1อาชีพนักออกแบบและพัฒนาอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง-IoT-ผ่านระบบคราวด์-Cloud

หนังสอื อเิ ล็กทรอนิกส์ e-book

อาชีพนักออกแบบและพัฒนา

IOTอินเตอรเ์ น็ตในทุกสรรพสิ่ง
ผ่านระบบ Cloud

คณะครศุ าสตรอ์ ุตสาหกรรมและเทคโนโลยมี หาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชยั
ทุนอดุ หนุนการวจิ ยั จากสานักงานคณะกรรมการกองทนุ สง่ เสริมวิทยาศาสตรว์ จิ ัยและนวัตกรรม

ประจาปีงบประมาณ 2564

นกั ออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

บทเรยี นโมดูล หลกั สูตร อาชีพนกั ออกแบบและพัฒนาอนิ เตอร์เนต็ ในทุกสรรพส่งิ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

โมดูลที่ 1 เร่อื ง พฒั นาฮาร์ดแวร์สาหรับระบบอินเตอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพส่งิ (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

คาแนะนาการใช้บทเรยี นโมดูล

ข้นั ตอนการใช้บทเรียนโมดูล
1. ศึกษาคาแนะนาการใช้บทเรยี นและโครงสรา้ งบทเรยี นโมดูล
2. ทาแบบทดสอบกอ่ นเรียนเพื่อตรวจสอบความรู้พน้ื ฐานของตนเอง
3. การศกึ ษาบทเรยี นโมดลู นกั เรยี นสามารถศกึ ษาเป็นรายบุคคลหรือรายกลุ่มยอ่ ยจานวน 3 – 5 คน
4. ศึกษารายละเอียดของเน้ือหาแต่ละตอน พร้อมทั้งทาตามกิจกรรมต่าง ๆ ท่ีกาหนดในบทเรียน เช่น

บันทกึ เน้ือหาทาการทดลอง ทาแบบฝึกหดั หรอื กจิ กรรมอื่น ๆ ตามที่กาหนดไวใ้ นโมดูล
5. ตรวจแบบฝึกหดั หรือกิจกรรม จากแนวคาตอบท้ายโมดูลเพ่ือตรวจสอบว่านักเรียนมีความเข้าใจใน

เน้ือหาน้ัน ๆ หรือไม่ ถ้าผิดนักเรียนควรทาการศึกษาอีกครั้งพร้อมท้ังปรึกษาเพ่ือนในกลุ่มและซักถาม
ครูผสู้ อนให้เกดิ ความเข้าใจก่อนทาการศึกษาตอ่ ไป

6. ทาแบบทดสอบหลังเรยี น เพื่อตรวจสอบวา่ ตนเองมคี วามรู้ผ่านเกณฑก์ ารประเมิน โดยมีเกณฑ์
การประเมินร้อยละ 70 และ ใหผ้ า่ นไปเรยี นโมดลู ต่อไป

7. นักเรียนที่ไมผ่ า่ นเกณฑ์การประเมินรอ้ ยละ 70 ให้นกั เรียนเรียนซ่อมเสริม และให้กลับไปศึกษา
เนือ้ หาในโมดูลตามขั้นตอนอีกคร้งั พร้อมทง้ั ปรกึ ษาและซักถามครจู นเกดิ ความเข้าในเน้ือหาแล้วจึงทา
แบบทดสอบหลังเรียนชดุ เดิมอีกครั้ง ถ้าผ่านเกณฑก์ ารประเมินจงึ เรียนโมดลู ต่อไป

8. ขณะทากจิ กรรมนกั เรียนต้องมีความซื่อสตั ย์ต่อตนเอง โดยต้องไมด่ แู นวทางการตอบเพราะจะไม่มี
ประโยชน์ใด ๆ ต่อนักเรยี น

9. การเรียนรู้ด้วยวิธีน้ี นักเรียนจาต้องซ่ือสัตย์ต่อตนเองและมีความเช่ือมั่นในตนเองว่าทุกคนมี
สามารถในการเรียนและผ่านเกณฑก์ ารประเมนิ ผลท่กี าหนดไว้ได้หากมีความต้ังใจจริงและมคี วามมุ่งม่ัน

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT สารบัญ

ผา่ นระบบ Cloud

คาแนะนาการใช้บทเรียนโมดลู หนา้
ขน้ั ตอนการใชบ้ ทเรยี นโมดูล
ออกแบบระบบสาหรับอินเตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสงิ่ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud) 1
1
เทคโนโลยีระบบสาหรบั อินเตอร์เนต็ ในทุกสรรพสิ่ง (IoT) 7
การใช้ระบบสาหรับอินเตอร์เน็ตในทกุ สรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 9
หลักการออกแบบระบบสาหรบั อนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์
(Cloud) 11
การเชอื่ มตอ่ และสอ่ื สารระบบสาหรบั อินเตอร์เนต็ ในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบ
คลาวด์ (Cloud) 14
การเลอื กไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใชใ้ นอินเตอรเ์ น็ตในทุกสรรพสง่ิ (IoT) ผา่ น
ระบบคลาวด์ (Cloud) 14
หลักการเลือกอปุ กรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์จากแบบที่กาหนด 18
โครงสรา้ งท่ัวไปของไมโครคอนโทรลเลอร์ 20
หลกั การทางานพื้นฐานของไมโครคอนโทรล- เลอรส์ าหรับใชใ้ นอนิ เตอร์เนต็ ในทุก
สรรพส่ิง (IoT 22
การเลอื กโมดลู อินพตุ สาหรบั ระบบอินเตอร์เนต็ ในทุกสรรพสงิ่ (IoT) ผา่ นระบบ
คลาวด์ (Cloud)

การใชง้ านโมดลู อินพุตแบบต่างๆ สาหรับระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) 22
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
การเลือกโมดูลเอาตพ์ ุตสาหรบั ระบบอนิ เตอรเ์ น็ตในทุกสรรพสิง่ (IoT) ผา่ นระบบ 31
คลาวด์ (Cloud)
การใชง้ านโมดลู เอาตพ์ ตุ แบบตา่ งๆ สาหรบั ระบบอนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) 31
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
การประกอบระบบอนิ เตอร์เนต็ ในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud) 39
การประกอบระบบอนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud) 39
การตรวจสอบและตกแตง่ ชิน้ งาน ระบบอนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบ 44
คลาวด์ (Cloud)
การทดสอบระบบอินเตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 45
หลักการทดสอบระบบอนิ เตอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 45
การใช้เครอ่ื งมือวดั ทางไฟฟ้าท่ีสาคญั 46
การใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอนิ เตอรเ์ นต็ ในทุกสรรพสิ่ง (IoT) 46
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
บรรณานุกรม 51

1 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

บทเรียนโมดลู หลกั สูตร อาชีพนกั ออกแบบและพัฒนาอินเตอร์เนต็ ในทกุ สรรพส่งิ (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

โมดลู ที่ 1 เรอ่ื ง พัฒนาฮารด์ แวร์สาหรบั ระบบอนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพสงิ่ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things : IoT) เป็นเทคโนโลยีท่ีเกิดจากการทางานร่วมกัน
ระหว่างระบบเครอื ขา่ ย ระบบอเิ ล็กทรอนิกส์ และเคร่ืองกลท่ที าใหเ้ กดิ การถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกันได้โดยผ่าน
เครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยไม่จาเป็นต้องอาศัยการปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์เข้ามาเกี่ยวข้อง ปัจจุบันได้มีบทบาท
อย่าง มากในระบบอัจฉริยะต่าง ๆ โดยเฉพาะระบบอาคารอัจฉริยะ (Smart Building) พ้ืนฐานของระบบ
มักจะ ประกอบด้วยเซนเซอร์ต่าง ๆ จานวนมาก เชื่อมต่อผ่านบอร์ดควบคุม เพ่ือตรวจวัดข้อมูล และรอรับ
คาส่ัง ซึ่ง ข้อมูลจากเซนเซอร์ต่าง ๆ น้ันมีความสาคัญอย่างมาก เป็นพ้ืนฐานของระบบ Big Data ท่ีช่วยใน
การวิเคราะห์และ ตัดสินใจของระบบสาคัญอ่นื ๆ อกี มากมาย

1. การออกแบบระบบสาหรบั อินเตอร์เนต็ ในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
สาหรับ IoTส่วนใหญ่แล้ว ส่วนหัว (หรืออาจเรียกว่าสมอง) ของระบบนั้นอยู่ในคลาวด์ บริการบน

