อาชีพช่างติดตั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะในงานสิ่งแวดล้อม

หนงั สอื อิเลก็ ทรอนกิ ส์ e-book

อาชพี ชา่ งติดตั้ง

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉริยะ

ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

คณะครศุ าสตรอ์ ุตสาหกรรมและเทคโนโลยมี หาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลศรีวชิ ยั
ทุนอุดหนุนการวจิ ัยจากสานักงานคณะกรรมการกองทุนสง่ เสริมวิทยาศาสตร์วจิ ยั และนวตั กรรม

ประจาปงี บประมาณ 2564

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

ในงานสิ่งแวดล้อม

บทเรียนโมดูล หลักสตู ร อาชพี ชา่ งออกแบบและตดิ ตั้งระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ
ในงานส่งิ แวดล้อม

โมดูลที่ 1 เรอ่ื ง พัฒนาฮาร์ดแวรส์ าหรบั ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ จั ฉรยิ ะในงานสิง่ แวดลอ้ ม

คาแนะนาการใช้บทเรียนโมดูล

ข้นั ตอนการใชบ้ ทเรียนโมดูล
1. ศกึ ษาคาแนะนาการใช้บทเรียนและโครงสร้างบทเรียนโมดูล
2. ทาแบบทดสอบกอ่ นเรียนเพื่อตรวจสอบความรู้พนื้ ฐานของตนเอง
3. การศึกษาบทเรียนโมดูล นักเรียนสามารถศึกษาเป็นรายบุคคลหรือรายกลุ่มย่อยจานวน 3 – 5

คน
4. ศึกษารายละเอียดของเนื้อหาแต่ละตอน พร้อมท้ังทาตามกิจกรรมต่างๆ ที่กาหนดในบทเรียน

เช่น บันทกึ เนือ้ หาทาการทดลอง ทาแบบฝึกหดั หรอื กจิ กรรมอื่นๆ ตามท่กี าหนดไว้ในโมดลู
5. ตรวจแบบฝึกหัดหรือกิจกรรม จากแนวคาตอบท้ายโมดูลเพื่อตรวจสอบว่านักเรียนมีความ

เข้าใจในเนื้อหาน้ันๆ หรือไม่ ถ้าผิดนักเรียนควรทาการศึกษาอีกคร้ังพร้อมทั้งปรึกษาเพื่อนใน
กลุ่มและซกั ถาม ครูผูส้ อนให้เกิดความเขา้ ใจก่อนทาการศึกษาต่อไป
6. ทาแบบทดสอบหลังเรียน เพ่ือตรวจสอบว่าตนเองมีความรู้ผ่านเกณฑ์การประเมิน โดยมีเกณฑ์
การประเมินรอ้ ยละ 80 และ ใหผ้ า่ นไปเรยี นโมดูลตอ่ ไป
7. นักเรียนท่ีไม่ผ่านเกณฑ์การประเมินร้อยละ 80 ให้นักเรียนเรียนซ่อมเสริม และให้กลับไปศึกษา
เนือ้ หาในโมดูลตามขนั้ ตอนอีกครัง้ พรอ้ มทง้ั ปรกึ ษาและซกั ถามครูจนเกิดความเข้าในเนื้อหาแล้ว
จงึ ทาแบบทดสอบหลงั เรยี นชดุ เดมิ อกี ครั้ง ถ้าผ่านเกณฑก์ ารประเมินจึงเรยี นโมดลู ต่อไป
8. ขณะทากิจกรรมนักเรียนต้องมีความซ่ือสัตย์ต่อตนเอง โดยต้องไม่ดูแนวทางการตอบเพราะจะ
ไมม่ ปี ระโยชน์ใดๆ ต่อนักเรียน
9. การเรียนรู้ด้วยวิธีน้ี นักเรียนจาต้องซื่อสัตย์ต่อตนเองและมีความเช่ือมั่นในตนเองว่าทุกคนมี
สามารถในการเรียนและผ่านเกณฑ์การประเมินผลที่กาหนดไว้ได้หากมีความตั้งใจจริงและมี
ความมงุ่ มน่ั

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ สารบญั

ในงานสิง่ แวดล้อม

คาแนะนาการใชบ้ ทเรียนโมดูล หนา้
ขน้ั ตอนการใช้บทเรยี นโมดูล
ออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะในงานสิง่ แวดล้อม 1
1
หลกั การออกแบบระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉริยะในงานสิ่งแวดล้อม 3
การประยกุ ตใ์ ช้งานระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉริยะในงานสิ่งแวดลอ้ ม
3
เลอื กไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ 4
ในงานสิ่งแวดล้อม 8

ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ในงานควบคุมอัจฉรยิ ะ 14
คณุ สมบัติของ NodeMCU ESP8266 14
15
เลือกโมดูลอินพุตสาหรับสาหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ 16
ในงานส่งิ แวดล้อม 17
18
เซ็นเซอรต์ รวจวัดคณุ ภาพอากาศและการใช้งาน 20
เซน็ เซอร์วดั ฝุ่น PM2.5 และการใชง้ าน 21
เซ็นเซอรว์ ดั ระดบั นา้ และการใช้งาน 22
PIR Sensor และการใช้งาน
เซน็ เซอรว์ ัดอณุ หภูมแิ ละการใช้งาน 23
เซน็ เซอร์แสงและการใชง้ าน 23
เซน็ เซอร์วดั ความช้นื และการใช้งาน 26
โมดูลนาฬกิ าและการใชง้ าน 26
29
เลอื กโมดลู เอาตพ์ ตุ สาหรับสาหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ 30
ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

โมดลู รีเลยแ์ ละการใช้งาน
เคร่อื งตรวจจบั ฝนุ่ ในอากาศและการใช้งาน
เครือ่ งวัดสภาพอากาศและการใช้งาน
ไฟ LED และการใช้งาน
โมดูลจอแสดงผลแบบผลึกเหลวและการใช้งาน

บรรณานุกรม 33
แหล่งอ้างองิ รูปภาพ 35

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ

1 ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

บทเรียนโมดลู หลกั สูตร อาชพี ชา่ งออกแบบและติดตง้ั ระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ
ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

โมดูลท่ี 1 เรอื่ ง พัฒนาฮารด์ แวรส์ าหรับระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉริยะในงานส่งิ แวดลอ้ ม

ปัจจุบันโลกมีการเปล่ียนแปลงอย่างรวดเร็ว และสามารถสร้างพัฒนาการได้ทัน
ต่อการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ก็อาจเป็นโอกาสในการเพ่ิมศักยภาพ และ
ขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศไทยในอนาคตได้ในที่สุด มีความต้องการสินค้า
อิเล็กทรอนิกส์เพ่ิมขึ้นอย่างต่อเน่ือง มีการใช้อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมอื่นมากขึ้นเช่น
อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์/อุปกรณ์ทางการแพทย์/การเกษตร มีโอกาสในการขยายการผลิต
และการค้าในลักษณะเป็น Strategic alliance ร่วมกับประเทศในอาเซียน จึงจาเป็นอย่างยิ่งที่
ผู้ประกอบการประมงต้องปรับตัวและเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ๆ เพ่ือนามาปรับใช้ให้เหมาะสมกับ
บริบทของประเทศไทย ท้ังน้ี สภาพแวดล้อมไทยจะสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะท่ีมีการ
เปลย่ี นแปลงอยา่ งรวดเร็ว [1]

1. ออกแบบระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะในงานสิง่ แวดลอ้ ม

แนวคิด ส่ิงแวดล้อมอัจฉริยะ เมืองท่ีคานึงถึง ผลกระทบท่ีมีต่อส่ิงแวดล้อมและ
สภาวะการเปล่ียนแปลงสภาพ ภูมิอากาศ โดยใช้เทคโนโลยีเข้ามาช่วยบริหารจัดการอย่างเป็น
ระบบ เช่น การจัดการนา้ การดูแลสภาพอากาศ การบรหิ าร จดั การของเสีย และการเฝ้าระวังภัย
พบิ ตั ิ ตลอดจนเพิ่ม การมีสว่ นรว่ มของประชาชนในการอนุรักษ์

1.1 หลักการออกแบบระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉริยะในงานสิ่งแวดลอ้ ม
เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อมอัจฉริยะต้ังอยู่บนแนวคิดของการทาเกษตรสมัยใหม่ท่ี

เรียกว่า สิ่งแวดล้อมอัจฉริยะ โดยเทคโนโลยีที่เป็นจุดเด่น คือ Internet of things (IoT) ที่
ปัจจุบนั ถกู เรียกว่า ‘อินเทอร์เน็ตแห่งสรรพสิ่ง’ ปัจจุบนั IoT ถูกนาไปประยุกต์ใช้กับหลายสิ่งหลาย
อย่างทั่วโลก ไม่เว้นแม้แต่ภาคเกษตรกรรม เพ่ือวัตถุประสงค์ในการบริหารจัดการส่ิงแวดล้อม
อย่างมีประสิทธิภาพโดย ใช้แรงงานคนให้น้อยที่สุด จึงเป็นที่มาของคาว่า สิ่งแวดล้อมอัจฉริยะ
โดยการจะระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะในงานสิ่งแวดล้อมจะต้องมีการศึกษาปัจจัยต่างๆ ท่ี
เกย่ี วขอ้ ง ดังน้ีคือ [2]

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

2ในงานส่ิงแวดล้อม

รูปที่ 1.1 มลพษิ สง่ิ แวดลอ้ ม [1] 1.1.1 ปัญหาทพี่ บในงานสิ่งแวดล้อม [3]
การกระทาของมนุษย์อันเนื่องมาจาก

ค ว า ม ต้ อ ง ก า ร พื้ 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 ชอ้ ยา่ งสะดวกสบายและง่ายยิ่งข้ึน
เป็นต้น ซึ่งมาจากสาเหตุตา่ งๆ ดงั ตอ่ ไปนี้

1) ปัญหาภัยธรรมชาติ เช่น วาตภัย อุทกภัย ความแห้งแล้ง แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ทาให้
เกิดความสูญเสียในทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาลและทาให้สังคมเกิดภาวะการขาดแคลนหรือเข้าสู่
ขา้ วยากหมากแพงขนึ้ ได้

2) ปัญหามลพิษส่ิงแวดล้อม มนุษย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆมีของเสียขับถ่ายออกสู่
สิ่งแวดล้อมไม่ว่าในรูปของสารพิษหรือพลังงานในปริมาณที่อาจก่อให้เกิดปัญหาส่ิงแวดล้อมเป็น
พิษน้ีจะรุนแรงข้ึนตามจานวนประชากรที่เพิ่มข้ึน ทาให้เกิดปัญหา น้าเสีย อากาศเป็นพิษ ดินเสีย
เป็นต้น

