Led อ เล กทรอน กส เกล อเคร องทดสอบความเค ม

UT18 series of test pen with measuring AC and DC voltage (including the three-phase alternating current) measurement, phase of three-phase AC power indicator, on-off test, RCD test, single pen measurement (can determine the zero line or wire), self checking, no battery detection and other functions.

ดูรายละเอียดเพิ่มเติม

หนงั สอื อิเลก็ ทรอนกิ ส์ e-book

อาชพี ชา่ งติดตงั้

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉริยะ

ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

คณะครศุ าสตรอ์ ุตสาหกรรมและเทคโนโลยีมหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลศรีวชิ ยั ทุนอุดหนุนการวจิ ัยจากสานักงานคณะกรรมการกองทุนสง่ เสริมวิทยาศาสตร์วจิ ยั และนวตั กรรม

ประจาปงี บประมาณ 2564

ระบบอเิ ล็กทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะ

ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

บทเรยี นโมดูล หลกั สตู ร อาชีพช่างออกแบบและตดิ ตง้ั ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

โมดูลที่ 1 เรอื่ ง พฒั นาฮารด์ แวรส์ าหรับระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉริยะในงานส่งิ แวดล้อม

คาแนะนาการใช้บทเรียนโมดูล

ขนั้ ตอนการใชบ้ ทเรยี นโมดูล 1. ศึกษาคาแนะนาการใชบ้ ทเรียนและโครงสรา้ งบทเรียนโมดลู 2. ทาแบบทดสอบก่อนเรยี นเพ่อื ตรวจสอบความร้พู ้นื ฐานของตนเอง 3. การศึกษาบทเรยี นโมดลู นกั เรยี นสามารถศกึ ษาเปน็ รายบุคคลหรือรายกลุ่มย่อยจานวน 3 – 5 คน 4. ศึกษารายละเอียดของเนื้อหาแต่ละตอน พร้อมทั้งทาตามกิจกรรมต่างๆ ที่กาหนดในบทเรียน เช่น บนั ทกึ เน้อื หาทาการทดลอง ทาแบบฝกึ หัดหรอื กจิ กรรมอ่ืนๆ ตามทกี่ าหนดไวใ้ นโมดูล 5. ตรวจแบบฝึกหัดหรือกิจกรรม จากแนวคาตอบท้ายโมดูลเพื่อตรวจสอบว่านักเรียนมีความ เข้าใจในเน้อื หานน้ั ๆ หรอื ไม่ ถ้าผดิ นกั เรยี นควรทาการศกึ ษาอกี ครั้งพร้อมท้ังปรึกษาเพื่อนในกลุ่ม และซักถาม ครผู สู้ อนให้เกิดความเข้าใจกอ่ นทาการศึกษาต่อไป 6. ทาแบบทดสอบหลงั เรยี น เพอื่ ตรวจสอบวา่ ตนเองมีความร้ผู ่านเกณฑก์ ารประเมิน โดยมีเกณฑ์ การประเมินรอ้ ยละ 80 และ ใหผ้ ่านไปเรียนโมดลู ตอ่ ไป 7. นักเรียนท่ีไม่ผ่านเกณฑ์การประเมินร้อยละ 80 ให้นักเรียนเรียนซ่อมเสริม และให้กลับไปศึกษา เน้ือหาในโมดูลตามขั้นตอนอีกคร้ัง พร้อมทั้งปรึกษาและซักถามครูจนเกิดความเข้าในเนื้อหาแล้ว จึงทาแบบทดสอบหลังเรียนชุดเดิมอกี คร้ัง ถา้ ผา่ นเกณฑก์ ารประเมินจึงเรยี นโมดลู ตอ่ ไป 8. ขณะทากจิ กรรมนักเรียนต้องมีความซอ่ื สตั ยต์ อ่ ตนเอง โดยต้องไม่ดูแนวทางการตอบเพราะจะ ไม่มีประโยชนใ์ ดๆ ต่อนักเรียน 9. การเรียนรู้ด้วยวิธีนี้ นักเรียนจาต้องซื่อสัตย์ต่อตนเองและมีความเช่ือม่ันในตนเองว่าทุกคนมี สามารถในการเรียนและผ่านเกณฑ์การประเมินผลท่ีกาหนดไว้ได้หากมีความต้ังใจจริงและมีความ มงุ่ มน่ั

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ สารบัญ

ในงานสงิ่ แวดล้อม

คาแนะนาการใชบ้ ทเรยี นโมดูล หนา้ ขัน้ ตอนการใชบ้ ทเรียนโมดูล ออกแบบระบบอิเล็กทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะในงานสงิ่ แวดล้อม 1 1 หลักการออกแบบระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉรยิ ะในงานส่ิงแวดล้อม 3 การประยกุ ตใ์ ชง้ านระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะในงานสงิ่ แวดลอ้ ม 3 เลือกไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรบั ใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉรยิ ะ 4 ในงานสงิ่ แวดล้อม 8

ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ในงานควบคุมอจั ฉรยิ ะ 14 คุณสมบัตขิ อง NodeMCU ESP8266 14 15 เลือกโมดูลอินพุตสาหรับสาหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ 16 ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม 17 18 เซ็นเซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศและการใชง้ าน 20 เซน็ เซอรว์ ดั ฝุ่น PM2.5 และการใช้งาน 21 เซน็ เซอรว์ ดั ระดบั น้าและการใชง้ าน 22 PIR Sensor และการใช้งาน เซน็ เซอร์วดั อณุ หภูมิและการใช้งาน 23 เซ็นเซอร์แสงและการใชง้ าน 23 เซน็ เซอร์วัดความช้นื และการใช้งาน 26 โมดลู นาฬกิ าและการใชง้ าน 26 29 เลือกโมดลู เอาตพ์ ตุ สาหรับสาหรับใช้ในระบบอเิ ล็กทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะ 30 ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

โมดลู รเี ลยแ์ ละการใชง้ าน เครอ่ื งตรวจจบั ฝ่นุ ในอากาศและการใช้งาน เคร่อื งวดั สภาพอากาศและการใช้งาน ไฟ LED และการใชง้ าน โมดูลจอแสดงผลแบบผลึกเหลวและการใช้งาน

บรรณานกุ รม 33 แหล่งอ้างองิ รูปภาพ 35

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

1 ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

บทเรยี นโมดลู หลักสตู ร อาชพี ช่างออกแบบและติดตง้ั ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

โมดลู ที่ 1 เร่ือง พัฒนาฮารด์ แวร์สาหรบั ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อัจฉริยะในงานส่ิงแวดล้อม

ปัจจุบันโลกมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และสามารถสร้างพัฒนาการได้ทัน ต่อการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ก็อาจเป็นโอกาสในการเพ่ิมศักยภาพ และ ขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศไทยในอนาคตได้ในท่ีสุด มีความต้องการสินค้า อิเล็กทรอนิกส์เพ่ิมขึ้นอย่างต่อเน่ือง มีการใช้อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมอ่ืนมากขึ้นเช่น อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์/อุปกรณ์ทางการแพทย์/การเกษตร มีโอกาสในการขยายการผลิต และการค้าในลกั ษณะเป็น Strategic alliance ร่วมกบั ประเทศในอาเซียน จึงจาเป็นอย่างย่ิงท่ี ผู้ประกอบการประมงต้องปรับตัวและเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อนามาปรับใช้ให้เหมาะสมกับ บริบทของประเทศไทย ท้ังนี้ สภาพแวดล้อมไทยจะสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่มีการ เปลยี่ นแปลงอยา่ งรวดเร็ว [1]

1. ออกแบบระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉริยะในงานส่ิงแวดล้อม แนวคิด ส่ิงแวดล้อมอัจฉริยะ เมืองที่คานึงถึง ผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมและ

สภาวะการเปลี่ยนแปลงสภาพ ภูมิอากาศ โดยใช้เทคโนโลยีเข้ามาช่วยบริหารจัดการอย่างเป็น ระบบ เช่น การจัดการน้า การดูแลสภาพอากาศ การบริหาร จัดการของเสีย และการเฝ้าระวัง ภัยพิบัติ ตลอดจนเพ่มิ การมสี ว่ นร่วมของประชาชนในการอนุรกั ษ์

1.1 หลกั การออกแบบระบบอิเลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะในงานสง่ิ แวดล้อม เทคโนโลยีส่ิงแวดล้อมอัจฉริยะตั้งอยู่บนแนวคิดของการทาเกษตรสมัยใหม่ที่ เรียกว่า ส่ิงแวดลอ้ มอัจฉริยะ โดยเทคโนโลยีที่เป็นจุดเด่น คือ Internet of things (IoT) ท่ี ปัจจุบันถูกเรียกว่า ‘อินเทอรเ์ น็ตแหง่ สรรพสงิ่ ’ ปัจจุบัน IoT ถูกนาไปประยกุ ต์ใชก้ บั หลายสงิ่ หลาย อย่างท่ัวโลก ไม่เว้นแม้แต่ภาคเกษตรกรรม เพ่ือวัตถุประสงค์ในการบริหารจัดการส่ิงแวดล้อม อย่างมีประสิทธิภาพโดย ใช้แรงงานคนให้น้อยท่ีสุด จึงเป็นที่มาของคาว่า ส่ิงแวดล้อมอัจฉริยะ โดยการจะระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะในงานส่ิงแวดล้อมจะต้องมีการศึกษาปัจจัยต่างๆ ที่ เกี่ยวข้อง ดังนี้คือ [2]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

2ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

รูปที่ 1.1 มลพษิ สง่ิ แวดล้อม [1] 1.1.1 ปัญหาทีพ่ บในงานสง่ิ แวดล้อม [3] การกระทาของมนุษย์อันเนื่องมาจาก

ค ว า ม ต้ อ ง ก า ร พ้ื น ฐ า น แ ล ะ ค ว า ม ต้ อ ง ก า ร ค ว า ม สะดวกสบายในด้านต่าง ๆ กระตุ้นให้มนุษย์พัฒนา ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และวิทยาการในการนา ทรพั ยากรธรรมชาตใิ ช้อย่างสะดวกสบายและง่ายย่ิงข้ึน เปน็ ตน้ ซึ่งมาจากสาเหตตุ า่ งๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี

1. ปญั หาภัยธรรมชาติ เช่น วาตภัย อุทกภัย ความแห้งแล้ง แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ทาให้เกดิ ความสญู เสียในทางเศรษฐกิจอยา่ งมหาศาลและทาใหส้ ังคมเกิดภาวะการขาดแคลนหรือ เขา้ สขู่ า้ วยากหมากแพงขนึ้ ได้