คลาวด์หรือแอปพลิเคชันปลายทางเป็นอีกหนึ่งจุดปลายทางในระบบ IoTซ่ึงมีความสาคัญต่อการรับ
ผลประโยชน์ที่แท้จริงของโหนดปลายทางที่ใช้งานอยู่ เซนเซอร์และอุปกรณ์จะเก็บรวบรวมข้อมูลและ
ดาเนินการต่าง ๆ แต่การประมวลผลจะเกิดข้ึนในคลาวด์เป็นหลัก Cloud for IoT เป็นชุดของบริการที่ได้รับ
การจัดการและผสานรวมเต็มรูปแบบ ซ่ึงทาให้คณุ สามารถเชือ่ มต่อ จัดการ และนาเข้าข้อมูล IoTจากอุปกรณ์
ท่ีกระจายอยู่ทั่วโลกท่ีกระบวนการขนาดใหญ่ วิเคราะห์/แสดงข้อมูลดังกล่าวแบบเรียลไทม์ นาการ
เปล่ยี นแปลงการดาเนินการไปปฏิบัติ และดาเนินการตามความจาเปน็ อยา่ งงา่ ยดายและปลอดภัย

1.1 เทคโนโลยรี ะบบสาหรบั อนิ เตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสิง่ (IoT)
อินเทอร์เน็ตสาหรับสรรพสิ่ง หรือ Internet ofThings (IoT) คือ สภาพแวดล้อมอัน

ประกอบด้วยสรรพส่ิงท่ีสามารถ สื่อสารและเช่ือมต่อกันได้ผ่านโพรโทคอลการสื่อสารท้ังแบบ ใช้สายและไร้
สาย โดยสรรพส่ิงตา่ ง ๆ มวี ิธกี ารระบตุ ัวตนได้ รับรูบ้ ริบทของสภาพแวดล้อมได้ และมีปฏิสัมพันธ์โต้ตอบและ
ทางานร่วมกันได้ เป็นแนวความคิดที่ถูกคิดข้ึนโดย Kevin Ashton ในปี 1999 เริ่มต้นจากโครงการ Auto-ID
Center ทีม่ หาวทิ ยาลัย Massachusetts Institute of Technology หรือ MIT จาก เทคโนโลยี RFID ที่จะทา
ให้เป็นมาตรฐานระดับโลกสาหรับRFIDSensorsต่าง ๆท่ีจะเช่ือมต่อกันได้ ซึ่งมีโครงสร้าง พื้นฐานที่สามารถ
เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ โดยอาศัยตัว Sensor ในการส่ือสารถึงกันส่งผลให้อุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถ ส่ือสาร
กันได้โดยมีวัตถุประสงค์และจุดเร่ิมต้นของคาว่า Internet of Things จากการมองเห็นภาพโครงสร้าง
พื้นฐาน ในการเพ่ิมขีดความสามารถในการรับข้อมูลทางกายภาพของ คอมพิวเตอร์ โดยปราศจากการ
แทรกแซงของมนษุ ย์ Ashton กล่าววา่ คอมพิวเตอรใ์ นปจั จุบนั มกี าร เชอ่ื มต่ออินเทอรเ์ นต็ เกอื บทงั้ หมด

นกั ออกแบบและพัฒนา IOT 2

ผ่านระบบ Cloud

เทคโนโลยี IoTมีความจาเป็นต้องทางานร่วมกับอุปกรณ์ประเภท RFIDและ Sensorsซ่ึง
เปรียบเสมือนการเติมสมองให้กับอุปกรณ์ต่างๆ ที่ขาดไม่คือการเช่ือมต่ออินเตอร์เน็ต เพ่ือให้อุปกรณ์
สามารถรับสง่ ขอ้ มลู ถงึ กนั ได้ เทคโนโลยี IoT มีประโยชน์ในหลายด้าน แต่ก็มาพร้อมกับความเส่ียง เพราะหาก
ระบบรักษาความปลอดภัยของอุปกรณ์ และเครือข่ายอินเตอร์เน็ตไม่ดีพอ ก็อาจทาให้มีผู้ไม่ประสงค์ดีเข้ามา
ขโมยขอ้ มูลหรือละเมิดความเป็นสว่ นตัวของเราได้ ดังนั้นการพัฒนา IoT จึงจาเป็นต้องพัฒนามาตรการ และ
ระบบรักษาความปลอดภัยไอทคี วบคู่กนั ไปด้วย เทคโนโลยีที่ทาให้ IoT เกิดขึ้นได้จริงและสร้างผลกระทบ ในวง
กวา้ งได้ แบง่ ออกเป็น 3 กลุม่ ได้แก่

1) เทคโนโลยีทชี่ ว่ ย ให้สรรพส่ิงรับรขู้ อ้ มูลในบรบิ ทท่ีเกี่ยวขอ้ ง เชน่ เซน็ เซอร์
2) เทคโนโลยีท่ีช่วยให้สรรพ่ส่ิงมีความสามารถในการสื่อสาร เช่น ระบบสมองกลฝังตัว
รวมถงึ การส่อื สารแบบไรส้ ายทีใ่ ช้ พลงั งานต่า อาทิ Zigbee, 6LowPAN, Low-power Bluetooth
3) เทคโนโลยีท่ีช่วยให้สรรพส่ิงประมวลผล ข้อมูลในบริบทของตน เช่น เทคโนโลยีการ
ประมวลผลแบบ คลาวด์ และเทคโนโลยกี ารวเิ คราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่

ภาพท่ี 1-1 เทคโนโลยีระบบสาหรบั อนิ เตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) [1]

3 นกั ออกแบบและพัฒนา IOT

ผ่านระบบ Cloud

1.1.1 องคป์ ระกอบของ IoT
คาวา่ อินเทอร์เนต็ สาหรับสรรพส่ิง ซง่ึ แสดงถงึ การ เช่ือมต่อระหว่างสรรพส่ิงท่ีสามารถจับต้อง

ได้ ให้เกิดการ สื่อสารระหว่างกันได้ผ่านอินเทอร์เน็ต โดยวิธีการเชื่อมต่อระหว่างสรรพสิ่งและ IoT มีอยู่ 2
วิธีการ

1) Cloud Service: การมีปฏิสัมพันธ์โดยตรง เป็นการ เชื่อมต่อกันแบบ peer-to-peer
protocols ยกตัวอย่างเช่น Bluetooth หรือ Wi-Fi และ เชื่อมโยงแบบ Internet protocols ยกตัวอย่างเช่น
HTTP และ TCP

2) Proxy Web Service: การปฏิสัมพันธ์ผ่าน proxy ปฏิสัมพันธ์แบบน้ีจะเกิดขึ้นต่อเม่ือ
อปุ กรณร์ ับข้อมลู เช่นsmartphone อย่ใู นระยะใกล้กับอุปกรณ์ท่ีเปิดใช้งานใน รูปแบบ IoT และสามารถค้นหา
ข้อมูลเพิ่มเติมเกีย่ วกบั ส่ิงท่ี สนใจผา่ นเวบ็ ไซตโ์ ดยอัตโนมตั ิ

1.1.2 ประโยชน์ของ IoT
การที่เทคโนโลยีเป็นที่แพร่หลายน้ันไม่ได้อยู่ที่ปัจจัยด้านราคาอย่างเดียว แต่เทคโนโลยีนั้นต้อง

ส่งมอบประโยชนต์ อ่ ชวี ิตของผูใ้ ช้ดว้ ย ซึ่ง IoT ก่อให้เกิดประโยชนใ์ นด้านต่าง ๆ มากมาย อาทิ
1) ดา้ นพลงั งาน
มีการนา IoTมาใช้จะเพม่ิ ความฉลาดของระบบพลังงานและระบบโครงสร้างพ้ืนฐานด้าน

พลังงาน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการพลังงานจากท่อส่งอัจฉริยะ (Smart Pipelines) ถึงมิเตอร์
อัจฉริยะ (Smart Meters) และโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid) ทุกแง่มุมของการสร้างและส่งต่อ
พลังงานล้วนถูกทาให้มีความปลอดภัยยิ่งขึ้น พ่ึงพาอาศัยกันได้มากขึ้น และมีประสิทธิภาพย่ิงขึ้นด้วย เพ่ือ
ตอบสนองความกระหายพลังงานของโลก หรือทีเ่ รยี กวา่ พลังงานอัจริยะ หรอื Smart Energy