3) การขาดแคลนทรัพยากรทรัพยากรธรรมชาติท่ีมีอยู่อย่างจากัด เช่น ที่ดิน แร่ธาตุ เร่ิมไม่
เพยี งพอท่ีจะสนองความตอ้ งการของประชากรทเ่ี พิ่มจานวนข้ึนตลอดเวลา

1.1.2 วิธกี ารดแู ลและแก้ปัญหาหาในงานสง่ิ แวดล้อม

1) มกี ารตรวจสอบสภาพอากาศอย่างสมา่ เสมอ
2) ควบคุมมนุษย์และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ โดยไม่ให้ขับถ่ายของเสียหรือมลพิษออกมา
ขา้ งนอก เพ่อื ทาใหส้ งิ่ แวดรอบขา้ งๆดขี ้ึน
3) รักษาทรพั ยากรธรรมชาตทิ มี่ อี ยใู่ ห้เกิดประโยชนส์ ูงสุด และใช้เท่าท่จี าเปน็

1.1.3 การศึกษาโมดลู เซน็ เซอร์ท่เี ก่ียวข้อง

1) สาหรับงานท่ีต้องใช้เซ็นเซอร์เกี่ยวกับอุณหภูมิและความชื้นเพ่ือควบคุมการเจริญเติบโต
สภาพแวดลอ้ มต่างๆ

2) การติดเคร่ืองวัดสภาพอากาศโดยมีการแสดงผลและควบคุมแบบอัตโนมัติผ่าน
โทรศัพท์มือถอื

3) การใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ เซ็นเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในอากาศให้แสดงค่าออก
ผ่านจอมอนิเตอร์ เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถนาไปวางเป็นระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless Sensor
Network) โดยนาไปติดต้ังในพ้ืนที่สภาพแวดล้อมต่างๆเพื่อเก็บข้อมูลต่างๆ ตัวอย่าง เช่น การวัด
สภาพอากาศภายในอากาศ เพอื่ แจง้ เตือนใหท้ ราบวา่ ควรมกี ารปรับคุณภาพของอากาศ

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ

3 ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

1.2 การประยุกต์ใช้งานระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะในงานสิ่งแวดล้อม
การนาเทคโนโลยมี าใชบ้ ริหารจัดการสิ่งแวดล้อม เพ่ือเป็นการประหยัดต้นทุนและ

เวลาท่จี ะต้องเสยี ไปกับการจ้างบุคคลากร รวมถึงใชใ้ นการแก้ไขปญั หาตา่ งๆ จะต้องพึ่งเทคโนโลยี
ท่ไี ม่ซับซ้อนมากเท่าไหร่ ส่วนใหญ่จะเป็นการตั้งเวลา และมอนิเตอร์สภาพอากาศเพื่อให้เหมาะสม
กับการเพิ่มผลผลิตภายใน ซึ่งส่ิงท่ีหลายๆสถานท่ีต้องการ ก็คือการ ลดต้นทุน เพ่ิมผลผลิต ซึ่ง
ระบบส่งิ แวดล้อม จะเขา้ มาตอบโจทยใ์ ห้สาหรบั ผูท้ ไี่ มต่ อ้ งการเพ่ิมระบบที่ซับซ้อนวุ่นวาย สามารถ
ตั้งคา่ การทางานเองได้ จะยกตวั อย่างไดด้ งั น้ี

1.2.1 การพัฒนาระบบส่ิงแวดล้อมอัจฉริยะสาหรับสภาพแวดล้อมยุคใหม่ด้วย
ซอฟต์แวร์รหัสเปิดและอินเทอร์เน็ตของสรรพส่ิง เป็นการผลิตชุดควบคุมสาหรับตรวจวัด
สภาพแวดลอ้ ม เชน่ อุณหภมู ิและความช้ืนในอากาศ รวมไปถึงความชื้นในดิน เพื่อให้บุคคลทั่วไป
สามารถใช้งานได้ง่ายสะดวกสบาย ประหยัดเวลา ผ่านระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (Internet)
ด้วยเทคโนโลยี 3G, 4G หรือ WiFi และควบคมุ อปุ กรณ์ต่างๆ ผ่านมือถือ Smartphone ผลลัพธ์
ที่ได้ ข้อมูลท่ีส่งจากเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นข้อมูลสภาพแวดล้อมเป็นปัจจุบันและข้อมูลมี
การเปลี่ยนแปลงอยตู่ ลอด [4]

1.2.2 โครงการวิจัยและพัฒนาส่ิงแวดล้อมที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมของ
ประเทศไทยและรองรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างทันท่วงทีด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่
เพ่อื พฒั นาและปรับปรงุ สิง่ แวดลอ้ มสาคัญให้เหมาะสม สามารถปรับตัวเข้ากับกับสภาพแวดล้อม
ที่เปล่ยี นแปลงไปอนั เน่ืองมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ [3]

2. เลอื กไมโครคอนโทรลเลอรส์ าหรับใช้ในระบบอิเลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะในงานสิ่งแวดล้อม

ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์มักจะถูกใช้ในงานระบบ IoT (Internet of Things) ซึ่ง
เป็นงานที่จะนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปฝังลงในอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อทาให้อุปกรณ์เหล่านั้นฉลาด
มากยิ่งขึ้น โดยส่วนใหญ่แล้วการจะทาให้อุปกรณ์เหล่าน้ันฉลาดมากข้ึน จะต้องใช้งานร่วมกับ
เซ็นเซอร์ในการตรวจวดั เพือ่ ประมวลผลการทางานต่างๆ รวมถึงในงานส่ิงแวดล้อม ซ่ึงต้องมีการ
ใช้งานเซ็นเซอร์เก่ียวกับตรวจวัดคุณภาพอากาศ การวัดฝุ่น PM 2.5 การวัดระดับน้า การวัด
อุณหภูมิ การวัดความชื้น ซึ่งใหม้ ีความสาคญั ตอ่ การดูแลสภาพอากาศและงานส่ิงแวดล้อม

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

4ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

2.1 ระบบไมโครคอนโทรลเลอรใ์ นงานควบคมุ อัจฉรยิ ะ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ คือ อุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็กซ่ึงบรรจุความสามารถที่

คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอาซีพียูหน่วยความจาและ
พอร์ตซ่ึงเป็นส่วนประกอบหลักสาคัญของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทาการบรรจุเข้า
ไว้ในตัวถังเดียวกัน ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถนามาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย โดยผ่าน
การออกแบบวงจรให้เหมาะกับงานต่างๆ และยังสามารถโปรแกรมคาส่ังเพ่ือควบคุมขา Input /
Output เพื่อส่ังงานให้ไป ควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ได้อีกด้วย ซ่ึงก็นับว่าเป็นระบบที่สามารถนามา
ประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ท้ังทางด้าน Digital และ Analog ยกตัวอย่างเช่น ระบบสัญญาณ
ตอบรบั อัตโนมัติ ระบบบัตรคิว ระบบตอกบัตร พนักงาน และอ่ืนๆ ยิ่งระบบไมโครคอนโทรลเลอร์
ในยุคปัจจุบันน้ันสามารถทาการเชื่อต่อกับระบบ Network ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้อีกด้วย
ดังนนั้ การสั่งงานจงึ ไม่ใช่แค่หนา้ แผงวงจร แต่อาจจะเปน็ การสั่งงานที่ มีการสั่งงานจากท่ีใดบนโลก
ก็ไดผ้ ่านเครือขา่ ยอินเตอรเ์ นต็ [6]

2.1.1 Arduino
Arduino เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดแบบสาเร็จรูปในยุคปัจจุบัน ซึ่งถูกสร้าง
มาจาก Controller ตระกูล ARM ของ ATMEL ข้อดีของไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดคือเรื่องของ
Open Source ท่ีสามารถนาไปพัฒนาต่อเป็นอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้และบวกกับความสามารถในการ
เพ่ิม Boot Loader เข้าไปที่ตัว ARM จึงทาให้การ Upload Code เข้าตัวบอร์ดสามารถทาได้ง่าย
ขึ้น และยังมีการพัฒนา Software ที่ใช้ในการควบคุมตัวบอร์ด ของ Arduino มีลักษณะเป็น
ภาษา C++ ที่โปรแกรมเมอรม์ คี วามค้นุ เคยในการใชง้ าน ตวั บอร์ดสามารถนา โมดูลมาต่อเพ่ิม ซึ่ง
ทาง Arduino เรียกว่าเป็น shield เพอ่ื เพิม่ ความสามารถเพ่ิมขึ้น

2.1.1.1 Arduino Uno
คาว่า Uno เป็นภาษาอิตาลี ซึ่งแปลว่าหน่ึง เป็นบอร์ด Arduino รุ่นแรกที่ออกมา

มขี นาดประมาณ 68.6x53.4 mm เปน็ บอร์ดมาตรฐานท่ีนิยมใช้งานมากที่สุด เนื่องจากเป็นขนาด
ที่เหมาะสาหรับการเริ่มต้นเรียนรู้ Arduino และมี Shields ให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด
Arduino รนุ่ อน่ื ๆ ที่ออกแบบมาเฉพาะมากกวา่ โดยบอร์ด Arduino Uno ได้มีการพัฒนาเรื่อยมา
ต้ังแต่ R2 R3 และรุ่นย่อยท่ีเปลี่ยนชิปไอซีเป็นแบบ SMD เป็นบอร์ด Arduino ที่ได้รับความนิยม
มากที่สุด เนื่องจากราคาไม่แพง และส่วนใหญ่โปรเจคและ Library ต่าง ๆ ที่พัฒนาขึ้นมา
Support จะอ้างอิงกับบอร์ดนี้เป็นหลัก และข้อดีอีกอย่างคือกรณีท่ี MCU เสียผู้ใช้งานสามารถ
ซอ้ื มาเปลยี่ นเองได้ง่าย Arduino Uno R3 มี MCU ทเ่ี ปน็ Package DIP [7]

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ

5 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

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

ขอ้ มลู จาเพาะ

ชิปไอซไี มโครคอนโทรลเลอร์ ATmega 328

ใช้แรงดันไฟฟ้า 5V

รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ทีแ่ นะนา) 7 – 12 V

รองรบั การจา่ ยแรงดันไฟฟา้ (ทีจ่ ากัด) 6 – 20 V

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

พอรต์ Analog Input 6 พอรต์

กระแสไฟฟา้ ที่จา่ ยได้ในแตล่ ะพอรต์ 40 mA

กระแสไฟฟ้าทจ่ี ่ายไดใ้ นพอรต์ 3.3V 50 mA

พืน้ ที่โปรแกรมภายใน 32 KB พ้นื ท่โี ปรแกรม, 500 B ใช้โดย Bootloader

พน้ื ท่แี รม 2 KB

พื้นทห่ี น่วยความจาถาวร (EEPROM) 1 KB

ความถีค่ รสิ ตลั 16 MHz

ขนาด 68.6 x 53.4 mm

นา้ หนกั 25 กรัม

ระบบอิเลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะ

6ในงานสิง่ แวดล้อม

รปู ที่ 2.3 NodeMCU ESP8266 V3 [3] 2.1.2 NodeMCU ESP8266 [8]
NodeMCU คือ แพลตฟอร์มหน่ึง