1. ปัญหามลพิษส่ิงแวดล้อม มนุษย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆมีของเสียขับถ่าย ออกสู่ส่ิงแวดล้อมไม่ว่าในรูปของสารพิษหรือพลังงานในปริมาณที่อาจก่อให้เกิดปัญหา ส่ิงแวดลอ้ มเป็นพิษนี้จะรุนแรงข้ึนตามจานวนประชากรท่ีเพิ่มขึ้น ทาให้เกิดปญั หา น้าเสีย อากาศ เป็นพษิ ดนิ เสีย เป็นต้น

1. การขาดแคลนทรัพยากรทรัพยากรธรรมชาติท่ีมีอยู่อย่างจากัด เช่น ที่ดิน แร่ธาตุ เร่ิมไม่เพยี งพอท่จี ะสนองความตอ้ งการของประชากรทเ่ี พิ่มจานวนขน้ึ ตลอดเวลา

1.1.2 วิธีการดูแลและแก้ปญั หาหาในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

1. มีการตรวจสอบสภาพอากาศอยา่ งสม่าเสมอ
2. ควบคุมมนุษย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ โดยไม่ให้ขับถ่ายของเสียหรือมลพิษ

ออกมาข้างนอก เพือ่ ทาใหส้ ิง่ แวดรอบข้างๆดีขน้ึ

1. รักษาทรัพยากรธรรมชาติทม่ี อี ยใู่ หเ้ กิดประโยชนส์ งู สุด และใช้เทา่ ที่จาเป็น

1.1.3 การศึกษาโมดลู เซน็ เซอรท์ เี่ ก่ยี วข้อง

1. สาหรับงานท่ีต้องใช้เซ็นเซอร์เก่ียวกับอุณหภูมิและความชื้นเพื่อควบคุมการ

เจริญเติบโตสภาพแวดล้อมตา่ งๆ

1. การติดเคร่ืองวัดสภาพอากาศโดยมีการแสดงผลและควบคุมแบบอัตโนมัติผ่าน

โทรศพั ท์มือถอื

1. การใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ เซ็นเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในอากาศให้แสดงค่า

ออกผ่านจอมอนิเตอร์ เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถนาไปวางเป็นระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless Sensor Network) โดยนาไปติดตั้งในพ้ืนท่ีสภาพแวดล้อมต่างๆเพื่อเก็บข้อมูลต่างๆ ตัวอย่าง เช่น การวัดสภาพอากาศภายในอากาศ เพื่อแจ้งเตือนให้ทราบว่าควรมีการปรับคุณภาพของ อากาศ

ระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

3 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

1.2 การประยุกตใ์ ชง้ านระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉริยะในงานสิ่งแวดล้อม การนาเทคโนโลยีมาใช้บริหารจัดการส่ิงแวดล้อม เพื่อเป็นการประหยัดต้นทุน และเวลาท่ีจะต้องเสียไปกับการจ้างบุคคลากร รวมถึงใช้ในการแก้ไขปัญหาต่างๆ จะต้องพ่ึง เทคโนโลยีท่ีไม่ซับซ้อนมากเท่าไหร่ ส่วนใหญ่จะเป็นการต้ังเวลา และมอนิเตอร์สภาพอากาศ เพื่อให้เหมาะสมกับการเพิ่มผลผลิตภายใน ซึ่งสิ่งท่ีหลายๆสถานท่ีต้องการ ก็คือการ ลดต้นทุน เพมิ่ ผลผลติ ซึง่ ระบบสิ่งแวดล้อม จะเข้ามาตอบโจทยใ์ ห้สาหรับผ้ทู ่ีไม่ต้องการเพ่ิมระบบที่ซับซ้อน วนุ่ วาย สามารถตงั้ คา่ การทางานเองได้ จะยกตัวอยา่ งได้ดงั น้ี

1.2.1 การพัฒนาระบบส่ิงแวดล้อมอัจฉรยิ ะสาหรับสภาพแวดลอ้ มยุคใหม่ ด้วยซอฟต์แวร์รหัสเปิดและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง เป็นการผลิตชุดควบคุมสาหรับตรวจวัด สภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและความช้ืนในอากาศ รวมไปถึงความช้ืนในดิน เพ่ือให้บุคคล ท่ัวไปสามารถใช้งานได้ง่ายสะดวกสบาย ประหยัดเวลา ผ่านระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (Internet) ด้วยเทคโนโลยี 3G, 4G หรือ WiFi และควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านมือถือ Smartphone ผลลัพธ์ที่ได้ ข้อมูลท่ีส่งจากเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นข้อมูลสภาพแวดล้อม เปน็ ปจั จุบนั และขอ้ มูลมีการเปล่ยี นแปลงอยู่ตลอด [4]

1.2.2 โครงการวิจัยและพฒั นาสิง่ แวดล้อมท่ีเหมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ ม ของประเทศไทยและรองรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างทันท่วงทีด้วยเทคโนโลยี สมัยใหม่ เพื่อพัฒนาและปรับปรุงส่ิงแวดล้อมสาคัญให้เหมาะสม สามารถปรับตัวเข้ากับกับ สภาพแวดลอ้ มทเ่ี ปลยี่ นแปลงไปอนั เนื่องมาจากการเปลย่ี นแปลงสภาพภูมิอากาศ [3]

2. เลอื กไมโครคอนโทรลเลอรส์ าหรับใชใ้ นระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะในงานส่ิงแวดล้อม

ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์มกั จะถูกใช้ในงานระบบ IoT (Internet of Things) ซ่งึ เป็นงานที่จะนาอุปกรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์ไปฝังลงในอุปกรณ์ต่างๆ เพอื่ ทาให้อุปกรณ์เหลา่ น้ันฉลาด มากยิ่งข้ึน โดยส่วนใหญ่แล้วการจะทาให้อุปกรณ์เหล่านั้นฉลาดมากข้ึน จะต้องใช้งานร่วมกับ เซ็นเซอร์ในการตรวจวัดเพื่อประมวลผลการทางานต่างๆ รวมถึงในงานสิ่งแวดล้อม ซ่ึงต้องมี การใช้งานเซ็นเซอร์เก่ียวกับตรวจวัดคุณภาพอากาศ การวัดฝุ่น PM2.5 การวัดระดับน้า วัด อุณหภมู ิ วัดความช้ืน ซ่งึ ใหม้ ีความสาคญั ต่อการดูแลสภาพอากาศและงานสิ่งแวดล้อม

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

4ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

2.1 ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ในงานควบคมุ อจั ฉรยิ ะ

ไมโครคอนโทรลเลอร์ คือ อุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็กซึ่งบรรจุความสามารถท่ี คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอาซีพียูหน่วยความจาและ พอร์ตซง่ึ เป็นสว่ นประกอบหลกั สาคัญของระบบคอมพวิ เตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทาการบรรจุเข้า ไว้ในตัวถังเดียวกัน ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถนามาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย โดยผ่าน การออกแบบวงจรให้เหมาะกับงานต่างๆ และยังสามารถโปรแกรมคาส่ังเพื่อควบคุมขา Input / Output เพื่อส่งั งานให้ไป ควบคมุ อุปกรณ์ต่างๆ ได้อีกด้วย ซึ่งก็นับว่าเป็นระบบที่สามารถนามา ประยกุ ต์ใช้งานได้หลากหลาย ท้ังทางด้าน Digital และ Analog ยกตัวอย่างเช่น ระบบสัญญาณ ตอบรับอตั โนมัติ ระบบบัตรคิว ระบบตอกบัตร พนักงาน และอ่ืนๆ ยิ่งระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ ในยุคปัจจุบันนั้นสามารถทาการเช่ือต่อกับระบบ Network ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้อีกด้วย ดังนั้นการสั่งงานจึงไม่ใช่แค่หน้าแผงวงจร แต่อาจจะเป็นการส่ังงานที่ มีการส่ังงานจากที่ใดบน โลกก็ไดผ้ ่านเครอื ข่ายอินเตอร์เนต็ [6]

2.1.1 Arduino Arduino เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดแบบสาเร็จรูปในยคุ ปัจจุบนั ซง่ึ ถูกสร้าง

มาจาก Controller ตระกลู ARM ของ ATMEL ข้อดีของไมโครคอนโทรลเลอร์บอรด์ คอื เร่ืองของ Open Source ท่ีสามารถนาไป พัฒนาต่อเป็นอุปกรณ์ต่างๆ ได้และความสามารถในการเพ่ิม Boot Loader เข้าไปท่ีตัว ARM จึงทาให้การ Upload Code เข้าตัวบอร์ดสามารถทาได้ง่ายข้ึน และยังมีการพฒั นา Software ที่ใช้ในการควบคมุ ตัวบอร์ด ของ Arduino มีลักษณะเป็นภาษา C++ ท่ีโปรแกรมเมอร์มีความคุ้นเคยในการใช้งาน ตัวบอร์ดสามารถนา โมดูลมาต่อเพ่ิม ซึ่งทาง Arduino เรยี กวา่ เป็น shield เพ่ือเพ่มิ ความสามารถเพ่ิมขนึ้

2.1.1.1 Arduino Uno คาว่า Uno เป็นภาษาอิตาลี ซ่ึงแปลว่าหน่ึง เป็นบอร์ด Arduino รุ่นแรกท่ีออกมา มีขนาดประมาณ 68.6x53.4mm เป็นบอร์ดมาตรฐานที่นิยมใช้งานมากที่สดุ เนื่องจากเป็นขนาด ท่ีเหมาะสาหรับการเร่ิมต้นเรียนรู้ Arduino และมี Shields ให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด Arduino รุ่นอ่ืนๆ ท่ีออกแบบมาเฉพาะมากกว่า โดยบอร์ด Arduino Uno ได้มีการพัฒนา เร่ือยมา ต้ังแต่ R2 R3 และรุ่นย่อยที่เปลี่ยนชิปไอซีเป็นแบบ SMD เป็นบอร์ด Arduino ท่ีได้รับ ความนิยมมากท่ีสุด เนื่องจากราคาไม่แพง และส่วนใหญ่โปรเจคและ Library ต่างๆ ท่ีพฒั นาข้ึน มา Support จะอ้างอิงกับบอร์ดน้ีเป็นหลัก และข้อดีอีกอย่างคือกรณีที่ MCU เสียผู้ใช้งาน สามารถซ้ือมาเปลยี่ นเองได้งา่ ย Arduino Uno R3 มี MCU ที่เปน็ Package DIP [7]

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะ

5 ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

รูปท่ี 2.1 บอรด์ Arduino Uno R3 [2] รปู ที่ 2.2 บอร์ด Arduino Uno SMD [2]

ขอ้ มูลจาเพาะ

ชิปไอซไี มโครคอนโทรลเลอร์ ATmega328

ใชแ้ รงดันไฟฟา้ 5V

รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟา้ (ทแ่ี นะนา) 7 – 12V

รองรับการจ่ายแรงดนั ไฟฟา้ (ทจ่ี ากัด) 6 – 20V

พอร์ต Digital I/O 14 พอรต์ (มี 6 พอร์ต PWM output)

