یک رله می‌گذاری و همین پروژه یک کلید هوشمند واقعی می‌شود.

۲. دماسنج وب‌سایتی

دما و رطوبت اتاق را از روی گوشی ببین. برد عددها را از سنسور می‌خواند و در یک صفحه‌ی ساده نشان می‌دهد که هر چند ثانیه تازه می‌شود. برای اتاق نوزاد، انباری یا اتاق سرور هم کاربرد واقعی دارد.

۳. چراغ خواب با تنظیم نور از گوشی

به‌جای روشن و خاموش، شدت نور را با یک اسلایدر در صفحه‌ی وب کم و زیاد کن و یک حالت «نفس‌کش» آرام هم برای خواب بچه اضافه کن.

۴. زنگ در که در گوشی خبر می‌دهد

دکمه‌ی زنگ که فشرده شد، بازر صدا می‌دهد و هم‌زمان در صفحه‌ی وب پیام «کسی زنگ زد» با ساعتش ظاهر می‌شود. اگر صفحه باز باشد، پیام بدون رفرش می‌رسد.

۵. کلید لمسی وای‌فای

ESP32 پایه‌های لمسی دارد؛ یعنی یک تکه فویل یا پیچ فلزی پشت چوب می‌تواند کلید چراغ باشد. وضعیت چراغ هم در صفحه‌ی وب دیده و عوض می‌شود.

۶. پریز هوشمند با رله

همان چراغ وای‌فای، این بار با یک رله که وسیله‌ی دیگری را قطع و وصل می‌کند. یک تایمر خاموشی خودکار هم اضافه کن: «بعد از ۳۰ دقیقه خاموش شو».

۷. نورسنج اتاق

یک فتوسل (LDR) و یک مقاومت، و صفحه‌ای که می‌گوید اتاق چند درصد روشن است. برای میز مطالعه یا گلخانه کاربرد دارد.

۸. هشدار باز ماندن در یا یخچال

یک کلید مغناطیسی (رید سوئیچ) روی در و یک آهنربا روی چارچوب. اگر در بیشتر از یک دقیقه باز ماند، صفحه‌ی وب قرمز می‌شود و بازر بوق می‌زند.

۹. کنترل بدون مودم با Access Point

جایی که مودم نیست، مثل حیاط یا کلاس، خود ESP32 یک شبکه‌ی وای‌فای می‌سازد و گوشی مستقیم به آن وصل می‌شود. برای کنترل ماشین رباتیک یا چراغ‌های نمایشگاه عالی است.

۱۰. API کوچک سنسور با JSON

به‌جای صفحه‌ی HTML، برد عددها را به‌صورت JSON برمی‌گرداند تا هر برنامه‌ای، از اپ گوشی تا پایتون روی کامپیوتر، بتواند آن‌ها را بخواند. این همان زبان مشترک دستگاه‌های IoT است.

سطح متوسط: ده ایده برای پروژه‌ی جدی‌تر

۱۱. ایستگاه هواشناسی با نمودار زنده

دما و رطوبت و نور، با نموداری که بدون رفرش صفحه هر ثانیه یک نقطه جلو می‌رود. کمترین و بیشترین دمای روز را هم نگه دار.

۱۲. گلخانه یا گلدان هوشمند

رطوبت خاک که کم شد پمپ روشن می‌شود، هوا که گرم شد فن، و همه‌چیز در یک صفحه‌ی وب با حالت دستی و خودکار دیده می‌شود. یکی از محبوب‌ترین پروژه‌های دانش‌آموزی و دانشجویی.

۱۳. دزدگیر وای‌فای با سنسور حرکت

سنسور حرکت که چیزی دید، آژیر می‌زند و یک پیام در داشبورد اینترنت اشیا می‌نشیند. با یک دکمه در صفحه هم دزدگیر فعال یا غیرفعال می‌شود.

۱۴. هشدار نشت گاز و دود

سنسور MQ-2 در آشپزخانه یا موتورخانه، با دو سطح هشدار و اعلان در صفحه‌ی وب. بخش کنترل را با آردوینو در مقاله‌ی اعلام حریق کامل نوشته‌ایم؛ این‌جا فقط وای‌فای به آن اضافه می‌شود.

۱۵. ساعت اینترنتی با نمایشگر چهاررقمی

ESP32 ساعت دقیق را از اینترنت می‌گیرد و روی یک نمایشگر TM1637 نشان می‌دهد؛ بدون باتری ساعت و بدون تنظیم دستی.