ที่ใช้ช่วยในการสร้างโปรเจค Internet of Things
(IoT) ที่ประกอบไปด้วย Development Kit (ตัว
บอร์ด) และ Firmware (Software บนบอร์ด) ที่
เป็น open source สามารถเขียนโปรแกรมด้วย
ภาษา Lau ได้ ทาให้ใช้งานได้ง่ายข้ึน มาพร้อมกับ
โมดลู WiFi (ESP8266) ซง่ึ เป็นหัวใจสาคัญในการ
ใช้เช่อื มตอ่ กบั อินเตอรเ์ น็ตน่ันเอง

ตัวโมดูลESP8266นั้นมีอยู่ด้วยกันหลายรุ่นมาก ต้ังแต่เวอร์ช่ันแรกที่เป็น ESP-
01 ไล่ไปเร่ือย ๆ จนปัจจุบันมีถึง ESP-12 แล้ว และที่ฝังอยู่ใน NodeMCU version แรกนั้นก็เป็น
ESP-12 แต่ใน version2 น้ันจะใช้เป็น ESP-12E แทน ซ่ึงการใช้งานโดยรวมก็ไม่แตกต่างกันมาก
นัก NodeMCU น้ันมีลักษณะคล้ายกับ Arduino ตรงที่มีพอร์ต Input Output buil inมาในตัว
สามารถเขยี นโปรแกรมคอนโทรลอุปกรณ์ I/O ได้โดยไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อื่นๆ และเม่ือไม่นานมา
นี้ก็มีนักพัฒนาท่ีสามารถทาให้ Arduino IDE ใช้งานร่วมกับ Node MCU ได้ จึงทาให้ใช้ภาษา
C/C++ ในการเขียนโปรแกรมได้ ทาให้เราสามารถใช้งานมันได้หลากหลายมากยิ่งขึ้น
NodeMCU ตัวน้ีสามารถทาอะไรได้หลายอย่างมากโดยเฉพาะเรื่องท่ีเกี่ยวข้องกับ IoT ไม่ว่าจะ
เป็นการทา Web Server ขนาดเลก็ การควบคมุ การเปิดปิดไฟผ่าน WiFi และอนื่ ๆ อีกมากมาย

ESP8266 เป็นชื่อเรียกของชิฟของโมดูล ESP8266 สาหรับติดต่อสื่อสารบน
มาตรฐาน WiFi ทางานที่แรงดันไฟฟา้ 3.0-3.6V ทางานใช้กระแสโดยเฉลี่ย 80mA รองรับคาส่ัง
deep sleep ในการประหยัดพลังงาน ใช้กระแสน้อยกว่า 10 ไมโครแอมป์ สามารถ wake up
กลับมาส่งข้อมูลใช้เวลาน้อยกกว่า 2 มิลลิวินาที ภายในมี Low power MCU 32bit ทาให้เรา
เขียนโปรแกรมสั่งงานได้ มีวงจร analog digital converter ทาให้สามารถอ่านค่าจาก analog
ได้ความละเอียด 10bit ทางานได้ท่ีอุณหภูมิ -40 ถึง 125 องศาเซลเซียส เมื่อนาชิฟ ESP8266
มาผลิตเป็นโมดูลหลายรุ่น ก็จะขึ้นต้นด้วย ESP866 แล้วตามด้วยรุ่น เช่น ESP-01 , ESP-03 ,
ESP-07 , ESP-12E ESP8266 ติดต่อกับ WI-FI แบบ Serial สามารถเขียนโปรแกรมลงไปใน
ชิฟ โดยใช้ Arduino IDE ได้ ทาให้การเขียนโปรแกรมและใช้งานเป็นเรื่องง่าย คล้ายกับการใช้
Arduino โมดลู ESP8266 มีหลายรนุ่ และมรี ุ่นใหมพ่ ัฒนาออกมาเร่ือย ๆ โดยโครงสร้างและขาที่
ใชง้ านกจ็ ะมีลักษณะคล้ายกันคือ

ระบบอิเล็กทรอนกิ ส์อัจฉริยะ

7 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

โครงสรา้ งและขาทใี่ ช้งาน
1) GPIO0 เป็นขาสาหรับเลือกโหมด โดยเม่ือต่อกับ GND จะเข้าโหมดโปรแกรม

เมอ่ื ต้องการให้ทางานปกตกิ ไ็ ม่ตอ้ งตอ่ GPIO15 เป็นขาทตี่ ้องตอ่ ลง GND เพื่อใหโ้ มดูลทางาน
2) CH_PD หรือ EN เป็นขาที่ต้องต่อไฟ VCC เพื่อ pull up สัญญาณ ให้โมดูล

ทางาน โมดูลบางร่นไม่มีขา Reset มาให้ เมือ่ ต้องการรีเซต ให้ตอ่ ขา CH_PD กับ GND
3) Reset ต่อกับไฟ VCC เพ่ือ pull up สัญญาณ โดยเม่ือต้องการรีเซต ให้ต่อกับ

ไฟ GND
4) VCC เป็นขาสาหรบั จา่ ยไฟเลยี้ ง ใช้ไฟเลี้ยง 3.0-3.6 V
5) GND ต่อกบั ไฟ 0 V
6) GPIO เปน็ ขาดิจติ อล INPUT/OUTPUT ทางานท่ีไฟ 3.3 V
7) ADC เป็นขา Analog INPUT รับแรงดันสูงสุดได้ 1 V ความละเอียด 10 bit

หรือ 1024 คา่

รูปท่ี 2.4 โครงสร้างและพอรต์ ใชง้ าน [4]

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

8ในงานส่ิงแวดล้อม

2.2 คณุ สมบัติของ NodeMCU ESP8266
2.2.1 โมดลู ESP-12E
คณะกรรมการพัฒนาได้ออกแบบและผลิตโมดูล ESP-12E ท่ีมีชิป ESP8266 ท่ีมี

ไมโครโปรเซสเซอร์ Tensilica Xtensa® 32-bit LX106 RISC ซึ่งทางานที่ความถี่ 80 ถึง 160
MHz สามารถปรับได้และรองรับ RTOS ESP8266 รวมตัวรับส่งสัญญาณ Wi-Fi HT40 802.11b
/ g / n ดังน้ันจึงไม่เพียง แต่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย WiFi และโต้ตอบกับอินเทอร์เน็ตเท่านั้น
แตย่ งั สามารถตงั้ คา่ เครือข่ายของตวั เองได้ ทาให้อุปกรณ์อ่ืนๆ สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับมัน และ
สง่ิ น้ีทาให้ NodeMCU ESP8266 มคี วามอเนกประสงค์ในการใช้งานมากยิ่งข้ึน

ESP-12E Chip

2.4 Hz Antenna
รปู ท่ี 2.5 โมดูล ESP-12E [4]

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉรยิ ะ

9 ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

2.2.2 ความตอ้ งการพลงั งาน
เนื่องจากช่วงแรงดันไฟฟ้าของ ESP8266 คือ 3 V ถึง 3.6 V บอร์ด ESP8266
จึงมาพร้อมกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LDO เพ่ือควบคุมให้แรงดันคงท่ี 3.3 V ซ่ึงสามารถจ่าย
กระแสได้สูงสุดถึง 600 mA ซึ่งน่าจะเกินพอเพราะ ESP8266 กินกระแสมากท่ีสุดคือ 80 mA ใน
ระหว่างการส่งสัญญาณเอาต์พุตออกไป โดยพิน 3V3 นี้สามารถใช้เพ่ือจ่ายพลังงานให้กับ
อุปกรณ์ภายนอกได้ การจ่ายไฟให้ ESP 8266 NodeMCU สามารถใช้ผ่านช่องเสียบ Micro USB
หรือหากมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน 5V ก็สามารถป้อนท่ีพิน VIN เพื่อเป็นแหล่งจ่ายไฟให้ ESP8266
และอุปกรณ์ต่อพว่ งไดโ้ ดยตรง

External 3.3 V Output 3.3 V LDO Voltage

Power Supply Of Regulator Regulator

Micro USB
Connecter

3.3 V Output 3.3 V Output
Of Regulator Of Regulator

รูปท่ี 2.6 พอรต์ สาหรบั แหล่งจ่ายพลังงานไฟฟา้ [4]

ระบบอิเล็กทรอนกิ ส์อัจฉริยะ

10ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

2.2.3 อปุ กรณต์ ่อพว่ งและ I/O
ESP8266 NodeMCU มีพินทั้งหมด 17 GPIO ท่ีแยกออกจากส่วนหลัก ๆ ของพิน
ท้งั สองด้านของบอรด์ พฒั นา ซงึ่ พนิ เหล่าน้ีสามารถกาหนดให้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงได้ทุกประเภทรวม
ไปถึง
1) ADC channel – ช่อง ADC ขนาด 10 บิต
2) UART interface – สว่ นตอ่ ประสาน UART ใช้ในการโหลดโค้ดแบบอนุกรม
3) PWM outputs – พิน PWM สาหรบั หรไี่ ฟ LED หรอื ควบคุมมอเตอร์
4) SPI, I2C & I2S interface – อินเตอร์เฟซ SPI และ I2C เพ่ือเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และ
อปุ กรณต์ อ่ พ่วงทุกประเภท
5) I2S interface – อนิ เทอรเ์ ฟซ I2S หากตอ้ งการเพ่มิ เสียงใหก้ บั โปรเจค

รูปท่ี 2.7 พอร์ตสาหรบั แหลง่ จา่ ยพลังงานไฟฟา้ [4]

ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ

11 ในงานสงิ่ แวดล้อม

2.2.4 สวิตช์ออนบอร์ดและไฟแสดงสถานะ LED
ESP8266 NodeMCU มีสองปุ่ม ปุ่มหนึ่งที่ระบุว่าเป็น RST ท่ีบริเวณมุมบนซ้าย
คือปุ่มรเี ซต็ ซึ่งแน่นอนว่าใช้เพ่อื รีเซ็ตชิป ESP8266 FLASH และปุ่มท่ีมุมล่างซ้ายเป็นปุ่มอัพโหลด
ท่ีใช้ในขณะท่ีทาการอัพโหลดเฟิร์มแวร์ บอร์ดมีไฟ LED ออนบอร์ด ที่ผู้ใช้สามารถทดสอบการ
ทางานของโปรแกรมได้ ซง่ึ เช่ือมต่อกับพนิ D0 ของบอร์ด