ภาพท่ี 1-2 ประโยชน์ IoT ดา้ นพลังงาน [2]

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 4

ผ่านระบบ Cloud

2) ดา้ นการดูแลสุขภาพ
ตัวเลขค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพโดยเฉลี่ยสูงกว่า 10% ของ GDP ในระดับชาติของ

ทัว่ โลก IoT จึงเป็นหวั ใจหลักในการปรับปรุงการนาเสนอบริการสาคัญด้านการดูแลสุขภาพผ่านการเชื่อมต่อ
และการแบ่งปันข้อมูล ซึ่งเป็นเหตุผลของการสร้างศูนย์ทดลอง Connected Care ของ IIC โดยสมาชิกของ
ศูนยด์ ังกล่าวตา่ งมุ่งเนน้ ในการสร้างระบบนิเวศด้านการดูแลสุขภาพผ่าน IoT ในระบบเปิดไว้สาหรับสอดส่อง
ดูแลผปู้ ่วยทอ่ี ยู่ที่บ้านหรอื ทีอ่ ยรู่ ะยะไกล โดยมีระบบบริหารจัดการจากระยะไกลท่ีมีระบบรักษาความปลอดภัย
อย่างดีไว้สาหรับคอยติดตามดูอาการของผู้ป่วยเรื้อรัง ส่ิงนี้มอบศักยภาพในการสร้างโซลูชันในราคา
เหมาะสมสาหรับผู้ป่วยและครอบครัว อีกท้ังยังช่วยให้ผู้ดูแลมีโอกาสดูแลผู้ป่วยได้อย่างต่อเนื่องและมี
ประสิทธภิ าพ

ภาพที่ 1-3 ประโยชน์ IoT ด้านการดูแลสขุ ภาพ [2]

3) การลดความสญู เสยี ในการขนสง่
IoTสามารถสร้างระบบขนส่งท่ีสามารถรับรู้การเปล่ียนแปลงท่ีเกิดข้ึนและดาเนินการ

ตอบสนองได้อย่างรวดเร็วในแบบเรียลไทม์ ท้ังเพ่ิมประสิทธิภาพในการดาเนินงานและความปลอดภัยของ
สาธารณะ ลดชว่ งเวลาดาวนไ์ ทม์ และดูแลเร่ืองของการบารุงรักษาระบบหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ในเชิงป้องกัน
กอ่ นที่จะเกดิ ความขัดข้องกบั ช้นิ สว่ นเครอ่ื งจักรหรอื อุปกรณ์ด้วยการวิเคราะห์และดาเนินการแก้ไขตามข้อมูล
ที่ได้จากตรวจสอบเซนเซอร์และเคร่ืองจักรท่ีอยู่แวดล้อม อาทิ สภาพภูมิอากาศ ท้ังสามารถระบุเส้นทางได้
อย่างมีประสิทธิภาพมากข้ึน พร้อมกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานจากการวิเคราะห์
ความสามารถ

ภาพท่ี 1-4 ประโยชน์ IoT การลดความสญู เสียในการขนส่ง [2]

5 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

4) ภาคการผลิตและระบบซัพพลายเชน
นวัตกรรมด้าน IoT ในภาคการผลิตซ่ึงปัจจุบันพัฒนาไปสู่โรงงานอัจฉริยะแห่งอนาคต

(Smart Factory) IoT ใหค้ วามสามารถในการปรับปรุงประสิทธภิ าพและผลลพั ธ์ได้อย่างมากมายมหาศาล
ทั้งในเร่ืองของกระบวนการผลิตไปตลอดท่ัวท้ังซัพพลายเชนด้วย IoT กระบวนการผลิตจะควบคุมการ
ทางานได้ด้วยตัวเองจากเคร่ืองจักรและอุปกรณ์ที่มีความชาญฉลาด สามารถดาเนินการแก้ไขเพ่ือ
หลีกเล่ียงการเกิดเหตุขัดข้องแบบท่ีไม่ได้คาดการณ์ล่วงหน้า โดยจะมีการเปล่ียนชิ้นส่วนต่าง ๆ ได้เองโดย
อัตโนมัติจากการนาข้อมูลเรียลไทม์มาใช้ และอุปกรณ์ดิจิทัลแบบพกพาทุกช้ินในโรงงานจะต้องรายงาน
สถานะของอุปกรณท์ ุกชิ้นที่ซ่อมอยู่ และสามารถใช้มือถือของเจ้าหน้าท่ีเข้าถึงข้อมูลการดาเนินงานได้แบบ
เรียลไทม์ โดยตัวเซนเซอร์ของอุปกรณ์สวมใส่จะติดตามตาแหน่งของพนักงานในโรงงานแต่ละคนได้ ใน
กรณที ่เี กดิ เหตุฉกุ เฉนิ ข้ึน

ภาพที่ 1-5 ภาคการผลติ และระบบซพั พลายเซน [2]
ภาพที่ 1-5 ภาคการผลติ และระบบซพั พลายเชน

1.1.3 อปุ กรณ์ทเ่ี ป็น Internet of Things
Things หรือ สรรพสิ่ง” ในความหมายของ Internet of Things สามารถหมายถึง

อุปกรณ์ท่ีแตกตา่ งหลากหลาย เชน่ อุปกรณ์วดั อัตราหัวใจแบบฝงั ในรา่ งกาย แท็กไบโอชิปท่ีติดกับปศุสัตว์
ยานยนต์ที่มีเซ็นเซอร์ในตัว อุปกรณ์วิเคราะห์ดีเอ็นเอในส่ิงแวดล้อมหรืออาหาร อุปกรณ์เหล่านี้จะจัดเก็บ
ข้อมูลทเ่ี ป็นประโยชน์ด้วยการใช้เทคโนโลยีหลากหลายชนิดและจากการส่งต่อข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อื่น ๆ
โดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเชน่

นักออกแบบและพฒั นา IOT 6

ผ่านระบบ Cloud

1) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ท่ีถือว่าเป็น Internet of Things ชิ้นแรกของโลกก็คือ ตู้ ATM ท่ีเราใช้กด
เงินกนั เพราะมันสามารถเชื่อมต่อส่ือสารหากันได้ผ่านเครือข่ายของธนาคารและสาขาต่าง ๆ ซึ่ง ATM นั้นถือ
กาเนดิ ขน้ึ มาตงั้ แต่ปี 1974 กอ่ นทีจ่ ะมีการนิยามคาว่า Internet of Things

ภาพที่ 1-6 ตู้ ATM ช้ินแรกของโลก [3]

2) เครอ่ื งซกั ผ้า-อบผ้าทีต่ อ่ กบั เครือข่ายไวไฟ เพ่ือให้สามารถดสู ถานะจากระยะไกลได้
3) เคร่ืองควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ จะปรับค่าต่าง ๆ เองได้ สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตัวเองโดยดูจาก
พฤตกิ รรมของผู้ใช้ อาศัยข้อมูลจากการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีไร้สาย และโทรศัพท์สมาร์ตโฟน ทา
ให้ปรับต้ังอุณหภูมิได้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น สามารถเปิดปิดระบบปรับอากาศเมื่อต้องการใช้โดย
อัตโนมัติ เช่น สามารถรู้ว่าเจ้าของบ้านไม่อยู่บ้านจากตาแหน่ง GPSท่ีส่งมาจากมือถือของเจ้าของบ้าน เทอร์
โมสตัทก็จะตัดการทางานเครื่องปรับอากาศ และในทางกลับกัน เมื่อเจ้าของบ้านกลับมาใกล้บ้านก็จะเริ่มเปิด
แอร์ปรับอุณหภูมิลงให้พอเหมาะเมื่อเจ้าของบ้านถึงบ้านพอดี และเทอร์โมสตัทบางรุ่น มี Sensorในตัว
สามารถรู้ได้ว่ามีคนอยู่ในห้องหรือไม่ ถ้าห้องไหนไม่มีคนก็จะปรับอุณหภูมิห้องให้สูงขึ้น ห้องไหนมีคนใช้งานก็
จะปรับอุณหภูมิให้พอดี เหมาะกับบ้านหรือสานักงานที่มีหลายห้องแต่ไม่ได้มีประตูกั้นแยกห้อง และไม่ได้ใช้งาน
พรอ้ ม
4) กล้องวงจรปิดหรือ CCTV อัจฉริยะ ปัจจุบันกล้อง CCTV ราคาถูกลงมาก กล้องช่วยตรวจจับ
ความผิดปกติทั้งในบ้านหรือในเมืองต่าง ช่วยป้องกันภัยคุกคามได้ จึงเป็นท่ีนิยมในบ้านอยู่อาศัยมากขึ้นด้วย
เชน่ กัน เน่อื งจากต่ออินเทอรเ์ น็ตไดอ้ ยา่ งงา่ ยดาย โดยการเชื่อมต่อสัญญาณ WiFi หรือบางรุ่นสามารถใส่ซิม
เข้าไปในเคร่ืองได้เลย และสามารถตรวจสอบข้อมูลภาพและเสียงจากมือถือได้ รวมถึงสามารถเก็บภาพคลิป
ต่าง ๆ ไปสารองขอ้ มลู ไว้ทร่ี ะบบ Cloud
5) นาฬิกาอจั ฉริยะ นอกจากใช้ดูเวลาแล้วยังถ่ายรูป บันทึกวิดีโอ รับ-ส่งอีเมล จับเวลา นับก้าวเดิน
คานวณระยะและพลังงานท่ีรา่ งกายใช้นอกจากนี้ยังใชเ้ ป็นรีโมตคอนโทรลของโทรทัศน์ ไดอ้ ีกดว้ ย