พอรต์ Analog Input 6 พอรต์

กระแสไฟฟา้ ท่จี า่ ยได้ในแตล่ ะพอรต์ 40mA

กระแสไฟฟา้ ทจ่ี า่ ยได้ในพอร์ต 3.3V 50mA

พน้ื ท่โี ปรแกรมภายใน 32KB พื้นท่ีโปรแกรม, 500B ใช้โดย

Bootloader

พน้ื ทแ่ี รม 2KB

พ้นื ที่หน่วยความจาถาวร (EEPROM) 1KB

ความถี่ครสิ ตลั 16MHz

ขนาด 68.6x53.4 mm

น้าหนกั 25 กรมั

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

6ในงานสงิ่ แวดล้อม

2.1.2 NodeMCU ESP8266 [8] NodeMCU คือ แพลตฟอร์ม

หน่ึงที่ใช้ช่วยในการสร้างโปรเจค Internet of Things (IoT) ท่ีประกอบไปด้วย Development Kit (ตัวบอร์ด) และ Firmware (Software บน บอร์ด) ท่ีเป็น open source สามารถเขียน โปรแกรมด้วยภาษา Lau ได้ ทาให้ใช้งานได้ง่าย ข้ึน มาพร้อมกับโมดูล WiFi (ESP8266) ซง่ึ เป็น รูปที่ 2.3 NodeMCU ESP8266 V3 [3] หัวใจสาคัญในการใช้เช่ือมต่อกับอินเตอร์เน็ต น่นั เอง

ตัวโมดูลESP8266น้ันมีอยู่ด้วยกันหลายรุ่นมาก ตั้งแต่เวอร์ชั่นแรกท่ีเป็น ESP- 01 ไลไ่ ปเรื่อยๆ จนปัจจุบนั มีถึง ESP-12 แล้ว และที่ฝังอยูใ่ นNodeMCU version แรกนั้นกเ็ ปน็ ESP-12 แต่ใน version2 น้ันจะใช้เป็น ESP-12E แทน ซ่งึ การใช้งานโดยรวมกไ็ ม่แตกต่างกันมาก นัก NodeMCU นั้นมีลกั ษณะคล้ายกับ Arduino ตรงท่ีมีพอร์ต Input Output buil inมาในตัว สามารถเขียนโปรแกรมคอนโทรลอุปกรณ์ I/O ได้โดยไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อ่ืนๆ และเม่ือไม่นานมา นี้ก็มีนักพัฒนาท่ีสามารถทาให้ Arduino IDE ใช้งานร่วมกบั Node MCU ได้ จึงทาให้ใช้ภาษา C/C++ ในการเขียนโปรแกรมได้ ทาให้เราสามารถใช้งานมันได้หลากหลายมากย่ิงข้ึน NodeMCU ตัวนี้สามารถทาอะไรได้หลายอย่างมากโดยเฉพาะเร่ืองที่เก่ียวข้องกับ IoT ไม่ว่าจะ เปน็ การทา Web Server ขนาดเลก็ การควบคมุ การเปดิ ปดิ ไฟผ่าน WiFi และอนื่ ๆ อีกมากมาย

ESP8266 เป็นชื่อเรียกของชิฟของโมดูล ESP8266 สาหรับติดต่อส่ือสารบน มาตรฐาน WiFi ทางานท่ีแรงดันไฟฟ้า 3.0-3.6V ทางานใช้กระแสโดยเฉล่ยี 80mA รองรับคาส่ัง deep sleep ในการประหยดั พลังงาน ใช้กระแสน้อยกว่า 10 ไมโครแอมป์ สามารถ wake up กลับมาส่งข้อมูลใช้เวลาน้อยกกว่า 2 มิลลิวินาที ภายในมี Low power MCU 32bit ทาให้เรา เขียนโปรแกรมสง่ั งานได้ มีวงจร analog digital converter ทาให้สามารถอ่านค่าจาก analog ได้ความละเอียด 10bit ทางานได้ท่ีอุณหภูมิ -40 ถึง 125 องศาเซลเซยี ส เม่ือนาชิฟ ESP8266 มาผลติ เป็นโมดูลหลายรุ่น ก็จะขึ้นต้นด้วย ESP866 แล้วตามด้วยรุ่น เช่น ESP-01 , ESP-03 , ESP-07 , ESP-12E ESP8266 ติดต่อกบั WI-FI แบบ Serial สามารถเขียนโปรแกรมลงไปใน ชิฟ โดยใช้ Arduino IDE ได้ ทาให้การเขียนโปรแกรมและใช้งานเป็นเร่ืองง่าย คลา้ ยกับการใช้ Arduino โมดูล ESP8266 มหี ลายรุ่น และมีรุน่ ใหมพ่ ฒั นาออกมาเรื่อย ๆ โดยโครงสร้างและขาที่ ใชง้ านกจ็ ะมีลักษณะคล้ายกันคอื

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ

7 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

โครงสรา้ งและขาทใ่ี ชง้ าน

1. GPIO0 เป็นขาสาหรับเลือกโหมด โดยเม่ือต่อกบั GND จะเข้าโหมดโปรแกรม

เม่อื ต้องการใหท้ างานปกตกิ ็ไม่ตอ้ งตอ่ GPIO15 เป็นขาทตี่ อ้ งตอ่ ลง GND เพ่อื ให้โมดูลทางาน

1. CH_PD หรือ EN เป็นขาท่ีต้องต่อไฟ VCC เพ่ือ pull up สัญญาณ ให้โมดูล

ทางาน โมดูลบางรน่ ไมม่ ีขา Reset มาให้ เมื่อต้องการรีเซต ให้ตอ่ ขา CH_PD กบั GND

1. Reset ต่อกับไฟ VCC เพื่อ pull up สัญญาณ โดยเมือ่ ต้องการรีเซต ใหต้ ่อกบั

ไฟ GND

1. VCC เปน็ ขาสาหรบั จา่ ยไฟเล้ียง ใช้ไฟเล้ียง 3.0-3.6V
2. GND ตอ่ กับไฟ 0V
3. GPIO เปน็ ขาดิจติ อล INPUT/OUTPUT ทางานท่ีไฟ 3.3V
4. ADC เป็นขา Analog INPUT รับแรงดันสูงสุด 1V ความละเอียด 10bit

หรือ 1024 คา่

รปู ท่ี 2.4 โครงสรา้ งและพอรต์ ใช้งาน [4]

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

8ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

2.2 คณุ สมบตั ิของ NodeMCU ESP8266 2.2.1 โมดูล ESP-12E คณะกรรมการพัฒนาได้ออกแบบและผลิตโมดูล ESP-12E ท่ีมีชิป

ESP8266 ที่มีไมโครโปรเซสเซอร์ Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 RISC ซ่ึงทางานท่ี ความถี่ 80 ถึง 160 MHz สามารถปรบั ได้และรองรับ RTOS ESP8266 รวมตัวรับส่งสญั ญาณ Wi-Fi HT40 802.11b / g / n ดังน้ันจึงไม่เพียง แต่สามารถเช่ือมต่อกบั เครือข่าย WiFi และ โต้ตอบกับอินเทอร์เน็ตเท่าน้ัน แต่ยังสามารถต้ังค่าเครือข่ายของตัวเองได้ ทาให้อุปกรณ์อ่ืนๆ สามารถเช่ือมต่อโดยตรงกับมัน และสิง่ นี้ทาให้ NodeMCU ESP8266 มีความอเนกประสงค์ใน การใช้งานมากยงิ่ ขึ้น

รปู ท่ี 2.5 โมดลู ESP-12E [4]

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

9 ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

2.2.2 ความตอ้ งการพลังงาน เนื่องจากชว่ งแรงดนั ไฟฟา้ ของ ESP8266 คือ 3V ถงึ 3.6V บอรด์

ESP8266 จึงมาพร้อมกบั ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LDO เพอื่ ควบคุมให้แรงดันคงท่ี 3.3V ซ่ึง สามารถจ่ายกระแสได้สูงสดุ ถึง 600mA ซง่ึ น่าจะเกนิ พอเพราะ ESP8266 กินกระแสมากที่สุด คือ 80mA ในระหว่างการส่งสัญญาณเอาต์พุตออกไป โดยพิน 3V3 นี้สามารถใช้เพ่ือจ่าย พลังงานให้กับอุปกรณ์ภายนอกได้ การจ่ายไฟให้ ESP8266 NodeMCU สามารถใช้ผ่านช่อง เสียบ Micro USB หรือหากมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน 5V ก็สามารถป้อนที่พิน VIN เพ่ือเป็น แหลง่ จา่ ยไฟให้ ESP8266 และอปุ กรณต์ อ่ พ่วงไดโ้ ดยตรง

รปู ท่ี 2.6 พอรต์ สาหรับแหลง่ จ่ายพลงั งานไฟฟ้า [4]

ระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

10ในงานสง่ิ แวดล้อม

2.2.3 อุปกรณต์ อ่ พว่ งและ I/O ESP8266 NodeMCU มพี ินทั้งหมด 17 GPIO ทแี่ ยกออกจาก

สว่ นหลักๆของพินทงั้ สองด้านของบอร์ดพัฒนา ซึง่ พินเหล่านส้ี ามารถกาหนดใหก้ บั อุปกรณต์ อ่ พว่ งได้ทกุ ประเภทรวมไปถึง

1. ADC channel – ชอ่ ง ADC ขนาด 10 บิต
2. UART interface – สว่ นตอ่ ประสาน UART ใช้ในการโหลดโคด้ แบบอนกุ รม
3. PWM outputs – พิน PWM สาหรับหร่ีไฟ LED หรอื ควบคมุ มอเตอร์
4. SPI, I2C & I2S interface – อินเตอร์เฟซ SPI และ I2C เพือ่ เชอื่ มต่อ เซน็ เซอรแ์ ละอุปกรณ์ตอ่ พว่ งทกุ ประเภท
5. I2S interface – อนิ เทอร์เฟซ I2S หากตอ้ งการเพ่มิ เสยี งใหก้ บั โปรเจค

รูปท่ี 2.7 พอร์ตสาหรับแหล่งจ่ายพลงั งานไฟฟา้ [4]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อจั ฉรยิ ะ

11 ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

2.2.4 สวิตชอ์ อนบอร์ดและไฟแสดงสถานะ LED ESP8266 NodeMCU มีสองปุ่ม ปมุ่ หน่ึงที่ระบุว่าเป็น RST ท่ีบริเวณมุม