Reset Button On Board Led D0 Pin

Flash Button

รปู ท่ี 2.8 สวิตช์ออนบอรด์ และไฟแสดงสถานะ [4]
2.2.5 การสอื่ สารแบบอนกุ รม
บอร์ดนี้มีตัวสื่อสารกับพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์เป็นชิป UART CP2102 จาก
Silicon Labs ซึ่งแปลงสัญญาณ USB เป็นแบบอนุกรมเพ่ือช่วยให้คอมพิวเตอร์ของสามารถอัพ
โหล ดโปรแกรมและส่อื สารกบั ชปิ ESP8266

USB To TTL Converter
CP 2102

รปู ที่ 2.9 ชปิ UART CP2102 [4]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ สอ์ ัจฉรยิ ะ

12ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

2.2.6 การใช้งานพินต่างๆ ของ ESP8266 NodeMCU
ESP8266 NodeMCU มที ้ังหมด 30 พินท่ีเชือ่ มต่อกับภายนอก โดยการเชือ่ มต่อ
มีดงั นี้

รปู ที่ 2.10 พอร์ตการเชื่อมต่อของ NodeMCU ESP8266 [4]
Power Pins มีพนิ พลังงาน 4 พิน ไดแ้ ก่พิน VIN หน่ึงพิน และพิน 3.3 V สามพิน
สามารถใช้พิน VIN เพ่ือจ่ายแหล่งจ่ายไฟให้กับ ESP8266 และอุปกรณ์ต่อพ่วงได้โดยตรงหาก
คุณมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน 5 V ที่ได้รับการควบคุม โดยพิน 3.3 V เป็นเอาท์พุทของตัวควบคุม
แรงดันไฟฟ้าออนบอร์ด พินเหล่าน้ีสามารถใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับส่วนประกอบภายนอกได้
เชน่ กัน
I2C Pins ใช้สาหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ I2C และอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกประเภทในโปร
เจคของคณุ รองรับทั้ง I2C Master และ I2C Slave สามารถใช้ฟังก์ชันอินเทอร์เฟซ I2C ได้โดย
ทางโปรแกรมและความถี่สัญญาณนาฬกิ าคอื 100 kHz ที่สูงสุด ควรสังเกตว่าความถี่สัญญาณ
นาฬิกา I2C ควรสูงกว่าความถ่ีสัญญาณนาฬิกาท่ชี า้ ที่สุดของอปุ กรณส์ ลาฟ
GPIO Pins ESP8266 NodeMCU มีพิน GPIO 17 พินซึ่งสามารถกาหนดให้กับ
ฟังกช์ ั่นต่างๆ เช่น I2C, I2S, UART, PWM, รโี มทคอนโทรล IR, ไฟ LED และปุ่มโดยทางโปรแกรม
GPIO ทเ่ี ปิดใช้งานดิจติ อลแตล่ ะตัวสามารถกาหนดค่าเป็น pull-up หรือ pull-down ภายในหรือ
ต้ังค่าเป็นอิมพีแดนซ์สูง เม่ือกาหนดค่าเป็นอินพุตมันยังสามารถตั้งค่าเป็น edge-trigger หรือ
level-trigger เพ่ือสรา้ งการขดั จังหวะของ CPU

ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์อัจฉรยิ ะ

13 ในงานสง่ิ แวดล้อม

ADC Channel NodeMCU ถูกฝังอยู่กับ SAR ADC ท่ีมีความแม่นยา 10 บิต ทั้ง
สองฟังก์ชั่นสามารถใช้งานได้โดยใช้ ADC ได้แก่ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าของพิน VDD3P3 และ
การทดสอบแรงดันอนิ พทุ ของขา TOUT อยา่ งไรก็ตามไม่สามารถใช้งานพร้อมกันได้

UART Pins ESP8266 NodeMCU มี 2 อินเตอร์เฟสของ UART ได้แก่ UART0
และ UART1 ซ่งึ ใหก้ ารสื่อสารแบบอะซิงโครนสั (RS232 และ RS485) และสามารถสื่อสารได้สูงสุด
4.5 Mbps สามารถใช้ UART0 (TXD0, RXD0, RST0 & CTS0) สาหรับการสื่อสาร รองรับการ
ควบคุมของเหลว อย่างไรก็ตาม UART1 (พิน TXD1) มีเพียงสัญญาณการส่งข้อมูลดังนั้นโดย
ปกติจะใช้สาหรบั บนั ทกึ การพิมพ์

SPI Pins ESP8266 มีสอง SPI (SPI และ HSPI) ในโหมดทาสและมาสเตอร์ SPI
เหล่านีย้ งั สนบั สนนุ คณุ สมบัติ SPI สาหรบั วัตถปุ ระสงค์ทว่ั ไปตอ่ ไปน้ี

1) โหมดจบั เวลา 4 โหมดสาหรับการถ่ายโอนรูปแบบ SPI
2) มากถงึ 80 MHz และแบง่ นาฬกิ า 80 MHz
3) สูงถึง 64 ไบต์ FIFO

SDIO Pins ESP8266 คุณสมบัติ Secure Digital Input / Output Interface
(SDIO) ซึ่งใช้เช่ือมต่อการ์ด 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
เอาท์พุท PWM สามารถดาเนินการทางโปรแกรมและใช้สาหรับการขับเคลื่อนมอเตอร์ดิจิตอลและ
ไฟ LED ชว่ งความถี่ PWM สามารถปรบั ได้จาก 1,000 μs ถึง 10,000 μs, เช่นระหว่าง 100 Hz
และ 1 kHz

Control Pins ใช้ในการควบคุม ESP8266 พินเหล่านี้รวมถึง Chip Enable pin
(EN), พนิ รเี ซต็ (RST) และ WAKE pin

1) EN pin - ชิป ESP8266 ถูกเปิดใช้งานเม่ือดึง EN pin สูง เม่ือดึงต่าชิปจะทางานที่
กาลงั ไฟน้อยท่ีสดุ

2) RST pin – RST pin ใชเ้ พ่ือรีเซ็ตชปิ ESP8266
3) WAKE pin – ให้ ชิป ESP8266 กลบั มาทางานใหมอ่ ีกครง้ั

ระบบอิเลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะ

14ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

3. เลอื กโมดูลอนิ พตุ สาหรบั สาหรับใชใ้ นระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ ัจฉรยิ ะในงานสิ่งแวดลอ้ ม

ในยุคปัจจุบันเทคโนโลยีด้านเกษตรกรรมเข้ามามีบทบาทอย่างมากในงาน
สิง่ แวดล้อม เทคโนโลยีเซ็นเซอรจ์ งึ เปน็ ปจั จัยสาคัญประการหน่ึงในการพัฒนาระบบส่ิงแวดล้อม มี
ความแม่นยาสูง สามารถตรวจสภาพของผลผลิตได้ มีการควบคุมทางไกลได้ เนื่องจากระบบ
ดังกล่าวอาศัยตรวจวัดค่าต่างๆ ท่ีจาเป็นสาหรับในงานสิ่งแวดล้อมเพ่ือให้ได้ในการคิดวิเคราะห์
หรือคานวณคา่ ต่างๆ ซ่ึงนาไปสู่แนวทางในการพัฒนาระบบส่ิงแวดล้อมที่ไม่จาเป็นต้องอาศัยองค์
ความรแู้ บบลึกซึ้งมากโดยอาศัยศักยภาพในการใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆ รวมไป
ถึงการพิจารณาเพ่ือใช้งานควบคู่กับระบบสิ่งแวดล้อมแบบอัจฉริยะด้วยวิธีดังกล่าวลดความ
ยุ่งยากลงในการเรียนรู้ของผู้คนรุ่นใหม่ และยังช่วยอานวยความสะดวกให้ผู้คนท่ีมีประสบการณ์
อยู่แล้วในการบริหารจัดการในการทาสิ่งแวดล้อมต่างๆอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งข้ึน เซ็นเซอร์
ท่นี ามาใชใ้ นดา้ นในงานสิง่ แวดล้อม มดี ังน้ี [10]

3.1 เซ็นเซอร์ตรวจวดั คณุ ภาพอากาศและการใช้งาน
เซ็นเซอร์ตรวจจับคุณภาพอากาศวัสดุตรวจจับก๊าซที่ใช้ในเซ็นเซอร์ก๊าซ MQ135

คือทินออกไซด์ (SnO2) ที่มีค่าการนาไฟฟ้าต่าในอากาศที่สะอาด เม่ือเซ็นเซอร์อยู่ใน
สภาพแวดล้อมเมื่อมลพิษก๊าซความเป็นผู้นาของเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของก๊าซท่ี
ก่อให้เกิดมลพิษในอากาศเพ่ิมข้ึน เปลี่ยนการนาไฟฟ้าด้วยวงจรที่เรียบง่ายการแปลงจะถูกแปลง
เป็นสัญญาณเอาต์พุตที่สอดคล้องกับความเข้มข้นของก๊าซเซ็นเซอร์ MQ135 มีความไวสูงต่อ
แอมโมเนียซัลไฟด์และไอระเหยของน้ามันเบนซินและเหมาะอย่างย่ิงสาหรับการตรวจสอบหมอก
ควันและอนั ตรายอ่ืน ๆ

รปู ท่ี 3.1 โมดูลสาหรบั วดั สภาพอากาศ [5] รปู ท่ี 3.2 ด้านหลงั โมดูลสาหรบั วัดสภาพอากาศ [5]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ

15 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

ร่นุ ข้อมลู จาเพาะ
เอาตพ์ ตุ
Input Voltage (InVCC) MQ-135
PNP
DC 2.5-5 V

3.2 เซน็ เซอร์วัดฝุ่น PM2.5 และการใช้งาน [11]
เซ็นเซอร์วัดคุณภาพอากาศ ตรวจจับฝุ่น PM2.5 ใช้พัดลมดูดอากาศเข้าไปใน

ตวั เซนเซอร์ แล้วตรวจจบั ฝ่นุ ดว้ ยแสงเลเซอร์

PM2.5 คือ ฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน คือ มลพิษฝุ่นที่มีขนาดเล็ก
กว่า 1 ใน 25 ส่วนของเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ กล่าวคือ เล็กจนสามารถเล็ดลอดขน
จมูกเข้าสู่ร่างกายได้ และมีขนาดเพียงคร่ึงหน่ึงของขนาดเม็ดเลือด (5 ไมครอน) ดังน้ันฝุ่นพิษจึง
สามารถเข้าสู่เส้นเลือดฝอยและกระจายไปตามอวัยวะได้ ฝุ่นมีลักษณะท่ีขรุขระคล้ายสาลี ฝุ่นเป็น
พาหะนาสารอ่ืนเข้ามาด้วย เช่น แคดเมียม ปรอท โลหะหนัก ไฮโดรคาร์บอน และสารก่อมะเร็ง
จานวนมาก