7 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

1.2 การใช้ระบบสาหรบั อนิ เตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
การใชง้ าน IoT ถา้ เปน็ การทดลองหรือระบบเล็ก ๆ ท่ีมีจานวนอุปกรณ์ไม่มาก การทางาน

ไมช่ บั ชอ้ น และอยใู่ บรเิ วณทเ่ี ราเขา้ ถงึ ได้ เช่น ในบ้าน เราก็อาจใช้การเขียนโปรแกรมควบคุมโดยตรงได้ แต่
เมื่องานใหญ่ข้ึน ระบบมีอุปกรณ์จานวนมาก มีการทางานที่ชับซ้อนข้ึน การเขียนโปรแกรมควบคุมเอง
ทั้งหมดจะเร่ิมยุ่งยากขึ้น รวมท้ังมีภาระในการดูแลระบบท้ังหมดตามมาซ่ึงจะเพิ่มข้ึนอย่างทวีคูณ เพราะ
อุปกรณ์ IoT น้ันโดยปกติจะมีจานวนมากมายมหาศาล แต่มักมีความสามารถในการทางานไม่สูงมากนัก
ไม่สามารถรันโปรแกรมที่ชับซ้อนมากได้ เพราะออกแบบมาเน้นให้ประหยัดพลังงาน เพื่อให้ทางานโดย
อาศยั แบตเตอร่ไี ดต้ ่อเนื่องยาวนานดงั นน้ั การทาโครงการ IoT ขนาดกลางๆ ขึ้นไปจนถึงขนาดใหญ่จึงมักมี
การนาเอาระบบ cloud ที่เช่ือมตอ่ ผา่ นเนต็ เวิร์กหรอื อินเทอรเ์ นต็ เข้ามาใช้ ซึ่งจะช่วยในเร่ืองต่างๆ มากมาย
ตัวอยา่ งเชน่

1) ความสามารถในการจัดการ จัดเก็บ และประมวลผลข้อมูล รวมไปถึงการจัดการกับ
ข้อมูลปริมาณมหาศาลท่ีไหลเข้ามาจากอุปกรณ์ต่างๆ อย่างต่อเน่ือง (Big Data) ซ่ึงตั๋ว microcontroller
ไม่ว่าจะเป็น Arduinoหรือตัวอื่นๆ มักจะมีความสามารถจากัด ไม่สามารถทางานกับโปรแกรมที่ชับช้อน
หรือข้อมูลปริมาณมากๆ จึงต้องส่งข้อมูลมาเก็บรวบรวมไว้ที่ส่วนกลาง เพื่อให้ระบบบน cloud
ประมวลผลต่อไป

ภาพที่ 1-7 Cloud Computing [3]

นักออกแบบและพัฒนา IOT 8

ผา่ นระบบ Cloud

2) การเชื่อมต่อเน็ดเวิร์กท่ีเช่ือถือได้ตลอดเวลา แทนท่ีจะตั้งเครื่อง Server เองเพื่อรวมข้อมูลและเช่ือมต่อ
ประสานการทางานของอปุ กรณท์ ้ังหมด ผ่าน LAN หรือ Wi-fi ซง่ึ จะตอ้ งเปิดเคร่ืองดึงไว้ตลอดเวลา รวมท้ัง
ค่อยดูแลเน็ดเวิร์กไม่ให้หลุดดูแลเคร่ือง server ไม่ให้ hang รวมทั้งการอัพเดทชอฟต์แวร์ระบบต่างๆ ของ
เครอ่ื งนน้ั ๆ ซึ่งเปน็ ภาระและเปลืองค่าใช้จ่ายในระยะยาว การยกเอางานนี้ข้ึนมาทาบนระบบ cloud โดยให้ทุก
อุปกรณ์ I01 เช่ือมต่อผ่านเน็ตเข้ามาที่ cloudแทน จะลดหรือตัดงานส่วนนี้ออกไปได้ท้ังหมด รวมถึงการ
เชอื่ มตอ่ หรอื เรียกใช้บริการอน่ื ๆ ทมี่ ีบนระบบอนิ เทอรเ์ นต็ ดว้ ย

3) ความปลอดภัยจากการจู่โจม ทั้งที่ระบบคอมพิวเตอร์กลาง (server) หรือท่ีอุปกรณ์10T ปลายทางด้วย
เทคนคิ ตา่ งๆ ไม่วา่ จะเปน็ การจู่โจมด้วยโปรแกรมมงุ่ ร้ายหรือมลั แวร์ (Malware) การเจาะระบบเน็ดเวิร์กด้วย
แฮกเกอร์ หรือการเข้าถึงอุปกรณ์IOTปลายทางตัวใดตัวหนึ่งแล้วพยายามจะย้อนกลับมาเข้าระบบเพื่อ
เข้าถึงอุปกรณ์ตัวอื่นๆ ทั้งหมดน้ีจะต้องมีกลไกในระบบ cloud ท่ีคอยสกัดเอาไว้ให้ได้การต่อยอดไปใช้
ซอฟต์แวร์ท่ีชับซ้อนข้ึน รวมถึงด้าน Artificial Intelligence (AI),Machine Learning (ML), Data
Science หรืออ่ืนๆ ซ่ึงต้องอาศัยการเขียนโปรแกรมและ เibrary เฉพาะทางท่ีชับช้อนเกินกว่าจะติดต้ังบน
เครื่อง server เอง

ภาพท่ี 1-8 Artificial Intelligence (AI) [5]

4) การติดตั้งและเชื่อมต่ออุปกรณ์ I0Tจานวนมากๆ นับร้อยนับพันตัวเข้ามาที่ส่วนกลาง
(Installation/Deployment) ซึ่งเป็นงานที่ต้องทาซ้าแล้วซ้าอีก บริการบนcloud จะมีเครื่องมือหรือกลไก
ทาง ชอฟต์แวร์ท่ีช่วยลดภาระในเรื่องนี้การดูและระบบงานจริงให้ทางานต่อเนื่อง (Continuous
Operation) รวมไปถงึ บริการแจง้ เตือน (Notification) ต่างๆ เมื่อเกิดความผิดปกติกับระบบ อุปกรณ์หรือ
มีข้อมูลหรือปรากฎการณ์ในลักษณะท่ีต้ังไว้ เช่น ระบบกล้องตรวจจับใบหน้าตรวจพบบุคคลท่ีต้องการตัว
หรือระบบวัดอุณหภูมิก่อนเข้าอาคาร ตรวจพบผู้ที่สงสัยจะป่วยเพราะวัดได้เกิน 37.6 องศา ระบบวัด
ความชื้นในดนิ วัดคา่ ไดส้ ูงมากแสดงวา่ อาจเกดิ น้าทว่ มขัง เป็นต้นARDUINO

9 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

5) การเชอื่ มตอ่ กบั ระบบหรอื ชอฟต์แวร์/ฮาร์ดแวรอ์ ่ืนๆ เช่น มหี น้าจอควบคุม (Dashboard) หลัก หรือ
แสดงผลบนสมาร์ทโฟน เชื่อมต่อกับระบบอีเมล์ ระบบMobile หรือ web app ต่างๆ เช่น ผ่าน server
ของระบบ Blynk