บนซ้ายคือป่มุ รีเซ็ต ซ่งึ แน่นอนว่าใช้เพื่อรีเซ็ตชิป ESP8266 FLASH และปมุ่ ที่มุมล่างซ้ายเป็นป่มุ อัพโหลดที่ใช้ในขณะที่ทาการอัพโหลดเฟิร์มแวร์ บอร์ดมีไฟ LED ออนบอร์ด ที่ผู้ใช้สามารถ ทดสอบการทางานของโปรแกรมได้ ซ่งึ เชื่อมตอ่ กบั พนิ D0 ของบอร์ด

รปู ที่ 2.8 สวติ ชอ์ อนบอรด์ และไฟแสดงสถานะ [4] 2.2.5 การส่ือสารแบบอนกุ รม

บอร์ดนี้มีตัวส่ือสารกับ พอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ เป็นชิป UART CP2102 จาก Silicon Labs ซง่ึ แปลงสัญญาณ USB เปน็ แบบอนกุ รม เพ่ือชว่ ยใหค้ อมพวิ เตอร์ ของสามารถอพั โหลดโปรแกรมและส่ือสารกับชิป ESP8266

รูปที่ 2.9 ชิป UART CP2102 [4]

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

12ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

2.2.6 การใชง้ านพนิ ตา่ งๆ ของ ESP8266 NodeMCU ESP8266 NodeMCU มีทัง้ หมด 30 พินทเี่ ชอื่ มตอ่ กบั ภายนอก โดยการ

เช่อื มตอ่ มีดงั นี้

รปู ที่ 2.10 พอร์ตการเช่อื มตอ่ ของ NodeMCU ESP8266 [4] Power Pins มพี ินพลงั งาน 4 พิน ได้แก่พนิ VIN หนงึ่ พิน และพนิ 3.3V สามพนิ สามารถใช้พนิ VIN เพื่อจ่ายแหลง่ จ่ายไฟให้กับ ESP8266 และอุปกรณ์ต่อพ่วงได้โดยตรงหาก คุณมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน 5V ท่ีได้รับการควบคุม โดยพิน 3.3V เป็นเอาท์พทุ ของตัวควบคุม แรงดันไฟฟ้าออนบอร์ด พินเหล่าน้ีสามารถใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับส่วนประกอบภายนอกได้ เช่นกนั I2C Pins ใชส้ าหรบั เช่ือมตอ่ เซน็ เซอร์ I2C และอปุ กรณต์ อ่ พ่วงทุกประเภทในโปร เจคของคุณ รองรับท้ัง I2C Master และ I2C Slave สามารถใช้ฟังกช์ ันอินเทอร์เฟซ I2C ได้ โดยทางโปรแกรมและความถ่ีสัญญาณนาฬิกาคือ 100 kHz ที่สูงสุด ควรสังเกตว่าความถี่ สญั ญาณนาฬกิ า I2C ควรสงู กวา่ ความถ่ีสญั ญาณนาฬิกาท่ีชา้ ทส่ี ุดของอปุ กรณส์ ลาฟ GPIO Pins ESP8266 NodeMCU มีพิน GPIO 17 พินซ่ึงสามารถกาหนดให้กับ ฟังก์ชั่นต่างๆ เช่น I2C, I2S, UART, PWM, รีโมทคอนโทรล IR, ไฟ LED และปุ่มโดยทาง โปรแกรม GPIO ท่ีเปิดใช้งานดิจิตอลแต่ละตัวสามารถกาหนดค่าเป็น pull-up หรือ pull-down ภายในหรือตั้งค่าเป็นอิมพีแดนซ์สูง เมื่อกาหนดค่าเป็นอินพุตมันยังสามารถต้ังค่าเป็น edge- trigger หรือ level-trigger เพอื่ สร้างการขัดจังหวะของ CPU

ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะ

13 ในงานส่ิงแวดล้อม

ADC Channel NodeMCU ถูกฝังอยกู่ ับ SAR ADC ท่ีมีความแม่นยา 10 บิต ทั้งสองฟังก์ช่ันสามารถใช้งานได้โดยใช้ ADC ได้แก่ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าของพนิ VDD3P3 และการทดสอบแรงดนั อินพทุ ของขา TOUT อย่างไรก็ตามไมส่ ามารถใชง้ านพร้อมกันได้

UART Pins ESP8266 NodeMCU มี 2 อินเตอร์เฟสของ UART ได้แก่ UART0 และ UART1 ซึ่งให้การสื่อสารแบบอะซิงโครนัส (RS232 และ RS485) และสามารถ สือ่ สารได้สูงสดุ 4.5 Mbps สามารถใช้ UART0 (TXD0, RXD0, RST0 & CTS0) สาหรับการ สือ่ สาร รองรับการควบคุมของเหลว อย่างไรก็ตาม UART1 (พิน TXD1) มีเพียงสัญญาณการ ส่งขอ้ มูลดงั นน้ั โดยปกตจิ ะใชส้ าหรบั บันทึกการพิมพ์

SPI Pins ESP8266 มีสอง SPI (SPI และ HSPI) ในโหมดทาสและมาสเตอร์ SPI เหล่าน้ียงั สนับสนนุ คณุ สมบตั ิ SPI สาหรับวตั ถปุ ระสงคท์ ่วั ไปต่อไปนี้

1. โหมดจบั เวลา 4 โหมดสาหรับการถา่ ยโอนรปู แบบ SPI
2. มากถึง 80 MHz และแบง่ นาฬกิ า 80 MHz
3. สูงถึง 64 ไบต์ FIFO SDIO Pins ESP8266 คุณสมบัติ Secure Digital Input / Output Interface (SDIO) ซง่ึ ใช้เช่ือมต่อการ์ด SD โดยตรง รองรับ SDIO 4-bit 25 MHz v1.1 และ 4-bit 50 MHz SDIO v2.0 PWM Pins บอร์ดน้ีมี Pulse Pulse Modulation (PWM) 4 ช่องสัญญาณ เอาท์พทุ PWM สามารถดาเนินการทางโปรแกรมและใช้สาหรับการขับเคลื่อนมอเตอร์ดิจิตอล และไฟ LED ช่วงความถี่ PWM สามารถปรับได้จาก 1,000 μs ถึง 10,000 μs, เช่นระหว่าง 100 Hz และ 1 kHz Control Pins ใชใ้ นการควบคมุ ESP8266 พินเหลา่ นี้รวมถงึ Chip Enable pin (EN), พินรีเซต็ (RST) และ WAKE pin
4. EN pin - ชปิ ESP8266 ถูกเปดิ ใช้งานเม่ือดึง EN pin สงู เมื่อดึงต่าชิปจะ ทางานที่กาลังไฟนอ้ ยทีส่ ุด
5. RST pin – RST pin ใชเ้ พื่อรีเซต็ ชปิ ESP8266
6. WAKE pin – ให้ ชิป ESP8266 กลับมาทางานใหม่อกี ครง้ั

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

14ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

3. เลอื กโมดลู อนิ พุตสาหรบั สาหรบั ใช้ในระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ ัจฉริยะในงานส่งิ แวดล้อม

ในยุคปัจจุบันเทคโนโลยีด้านเกษตรกรรมเข้ามามีบทบาทอย่างมากในงาน สง่ิ แวดล้อม เทคโนโลยีเซน็ เซอร์จึงเป็นปัจจัยสาคัญประการหน่ึงในการพัฒนาระบบส่ิงแวดล้อม มีความแม่นยาสูง สามารถตรวจสภาพของผลผลิตได้ มีการควบคุมทางไกลได้ เน่ืองจากระบบ ดังกล่าวอาศัยตรวจวัดค่าต่างๆ ท่ีจาเป็นสาหรับในงานส่ิงแวดล้อมเพื่อให้ได้ในการคิดวิเคราะห์ หรือคานวณค่าต่างๆ ซ่ึงนาไปสู่แนวทางในการพัฒนาระบบสิ่งแวดล้อมท่ีไม่จาเป็นต้องอาศัย องค์ความรู้แบบลึกซึ้งมากโดยอาศัยศักยภาพในการใช้เซ็นเซอร์เพ่ือตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆ รวมไปถึงการพิจารณาเพื่อใช้งานควบคู่กับระบบสิ่งแวดล้อมแบบอัจฉริยะด้วยวิธีดังกล่าวลด ความยุ่งยากลงในการเรียนรู้ของผู้คนรุ่นใหม่ และยังช่วยอานวยความสะดวกให้ผู้คนที่มี ประสบการณ์อยู่แล้วในการบริหารจัดการในการทาส่ิงแวดล้อมต่างๆอย่างมีประสิทธิภาพมาก ย่งิ ขนึ้ เซน็ เซอร์ที่นามาใช้ในด้านในงานสง่ิ แวดลอ้ ม มีดงั นี้ [10]

3.1 เซน็ เซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศและการใชง้ าน เซ็นเซอร์ตรวจจับคุณภาพอากาศวัสดุตรวจจับก๊าซท่ีใช้ในเซ็นเซอร์ก๊าซ MQ135 คือทินออกไซด์ (SnO2) ท่ีมีค่าการนาไฟฟ้าต่าในอากาศที่สะอาด เม่ือเซ็นเซอร์อยู่ใน สภาพแวดล้อมเมื่อมลพิษก๊าซความเป็นผู้นาของเซ็นเซอร์เพิ่มข้ึนตามความเข้มข้นของก๊าซท่ี ก่อให้เกิดมลพษิ ในอากาศเพมิ่ ขึ้น เปลีย่ นการนาไฟฟา้ ดว้ ยวงจรท่เี รียบง่ายการแปลงจะถูกแปลง เป็นสัญญาณเอาต์พุตที่สอดคล้องกับความเข้มข้นของก๊าซเซ็นเซอร์ MQ135 มีความไวสูงต่อ แอมโมเนียซัลไฟด์และไอระเหยของน้ามันเบนซินและเหมาะอย่างย่ิงสาหรับการตรวจสอบหมอก ควนั และอนั ตรายอ่ืน ๆ

รูปท่ี 3.1 โมดูลสาหรับวัดสภาพอากาศ [5] รูปที่ 3.2 ดา้ นหลงั โมดูลสาหรบั วัดสภาพอากาศ [5]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

15 ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

รุ่น ข้อมลู จาเพาะ เอาต์พุต MQ-135 Input Voltage (InVCC) PNP DC 2.5-5 V

3.2 เซ็นเซอรว์ ัดฝุน่ PM2.5 และการใช้งาน [11] เซน็ เซอรว์ ดั คุณภาพอากาศ ตรวจจบั ฝ่นุ PM2.5 ใช้พัดลมดูดอากาศเข้า ไปในตวั เซนเซอร์ แลว้ ตรวจจบั ฝุ่นดว้ ยแสงเลเซอร์