รูปที่ 3.3 เซ็นเซอร์วดั ฝนุ่ PM2.5 [6]

รุน่ ข้อมลู จาเพาะ
GND
Input Voltage (InVCC) Sensor PMS3003
GND
DC 5 V

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ

16ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

3.3 เซน็ เซอร์วัดระดับนา้ และการใชง้ าน [12]
เซ็นเซอร์วัดระดับของเหลวแบบไม่สัมผัสใช้เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณ

ข้นั สงู โดยใชช้ ิปอันทรงพลังพรอ้ มความสามารถในการทางานความเร็วสูงเพื่อให้ได้การตรวจจับ
ระดับของเหลวแบบไม่สัมผัส ไม่มีการสัมผัสกับของเหลวทาให้โมดูลน้ีเหมาะสาหรับการใช้งานที่
เป็นอันตราย เช่น การตรวจจับสารพิษกรดแก่ด่างแก่และของเหลวทุกชนิดในภาชนะท่ีปิดสนิท
ภายใต้แรงดันสูง และไม่จาเป็นต้องเปิดรูพรุนบนภาชนะท่ีทดสอบดังนั้นจึงง่ายต่อการติดต้ังและ
ใช้การตรวจจบั เซ็นเซอร์นี้

รปู ที่ 3.4 เซ็นเซอร์สาหรับวดั ระดับนา้ แบบไรส้ มั ผสั [7]

รนุ่ ข้อมลู จาเพาะ
เอาตพ์ ตุ
Input Voltage (InVCC) XKC-Y25-PNP
Current PNP
Output Voltage (high level) DC 5 ~ 12V
Output Voltage (low level) 5mA
Output Current 5V
Response Time 0V
อณุ หภูมิในการทางาน 1 ~ 100mA
Induction Thickness (ความไว) 500mS
Communication 0 ~ 105 ℃
ความชน้ื 0 ~ 13 mm
วสั ดุ RS485
Ingress Protection 5% ~ 100%
ABS
IP67

ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ

17 ในงานส่ิงแวดล้อม

การใชง้ านเซ็นเซอร์สาหรบั วดั ระดบั น้า แบบไร้สมั ผัส
เมื่อนาไปวางในจุดที่ต้องการวัด เมื่อน้าสูงถึงระดับท่ีเซ็นเซอร์อยู่ ก็จะตรวจจับได้

ไฟสถานะสีแดงบนเซ็นเซอร์ก็จะติดให้สัญญาณเอาต์พุตออกมาเป็นค่า 0 หรือ 1 ซ่ึงกาหนดได้จาก
การเขียนโปรแกรมควบคุม และสามารถวัดทะลุถังน้าได้หนาสูงสุดถึง 13 mm. ใช้ไฟเลี้ยงได้ใน
ช่วงกวา้ ง 5-12 V รองรับทง้ั Arduino และ PLC เป็นแบบ NPN แตไ่ มส่ ามารถใชง้ านกับถังเหล็กได้

3.4 PIR Sensor และการใช้งาน [13]
เซ็นเซอร์แสงอินฟาเรด สามารถทาหน้าที่ในการตรวจจับความเคล่ือนไหวได้เป็น

อย่างดี ด้วยส่วนประกอบหลักของ PIR sensor ที่พบได้ทั่วไปและใช้ในการตรวจจับความเคล่ือน
ไหว คอื Pyroelectric sensor

รปู ที่ 3.5 Pyroelectric sensor

Pyroelectric sensor เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับท่ีไวต่อการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง
ของอุณหภูมิอย่างมาก โดยเซ็นเซอร์จะมีเลนส์และเซ็นเซอร์ที่คอยตรวจจับอยู่ภายใน และเมื่อมี
ส่งิ มีชวี ติ ทมี่ ีความร้อน อาทิ คน หรือสัตว์ ซึ่งมีคลื่นอินฟาเรดหรือคล่ืนความร้อนอยู่ในร่างกายเป็น
ปกติอยู่แล้วมาผ่านหน้าเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ก็จะอ่านการเปล่ียนแปลงว่าอุณหภูมิมีการเปล่ียนแปลง
จากสภาพแวดล้อมรอบขา้ งอยา่ งรวดเรว็ โดยเซ็นเซอรแ์ ปลงสญั ญาณเหล่าน้ีเป็นสัญญาณดิจิตอล
เพื่อส่งคาสั่งและเม่ือ Pyroelectric sensor ได้เข้ามาอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต่างๆ ในปัจจุบัน
แล้ว ก็เลยกลายสภาพเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับความเคล่ือนไหวหรือ PIR Sensor เป็นหลัก
เพราะมีความสามารถในการตรวจจับความร้อนของมนุษย์เหมือนกับการตรวจจับว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่
ที่น่ันหรือไม่ และส่งสัญญาณเพ่ือส่งคาส่ังต่างๆ ได้ เช่น การใช้กับสวิตช์เปิดปิดไฟ เม่ือมีผู้คนเดิน
ผ่าน PIR Sensor กจ็ ะส่ังงานให้เปิดไฟโดยอัตโนมตั ิ

ระบบอิเลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ

18ในงานส่งิ แวดล้อม

แรงดันไฟฟ้าทใ่ี ชง้ าน ขอ้ มลู จาเพาะ
กระแสทีใ่ ช้งาน
ระยะตรวจจับ 3-5 V
รศั มีในการตรวจจับ >3 mA
สญั ญาณเอาต์พุต 3-7 เมตร
อณุ หภมู ใิ นการทางาน 110 องศา
สัญญาณระดบั สงู / ตา่
0-50 ℃

การใช้งาน PIR Sensor
การใช้งานคู่กับระบบความปลอดภัยบ้าน ในการตรวจจับเมื่อมีผู้เคล่ือนไหวผ่านใน

จุดทีไ่ ม่ต้องการ เพ่อื ทาการแจง้ เตอื นใหเ้ จา้ ของบ้านทราบอย่างทันท่วงทีถึงการบุกรุกและด้วยการ
ตรวจจบั ถึงคลนื่ ความร้อนในรา่ งกาย ทาใหก้ ารตรวจจับนัน้ ไมไ่ ด้ครอบคลุมถึงแค่มนุษย์เท่าน้ัน แต่
ยังครอบคลุมถึงการตรวจจับสัตว์อีกด้วยเพราะสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตท่ีมีคล่ืนความร้อนในร่างกาย
เช่นกัน แต่ความไวต่อการตรวจจับก็จะขึ้นอยู่กับขนาดของส่ิงมีชีวิตนั้นด้วย เช่น หากมีคน สุนัข
แมว และนก ผ่านเซ็นเซอร์ในระยะท่ีค่อนข้างห่างจากเซ็นเซอร์ มีความเป็นไปได้ท่ีอาจจะไม่มีการ
ตรวจจับสัตว์ขนาดเล็กอย่าง แมวหรือนก แต่หากมีการผ่านในระยะที่ใกล้กับเซ็นเซอร์ แม้แต่สัตว์
ขนาดเลก็ มากอยา่ งนกก็สามารถตรวจจับได้

3.5 เซ็นเซอรว์ ดั อณุ หภมู แิ ละการใช้งาน
เซ็นเซอร์ DS18B20 ซึ่งเป็น Programmable Resolution 1-Wire Digital

Thermometer ผลิตโดยบริษัท Dallas Semiconductor (ปัจจุบันถูก Maxim integrated ซ้ือ
กิจการ) โดยผลิตมาในรูปแบบตัวถัง TO-92 และ 8-Pins SOIC ท่ีนิยมใช้งานท่ัวไปคือตัวถัง TO
- 92 การใช้งานน้ันมีขาใช้งานเพียง 3 ขา มีสายสัญญาณต่อเข้า NodeMCU ESP8266 เพียง
เสน้ เดยี ว ท่ีเหลอื อีกสองขาคือไฟเล้ียง VCC และ GND ซึ่งคุณสมบัติหลักๆของ DS18B20 มีดังน้ี
[14]

ระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์อจั ฉริยะ

19 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

แรงดนั ไฟฟา้ ที่ใชง้ าน ข้อมูลจาเพาะ
กระแสทีใ่ ชง้ าน
ความละเอยี ด 3-5 V
ความคลาดเคล่ือน 1 mA
อณุ หภูมิในการทางาน ตัง้ ค่าได้ตง้ั แต่ 9 ถงึ 12 bit
±0.5 ℃
-55 ถึง 125 ℃

รูปที่ 3.6 Module DS18B20 Waterproof รปู ที่ 3.7 เซน็ เซอร์ DS18B20
Temperature Sensor

การใชง้ านเซน็ เซอรว์ ัดอุณหภูมิ
สามารถนาเซ็นเซอร์ไปประยุกต์ใช้ในงานด้าน IoT, Smart Farm, Temperature

Monitor, Whether Station หรืองานด้านอ่ืนๆ ท่ีเกี่ยวข้องกับการวัดอุณหภูมิได้คล้ายกับ
DHT11/DHT22 Temperature and Humidity Sensor ข้อดีของ DS18B20 Waterproof
Temperature Sensor คือมีรูปแบบแพ็คเกจของตัวเซ็นเซอร์หลากหลายรูปแบบ เช่น รูปแบบ
ไอซี รูปแบบหวั เซน็ เซอร์แบบกันนา้ ทาให้สามารถใช้วัดอุณหภมู ใิ นของเหลวได้

ระบบอิเล็กทรอนกิ ส์อัจฉรยิ ะ

20ในงานสง่ิ แวดล้อม

3.6 เซน็ เซอร์แสงและการใชง้ าน [14]
LDR ย่อมาจาก Light Dependent Resistor คือ ตัวต้านทานชนิดหนึ่ง หรือเรียก

อีกอย่างว่า ตัวต้านทานแปลค่าตามแสง หลักการทางานของ LDR คือ เมื่อมีแสงมากระทบ LDR
จะมีความต้านทานลดลง และเม่ือไม่มีแสงมากระทบ LDR จะมีความต้านทานมากขึ้น องค์ประกอบ
ของ LDR จะประกอบดว้ ยสารกง่ึ ตวั นา เช่น แคดเมียมซัลไฟด์ และแคดเมียมซิลิไนด์ ซ่ึงเป็นสารท่ีมี
การตอบสนองความยาวคลื่นแสง ฉาบอยู่เป็นเส้นลักษณะเป็นขดๆ คดเค้ียวไปมาเป็นฐานเซรามิก
LDR จะมีสองขั้ว ซึง่ มีคา่ ความตา้ นทานภายในตวั เปลี่ยนแปลงค่าไดต้ ามแสงท่ีตกลงมากระทบ