۱۶. پرده‌ی برقی کنترل‌شونده با گوشی

یک موتور پله‌ای پرده را تا درصد دلخواه باز می‌کند. صبح‌ها هم با زیاد شدن نور خودش باز شود.

۱۷. صفحه‌ی تنظیمات ذخیره‌شونده

یک صفحه‌ی «تنظیمات» که آستانه‌ها و اسم دستگاه را می‌گیرد و در حافظه‌ی خود برد ذخیره می‌کند تا با قطع برق پاک نشوند. هر محصول IoT واقعی این بخش را دارد.

۱۸. پارکینگ هوشمند با نمایش جای خالی

دو سنسور فاصله در ورودی و خروجی، یک راهبند سرووموتوری و تعداد جای خالی روی LCD. نسخه‌ی IoT همان عدد را در صفحه‌ی وب هم نشان می‌دهد.

۱۹. نمایشگر آب‌وهوای شهر از اینترنت

ESP32 هر نیم ساعت از یک سرویس آب‌وهوا، دمای شهرت را می‌گیرد و روی نمایشگر OLED نشان می‌دهد.

۲۰. داشبورد خانه روی گوشی

یک صفحه با چند کارت: دمای اتاق، وضعیت چراغ‌ها، کلید پنکه و اسلایدر نور. ظاهری شبیه اپ‌های خانه‌ی هوشمند، ولی کاملاً ساخت خودت.

سطح پیشرفته: ده ایده برای پروژه‌ی پایانی و مسابقه

۲۱. خانه‌ی هوشمند چندبردی با MQTT

چند ESP32 در اتاق‌های مختلف، هر کدام یک کار: یکی سنسور دما، یکی کلید چراغ، یکی دزدگیر. همه از راه یک بروکر MQTT با هم حرف می‌زنند و یک داشبورد همه را نشان می‌دهد.

۲۲. ایستگاه هواشناسی باتری‌خور

یک گره بیرون از خانه که هر ده دقیقه بیدار می‌شود، اندازه می‌گیرد، می‌فرستد و دوباره می‌خوابد تا ماه‌ها با باتری کار کند. اندازه‌گیری مصرف جریان، فصل جذاب گزارشت می‌شود.

۲۳. دیتالاگر با کارت SD و ساعت واقعی

هر دقیقه دما و زمان در یک فایل CSV روی کارت SD نوشته می‌شود و از صفحه‌ی وب برد قابل دانلود است. برای آزمایش‌های طولانی آزمایشگاه دانشگاه عالی است.

۲۴. قفل در RFID با گزارش ورود

کارت که نزدیک شد، در باز می‌شود و ساعت و شماره‌ی کارت در یک صفحه‌ی وب ثبت می‌شود. مدیر از همان صفحه کارت جدید اضافه یا کارت گم‌شده را حذف می‌کند.

۲۵. کنترل دما با PID و تنظیم از وب

یک فن یا گرم‌کن کوچک، دمای یک جعبه را دقیقاً روی عددی که در صفحه‌ی وب تایپ می‌کنی نگه می‌دارد و نمودار خطا زنده رسم می‌شود.

۲۶. سیستم دوهسته‌ای: سنسور روی یک هسته، وب روی دیگری

وقتی پروژه بزرگ می‌شود، وب‌سرور نباید خواندن سنسور را کند کند. با FreeRTOS یک وظیفه را روی هسته‌ی صفر و دیگری را روی هسته‌ی یک اجرا کن و داده را با صف (queue) رد و بدل کن.

۲۷. ردیاب خورشید با گزارش توان

دو سروو پنل خورشیدی کوچک را رو به روشن‌ترین نقطه می‌چرخانند و ولتاژ پنل در صفحه‌ی وب ثبت می‌شود تا ثابت و متحرک را مقایسه کنی. نتیجه‌ی عددی‌اش برای گزارش و جشنواره خیلی قانع‌کننده است.

۲۸. شمارنده‌ی مصرف آب یا برق

کنتورهای جدید یک خروجی پالس دارند و فلومترهای آب هم با هر لیتر چند پالس می‌دهند. ESP32 پالس‌ها را با وقفه می‌شمارد، مصرف روزانه را حساب می‌کند و نمودارش را نشان می‌دهد.

۲۹. ماشین رباتیک با جوی‌استیک روی گوشی

یک جوی‌استیک لمسی در صفحه‌ی وب، فرمان‌ها را با WebSocket و بدون تأخیر به ماشین می‌فرستد. با Access Point هم بدون مودم در حیاط کار می‌کند.