PM2.5 คือ ฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน คือ มลพิษฝุ่นท่ีมีขนาด เล็กกว่า 1 ใน 25 ส่วนของเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ กล่าวคือ เล็กจนสามารถเล็ด ลอดขนจมูกเข้าสรู่ ่างกายได้ และมีขนาดเพียงคร่ึงหน่ึงของขนาดเม็ดเลือด (5 ไมครอน) ดังน้ัน ฝุ่นพิษจึงสามารถเข้าสู่เส้นเลือดฝอยและกระจายไปตามอวัยวะได้ ฝุ่นมีลักษณะท่ีขรุขระคล้าย สาลี ฝุ่นเป็นพาหะนาสารอื่นเข้ามาด้วย เช่น แคดเมียม ปรอท โลหะหนัก ไฮโดรคาร์บอน และ สารกอ่ มะเรง็ จานวนมาก

รปู ที่ 3.3 เซ็นเซอรว์ ัดฝุ่น PM2.5 [6]

รุ่น ขอ้ มลู จาเพาะ GND Sensor PMS3003 Input Voltage (InVCC) GND DC 5 V

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อจั ฉรยิ ะ

16ในงานสงิ่ แวดล้อม

3.3 เซน็ เซอร์วดั ระดบั น้าและการใช้งาน [12] เซ็นเซอร์วัดระดับของเหลวแบบไม่สัมผัสใช้เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณ ขน้ั สงู โดยใชช้ ปิ อนั ทรงพลงั พรอ้ มความสามารถในการทางานความเรว็ สงู เพอ่ื ใหไ้ ดก้ ารตรวจจับ ระดับของเหลวแบบไม่สัมผัส ไม่มีการสัมผัสกับของเหลวทาให้โมดูลนี้เหมาะสาหรับการใช้งานที่ เป็นอันตราย เช่น การตรวจจับสารพิษกรดแก่ด่างแก่และของเหลวทุกชนิดในภาชนะที่ปิดสนิท ภายใต้แรงดันสูง และไม่จาเป็นต้องเปิดรูพรุนบนภาชนะที่ทดสอบดังน้ันจึงง่ายต่อการติดต้ังและ ใชก้ ารตรวจจบั เซ็นเซอร์น้ี

รปู ท่ี 3.4 เซน็ เซอร์สาหรับวดั ระดบั น้าแบบไร้สมั ผัส [7]

รุ่น ขอ้ มูลจาเพาะ เอาต์พตุ XKC-Y25-PNP Input Voltage (InVCC) PNP Current DC 5 ~ 12V Output Voltage (high level) 5mA Output Voltage (low level) 5V Output Current 0V Response Time 1 ~ 100mA อณุ หภมู ใิ นการทางาน 500mS Induction Thickness (ความไว) 0 ~ 105 ℃ Communication 0 ~ 13 mm ความชนื้ RS485 วัสดุ 5% ~ 100% Ingress Protection ABS IP67

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉริยะ

17 ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

การใชง้ านเซ็นเซอร์สาหรับวดั ระดับน้า แบบไรส้ ัมผัส เมือ่ นาไปวางในจดุ ทต่ี ้องการวดั เมอ่ื นา้ สงู ถึงระดับท่ีเซ็นเซอร์อยู่ ก็จะตรวจจับได้

ไฟสถานะสีแดงบนเซ็นเซอร์ก็จะติดให้สัญญาณเอาต์พุตออกมาเป็นค่า 0 หรือ 1 ซึ่งกาหนดได้ จากการเขียนโปรแกรมควบคุม และสามารถวัดทะลุถังน้าได้หนาสูงสดุ ถึง 13mm ใช้ไฟเล้ียงได้ ในช่วงกว้าง 5-12V รองรับท้ัง Arduino และ PLC เป็นแบบ NPN แต่ไม่สามารถใช้งานกบั ถัง เหลก็ ได้

3.4 PIR Sensor และการใชง้ าน [13] เซ็นเซอร์แสงอินฟาเรด สามารถทาหน้าท่ีในการตรวจจับความเคล่ือนไหวได้เป็น อย่างดี ด้วยส่วนประกอบหลักของ PIR sensor ท่ีพบได้ท่ัวไปและใช้ในการตรวจจับคือ Pyroelectric sensor

รูปที่ 3.5 Pyroelectric sensor Pyroelectric sensor เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับท่ีไวต่อการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง ของอุณหภูมิอย่างมาก โดยเซ็นเซอร์จะมีเลนส์และเซ็นเซอร์ท่ีคอยตรวจจับอยู่ภายใน และเมื่อมี สิ่งมีชีวิตที่มีความร้อน อาทิ คน หรือสัตว์ ซึ่งมีคล่ืนอินฟาเรดหรือคลนื่ ความร้อนอยใู่ นร่างกาย เป็นปกติอยู่แล้วมาผ่านหน้าเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ก็จะอ่านการเปลี่ยนแปลงว่าอุณหภูมิมีการ เปล่ียนแปลงจากสภาพแวดล้อมรอบข้างอย่างรวดเร็ว โดยเซ็นเซอร์แปลงสัญญาณเหล่านี้เป็น สัญญาณดิจิตอลเพื่อส่งคาส่ังและเมื่อ Pyroelectric sensor ได้เข้ามาอยู่ในอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ในปัจจุบันแล้ว ก็เลยกลายสภาพเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับความ เคลื่อนไหวหรือ PIR Sensor เป็นหลัก เพราะมีความสามารถในการตรวจจับความร้อนของ มนุษย์เหมือนกับการตรวจจับว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ท่ีน่ันหรือไม่ และส่งสัญญาณเพ่ือส่งคาส่ังต่างๆ ได้ เช่น การใช้กับสวิตช์เปิดปิดไฟ เม่ือมีผู้คนเดินผ่าน PIR Sensor ก็จะส่ังงานให้เปิดไฟโดย อัตโนมัติ

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

18ในงานสิง่ แวดล้อม

แรงดันไฟฟา้ ทีใ่ ช้งาน ขอ้ มลู จาเพาะ กระแสที่ใชง้ าน 3-5 V ระยะตรวจจบั >3 mA รศั มใี นการตรวจจับ 3-7 เมตร สัญญาณเอาตพ์ ุต 110 องศา อุณหภูมิในการทางาน สัญญาณระดับสูง / ต่า 0-50 ℃

การใช้งาน PIR Sensor การใช้งานคู่กับระบบความปลอดภัยบ้าน ในการตรวจจับเมื่อมีผู้เคลื่อนไหวผ่าน

ในจุดที่ไมต่ ้องการ เพื่อทาการแจง้ เตอื นให้เจา้ ของบา้ นทราบอย่างทันท่วงทีถึงการบุกรุกและด้วย การตรวจจับถึงคลื่นความร้อนในร่างกาย ทาให้การตรวจจับนั้นไม่ได้ครอบคลุมถึงแค่มนุษย์ เท่าน้ัน แต่ยังครอบคลุมถึงการตรวจจับสัตว์อีกด้วยเพราะสัตว์เป็นส่ิงมีชีวิตท่ีมีคลื่นความร้อน ในรา่ งกายเช่นกัน แตค่ วามไวต่อการตรวจจับก็จะข้ึนอยกู่ ับขนาดของส่งิ มีชีวิตนั้นด้วย เช่น หาก มีคน สุนัข แมว และนก ผ่านเซ็นเซอร์ในระยะท่ีค่อนข้างห่างจากเซ็นเซอร์ มีความเป็นไปได้ท่ี อาจจะไม่มีการตรวจจับสัตว์ขนาดเล็กอย่าง แมวหรือนก แต่หากมีการผ่านในระยะท่ีใกล้กับ เซน็ เซอร์ แมแ้ ต่สัตว์ขนาดเลก็ มากอย่างนกก็สามารถตรวจจบั ได้

3.5 เซน็ เซอร์วดั อุณหภูมแิ ละการใช้งาน เซ็นเซอร์ DS18B20 ซึ่งเป็น Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer ผลิตโดยบริษัท Dallas Semiconductor (ปัจจุบนั ถูก Maxim integrated ซอ้ื กิจการ) โดยผลิตมาในรูปแบบตัวถัง TO-92 และ 8-Pins SOIC ที่นิยมใช้งานทั่วไปคือตัวถัง TO-92 การใช้งานนั้นมีขาใช้งานเพียง 3 ขา มีสายสัญญาณต่อเข้า NodeMCU ESP8266 เพยี งเส้นเดยี ว ทีเ่ หลืออีกสองขาคอื ไฟเลี้ยง VCC และ GND ซึง่ คุณสมบัติหลกั ๆของ DS18B20 มีดงั น้ี [14]

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

19 ในงานส่ิงแวดล้อม

แรงดนั ไฟฟา้ ทีใ่ ช้งาน ข้อมลู จาเพาะ กระแสท่ีใชง้ าน 3-5 V ความละเอียด 1 mA ความคลาดเคลื่อน ตัง้ คา่ ได้ตง้ั แต่ 9 ถงึ 12 bit อุณหภมู ใิ นการทางาน ±0.5 ℃ -55 ถงึ 125 ℃

รูปที่ 3.6 Module DS18B20 Waterproof รูปท่ี 3.7 เซน็ เซอร์ DS18B20 Temperature Sensor

การใชง้ านเซน็ เซอรว์ ดั อณุ หภูมิ สามารถนาเซ็นเซอร์ไปประยุกต์ใช้ในงานด้าน IoT, Smart Farm, Temperature

Monitor, Whether Station หรืองานด้านอื่นๆ ที่เก่ียวข้องกับการวัดอุณหภูมิได้คล้ายกับ DHT11/DHT22 Temperature and Humidity Sensor ข้อดีของ DS18B20 Waterproof Temperature Sensor คือมีรูปแบบแพ็คเกจของตัวเซ็นเซอร์หลากหลายรูปแบบ เช่น รูปแบบ ไอซี รูปแบบหวั เซน็ เซอร์แบบกนั นา้ ทาใหส้ ามารถใช้วัดอุณหภูมิในของเหลวได้

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

20ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

3.6 เซ็นเซอร์แสงและการใช้งาน [14] LDR ยอ่ มาจาก Light Dependet Resistor คอื ตัวต้านทานชนิดหนึ่ง หรือเรียก อีกอย่างวา่ ตัวต้านทานแปลคา่ ตามแสง หลักการทางานของ LDR คือ เม่ือมีแสงมากระทบ LDR จะมีความต้านทานลดลง และเม่ือไม่มีแสงมากระทบ LDR จะมีความต้านทานมากขึ้น องคป์ ระกอบของ LDR จะประกอบด้วยสารกง่ึ ตัวนา เช่น แคดเมียมซัลไฟด์ และแคดเมียมซิลิไนด์ ซ่ึงเป็นสารท่ีมีการตอบสนองความยาวคลื่นแสง ฉาบอยู่เป็นเส้นลักษณะเป็นขดๆ คดเค้ียวไปมา เป็นฐานเซรามิก LDR จะมีสองขั้ว ซ่งึ มีค่าความต้านทานภายในตัว เปล่ียนแปลงคา่ ได้ตามแสงที่ ตกลงมากระทบ