รปู ที่ 3.8 LDR Photoresistor Sensor Module

การใช้งานเซน็ เซอร์แสง [15]
โมดูลเซ็นเซอร์แสง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเข้มแสงจะทาให้ความต้านทาน

เปล่ียนแปลงตามโมดูลนี้ให้สัญญาณออกมา 2 แบบ คือ Analog ระดับความเข้มของแสง ท่ีวัดได้
เป็นคา่ 0-1023 และ Digital สญั ญาณท่ไี ดค้ อื Logic 1 และ Logic 0 โดยหมุนตัว R ปรับค่าได้บน
บอร์ดเพ่ือต้ังระดับความต้องการของความเข้มแสงว่าจะให้สว่างเท่าใดจึงจะส่งค่าเอาต์พุตออกมา
นยิ มนาไปใช้งานกบั การติดเวลาเปดิ -ปิดไฟ อัตโนมตั ิ หรือควบคมุ อุปกรณอ์ น่ื ๆ ด้วยคา่ ของแสง

ระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อจั ฉรยิ ะ

21 ในงานสงิ่ แวดล้อม

3.7 เซ็นเซอร์วดั ความชนื้ และการใชง้ าน
เซ็นเซอร์วัดความชื้น (Humidity Sensor) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สาหรับวัดค่าความช้ืน

โดยความชื้นนี้มาจากความชื้นสัมพันธ์ (Relative Humidity หรือ RH) ซึ่งความชื้นสัมพันธ์
หมายถึง “อัตราสว่ นของปรมิ าณไอน้าทม่ี ีอยู่จริงในอากาศต่อปริมาณไอน้าที่จะทาให้อากาศอิ่มตัว
ณ อุณหภูมิเดียวกัน” หรือ “อัตราส่วนของความดันไอน้าท่ีมีอยู่จริงต่อความดันไอน้าอิ่มตัว” ซึ่ง
ค่าความชน้ื สมั พันธ์จะแสดงในรูปของร้อยละ (%) มหี น่วยเป็น %RH [16]

แรงดนั ไฟฟ้าที่ใช้งาน ข้อมลู จาเพาะ
กระแสท่ใี ช้งาน
อา่ นค่าสัญญาณ 3-5 V
ยา่ นวดั ความชน้ื 0.5 - 2.5 mA
ย่านวดั อุณหภมู ิ 1S
20-90% RH (±0.5RH)
0-50 ℃ (±0.2℃)

รปู ท่ี 3.9 DHT11 Humitdity and Temperature Sensor

การใชง้ านเซน็ เซอรว์ ดั ความชื้น
DHT11 Humitdity and Temperature Sensor ใช้การสอ่ื สารกบั MCU ด้วย

วิธี Single-wire Two-way Serial interface คอื การส่ือสารอนกุ รุมสองทางโดยใช้สายเส้น
เดยี ว ส่งข้อมลู ไดท้ ้ังจาก MCU ไปท่ตี วั DHT11 และในทางกลบั กนั [17]

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

22ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

3.8 โมดลู นาฬิกาและการใช้งาน
เวลาจริงหรือเวลาแบบเรียลไทม์ ( BTC : Real Time Clock ) เป็นเวลาจริง ๆ ใน

ขณะน้ัน เราสามารถสร้างเวลาจริงให้กับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์นามาใช้งานได้ในปัจจุบันมีไอซี
ท่ีสามารถทางานเกี่ยวกับเวลาอยู่หลายตัว ไอชีเบอร์ DS1302 เป็นไอซีเวลาจริงอีกตัวหน่ึงท่ีได้รับ
ความนิยม ปัจจุบันได้ออกแบบมาเป็นโมดูลให้ใช้งานได้ง่ายส่ือสารข้อมูลกับไมโครคอนโทรลเลอร์
แบบอนุกรม มีตัวกาเนิดสัญญาณนาฬิกาอยู่บนโมดูล มีแบตเตอร่ีติดตั้งอยู่เพ่ือให้นาฬิกาเดิน
ต่อไป แม้วา่ ไม่มีไฟเล้ียงภายนอกจ่ายให้กับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ [18]

รปู ท่ี 3.10 ดา้ นบนโมดลู นาฬกิ า รปู ท่ี 3.11 ด้านหลงั โมดลู นาฬกิ า

การใช้งานโมดูลนาฬิกา
มีความถูกต้องแม่นยาสูงเพราะข้างในมีวงจรวัดอุณหภูมิ เพื่อนาอุณหภูมิจาก

สภาพแวดล้อมมาคานวณชดเชยความถี่ของ Crystal ท่ีถูกรบกวนจากอุณหภูมิภายนอก มา
พรอ้ มแบตเตอรร์ ่ี 3 V ใชง้ านได้แมไ้ ม่มีแหลง่ จ่ายไฟจากภายนอก สามารถตั้งค่า วัน เวลา ได้อย่าง
ง่าย มีไลบรารีมาพร้อมใช้งาน สามารถเลือกแสดงผลเวลาแบบ 24 ช่ัวโมงหรือแบบ 12 ชั่วโมงก็
นอกจากจะแสดงวันและเวลาได้อย่างแม่นยาแล้ว โมดูลนี้ยังสามารถ แสดงอุณหภูมิภายนอกได้
เป็นเหมอื นนาฬกิ าดิจิตอลที่บอกอุณหภูมิได้ด้วย ใช้การเช่ือมต่อกับไมโครคอลโทรลเลอร์แบบ I2C
โดยใช้สัญญาณควบคมุ เพียง 2 เสน้

ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ ัจฉรยิ ะ

23 ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

4. เลือกโมดูลเอาต์พตุ สาหรับสาหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ ัจฉริยะในงานสิ่งแวดล้อม
4.1 โมดูลรีเลย์และการใชง้ าน [19]
เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหน่ึง ซ่ึงทาหน้าที่ตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดย

ควบคุมการทางานด้วยไฟฟ้า Relay มีหลายประเภท ตั้งแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงาน
อิเล็กทรอนกิ ส์ทั่วไป จนถึง Relay ขนาดใหญท่ ใ่ี ชใ้ นงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่าง
กันออกไป แตม่ หี ลกั การทางานท่ีคล้ายคลึงกัน สาหรับการนา Relay ไปใช้งาน จะใช้ในการตัดต่อ
วงจร ทัง้ น้ี Relay ยังสามารถเลือกใชง้ านไดห้ ลากหลายรูปแบบ

รปู ที่ 4.1 โครงสร้างภายในของรีเลย์ [8]
โครงสรา้ งภายในจะประกอบไปดว้ ย

1) หน้าสัมผัส NC (Normally Close) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกหน้าสัมผัส
น้จี ะต่อเข้ากบั ขา COM (Common) และจะลอยหรอื ไมส่ มั ผัสกันเมอ่ื มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด
หน้าสัมผสั NO (Normally Open) เปน็ หน้าสัมผสั ปกติเปดิ โดยในสภาวะปกติจะลอยอยู่

2) ไมถ่ ูกตอ่ กบั ขา COM (Common) แตจ่ ะเชอ่ื มต่อกนั เมือ่ มกี ระแสไฟไหลผ่านขดลวด
3) ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ข้ึนอยู่กับว่า
ขณะน้ันมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relay 1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชุด ข้ึน
อย่กู ับผู้ผลิตและลกั ษณะของงานที่ถกู นาไปใช้

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ

24ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

การใช้งานโมดลู รเี ลย์
Relay Module 4 Channels มีเอาต์พุตคอนเน็คเตอร์ที่ Relay เป็น NO/COM/NC

สามารถใชก้ ับโหลดได้ท้งั แรงดันไฟฟ้า DC และ AC โดยใช้สญั ญาณในการควบคุมการทางานด้วย
สัญญาณโลจกิ TTL

รปู ที่ 4.2 Relay Module 4 Channels

คณุ สมบัติ (Features)
1) รเี ลย์เอาต์พตุ แบบ SPDT จานวน 4 ชอ่ ง
2) ส่งั งานด้วยระดบั แรงดัน TTL
3) CONTACT OUTPUT ของรีเลย์รบั แรงดนั ไดส้ ูงสุด 250 VAC 10 A , 30 VDC 10 A
4) มี LED แสดงสถานะ การทางานของรีเลยแ์ ละแสดงสถานะของบอรด์
5) มีจัมพเ์ ปอรส์ าหรับเลือกว่าจะใช้กราวด์รว่ มหรือแยก
6) มี OPTO-ISOLATED เพอื่ แยกกราวดส์ ว่ นของสัญญาณควบคุมกบั ไฟฟ้าท่ขี ับรีเลยอ์ อกจากกัน

ระบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์อัจฉริยะ

25 ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

รูปท่ี 4.3 ขาสญั ญาณ (Pin Definition)

ขาท่ี คาอธบิ าย
1 GND
2 ขาสัญญาณอินพตุ Relay 1 ( IN1 )
3 ขาสญั ญาณอนิ พุต Relay 2 ( IN2 )
4 ขาสญั ญาณอนิ พุต Relay 3 ( IN3 )
5 ขาสญั ญาณอนิ พุต Relay 4 ( IN4 )
6 +VCC ขาไฟ 5VDC
7 NC (Normal Close) หนา้ สัมผัสปกติปิด
8 COM (Common) ขาร่วมทใ่ี ช้ตดั ต่อวงจรจากขา NC และ NO
9 NO (Normal Open) หน้าสมั ผัสปกติปิด

ระบบอิเล็กทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ

26ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

4.2 เครื่องตรวจจบั ฝนุ่ ในอากาศและการใช้งาน [20]
เครื่องวัดฝุ่นละอองในอากาศ Air

quality pollution จาก Benetech รุ่น GM8803 เป็น
เครื่องนับอนุภาคที่ใช้ในการตรวจสอบความเข้มข้น
ของอนุภาค particulate matter (PM) ในอากาศ
ยา่ นการวดั 0-5000 mg/m³ สาหรับอนุภาคฝุ่นขนาด
PM 2.5 um และ PM10 um เครื่องวัดอนุภาคน้ีจะวัด
อุณหภูมิอากาศและความช้ืนสัมพัทธ์ (RH) เพ่ือช่วยใน
การประเมินคุณภาพอากาศภายในอาคาร (IAQ) แสดง
การวัดทั้งหมดพร้อมกันบนหน้าจอ LCD ขนาดใหญ่
รปู ที่ 4.4 เครือ่ งตรวจจับฝุ่นในอากาศ ส่งเสียงเตือนและแสดงแสงสีเขียว สีเหลือง สีแดง เพ่ือ
บง่ บอกสถานะฝุน่ ละอองในอากาศ