ภาพที่1-9 ระบบ Blynk [5]

1.3 หลกั การออกแบบระบบสาหรบั อนิ เตอร์เน็ตในทกุ สรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
การประมวลผลบนคลาวนด์มีความสัมพันธ์และ มีประโยชน์กับ IoTช่วยให้อุปกรณ์ที่เป็น IoT

สามารถเข้าถึง ศักยภาพที่แท้จริงของอินเตอร์เน็ตได้ ไม่ว่าจะเป็นการ ประมวลผลที่มีความเร็วสูงการ
ได้มาซึ่งข้อมูลที่หลากหลาย และตามเวลาจริง การรับส่งข้อมูลจานวนมาก การรักษา ความปลอดภัย
ของข้อมลู ฯลฯซึง่ ตอบสนองตอ่ จดุ ประสงค์ และแนวคิดของ IoT ในการสรา้ งอุปกรณช์ าญฉลาด

1.3.1 อปุ กรณท์ ่ใี ชใ้ นการออกแบบ
1) อุปกรณ์ฮาร์ดแวรท์ ี่นามาใช้งาน

 บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller Boards) เชน่ บอรด์ Arduino เปน็
ตน้ ในกลุ่มนี้ ถา้ จะนามาใชด้ า้ น IoT กจ็ ะต้องเปน็ บอรด์ ทีเ่ ชื่อมต่อได้ เช่น Ethernet,
WiFi/BLE, LoRa, SigFox, NB-IoTเป็นต้น

 คอมพิวเตอร์บอร์ดเด่ียว (Single-BoardkComputer: SBC) เช่น บอร์ด
Raspberry Pi

นักออกแบบและพฒั นา IOT 10

ผ่านระบบ Cloud

ภาพที่1-10 บอรด์ Arduino [5]

2) อุปกรณ์แบบ SBC
ใช้ระบบปฏิบัติการในการทางานร่วมด้วย เช่น Ubuntu/ Debian,Yocto-basedpEmbedded

Linux, OpenWrt เป็นต้น อุปกรณก์ ลุ่มนี้จะมีความสามารถในการประมวลผลและความจุของหน่วยความจา
สูงกว่าบอร์ดจาพวกไมโครคอนโทรลเลอร์ รองรับการเชื่อมต่อได้หลายรูปแบบ เช่น Ethernet,WiFi/BLE
และอาจรวมถึง 4G/LTE (Cellular), NB-Iota, Lora เป็นอุปกรณ์ต่อเพ่ิม เช่น มีลักษณะเป็นบอร์ด Shield
หรือ Mini PCI-e card เปน็ ต้น

เม่ือเลือกฮาร์ดแวร์พร้อมความสามารถในการเชื่อมต่อได้แล้ว จากนั้นจึงเป็นการเรียนรู้การเขียน
โค้ดในภาษาท่ีเลือกใช้C/C++,Arduino-Compatibleหรือภาษาคอมพิวเตอร์ในระดับสูงเช่น Python (Micro
Python/Circuit Python),JavaScript/Nodes (Espino), Lau เปน็ ต้น ทาตามตัวอย่างเช่นจากแหล่งต่าง ๆ
หรือมกี ารแชรไ์ วใ้ น GitHub เป็นตน้

เริ่มหาอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น โมดูลเซ็นเซอร์ (Sensors) ซ่ึงอาจจะรวมอยู่ไว้บนบอร์ดแล้ว เช่น เพ่ือ
วดั ค่าอณุ หภูมิ-ความชื้นสัมพัทธ์ หรือค่าอ่ืน ๆ เกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น และรวมถึงอุปกรณ์เพื่อใช้เป็น
เอาต์พุตหรือแอคชูเอเตอร์ (Actuators)เช่น โมดูลรีเลย์สาหรับควบคุมโหลดไฟฟ้า บอร์ดควบคุมการ
ทางานมอเตอร์ไฟฟ้า เปน็ ตน้ ยง่ิ ถา้ มไี ลบรารมี าให้ใช้งานดว้ ย กจ็ ะสะดวกและงา่ ยต่อการเรียนรู้

ภาพท่ี 1-11 โมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับเสียง [5]

11 นกั ออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

. ท้ายสุด ไมว่ า่ จะใช้ฮาร์ดแวรอ์ ะไร เขยี นด้วยภาษาอะไร ก็จะลู่เข้าสกู่ ารเชอ่ื มต่อกับบริการในระบบ
คลาวด์ ซง่ึ อาจจะมีทดลองใชบ้ ริการฟรี แต่อาจมีข้อจากัดในการใช้งาน ซ่ึงก็มีให้เลือกทดลองใช้ได้หลาย
สิบรายในปจั จุบัน หรืออาจยอมเสียค่าบริการรายเดือน เช่น Microsoft IoT Azure, Amazon AWS IoT
เป็นต้น นอกจากน้ันยังสามารถใช้แอคพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน เช่ือมต่อกับบริการในระบบคลาวด์
ดังกล่าวได้ด้วย เช่น ลองนึกถึงกรณีการทาสมาร์ทฟารม์ เราต้องการดูสถานะของระบบผ่านสมาร์ทโฟน
ทไ่ี หนเมอื่ ไหรก่ ็ได้ เปน็ ต้น

ทุกอย่างวิ่งไปท่ีคลาวด์ ข้อมูลถูกส่งขึ้นระบบคลาวด์ผ่านทางอินเทอร์เน็ตในช่องทางต่าง ๆ มี
การจัดเก็บข้อมูลในระบบฐานข้อมูลแบบต่าง ๆ (DataljStorage)มีบริการวิเคราะห์ข้อมูล (Data
Analytics) รวมถงึ การประยุกต์ใช้เทคนิคทางปัญญาประดิษฐ์ และแสดงข้อมูลเชิงกราฟิกรูปแบบต่าง ๆ
(Data Visualization) ข้อดีคือ ระบบคลาวด์มีความสามารถสูงในการประมวลผล การจัดเก็บข้อมูล
การรกั ษาความปลอดภัย เป็นตน้

1.4 การเชื่อมต่อและสื่อสารระบบสาหรับอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT)ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud)

จากประโยชน์ของการนาเอาระบบ Cloudเข้ามาใช้ โดยมี CloudgServerทาหน้าท่ีเป็นศูนย์กลาง
การเช่ือมตอ่ ระหว่างอุปกรณ์ IoT ทพี่ ฒั นาขึน้ กบั อุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ อย่าง คอมพิวเตอร์และสมาร์ท
โฟน นอกจากจะช่วยลดความยุ่งยากใน การจัดเตรียมเชิร์ฟเวอร์ขึ้นมาใช้งานเองแล้ว IoT
CloudhPlatformจากหลายๆ ผู้ให้บริการ ยังมีส่ิงอานวยความสะดวกต่าง ๆ มาให้อย่างครบครัน
ยกตัวอย่าง แผงควบคุมหรือ Freeboardท่ีมี widgetsค่างๆ ให้เลือกใช้มากมาย, การจัดเก็บข้อมูล
เพอ่ื ให้สามารถนามาแสดงผลข้อมลู ย้อนหลังได้, ระบบแจ้งเดอื นมายังผใู้ ช้งาน ฯลฯ

1.4.1 IoT Platform
IoT Platform คือ การจัดการการเช่ือมต่อ (Connectivity Management) การจัดการ

อุปกรณ์ (Device Management) การเก็บข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล และการแสดงผลข้อมูลแบบ
กราฟฟิก (Dashboard) ความแตกต่างของแต่ละบริการอยู่ที่การชูจุดเด่น เช่นออกแบบมาเพื่อรองรับ
ฮาร์ดแวร์บางยี่ห้อเป็นพิเศษ หรือเน้นความสามารถประมวลผลข้อมูลบางประเภท หรือเน้นการใช้งาน
ง่าย เขียนโปรแกรมน้อย ฯลฯ การศึกษาจุดเด่นและข้อจากดั ของแตล่ ะบรกิ าร IoT Platform

1) ระบบ IoT ที่สมบูรณต์ ้องใช้ฮารด์ แวร์ เชน่ เซน็ เซอรห์ รืออุปกรณ์ เซ็นเซอร์และอุปกรณ์
เหล่าน้ีรวบรวมข้อมูลจากส่ิงแวดล้อม (เช่น เซ็นเซอร์วัดความชื้น) หรือดาเนินการในส่ิงแวดล้อม (เช่น
การรดน้าพืช)