รูปที่ 3.8 LDR Photoresistor Sensor Module

การใช้งานเซ็นเซอรแ์ สง [15] โมดูลเซ็นเซอร์แสง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มแสงจะทาให้ความต้านทาน

เปลย่ี นแปลงตามโมดูลนใี้ ห้สญั ญาณออกมา 2 แบบ คือ Analog ระดบั ความเขม้ ของแสง ท่ีวัดได้ เป็นค่า 0-1023 และ Digital สัญญาณท่ีได้คอื Logic 1 และ Logic 0 โดยหมนุ ตัว R ปรับค่าได้ บนบอร์ดเพื่อต้ังระดับความต้องการของความเข้มแสงว่าจะให้สว่างเท่าใดจึงจะส่งค่าเอาต์พุต ออกมา นิยมนาไปใชง้ านกบั การติดเวลาเปิด-ปิดไฟ อัตโนมัติ หรือควบคุมอุปกรณ์อ่ืนๆ ด้วยค่า ของแสง

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

21 ในงานส่งิ แวดล้อม

3.7 เซน็ เซอร์วดั ความชนื้ และการใชง้ าน เซ็นเซอร์วัดความชื้น (Humidity Sensor) เป็นอุปกรณ์ท่ีใช้สาหรับวัดค่า ความชื้น โดยความชื้นน้ีมาจากความช้ืนสัมพันธ์ (Relative Humidity หรือ RH) ซ่ึงความช้ืน สัมพันธ์หมายถึง “อัตราส่วนของปริมาณไอน้าท่ีมีอยู่จริงในอากาศต่อปริมาณไอน้าที่จะทาให้ อากาศอิ่มตัว ณ อุณหภูมิเดียวกัน” หรือ “อัตราส่วนของความดันไอน้าที่มีอยู่จริงต่อความดัน ไอน้าอมิ่ ตวั ” ซึ่งคา่ ความชื้นสัมพนั ธจ์ ะแสดงในรปู ของร้อยละ (%) มหี น่วยเปน็ %RH [16]

แรงดนั ไฟฟ้าทีใ่ ชง้ าน ข้อมูลจาเพาะ กระแสท่ใี ชง้ าน 3-5 V อ่านค่าสญั ญาณ 0.5 - 2.5 mA ยา่ นวดั ความช้นื 1S ย่านวัดอุณหภมู ิ 20-90% RH (±0.5RH) 0-50 ℃ (±0.2℃)

รูปท่ี 3.9 DHT11 Humitdity and Temperature Sensor

การใชง้ านเซน็ เซอร์วัดความช้ืน DHT11 Humitdity and Temperature Sensor ใชก้ ารส่ือสารกบั MCU ด้วย

วิธี Single-wire Two-way Serial interface คอื การสื่อสารอนุกรมุ สองทางโดยใชส้ ายเส้น เดยี ว ส่งข้อมูลไดท้ งั้ จาก MCU ไปท่ีตัว DHT11 และในทางกลบั กัน [17]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

22ในงานสงิ่ แวดล้อม

3.8 โมดลู นาฬกิ าและการใช้งาน เวลาจริงหรือเวลาแบบเรียลไทม์ (BTC : Real Time Clock) เป็นเวลาจริง ๆ ในขณะนั้น เราสามารถสร้างเวลาจริงให้กบั ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์นามาใช้งานได้ในปัจจุบันมี ไอซที ีส่ ามารถทางานเกย่ี วกับเวลาอยู่หลายตัว ไอชีเบอร์ DS1302 เป็นไอซีเวลาจริงอีกตัวหนึ่งท่ี ได้รับความนิยม ปัจจุบันได้ออกแบบมาเป็นโมดูลให้ใช้งานได้ง่ายสื่อสารข้อมูลกับ ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบอนุกรม มีตัวกาเนิดสัญญาณนาฬิกาอยู่บนโมดูล มีแบตเตอร่ีติด ต้ังอยู่เพ่ือให้นาฬิกาเดินต่อไป แม้ว่าไม่มีไฟเลี้ยงภายนอกจ่ายให้กับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ [18]

รปู ที่ 3.10 ดา้ นบนโมดลู นาฬกิ า รปู ที่ 3.11 ดา้ นหลงั โมดลู นาฬกิ า

การใชง้ านโมดูลนาฬิกา มีความถูกต้องแม่นยาสูงเพราะข้างในมีวงจรวัดอุณหภูมิ เพื่อนาอุณหภูมิจาก

สภาพแวดล้อมมาคานวนชดเชยความถี่ของ Crystal ที่ถูกรบกวนจากอุณหภูมิภายนอก มา พร้อมแบตเตอร์ร่ี 3 V ใช้งานได้แม้ไม่มีแหล่งจ่ายไฟจากภายนอก สามารถตั้งคา่ วัน เวลา ได้ อย่างง่าย มีไลบรารีมาพร้อมใช้งาน สามารถเลือกแสดงผลเวลาแบบ 24 ชั่วโมงหรือแบบ 12 ช่ัวโมงก็นอกจากจะแสดงวันและเวลาได้อย่างแม่นยาแล้ว โมดูลน้ียังสามารถ แสดงอุณหภูมิ ภายนอกได้ เป็นเหมือนนาฬิกาดิจิตอลที่บอกอุณหภูมิได้ด้วย ใช้การเช่ือมต่อกับไมโครคอล โทรลเลอรแ์ บบ I2C โดยใช้สัญญาณควบคมุ เพียง 2 เสน้

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

23 ในงานส่ิงแวดล้อม

4. เลอื กโมดลู เอาตพ์ ตุ สาหรับสาหรบั ใช้ในระบบอเิ ล็กทรอนิกสอ์ ัจฉริยะในงานสง่ิ แวดล้อม

4.1 โมดูลรีเลย์และการใชง้ าน [19] เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหน่ึง ซึ่งทาหน้าที่ตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดย ควบคุมการทางานด้วยไฟฟ้า Relay มีหลายประเภท ต้ังแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงาน อิเล็กทรอนิกส์ท่ัวไป จนถึง Relay ขนาดใหญ่ท่ีใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตา แตกต่างกันออกไป แต่มีหลกั การทางานท่ีคล้ายคลึงกัน สาหรับการนา Relay ไปใช้งาน จะใช้ใน การตดั ตอ่ วงจร ทงั้ นี้ Relay ยังสามารถเลอื กใชง้ านไดห้ ลากหลายรูปแบบ

รปู ที่ 4.1 โครงสร้างภายในของรเี ลย์ [8]

โครงสร้างภายในจะประกอบไปดว้ ย

1. หน้าสัมผัส NC (Normally Close) เป็นหนา้ สัมผสั ปกตปิ ิด โดยในสภาวะปกติ

หน้าสัมผัสน้ีจะต่อเข้ากับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเมื่อมีกระแสไฟฟ้า ไหลผ่านขดลวด

1. หน้าสมั ผัส NO (Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะ ปกติจะลอยอยู่ ไม่ถูกต่อกับขา COM (Common) แต่จะเชื่อมต่อกันเมื่อมีกระแสไฟไหลผ่าน ขดลวด

1. ขา COM (Common) เป็นขาท่ีถูกใช้งานร่วมกนั ระหว่าง NC และ NO ขึ้นอยู่ กบั วา่ ขณะน้นั มกี ระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสมั ผัสใน Relay 1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชดุ ขึน้ อยกู่ ับผู้ผลติ และลกั ษณะของงานท่ถี กู นาไปใช้

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

24ในงานสิง่ แวดล้อม

การใช้งานโมดลู รเี ลย์ Relay Module 4 Channels มีเอาต์พุตคอนเน็คเตอร์ที่ Relay เป็น

NO/COM/NC สามารถใช้กับโหลดได้ทั้งแรงดันไฟฟ้า DC และ AC โดยใช้สัญญาณในการ ควบคุมการทางานด้วยสญั ญาณโลจกิ TTL

รูปท่ี 4.2 Relay Module 4 Channels

คณุ สมบัติ (Features)

1. รีเลย์เอาต์พุตแบบ SPDT จานวน 4 ช่อง
2. ส่งั งานดว้ ยระดบั แรงดนั TTL
3. CONTACT OUTPUT ของรีเลยร์ ับแรงดนั ได้สงู สุด 250 VAC 10 A, 30

VDC 10 A

1. มี LED แสดงสถานะ การทางานของรีเลย์และแสดงสถานะของบอรด์
2. มีจมั พ์เปอรส์ าหรบั เลือกว่าจะใช้กราวด์ร่วมหรอื แยก
3. มี OPTO-ISOLATED เพือ่ แยกกราวดส์ ว่ นของสญั ญาณควบคุมกบั ไฟฟา้ ทีข่ ับ

รเี ลย์ออกจากกัน

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉรยิ ะ

25 ในงานสิ่งแวดล้อม

รูปท่ี 4.3 ขาสญั ญาณ (Pin Definition)

ขาที่ คาอธิบาย 1 GND 2 ขาสัญญาณอินพุต Relay 1 ( IN1 ) 3 ขาสัญญาณอนิ พตุ Relay 2 ( IN2 ) 4 ขาสัญญาณอินพตุ Relay 3 ( IN3 ) 5 ขาสัญญาณอนิ พตุ Relay 4 ( IN4 ) 6 +VCC ขาไฟ 5VDC 7 NC (Normal Close) หน้าสมั ผสั ปกติปดิ 8 COM (Common) ขารว่ มทีใ่ ชต้ ัดตอ่ วงจรจากขา NC และ NO 9 NO (Normal Open) หน้าสัมผสั ปกตปิ ิด

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

26ในงานส่ิงแวดล้อม

4.2 เครอื่ งตรวจจับฝุน่ ในอากาศและการใช้งาน [20] เครื่องวัดฝุ่นละอองในอากาศ Air quality

pollution จาก Benetech รุ่น GM8803 เป็นเครื่อง นับอนุภาคที่ใช้ในการตรวจสอบความเข้มข้นของ อนภุ าค particulate matter (PM) ในอากาศ ยา่ นการ วัด 0-5000 mg/m³ สาหรับอนภุ าคฝุ่นขนาด PM 2.5 um และ PM10 um เคร่ืองวัดอนุภาคนี้จะวัดอุณหภูมิ อากาศและความชื้นสัมพัทธ์ (RH) เพื่อช่วยในการ ประเมินคุณภาพอากาศภายในอาคาร (IAQ) แสดงการ วัดท้ังหมดพร้อมกันบนหน้าจอ LCD ขนาดใหญ่ ส่ง รปู ท่ี 4.4 เคร่อื งตรวจจบั ฝนุ่ ในอากาศ เสียงเตือนและแสดงแสงสีเขียว สีเหลือง สีแดง เพื่อบ่ง บอกสถานะฝนุ่ ละอองในอากาศ