ในอากาศฝุ่นอนุภาคของ PM 2.5 um และ PM10 um สามารถปนเปื้อนเข้าไปใน
ปอดและส่งผลให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ เคร่ืองวัดฝุ่นละอองในอากาศ Particle Counter จาก
Benetech รุ่น GM8803 ตรวจจับอนุภาค PM 2.5 และ PM 10 เหมาะสาหรับการใช้งานด้าน
สุขภาพและความปลอดภัยมากมาย และผู้เช่ียวชาญด้านความปลอดภัยในท่ีทางานเพ่ือประเมิน
ความเสย่ี งด้านอาชวี อนามยั และความปลอดภัยทเี่ กี่ยวข้องกับฝนุ่ ละอองท่ีเป็นอนั ตราย

4.3 เคร่อื งวดั สภาพอากาศและการใชง้ าน [21]
ย่านการวัดปริมาณน้าฝน 0 ถึง 9,999

มิลลิเมตร ย่านการวัดความกดอากาศ 750 hpa ถึง
1,100 hpa ช่วงการวัดอุณหภูมิแบบภายในอาคาร
0°C ถึง +50°C ช่วงการวัดอุณหภูมิแบบภายนอก
อาคาร -40°C ถึง +60°C ความถูกต้องแม่นยาของ
ค่าที่ได้จากวัด ±1.0°C ช่วงการวัดความชื้นสัมพัทธ์
20% ถงึ 90%

รปู ที่ 4.4 เครื่องวดั สภาพอากาศ

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์อัจฉริยะ

27 ในงานส่งิ แวดล้อม

คณุ สมบตั ขิ องเครื่องวดั สภาพอากาศ ST-1030 Weather Station
1) แสดงผลการพยากรณอ์ ากาศดว้ ยไอคอน (sunny, Overcast, cloudy, rainy, snowy)
2) แสดงผลอณุ หภูมิแบบภายในอาคารและภายนอกอาคารในหนว่ ย ºC และ ºF
3) แสดงผลความชื้นสัมพัทธ์ภายในอาคารและภายนอกอาคารใน
4) แสดงผลความกดอากาศ (Barometric pressure) ในหน่วย inHg หรือ hPa หรือ
mmHg, absolute หรือ relative(เลือกได)้
5) ใชแ้ หลง่ พลงั งานจากแสงอาทติ ย์ (Solar Power) สาหรบั สว่ น Remote Sensor
6) ฟังช่นั MAX/MIN สาหรับอณุ หภมู แิ ละความชน้ื
7) จอแสดงผลแบบ Super bright green LED พร้อม Backlight
8) แสดงผลปริมาณน้าฝนใน 1 ช่ัวโมง, 24 ชั่วโมง, 1 สัปดาห์, 1 เดือน และผลรวมปริมาณ
น้าฝนทั้งหมด (เลือกหน่วยเปน็ มิลลิเมตร หรอื นว้ิ )
9) วัดความเร็วลมในหน่วย mph, km/h, m/s, knots, Bft หรือ gust10. แสดงทิศทางลม
(N,S,W,NE,SE,SW,NW) พรอ้ มเขม็ ทศิ
10) แสดงผลค่า Wind chill และ Dew point
11) ฟงั ชนั่ แสดงปฏิทิน
12) ฟงั ชัน่ แสดงเวลาเป็น 12 หรือ 24 ชว่ั โมง Time zone and Time alarm setting a.
13) สามารถตัง้ พื้นหรอื แขวนกาแพง
14) แจ้งเมื่อระดับแบตเตอรี่ต่าบนหน้าจอแสดงผล 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)

ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัจฉรยิ ะ

28ในงานส่งิ แวดล้อม

ข้อมลู ทางเทคนิค

1) ยา่ นการวดั ปริมาณน้าฝน 0 ถึง 9,999 มิลลิเมตร
2) ยา่ นการวดั ความกดอากาศ 750hpa ถึง 1,100hpa
3) ชว่ งการวัดอุณหภมู ิแบบภายในอาคาร 0°C ถงึ +50°C
4) การวดั อณุ หภูมิแบบภายนอกอาคาร -40°C ถงึ +60°C
5) ความถูกต้องแม่นยาของคา่ ท่ีไดจ้ ากวัด ±1.0°C
6) ช่วงการวัดความช้ืนสมั พทั ธ์ 20% ถงึ 90%
7) ความแมน่ ยา ±5%
8) แหลง่ พลังงานสาหรับ Receiver: 3xAA 1.5V LR6 Alkaline batteries
9) แหล่งพลังงานสาหรับ Transmitter: 1.5V 2XAA Alkaline batteries (solar

transmitter use rechargeable batteries)
10) อายุการใช้งานแบตเตอร่ี:1 ปสี าหรบั base station 2 ปีสาหรับ remote sensor
11) ขนาดเครอ่ื ง 189.5x125x27mm

ระบบอเิ ล็กทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ

29 ในงานสงิ่ แวดลอ้ ม

4.4 ไฟ LED และการใชง้ าน [22]
หลอด LED คือ สารก่ึงตัวนาไฟฟ้า ท่ียอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แล้วปล่อยแสง

สว่างออกมาได้ทันที ทั้งน้ีหลอด LED ท่ีเราคุ้นตา จะเป็นหลอดไฟขนาดเล็กหลากสีสัน เช่น สีแดง
สนี ้าเงิน เป็นตน้ เน่อื งจากขึ้นอยูก่ บั วสั ดุทนี่ ามาใช้ แต่ต่อมามีการปรับแก้ด้วยการนาหลอด LED สี
น้าเงินไปเคลือบเรืองแสงสีเหลือง จึงทาให้แสงจากหลอด LED ส่องออกมาเป็นสีขาว และสามารถ
ใช้เป็นหลอดไฟส่องสว่างได้หลากหลายรูปแบบมากขึ้น ประหยัดพลังงาน เพราะให้แสงสว่างมาก
แต่ใช้ไฟฟ้าน้อยลงกว่าหลอดไส้ท่ัวไป 80-90% หลอด LED เหมาะสาหรับหลอดไฟท่ีต้องการให้
เปิดปิดบอ่ ยครัง้ เน่อื งสามารถเปิดปิดบ่อยๆ โดยไม่มีปัญหาแต่อย่างใด และเม่ือเปิดหลอดไฟ จะให้
ความสว่างโดยทันทีนับว่าแตกต่างจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ท่ี หากเปิดปิดบ่อยครั้งจะเสียง่าย
หรอื หลอด HID ซ่งึ เมอ่ื เปิดสวติ ช์แล้ว จะใชเ้ วลาช่วงหน่ึงกว่าจะให้แสงสวา่ งออก

รูปที่ 4.14 หลอดไฟ LED [9]
การใช้งานไฟ LED

สามารถใช้งานได้ยาวนานถึง 100,000 ชั่วโมง ในขณะที่หลอดฟลูออเรสเซนต์มี
อายุการใช้งาน 30,000 ช่ัวโมง และเพียง 1,000-2,000 ชั่วโมงสาหรับหลอดไฟมีไส้ ในระยะยาว
การใช้หลอด LED จึงนับว่าคุ้มค่ามากรองรับการสะเทือนและการใช้งานที่ต้องมีการเปิดปิด
บอ่ ยครัง้ ได้

ระบบอิเล็กทรอนกิ สอ์ จั ฉรยิ ะ

30ในงานสิง่ แวดลอ้ ม

หลอดไส้ หลอดตะเกยี บ หลอด LED

รูปที่ 4.15 การเปรียบเทียบอัตราการใช้พลังงานของหลอดไฟ

หลอดไส้ หลอดตะเกยี บ หลอด LED
25 วัตต์ 5 วตั ต์ 3 วตั ต์
40 วตั ต์ 8 วัตต์ 5 วัตต์
50 วัตต์ 9 วัตต์ 7 วัตต์
60 วตั ต์ 11 วตั ต์ 9 วัตต์
75 วัตต์ 14 วัตต์ 11 วัตต์
100 วตั ต์ 18 วัตต์ 13 วตั ต์
125 วัตต์ 24 วัตต์ 15 วตั ต์

4.5 โมดูลจอแสดงผลแบบผลกึ เหลวและการใช้งาน [23]
LCD ย่อมาจากคาว่า Liquid Crystal Display ซ่ึงเป็นจอที่ทามาจากผลึก
คริสตอลเหลว หลักการคือด้านหลังจอจะมีไฟส่องสว่าง หรือที่เรียกว่า Backlight อยู่ เมื่อมีการ
ปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปกระตุ้นท่ีผลึก ก็จะทาให้ผลึกโปร่งแสง ทาให้แสงท่ีมาจากไฟ Backlight
แสดงขึ้นมาบนหน้าจอ ส่วนอ่ืนท่ีโดนผลึกปิดกั้นไว้ จะมีสีท่ีแตกต่างกันตามสีของผลึกคริสตัล เช่น
สเี ขยี ว หรือ สฟี ้า ทาให้เม่ือมองไปท่ีจอก็จะพบกับตัวหนังสือสีขาว แล้วพบกับพ้ืนหลังสีต่างๆ กัน
จอ LCD จะแบง่ เป็น 2 แบบใหญๆ่ ตามลักษณะการแสดงผลดังนี้

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

31 ในงานสิ่งแวดลอ้ ม

4.5.1 Character LCD เป็นจอที่แสดงผลเป็นตัวอักษรตามช่องแบบตายตัว เช่น
จอ LCD ขนาด 16x2 หมายถึงใน 1 แถว มีตัวอักษรใส่ได้ 16 ตัว และมีท้ังหมด 2 บรรทัดให้ใช้งาน
ส่วน 20x4 จะหมายถึงใน 1 แถว มตี ัวอกั ษรใสไ่ ด้ 20 ตัว และมีทั้งหมด 2 บรรทัด

4.5.2 Graphic LCD เปน็ จอที่สามารถกาหนดได้ว่าจะให้แต่ละจุดบนหน้าจอก้ันแสง
หรือปล่อยแสงออกไปทาให้จอน้ีสามารถสร้างรูปขึ้นมาบนหน้าจอได้ การระบุขนาดจะระบุใน
ลักษณะของจานวนจุด (Pixels) ในแต่ละแนว เช่น 128x64 หมายถึงจอที่มีจานวนจุดตามแนวนอน
128 จดุ และมีจดุ ตามแนวตั้ง 64 จดุ
การใชง้ านโมดูลจอแสดงผลแบบผลกึ เหลว

1) การเช่ือมต่อแบบขนาน - เป็นการเช่ือมต่อจอ LCD เข้ากับบอร์ด Arduino
โดยตรง โดยจะแบ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบ 4 บิต และการเชื่อมต่อแบบ 8 บิต ใน Arduino จะนิยม
เช่อื มต่อแบบ 4 บติ เน่อื งจากใชส้ ายในการเชอ่ื มต่อน้อยกวา่