2) ระบบ IoT ที่สมบูรณ์แบบต้องการการเชื่อมต่อ ฮาร์ดแวร์ต้องมีวิธีในการส่งข้อมูล
ทั้งหมดไปยังระบบคลาวด์ (เช่น การส่งข้อมูลความชุ่มช้ืน) หรือต้องการวิธีรับคาส่ังจากระบบคลาวด์
(เช่น ใหน้ ้าตอนน้ี) สาหรบั ระบบ IoT บาง

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 12

ผ่านระบบ Cloud

3) ระบบอาจมขี ั้นตอนกลางระหว่างฮารด์ แวรแ์ ละการเชอ่ื มต่อกับระบบคลาวด์เช่นเกตเวย์
4) ระบบ IoT ที่สมบูรณ์แบบต้องการซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์นี้เป็นโฮสต์ในระบบคลาวด์ และมี
หน้าท่ีในการวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมจากเซนเซอร์และการตัดสินใจ (เช่น รู้จากข้อมูลความชื้นที่ฝนตกและ
บอกระบบชลประทานไม่ให้เปิดวันนี้)
สุดท้ายระบบ IoT ที่สมบูรณ์แบบจาเป็นต้องมีส่วนติดต่อผู้ใช้ เพ่ือให้ส่ิงนี้มีประโยชน์ต้องมีวิธี
สาหรบั ผู้ใชโ้ ตต้ อบกบั ระบบ IoT (เช่น แอปบนเวบ็ พร้อมแดชบอรด์ ที่แสดงแนวโนม้ ความชุ่มช้ืนและช่วยให้ผู้ใช้
สามารถเปดิ หรือปิดระบบชลประทานด้วยตนเองได้

1.4.2 การเชื่อมต่อระบบสาหรับอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) ด้วย
เซนเซอร์ต่าง ๆ

ในการจัดเกบ็ ข้อมลู จากเซนเซอร์ตา่ ง ๆ ท่มี ี จานวนมากยากตอ่ การจดั เก็บในแบบเฉพาะที่ โดยใช้
ระบบคลาวด์มาช่วยในการรวบรวมข้อมูลและประมวลผล ซึ่งการทางานพื้นฐาน เช่น การแจ้งเตือน การ
ติดตามการทางาน และการรับรู้สภาพแวดล้อมต่าง ๆ สามารถ ทางานได้ดี แต่อย่างไรก็ตามปัจจัยในด้าน
การใชง้ านเครือขา่ ยยงั คงเป็นส่ิงสาคญั รวมทั้งอุปกรณ์ทใ่ี ช้หากการ เชอื่ มตอ่ มีความหลากหลาย

ระบบอาคารอัจฉริยะโดยทั่วไปจะประกอบด้วยเซนเซอร์ต่าง ๆ เชื่อมต่อกับแผงวงจรควบคุม
เพ่ือ สั่งงานในระยะไกลผ่านระบบเครือข่าย เช่น เซนเซอร์ตรวจจับการเคล่ือนไหว ตรวจจับควัน ตรวจจับ
เปลวไฟ ตรวจวดั ความเข้มแสง ตรวจวดั ความชืน้ และอุณหภูมิ เป็นต้น แผงวงจรควบคุมของเซนเซอร์ต่าง
ๆ เหล่าน้ีจะ เช่ือมต่อกับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเพื่อส่งข้อมูลเก็บไว้บนระบบคลาวด์ รูปแบบการรับส่ง
ขอ้ มลู เพือ่ เก็บไว้ บนระบบคลาวดม์ ักเป็นแบบกระจาย แยกตามแผงควบคุมต่าง ๆ โดยที่แต่ละจุดจะเชื่อมต่อ
กบั คลาวดโ์ ดยตรง ผ่านเครือข่ายภายในอาคาร ตวั อยา่ งรปู แบบการส่อื สารแสดงดังภาพที่ 1-12

ภาพที่ 1-12 การส่งขอ้ มลู จากอปุ กรณ์ IoT โดยตรงขนึ้ สู่ระบบคลาวด์ [6]

13 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

. 1.4.3 Blynk Platform
Blynk เป็นแพลดฟอร์มสาหรับการเชื่อมต่อและควบคุมอุปกรณ์ IoT ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

โดยฮาศัย Cloud Server หรือในท่ีนี้ก็คือ Blynk Server เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์
IoTกับสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ด โดยมี Mobile Appsหรือในที่นี้ก็คือ Blynk App ซึ่งจะถูกติดตั้งลงบน
สมารท์ โฟนหรือแทบ็ เล็ต ทาหนา้ ทีเ่ ป็นตวั ควบคุมและสั่งการอุปกรณ์ IoT ผ่านทางแผงควบคุมท่ีเราสร้าง
ข้ึนอย่างง่ายๆ ตลอดจนยังใช้เปิดดูคาหรือแสดงผลข้อมูลจากเซ็นเชอร์ ท่ีถูกส่งข้ึนไปเก็บไว้บน Blynk
Serverผ่านทาง Blynk App บนสมารท์ โฟน หรอื แท็บเล็ดไดอ้ ีกด้วย

ภาพท่ี 1-13 ภาพแสดงการทางานของ Blynk Platform [5]

บนแพลตฟอร์ม Blynk ประกอบไปดว้ ยสว่ นประกอบหลกั ๆ 3 ส่วนดว้ ยกัน คอื
• Blynk App เป็น Mobile Apps ทรี่ องรับท้ังระบบ Android และ iOS ซ่ึงเราจะต้องติดตั้งลง
บนสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต เพื่อใช้สร้างแผงควบคุมสาหรับควบคุมอุปกรณ์ I0Tและใช้
แสดงผลค่าท่ีอ่านได้จากเซ็นเชอร์ต่างๆ เช่น สร้างปุ้มเปิด/ปิดอุปกรณ์ หรือแสดงค่า
อณุ หภมู แิ ละความชืน้ จากเซน็ เชอร์ทีถ่ ูกส่งขน้ึ ไปเก็บไว้บน Blynk Server ฯลฯ
• Blynk Server เปน็ Cloud Service หรอื เปน็ ตัวกลางในการเชื่อมต่อและส่ือสารกันระหว่าง
Mobile Apps บนสมาร์ทโฟนหรอื แท็บเลด็ กบั อุปกรณ์ I0T ผา่ นเครือข่ายอนิ เตอร์เนด็
• BlynkpkLibrariesเป็นไลบราร่ีสาหรับนาไปใช้ในการเขียนโค้ดโปรแกรมให้เชื่อมต่อกับ
CloudService เพื่อช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับ Bynk สามารถติดต่อส่ือสารและรับส่ง
ข้อมูลหากันได้

นักออกแบบและพฒั นา IOT 14

ผา่ นระบบ Cloud

2. การเลือกไมโครคอนโทรลเลอรส์ าหรับใชใ้ นอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
การเรียนรู้และประยุกต์ใช้งานด้าน IoT มักเริ่มต้นด้วยการเลือกใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น บอร์ด

ไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือแพลตฟอร์มท่ีเป็นฮาร์ดแวร์แบบต่าง ๆ ซ่ึงมีเลือกใช้เป็นจานวนมาก ตั้งแต่ราคา
ไม่ก่ีร้อยบาท หลักพันบาท หรือสูงกว่าน้ัน สาหรับงาน IoT บอร์ด (Board) ถือเป็นส่วนประกอบหลัก
ทางด้านฮาร์ดแวร์ที่สาคัญ เพราะนอกจากจะเป็นตัวกลางในการเช่ือมต่อระหว่างอุปกรณ์ I/0 ต่าง ๆ แล้ว
ยังต้องทาหน้าท่ีประมวลผลข้อมูลท่ีรับมาจากเซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุดสัญญาณเพ่ือสั่งการไปยัง
อปุ กรณ์ควบคมุ ตา่ ง ๆ ที่อยู่ปลายทางดว้ ยปจั จุบนั บอร์ดสาหรบั งาน IoT มอี ย่มู ากมาย

2.1 หลักการเลือกอปุ กรณไ์ มโครคอนโทรลเลอร์
ไมโครคอนโทรลเลอร์ (อังกฤษ: Microcontroller มักย่อว่า µC, µC หรือ MCU) คือ อุปกรณ์