ในอากาศฝุ่นอนุภาคของ PM 2.5 um และ PM10 um สามารถปนเป้ือนเข้าไปในปอด และส่งผลให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ เคร่ืองวัดฝุ่นละอองในอากาศ Particle Counter จาก Benetech รุ่น GM8803 ตรวจจับอนุภาค PM 2.5 และ PM 10 เหมาะสาหรับการใช้งานด้าน สุขภาพและความปลอดภัยมากมาย และผเู้ ช่ยี วชาญด้านความปลอดภัยในที่ทางานเพ่ือประเมนิ ความเสยี่ งด้านอาชวี อนามัยและความปลอดภัยทเ่ี กีย่ วขอ้ งกับฝ่นุ ละอองท่เี ปน็ อันตราย

4.3 เครือ่ งวดั สภาพอากาศและการใช้งาน [21] ย่านการวัดปริมาณน้าฝน 0 ถึง 9,999

มิลลิเมตร ย่านการวัดความกดอากาศ 750hpa ถึง 1,100hpa ช่วงการวัดอุณหภูมิแบบภายใน อาคาร 0°C ถึง +50°C ช่วงการวัดอุณหภูมิแบบ ภายนอกอาคาร -40°C ถึง +60°C ความถูกต้อง แม่นยาของค่าที่ได้จากวัด ±1.0°C ช่วงการวัด ความชนื้ สัมพทั ธ์ 20% ถึง 90%

รูปท่ี 4.4 เครื่องวดั สภาพอากาศ

ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์อจั ฉริยะ

27 ในงานส่ิงแวดล้อม

คุณสมบตั ขิ องเครือ่ งวดั สภาพอากาศ ST-1030 Weather Station 1. แสดงผลการพยากรณ์อากาศด้วยไอคอน (sunny, Overcast, cloudy,

rainy, snowy) 2. แสดงผลอุณหภูมิแบบภายในอาคารและภายนอกอาคารในหนว่ ย ºC และ ºF 3. แสดงผลความช้นื สมั พทั ธภ์ ายในอาคารและภายนอกอาคารใน 4. แสดงผลความกดอากาศ (Barometric pressure) ในหน่วย inHg หรือ hPa

หรอื mmHg, absolute หรอื relative(เลือกได้) 5. ใช้แหล่งพลังงานจากแสงอาทิตย์ (Solar Power) สาหรับส่วน Remote

Sensor 6. ฟังชั่น MAX/MIN สาหรบั อุณหภูมแิ ละความชืน้ 7. จอแสดงผลแบบ Super bright green LED พร้อม Backlight 8. แสดงผลปริมาณน้าฝนใน 1 ช่ัวโมง, 24 ชั่วโมง, 1 สัปดาห์, 1 เดือน และ

ผลรวมปรมิ าณนา้ ฝนทัง้ หมด (เลอื กหนว่ ยเปน็ มลิ ลิเมตร หรือนว้ิ ) 9.วัดความเร็วลมในหน่วย mph, km/h, m/s, knots, Bft หรือ gust10. แสดง

ทิศทางลม (N,S,W,NE,SE,SW,NW) พร้อมเข็มทิศ 10. แสดงผลค่า Wind chill และ Dew point 11. ฟังชน่ั แสดงปฏทิ ิน 12. ฟังชั่นแสดงเวลาเป็น 12 หรือ 24 ช่ัวโมง Time zone and Time alarm

setting a. 13. สามารถต้งั พ้นื หรือแขวนกาแพง 14. แจง้ เมอ่ื ระดบั แบตเตอร่ีตา่ บนหนา้ จอแสดงผล

Weather alarm modes for temperature, humidity, wind chill, dew point, rainfall, windspeed, air pressure, storm warning Radio controlled time and date with manual setting option(DCF, WWVB selectable)

ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะ

28ในงานสิ่งแวดล้อม

ข้อมูลทางเทคนคิ

1. ยา่ นการวดั ปรมิ าณนา้ ฝน 0 ถึง 9,999 มิลลเิ มตร 2. ย่านการวัดความกดอากาศ 750hpa ถงึ 1,100hpa 3. ช่วงการวัดอุณหภมู ิแบบภายในอาคาร 0°C ถงึ +50°C 4. การวัดอณุ หภมู ิแบบภายนอกอาคาร -40°C ถึง +60°C 5. ความถกู ต้องแม่นยาของคา่ ทไ่ี ด้จากวดั ±1.0°C 6. ชว่ งการวดั ความชื้นสัมพัทธ์ 20% ถงึ 90% 7. ความแมน่ ยา ±5% 8. แหล่งพลังงานสาหรับ Receiver: 3xAA 1.5V LR6 Alkaline batteries 9. แหล่งพลงั งานสาหรับ Transmitter: 1.5V 2XAA Alkaline batteries (solar transmitter use rechargeable batteries) 10. อายกุ ารใช้งานแบตเตอร่ี:1 ปีสาหรับ base station 2 ปีสาหรับ remote sensor 11. ขนาดเครอ่ื ง 189.5x125x27mm

ระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

29 ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

4.4 ไฟ LED และการใช้งาน [22]

หลอด LED คือ สารก่ึงตัวนาไฟฟ้า ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แล้วปล่อย แสงสว่างออกมาได้ทันที ท้ังนี้หลอด LED ที่เราคุน้ ตา จะเป็นหลอดไฟขนาดเล็กหลากสีสนั เช่น สีแดง สีน้าเงิน เป็นต้น เนื่องจากข้ึนอยู่กับวัสดุที่นามาใช้ แต่ต่อมามีการปรับแก้ด้วยการนา หลอด LED สีน้าเงินไปเคลือบเรืองแสงสเี หลือง จึงทาให้แสงจากหลอด LED ส่องออกมาเป็นสี ขาว และสามารถใช้เป็นหลอดไฟส่องสว่างได้หลากหลายรูปแบบมากขึ้น ประหยัดพลังงาน เพราะให้แสงสว่างมาก แต่ใช้ไฟฟ้าน้อยลงกว่าหลอดไส้ทั่วไป 80-90% หลอด LED เหมาะ สาหรับหลอดไฟท่ีต้องการให้เปิดปิดบ่อยคร้ัง เน่ืองสามารถเปิดปิดบ่อยๆ โดยไม่มีปัญหาแต่ อย่างใด และเมื่อเปิดหลอดไฟ จะให้ความสว่างโดยทันทีนับว่าแตกต่างจากหลอดฟลูออเรส เซนต์ท่ี หากเปิดปิดบ่อยครั้งจะเสียง่าย หรือหลอด HID ซ่ึงเม่ือเปิดสวิตช์แล้ว จะใช้เวลา ช่วงหน่งึ กว่าจะใหแ้ สงสว่างออก

รปู ท่ี 4.14 หลอดไฟ LED [9] การใช้งานไฟ LED

สามารถใชง้ านได้ยาวนานถงึ 100,000 ชวั่ โมง ในขณะท่ีหลอดฟลูออเรสเซนต์มี อายุการใช้งาน 30,000 ช่ัวโมง และเพียง 1,000-2,000 ชั่วโมงสาหรับหลอดไฟมีไส้ ในระยะ ยาวการใช้หลอด LED จึงนับว่าค้มุ คา่ มากรองรับการสะเทือนและการใช้งานท่ีต้องมีการเปิดปิด บอ่ ยครง้ั ได้

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

30ในงานสงิ่ แวดล้อม

รปู ท่ี 4.15 การเปรียบเทยี บอัตราการใช้พลงั งานของหลอดไฟ 4.5 โมดลู จอแสดงผลแบบผลกึ เหลวและการใชง้ าน [23] LCD ย่อมาจากคาว่า Liquid Crystal Display ซ่ึงเป็นจอท่ีทามาจากผลึก คริสตอลเหลว หลักการคือด้านหลังจอจะมีไฟส่องสว่าง หรือที่เรียกว่า Backlight อยู่ เมื่อมี การปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปกระตุ้นที่ผลึก ก็จะทาให้ผลึกโปร่งแสง ทาให้แสงท่ีมาจากไฟ Backlight แสดงข้ึนมาบนหน้าจอ ส่วนอื่นที่โดนผลึกปิดก้ันไว้ จะมีสีที่แตกต่างกันตามสีของ ผลึกคริสตัล เช่น สีเขียว หรือ สีฟ้า ทาให้เมื่อมองไปที่จอก็จะพบกับตัวหนังสือสีขาว แล้วพบ กบั พืน้ หลงั สตี า่ งๆ กนั จอ LCD จะแบง่ เป็น 2 แบบใหญๆ่ ตามลกั ษณะการแสดงผลดงั นี้

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะ

31 ในงานส่งิ แวดล้อม

4.5.1 Character LCD เป็นจอท่ีแสดงผลเปน็ ตัวอักษรตามช่องแบบตายตัว เช่น จอ LCD ขนาด 16x2 หมายถึงใน 1 แถว มีตัวอักษรใส่ได้ 16 ตัว และมีทั้งหมด 2 บรรทัด ให้ใช้งาน ส่วน 20x4 จะหมายถึงใน 1 แถว มตี ัวอักษรใส่ได้ 20 ตวั และมที ้งั หมด 2 บรรทดั

4.5.2 Graphic LCD เปน็ จอทีส่ ามารถกาหนดไดว้ า่ จะใหแ้ ตล่ ะจุดบนหน้าจอก้นั แสงหรือปล่อยแสงออกไปทาให้จอน้ีสามารถสร้างรูปข้ึนมาบนหน้าจอได้ การระบขุ นาดจะระบุ ในลักษณะของจานวนจุด (Pixels) ในแต่ละแนว เช่น 128x64 หมายถึงจอที่มีจานวนจุดตาม แนวนอน 128 จดุ และมจี ดุ ตามแนวต้ัง 64 จดุ การใชง้ านโมดูลจอแสดงผลแบบผลึกเหลว

1. การเชื่อมต่อแบบขนาน - เป็นการเช่ือมต่อจอ LCD เข้ากับบอร์ด Arduino โดยตรง โดยจะแบ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบ 4 บติ และการเช่ือมต่อแบบ 8 บิต ใน Arduino จะ นิยมเชื่อมต่อแบบ 4 บิต เนอื่ งจากใช้สายในการเช่ือมตอ่ น้อยกว่า