۳۰. شهر یا مزرعه‌ی هوشمند (پروژه‌ی ترکیبی)

چند ایده‌ی بالا را در یک ماکت جمع کن: چراغ خیابان با LDR، پارکینگ، چراغ راهنمایی، آبیاری و یک داشبورد مرکزی. برای نمایشگاه و پروژه‌ی پایانی تیمی، چیزی چشمگیرتر از این کم پیدا می‌شود.

از ایده تا پروژه‌ی تمام‌شده

  1. کوچک شروع کن: اول فقط یک سنسور و یک خروجی را در شبیه‌ساز راه بینداز. بعد بخش وب، بعد بخش بعدی.
  2. هر بخش را جدا تست کن: سنسور را با سریال مانیتور، وب را با یک عدد ساختگی. وقتی هر دو کار کردند، به هم وصلشان کن.
  3. از delay طولانی فرار کن: وب‌سرور باید مدام handleClient را صدا بزند. زمان‌بندی را با millis انجام بده.
  4. رمز وای‌فای را در کد منتشرشده نگذار: قبل از گذاشتن کد در گیت‌هاب یا گزارش، آن را پاک کن.
  5. بعد قطعه بخر: وقتی مدار و کد در شبیه‌ساز کار کرد، فهرست قطعه‌ها دقیق است و پول اضافه خرج نمی‌کنی.

باز کردن و خواندن پروژه‌ها و درس‌های تینکرکد فارسی رایگان است؛ برای اجرای خود برد ESP32 و ماژول‌های حرفه‌ای مثل OLED و RFID و LCD I2C به اشتراک Plus نیاز داری. اگر می‌خواهی منطق پروژه را بدون اشتراک تمرین کنی، بیشتر این ایده‌ها با آردوینو اونو هم ساخته می‌شوند. همه‌ی آموزش‌های ESP32 در صفحه‌ی ESP32 و پروژه‌های آماده در پروژه‌ها و ایده‌ها جمع شده‌اند.

اولین پروژه‌ی IoT را در تینکرکد فارسی شروع کن 🌐

سؤال‌های رایج

برای اولین پروژه‌ی اینترنت اشیا کدام ایده بهتر است؟

چراغ وای‌فای (کنترل LED از مرورگر) یا دماسنج وب‌سایتی. هر دو با سه چهار قطعه ساخته می‌شوند و پایه‌ی همه‌ی پروژه‌های بعدی، یعنی وصل شدن به وای‌فای و ساختن وب‌سرور، را یادت می‌دهند.

همه‌ی این پروژه‌ها را می‌شود در شبیه‌ساز ساخت؟

بیشترشان بله: وای‌فای با شبکه‌ی مجازی، وب‌سرور، WebSocket، MQTT و حافظه‌ی فایل در شبیه‌ساز کار می‌کنند. چیزهایی که به اینترنت واقعی، دیپ اسلیپ، بلوتوث یا FreeRTOS نیاز دارند را باید روی برد واقعی تست کنی؛ کنار هر ایده گفته‌ایم کدام است.

برای پروژه‌ی دانشجویی یا پایان‌نامه کدام سطح مناسب است؟

برای کاردانی، ایده‌های سطح متوسط کافی‌اند. برای کارشناسی، یک ایده‌ی پیشرفته یا ترکیب دو ایده‌ی متوسط با گزارش و آزمایش دقیق انتخاب کن.

درباره‌ی نویسنده:

مربی رباتیک با پانزده سال سابقه در آموزش رباتیک، روبوکاپ و فیراکاپ و بنیان‌گذار آموزشگاه نوین ذهن.

مقاله‌های مرتبط

🎓

پروژه پایانی دانشگاه با میکروکنترلر: از انتخاب موضوع تا دفاع (برای دانشجوی برق، کامپیوتر و مکاترونیک)

🏫

پروژه مدرسه با آردوینو: ایده‌های مناسب هر سن، ارائه در جشنواره و نمایشگاه علمی، و نکته‌های ایمنی

🌱

گلخانه هوشمند با ESP32: آبیاری خودکار، فن، نور و صفحه‌ی وب (کد کامل)

💡

اولین پروژه‌ی ESP32 در شبیه‌ساز: چشمک‌زن دو LED، بدون خرید برد

همه‌ی آموزش‌های پروژه‌ها و ایده‌ها ← · همه‌ی مقاله‌ها