ควบคมุ ขนาดเลก็ ซึง่ บรรจคุ วามสามารถท่ีคล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้
รวมเอา ซีพียู, หน่วยความจ า และพอร์ต ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักสาคัญของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้
ด้วยกนั โดยท า การบรรจุเขา้ ไว้ในตวั ถังเดยี วกัน

1) Arduino
Arduino เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดแบบสาเร็จรูปในยุคปัจจุบัน ซึ่งถูกสร้างมาจาก

Controller ตระกูล ARM ของ ATMEL ข้อดีของไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดคือเร่ืองของ Open Source ที่
สามารถนาไป พฒั นาต่อเปน็ อปุ กรณ์ตา่ ง ๆได้และความสามารถในการเพ่ิม Boot Loader เข้าไปที่ตัว ARM
จึงทาให้การ Upload Code เข้าตัวบอร์ดสามารถทาได้ง่ายขึ้น และยังมีการพัฒนา Software ท่ีใช้ในการ
ควบคุมตัวบอร์ด ของ Arduino มีลักษณะเป็นภาษา C++ ที่โปรแกรมเมอร์มีความคุ้นเคยในการใช้งาน ตัว
บอร์ดสามารถนาโมดูลมาต่อเพ่ิม ซึ่งทาง Arduino เรียกว่าเป็น shield เพื่อเพิ่มความสามารถเพ่ิมขึ้น
ตัวอย่างรายละเอียดรนุ่ ตา่ ง ๆ มดี ังน้ี

ภาพท่ี 2-1 บอร์ด Arduino [7]

15 นกั ออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

 Arduino Uno บอร์ดมาตรฐานท่ีนิยมใช้งานมากที่สุด เนื่องจากเป็นขนาดท่ีเหมาะสาหรับการเร่ิมต้นเรียนรู้
Arduino และมี Shields ให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด Arduino รุ่นอ่ืน ๆ ท่ีออกแบบมาเฉพาะมากกว่า
โดยบอรด์ Arduino Uno ได้มีการพฒั นาเร่อื ยมา ตง้ั แต่ R2 R3 และรุ่นย่อยที่เปล่ียนชิปไอซีเน่ืองจากราคาไม่
แพงเปน็ แบบ SMD เปน็ บอรด์ Arduino ท่ีได้รบั ความนิยมมากท่ีสุดปัจจุบันยังมีรุ่นท่ีเพ่ิมเติมชิปที่มีคุณสมบัติ
ในการเชอื่ มต่อกบั WIF ให้ไดเ้ ลอื กใช้ด้วย

ภาพท่ี 2-3 บอร์ด Arduino Uno [7]
 ArduinonMega จะมีขนาดใหญ่สุด เหมาะกับงานท่ีต้องการใช้หน่วยประมวลผลประสิทธิภาพสูงมี

หน่วยความจาเยอะ และท่ีสาคัญมีขา inpu/output สาหรับนาไปใช้เช่ือมต่อกับอุปกรณ์หรือโมดูลต่างๆ
จานวนมาก ปัจจบุ ันยงั มรี ุน่ ที่เพ่มิ เตมิ ชปิ ท่ีมคี ุณสมบัติในการเชื่อมต่อกับ WIค ใหไ้ ดเ้ ลือกใช้ดว้ ย

ภาพท่ี 2-4 บอร์ด Arduino Mega [7]
 ArduinobNano เป็นบอร์ดที่แม้จะมีขนาดเล็กจิ๋ว แต่ก็มีความสามารถไม่แพ้ Uno เนื่องจากใช้หน่วย

ประมวลผลแบบเดียวกนั เพยี งแตต่ ัดบางส่วนทไี่ ม่จาเป็นออก เพ่ือให้บอร์ดมีขนาดเล็กลงได้ แถมยังมีราคาถูก
กวา่ เพราะง้ันมนั จงึ เหมาะกบั งานทตี่ ้องการใชบ้ อร์ดขนาดเล็กๆ นัน่ เอง

ภาพท่ี 2-5 บอร์ด Arduino Nano [7]

นกั ออกแบบและพัฒนา IOT 16

ผ่านระบบ Cloud

2) NodeMCU (โหนด เอม็ ซีย)ู

NodeMCU คือ บอร์ดคล้าย Arduino ท่ีสามารถเช่ือมต่อกับ WiFi ได้, สามารถเขียนโปรแกรมด้วย
Arduino IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino และบอร์ดก็มีราคาถูกมากๆ เหมาะแก่ผู้ที่คิดจะเริ่มต้นศึกษา หรือ
ทดลองใช้งานเกี่ยวกับ Arduino,pIoT,ยอิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่การนาไปใช้จริงในโปรเจคต่างๆ ก็ตาม
เพราะราคาไม่แพงภายในบอร์ดของ NodeMCUนประกอบไปด้วย ESP8266o(ไมโครคอนโทรลเลอร์ท่ี
สามารถเชื่อมต่อ WiFiวได้) พร้อมอุปกรณ์อานวยความสะดวกต่างๆ เช่น พอร์ต microyUSBกสาหรับ
จ่ายไฟ/อัปโหลดโปรแกรม, ชิพสาหรับอัปโหลดโปรแกรมผ่านสาย USB,ยชิพแปลงแรงดันไฟฟ้า และขา
สาหรบั เช่ือมต่ออุปกรณภ์ ายนอก เปน็ ต้น ซึง่ ปจั จุบนั NodeMCU มีเวอร์ชนั ด้วยกนั ดงั นี้

 Nodemcu 0.9 (ESP-12) Version 1 ภาพที่ 2-6 Nodemcu Version 1 [8]

NodemcuhV1hจากท่ีมี อินพุต/เอาต์พุต เพียง 2ขา
การที่จะโปรแกรมใส่สักครั้งแสนลาบากกลายเป็นบอร์ดที่มี
ความสะดวก มี Chip CH340 ในบอร์ดด้วย ขา อินพุต/
เอาต์พุต ก็เพ่ิมข้ึน มี Analog ให้อีก 1 ช่อง คราวน้ีก็ถึงเวลา
สนุกครับ บอร์ดที่มี wifi ในตัวราคาเท่ากับ Arduino Uno R3
แตม่ คี รบทุกอยา่ งก็แถมพัฒนาโปรแกรมได้ด้วย ArduinohIDE
อีกด้วย มาถึงข้อเสียของบอร์ดน้ีเลยครับ บอร์ดจะมีขนาด
ใหญ่เทา่ กับ V3 เลยไม่สามารถเสียบลงบอร์ดทดลองได้ (เสียบ
กเ็ ตม็ พอดีต่อสายออกมาไมไ่ ด้) และที่สาคัญสุดๆ USB to TTL
ใช้ Ch340 แนน่ อน

 Nodemcu V1.0V2 (ESP-12) Version 2

ถูกพัฒนาจาก V1kถูกปรับปรุงให้เล็กลงกว่าเดิมสามารถเสียบบอร์ดทดลองได้เหลือช่องให้เสียบ
สายไฟเพิ่มเติมได้ประสิทธิภาพดีขึ้น โดยใช้ Esp-12E และ ใช้ USB to TTL เบอร์ cp2102 ราคาก็จะแพง
ขึ้นมานิดหน่อยด้วยค่าตัวของ cp2102 ท่ีแพงขึ้น แน่นอนครับ สาหรับคนท่ีใช้ Windows ก็ใช้งานได้ปกติ
เช่นเคย แต่สาหรับ Mac os linux Chip เบอร์ cp2102 ตอบโจทย์แน่นอน เจอไดร์เวอร์แน่นอน เสียบคอม
ไปแลว้ คอมไม่ดบั (mac os) และถอื เป็นบอรด์ ท่ีเลก็ ที่สุดเมือ่ เทียบท้ัง 3 ร่นุ

ภาพที่ 2-7 Nodemcu V1.0V2 (ESP-12) Version 21 [8]