รปู ท่ี 4.19 Arduino เชอ่ื มต่อกบั จอแสดงผล LCD แบบขนาน 4 บิต

ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์อจั ฉริยะ

32ในงานสิ่งแวดล้อม

1. การเชือ่ มตอ่ แบบอนุกรม - เป็นการเชอื่ ตอ่ กบั จอ LCD ผา่ นโมดลู แปลง รูปแบบการเชอ่ื มตอ่ กบั จอ LCD จากแบบขนาน มาเปน็ การเช่อื มต่อแบบอ่ืนที่ใช้สายน้อยกว่า เชน่ การใช้โมดลู I2C Serial Interface จะเปน็ การนาโมดูลเชื่อมเขา้ กบั ตัวจอ LCD แล้วใชบ้ อรด์ Arduino เชือ่ มต่อกบั บอร์ดโมดูลผา่ นโปรโตคอล I2C ทาให้ใช่สายเพียง 4 เสน้ กท็ าให้หน้าจอ แสดงผลข้อความตา่ งๆ ออกมาได้

รปู ที่ 4.18 NodeMCU ESP8266 เชอ่ื มตอ่ กับจอแสดงผล LCD แบบ I2C

ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ บรรณานกุ รม

33 ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

[1] สกุ ัญญา พิมมาดี. (2563). เกษตรอจั ฉรยิ ะ : ภาคส่งิ แวดล้อม. เขา้ ถงึ ไดจ้ าก //www4.fisheries.go.th/local/index.php/main/view_activities/1386/88 345 (22 พฤษภาคม 2564)

[2] ธนาคารกรุงเทพ. (2562). 5 กรณกี ารใช้ IoT เพือ่ การทาเกษตรอจั ฉรยิ ะ. เข้าถงึ ไดจ้ าก //www.bangkokbanksme.com/en/lot-smart-farm (22 พฤษภาคม 2564)

[3] สถาบนั วจิ ยั สงิ่ แวดล้อม สงขลา. (2555). ปญั หาและอุปสรรคในสภาพแวดลอ้ ม //www.rakbankerd.com/agriculture/page.php?id=2175&s=tblanimal (22 พฤษภาคม 2564)

[4] ธิติศกั ดิ์ โพธทิ์ อง, ประสทิ ธิ์ เมฆอรุณ1, และสิทธิชยั ชูสาโรง. (2562). การพฒั นาระบบ ฟารม์ อจั ฉริยะสาหรบั เกษตรกรยคุ ใหม่ด้วยซอร์ฟแวรร์ หสั เปิดและอินเทอร์เนต็ ของสรรพ สิ่ง. พษิ ณโุ ลก: มหาวิทยาลยั นเรศวร.

[5] จติ รภณ พันธ์ศร, และธนา พรหมสาขา ณ สกลนคร. (2562). โรงเรือนตน้ แบบ (สมารท์ ฟารม์ ) เพ่อื การจัดการวสิ าหกิจชุมชน. เชยี งใหม:่ มหาวิทยาลัยเชยี งใหม.่

[6] ทนั พงษ์ ภู่รกั . ความรเู้ กี่ยวกับไมโครคอนโทรลเลอรเ์ บ้อื งต้น. เขา้ ถึงไดจ้ าก //sbt.ac.th/2020/ (21 พฤษภาคม 2564)

[7] Arduino.MakerZone. Arduino Basic. เข้าถงึ ไดจ้ าก //www.arduino- makerzone.com/

(21 พฤษภาคม 2564) [8] ไกรสร สบื บญุ . (2560). NodeMCU ESP8266 V3. เข้าถึงได้จาก

//www.arduinoall.com (24 พฤษภาคม 2564) [9] คุณสมบัติของ ESP8266 NodeMCU และการใช้งานกับ Arduino IDE. (2562). เขา้ ถงึ ได้ จาก

//nodemcurobot.blogspot.com/2019/05/esp8266-nodemcu-arduino- ide.html

(24 พฤษภาคม 2564) [10] ระบบเซ็นเซอรต์ รวจวดั สภาพอากาศ (2563). เข้าถึงไดจ้ าก

//www.blockdit.com/posts/5fd0dd1f17b2950d5f73add3 (24 พฤษภาคม

1. [11] เซน็ เซอรว์ ดั ฝุ่น PM2.5 EC Sensor Turbidity sensor. (2560). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก

//www.myarduino.net/product/1162/เซ็นเซอรว์ ดั ฝนุ่ PM2.5-ec-sensor- turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564) //www.arduitronics.com/product/3391/non-contact-water-liquid-level- sensor-xkc- y25-pnp-5-12v (24 พฤษภาคม 2564)

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

34ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

[12] เซ็นเซอร์วัดระดบั นา้ /ของเหลว แบบไร้สมั ผสั . เขา้ ถงึ ไดจ้ าก //www.myarduino.net/product/1162/เซ็นเซอร์วดั ฝุ่นPM2.5-ec-sensor- turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564)

[13] PIR SENSOR เซ็นเซอรค์ วามเคลื่อนไหว. (2562). เขา้ ถึงได้จาก //www.jlhome.in.th/index.php?route=simple_blog/article/view&simple_blog _article_id=16. 12

[14] การใชง้ าน DS18B20 Digital Temperature. (2563). เขา้ ถงึ ได้จาก //fitrox.lnwshop.com/ article/53/tutorial-การใชง้ าน-ds18b20-digital- temperature (24 พฤษภาคม 2564)

[15] ไดโอดเลเซอร์ (2564). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก //harrowgolfacademy.com /2017/เคร่อื งวดั ค่าทางเทคนิค-2/ (24 พฤษภาคม 2564)

[16] หลกั การทางานของ Humidity Sensor. เข้าถึงได้จาก //mall.factomart.com/principle-of-humidity-sensor/ (24 พฤษภาคม 2564)

[17] สอนใชง้ าน Arduino วดั อุณหภมู แิ ละความช้ืนดว้ ย Sensor DHT11. (2563). เข้าถงึ ไดจ้ าก //www.allnewstep.com/article/234/34-สอนใช้งาน-arduino-วดั อุณหภูมแิ ละ ความชนื้ ด้วย-sensor-dht11 (24 พฤษภาคม 2564)

[18] โมดลู นาฬกิ า ธรี วฒั น์ ประกอบผล. (2564). เชื่อมตอ่ และเขยี นโปรแกรมสมองกล Arduino + LAB Workshop ประยุกต์ใชง้ าน. กรุงเทพฯ : รีไวว่า. (26 พฤษภาคม 2563)

[19] ตวั อย่างการใช้งาน Arduino + Relay Module ควบคมุ การปิดเปดิ เคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ . (2560). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก //blog.thaieasyelec.com/example-project-for-control-electrical-device- using-arduino- and-relay-module/ (24 พฤษภาคม 2564)

[20] เคร่ืองตรวจจับฝุน่ ในกาศ ความร้เู บอ้ื งตน้ ของเครื่องตรวจจบั ฝนุ่ ในกาศ เข้าถงึ ไดจ้ าก //www.wongtools.com/content/18143/ (26 พฤษภาคม 2564)

[21] เครอ่ื งวดั สภาพอากาศ ความรเู้ บอ้ื งตน้ ของเคร่อื งวดั สภาพอากาศ เขา้ ถงึ ได้จาก //www.voake.com/product/st-1030/ (26 พฤษภาคม 2564)

[22] หลอดไฟ LED คืออะไร. (2560). เขา้ ถงึ ได้จาก //www.diysiam.com/article/article/2/หลอดไฟ-led-คืออะไร (26 พฤษภาคม 2564)

[23] ป้ัมออกซเิ จน (Aquarium Pump) มกี ่ปี ระเภทอะไรบ้าง. (2561). เข้าถงึ ได้จาก //xn--12coi1dg0byfa7a9a7j6d.blogspot.com/ (26 พฤษภาคม 2564)

[24] สนธยา นงนชุ . (2559). โมดลู จอ LCD. เขา้ ถึงได้จาก //www.ioxhop.com (26 พฤษภาคม 2563)

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ แหล่งอา้ งอิงรปู ภาพ

33 ในงานสิ่งแวดล้อม

[1] สกุ ญั ญา พมิ มาดี. (2563). เกษตรอจั ฉริยะ : ภาคสิง่ แวดล้อม. เข้าถึงได้จาก //www4.fisheries.go.th/local/index.php/main/view_activities/1386/88345 (22 พฤษภาคม 2564)

[ 2 ] Arduino. MakerZone. Arduino Basic. เ ข้ า ถึ ง ไ ด้ จ า ก / / www. arduino- makerzone.com/ (21 พฤษภาคม 2564)

[3] ไกรสร สืบบญุ . (2560). NodeMCUESP8266V3. เขา้ ถึงได้จาก //www.arduinoall.com(24 พฤษภาคม 2564)

[4] คุณสมบตั ิของ ESP8266 NodeMCU และการใช้งานกับ Arduino IDE. (2562). เข้าถึงได้ จาก//nodemcurobot.blogspot.com/2019/05/esp8266-nodemcu-arduino- ide.html (24 พฤษภาคม 2564)

[5] คุณสมบัติของ ESP8266 NodeMCU และการใช้งานกับ Arduino IDE. (2562). เข้าถึงได้ จาก//nodemcurobot.blogspot.com/2019/05/esp8266-nodemcu-arduino- ide.html (24 พฤษภาคม 2564)

[6] เซน็ เซอร์วดั ฝนุ่ PM2.5 EC Sensor Turbidity sensor. (2560). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก / / www. myarduino. net/ product/ 1162/ เ ซ็ น เ ซ อ ร์ วั ด ฝุ่ น PM2.5- ec- sensor- turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564) //www.arduitronics.com/product/3391/non-contact-water-liquid-level- sensor-xkc-

[7] เซน็ เซอรว์ ดั ระดับนา้ /ของเหลว แบบไร้สมั ผสั . เข้าถึงได้จาก //www.myarduino.net/product/1162/เ ซ็ น เ ซ อ ร์ วั ด ฝุ่ น PM2.5-ec-sensor- turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564)

[8] PIR SENSOR เซ็นเซอรค์ วามเคลอ่ื นไหว. (2562). เข้าถงึ ได้จาก //www.jlhome.in.th/index.php?route=simple_blog/article/view&simple_bl og_article_ id=16. 12

[9] การใชง้ าน DS18B20 Digital Temperature. (2563). เข้าถงึ ได้จาก //fitrox.lnwshop.com/ article/53/tutorial-การใชง้ าน-ds18b20-digital- temperature (24 พฤษภาคม 2564)

อาชพี ชา่ งตดิ ตง้ั

ระบบระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ

ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

คณะครศุ าสตร์อตุ สาหกรรมและเทคโนโลยีมหาวิทยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลศรวี ชิ ัย ทุนอดุ หนนุ การวจิ ัยจากสานักงานคณะกรรมการกองทนุ ส่งเสริมวิทยาศาสตร์วิจยั และนวัตกรรม ประจาปีงบประมาณ 2564