รูปที่ 4.19 Arduino เชือ่ มต่อกับจอแสดงผล LCD แบบขนาน 4 บิต

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ จั ฉริยะ

32ในงานส่งิ แวดลอ้ ม

2) การเชื่อมต่อแบบอนุกรม - เป็นการเช่ือต่อกับจอ LCD ผ่านโมดูลแปลง
รูปแบบการเชื่อมต่อกับจอ LCD จากแบบขนาน มาเป็นการเชื่อมต่อแบบอื่นที่ใช้สายน้อยกว่า
เชน่ การใช้โมดูล I2C Serial Interface จะเป็นการนาโมดูลเชื่อมเข้ากับตัวจอ LCD แล้วใช้บอร์ด
Arduino เชื่อมต่อกับบอร์ดโมดูลผ่านโปรโตคอล I2C ทาให้ใช่สายเพียง 4 เส้น ก็ทาให้หน้าจอ
แสดงผลข้อความตา่ งๆ ออกมาได้

รูปที่ 4.18 NodeMCU ESP8266 เช่อื มตอ่ กบั จอแสดงผล LCD แบบ I2C

ระบบอเิ ล็กทรอนิกสอ์ จั ฉริยะ บรรณานกุ รม

33 ในงานสงิ่ แวดล้อม

[1] สกุ ญั ญา พมิ มาด.ี (2563). เกษตรอัจฉรยิ ะ : ภาคสงิ่ แวดล้อม. เข้าถึงได้จาก
https://www4.fisheries.go.th/local/index.php/main/view_activities/1386/88345
(22 พฤษภาคม 2564)

[2] ธนาคารกรุงเทพ. (2562). 5 กรณกี ารใช้ IoT เพ่อื การทาเกษตรอจั ฉริยะ. เข้าถึงได้จาก
https://www.bangkokbanksme.com/en/lot-smart-farm (22 พฤษภาคม 2564)

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

[4] ธติ ศิ กั ดิ์ โพธ์ิทอง, ประสิทธ์ิ เมฆอรณุ 1, และสทิ ธิชัย ชสู าโรง. (2562). การพฒั นาระบบฟาร์ม
อจั ฉริยะสาหรับเกษตรกรยุคใหม่ด้วยซอร์ฟแวรร์ หสั เปิดและอินเทอร์เนต็ ของสรรพส่ิง.
พิษณโุ ลก: มหาวิทยาลยั นเรศวร.

[5] จิตรภณ พนั ธ์ศร, และธนา พรหมสาขา ณ สกลนคร. (2562). โรงเรอื นตน้ แบบ (สมาร์ท
ฟารม์ ) เพ่ือการจดั การวสิ าหกจิ ชุมชน. เชียงใหม:่ มหาวิทยาลัยเชียงใหม.่

[6] ทนั พงษ์ ภรู่ ัก. ความรเู้ กย่ี วกับไมโครคอนโทรลเลอรเ์ บ้ืองต้น. เข้าถงึ ได้จาก
http://sbt.ac.th/2020/ (21 พฤษภาคม 2564)

[7] Arduino.MakerZone. Arduino Basic. เข้าถงึ ไดจ้ าก http://www.arduino-
makerzone.com/ (21 พฤษภาคม 2564)

[8] ไกรสร สืบบุญ. (2560). NodeMCU ESP8266 V3. เข้าถึงไดจ้ าก
https://www.arduinoall.com (24 พฤษภาคม 2564)

[9] คณุ สมบัติของ ESP8266 NodeMCU และการใชง้ านกับ Arduino IDE. (2562). เข้าถงึ ไดจ้ าก
http://nodemcurobot.blogspot.com/2019/05/esp8266-nodemcu-arduino-
ide.html (24 พฤษภาคม 2564)

[10] ระบบเซน็ เซอรต์ รวจวดั สภาพอากาศ (2563). เขา้ ถึงได้จาก
https://www.blockdit.com/posts/5fd0dd1f17b2950d5f73add3 (24 พฤษภาคม
2564)

[11] เซน็ เซอร์วัดฝุ่น PM2.5 EC Sensor Turbidity sensor. (2560). เข้าถงึ ไดจ้ าก
https://www.myarduino.net/product/1162/เซ็นเซอร์วัดฝนุ่ PM2.5-ec-sensor-
turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564)
https://www.arduitronics.com/product/3391/non-contact-water-liquid-level-
sensor-xkc- y25-pnp-5-12v (24 พฤษภาคม 2564)

[12] เซน็ เซอร์วัดระดบั นา้ /ของเหลว แบบไร้สมั ผสั . เขา้ ถงึ ได้จาก
https://www.myarduino.net/product/1162/เซ็นเซอร์วดั ฝ่นุ PM2.5-ec-sensor-
turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564)

ระบบอเิ ลก็ ทรอนกิ สอ์ ัจฉริยะ

34ในงานส่งิ แวดล้อม

[13] PIR SENSOR เซ็นเซอรค์ วามเคล่อื นไหว. (2562). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก
http://www.jlhome.in.th/index.php?route=simple_blog/article/view&simple_blog_a
rticle_id=16. 12

[14] การใชง้ าน DS18B20 Digital Temperature. (2563). เขา้ ถึงไดจ้ าก
http://fitrox.lnwshop.com/ article/53/tutorial-การใช้งาน-ds18b20-digital-
temperature (24 พฤษภาคม 2564)

[15] ไดโอดเลเซอร์ (2564). เขา้ ถงึ ไดจ้ าก http://harrowgolfacademy.com /2017/เครอ่ื งวดั คา่
ทางเทคนิค-2/ (24 พฤษภาคม 2564)

[16] หลักการทางานของ Humidity Sensor. เข้าถงึ ไดจ้ าก
https://mall.factomart.com/principle-of-humidity-sensor/ (24 พฤษภาคม 2564)

[17] สอนใช้งาน Arduino วัดอณุ หภูมแิ ละความชื้นดว้ ย Sensor DHT11. (2563). เขา้ ถึงไดจ้ าก
https://www.allnewstep.com/article/234/34-สอนใช้งาน-arduino-วัดอุณหภูมแิ ละ
ความช้นื ด้วย-sensor-dht11 (24 พฤษภาคม 2564)

[18] โมดลู นาฬกิ า ธีรวัฒน์ ประกอบผล. (2564). เช่อื มต่อและเขยี นโปรแกรมสมองกล Arduino +
LAB Workshop ประยกุ ต์ใชง้ าน. กรุงเทพฯ : รไี ววา่ . (26 พฤษภาคม 2563)

[19] ตัวอยา่ งการใช้งาน Arduino + Relay Module ควบคุมการปดิ เปิดเครอ่ื งใช้ไฟฟ้า. (2560).
เข้าถึงได้จาก https://blog.thaieasyelec.com/example-project-for-control-
electrical-device-using-arduino-and-relay-module/ (24 พฤษภาคม 2564)

[20] เคร่ืองตรวจจบั ฝ่นุ ในกาศ ความรู้เบ้อื งตน้ ของเครื่องตรวจจบั ฝ่นุ ในกาศ เข้าถึงไดจ้ าก
https://www.wongtools.com/content/18143/ (26 พฤษภาคม 2564)

[21] เครือ่ งวดั สภาพอากาศ ความรู้เบอื้ งต้นของเครือ่ งวัดสภาพอากาศ เขา้ ถึงได้จาก
https://www.voake.com/product/st-1030/ (26 พฤษภาคม 2564)

[22] หลอดไฟ LED คืออะไร. (2560). เข้าถึงได้จาก
http://www.diysiam.com/article/article/2/หลอดไฟ-led-คืออะไร (26 พฤษภาคม
2564)

[23] ปั้มออกซเิ จน (Aquarium Pump) มกี ป่ี ระเภทอะไรบ้าง. (2561). เข้าถึงไดจ้ าก
https://xn--12coi1dg0byfa7a9a7j6d.blogspot.com/ (26 พฤษภาคม 2564)

[24] สนธยา นงนชุ . (2559). โมดลู จอ LCD. เข้าถึงไดจ้ าก https://www.ioxhop.com (26
พฤษภาคม 2563)

ระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์อจั ฉรยิ ะ แหล่งอา้ งองิ รปู ภาพ

35 ในงานสง่ิ แวดลอ้ ม

[1] สุกญั ญา พมิ มาด.ี (2563). เกษตรอัจฉริยะ : ภาคส่ิงแวดล้อม. เข้าถึงได้จาก
https://www4.fisheries.go.th/local/index.php/main/view_activities/1386/88345
(22 พฤษภาคม 2564)

[2] Arduino.MakerZone. Arduino Basic. เขา้ ถงึ ไดจ้ าก http://www.arduino-
makerzone.com/ (21 พฤษภาคม 2564)

[3] ไกรสร สบื บญุ . (2560). NodeMCUESP8266V3.
เขา้ ถึงไดจ้ าก https://www.arduinoall.com(24 พฤษภาคม 2564)

[4] คุณสมบัตขิ อง ESP8266 NodeMCU และการใช้งานกบั Arduino IDE. (2562). เข้าถึงได้จาก
http: / / nodemcurobot. blogspot. com/ 2019/ 05/ esp8266- nodemcu- arduino-
ide.html (24 พฤษภาคม 2564)

[5] คณุ สมบตั ิของ ESP8266 NodeMCU และการใช้งานกับ Arduino IDE. (2562). เข้าถึงได้จาก
http: / / nodemcurobot. blogspot. com/ 2019/ 05/ esp8266- nodemcu- arduino-
ide.html (24 พฤษภาคม 2564)

[6] เซ็นเซอรว์ ดั ฝุน่ PM2.5 EC Sensor Turbidity sensor. (2560). เข้าถึงไดจ้ าก
https: / / 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)
https: / / www. arduitronics. com/ product/ 3 3 9 1 / non- contact- water- liquid- level-
sensor-xkc-

[7] เซ็นเซอร์วัดระดับน้า/ของเหลว แบบไร้สัมผัส. เข้าถึงไดจ้ าก
https://www.myarduino.net/product/1162/เซ็นเซอร์วัดฝุ่นPM2.5-ec-sensor-
turbidity-sensor (24 พฤษภาคม 2564)

[8] PIR SENSOR เซ็นเซอรค์ วามเคลือ่ นไหว. (2562). เขา้ ถงึ ได้จาก
http://www.jlhome.in.th/index.php?route=simple_blog/article/view&simple_blog_
article_ id=16. 12 (24 พฤษภาคม 2564)

[9] การใช้งาน DS18B20 Digital Temperature. (2563). เขา้ ถงึ ได้จาก
http://fitrox.lnwshop.com/ article/53/tutorial-การใช้งาน-ds18b20-digital-
temperature (24 พฤษภาคม 2564)

อาชพี ชา่ งตดิ ตง้ั

ระบบระบบอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ัจฉริยะ

ในงานส่ิงแวดลอ้ ม

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