17 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

 Nodemcu V3
Nodemcu V3 ถูกผลิตจากบริษัท Lolin ใช้ ESP-12E เหมือนกับ Nodemcu V2 และใช้ USB

to TTL เบอร์ CH340 เหมือนกับ Nodemcu V1 (อาจจะเป็น รุ่น Nodemcu V1+V2 = V3) บอร์ดมี
ขนาดใหญท่ ส่ี ดุ ความกว้าง เท่ากับ Nodemcu V1 แต่ความยาวยาวกว่า Nodemcu V1 แน่นอนครับว่า
ไม่สามารถเสียบลงบอร์ดทดลองได้ และลาบากสาหรับท่านที่ใช้ mac as linux ส่วนท่านท่ีใช้ Windows
ก็สามารถใช้ได้เหมือนเดิม และมีระบบ Save มาขึ้นเช่น ช่อง Vin จะไม่มีไฟเลี้ยงออกมา ให้ไปใช้ช่อง VV
หรอื VU แทน ราคาจะถูกกวา่ V2

ภาพที่ 2-8 Nodemcu V3 [8]
 AIS Magellan

เป็นแพลทฟอร์ม IoT Connectivity Platform ของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือจากบริษัท แอด
วานซ์ อิน โฟร์ เซอร์วิส จากัด (มหาชน) (AIS) ซึ่งตัวแพลทฟอร์ม IoT Connectivity Platform นั้นมี
หน้าที่หลักในการ ให้บริการเป็น UDP Server ท่ีสนับสนุนโปรโตคอล CoAP บริการ Dashboard
ปรับแต่ง การแสดงผลข้อมูลใน รูปแบบ Widget หรือพัฒนาเชื่อมต่อ API กับแอพพลิเคช่ันบนสมาร์ท
โฟน และการใช้ Data Proxy รองรับการใช้ งานจาก NB-IoT Development Kit และอุปกรณ์ IoT อ่ืน
ๆ สามารถจัดการอุปกรณ์ ระบบ Cloud ของ aismagellan เป็นแพลทฟอร์ม ท่ีถูกออกแบบให้พัฒนา
และอานวยความสะดวกส หรับนักพัฒนาในการสื่อสาร ระหว่างเซนเซอร์ อุปกรณ์ ผ่านระบบเครือข่าย
เซลูลาร์เข้าสู่ระบบ Cloud โดยตรง โดยมี Library AIS Magellan) เพ่ือสนับสนุนนักพัฒนาผลิตภัณฑ์
และโซลูชัน IoT ให้สามารถสรุป การออกแบบ และทดสอบความเป็นไปได้ (Proof of Concept) ได้อย่าง
รวดเร็ว กอ่ นสรา้ งเปน็ ผลติ ภัณฑ์จริง

ภาพที่ 2-9 บอร์ด AIS MEGELLAN [9]

นักออกแบบและพัฒนา IOT 18

ผ่านระบบ Cloud

 LoRa
เป็นเทคโนโลยีการมอดูเลช่ัน หรือการเข้ารหัสสัญญาณทางไฟฟ้าในรูปแบบเฉพาะ การมอตแบบ

LoRa เป็นลิขสิทธ์ิเฉพาะของบริษัท Semtech ที่ผูกขาดลิขสิทธิ์การมอตแบบ LoRa และเป็นผู้เดียวท่ีผลิต
ชิปไอซีสื่อสารไร้สายท่ีมีการมอตแบบ LoRaวได้ การใช้งาน LoRaวสามารถใช้งานได้แบบเสรี คือหากมี
ฮารด์ แวร์ ก็สามารถนามาใชใ้ นการสือ่ สารไดเ้ ลย โดยไมจ่ าเปน็ ต้องใชบ้ รกิ ารจากผใู้ ห้บริการต่าง ๆ

คาว่า “LoRa” ย่อมาจาก Longkrangeมักถูกนาไปใช้เรียกอุปกรณ์ท่ีใช้การมอตแบบ LoRa
เน่ืองจากอุปกรณ์กลุ่มน้ีสามารถสื่อสารด้วยกันได้ โดยจะต้ังอยู่บนพื้นฐานของระยะห่างระหว่างตัวรับ และ
ตัวส่ง อัตราขยายของเสาอากาศ กาลังส่ง และสัญญาณรบกวน ส่ิงพ้ืนฐานเหล่านี้ล้วนเป็นตัวแปรท่ีทาให้
ระยะในการสง่ ขอ้ มูลมมี ากขึน้ หรือลดลง รวมถึงความเรว็ ในการสอ่ื สาร และการตกหลน่ ของขอ้ มูล

สาเหตุท่ี LoRa ได้รับความนิยม เพราะมีจุดเด่น คือ กินกาลังไฟต่า สามารถทางานโดยใช้แบตเตอร่ี
ได้หลายปี และยังสง่ ขอ้ มลู ไดไ้ กล หลายกโิ ลเมตร นอกจากนี้ ยังสามารถเช่ือมต่อกับ Gateway เช่ือมต่อเข้า
กบั เครือข่าย Internet เรียกวา่ LoRA WAN อีกด้วย

ภาพที่ 2-10 บอรด์ LoRa [9]
2.2 โครงสรา้ งทั่วไปของไมโครคอนโทรลเลอร์

ภาพท่ี 2-11 โครงสรา้ งทั่วไปของไมโครคอนโทรลเลอร์ [9]

19 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผ่านระบบ Cloud

โครงสร้างโดยทัว่ ไป ของไมโครคอนโทรลเลอรน์ ั้น สามารถแบง่ ออกมาไดเ้ ปน็ 5 ส่วนใหญๆ่ ดังตอ่ ไปน้ี
1. หน่วยประมวลผลกลางหรอื ซีพยี ู (CPU : Central Processing Unit)
2. หนว่ ยความจา (Memory) สามารถแบง่ ออกเป็น 2 ส่วน คือ

 หน่วยความจาท่ีมีไว้สาหรับเก็บโปรแกรมหลัก (ProgramhMemory) เปรียบเสมือน
ฮาร์ดดิสก์ิของเคร่ืองคอมพิวเตอร์ต้ังโต๊ะ คือข้อมูลใดๆ ท่ีถูกเก็บไว้ในน้ีจะไม่สูญหายไปแม้
ไมม่ ไี ฟเลี้ยง

 หน่วยความจาข้อมูล (DataoMemory) หน่วยความจาข้อมูลจะมีท้ังท่ีเป็นหน่วยความจา
แรม ซ่ึงข้อมูลจะหายไปเม่ือไม่มีไฟเล้ียง และเป็นอีอีพรอมซ่ึงสามารถเก็บข้อมูลได้แม้ไม่มี
ไฟเลย้ี งก็ตาม

3. ส่วนติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก หรือพอร์ต (Port) มี 2 ลักษณะคือ พอร์ตอินพุต (Input Port)
และพอรต์ ส่งสัญญาณหรือพอร์ตเอาต์พุต (Output Port) ใชร้ ว่ มกนั ระหวา่ งพอร์ตอินพุต เพ่ือรับ
สัญญาณ อาจจะด้วยการกดสวิตช์ เพ่ือนาไปประมวลผลและส่งไปพอร์ตเอาต์พุต เพื่อแสดงผล
เชน่ การติดสว่างของหลอดไฟ

4. ช่องทางเดินของสัญญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปล่ียนสัญญาณข้อมูลระหว่าง
ซีพียู หน่วยความจาและพอร์ต เป็นลักษณะของสายสัญญาณ จานวนมากอยู่ภายในตัว
ไมโครคอนโทรลเลอร์

5. วงจรกาเนิดสัญญาณนาฬิกาเป็นองค์ประกอบที่สาคัญมากอีกส่วนหนึ่ง เน่ืองจากการทางานท่ี
เกิดข้ึนในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ จะขึ้นอยู่กับการกาหนดจังหวะ หากสัญญาณนาฬิกามีความถ่ี
สงู จังหวะการทางานก็จะสามารถทาไดถ้ ี่ขึน้ ส่งผลใหไ้ มโครคอนโทรลเลอรต์ วั นั้น

2.3 หลักการทางานพื้นฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใช้ในอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

สาหรับงาน I0Tสบอร์ด (Board) ถือเป็นส่วนประกอบหลักทางด้านฮาร์ดแวร์ท่ีสาคัญ เพราะ
นอกจากจะเป็นตัวกลางในการเช่ือมต่อระหว่างอุปกรณ์ อินพุต/เอาต์พุต ต่าง ๆ แล้ว ยังต้องทาหน้าท่ี
ประมวลผลข้อมูลที่รับมาจากเซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุดสัญญาณเพ่ือสั่งการไปยังอุปกรณ์ควบคุม
ต่าง ๆ ที่อยู่ปลายทางด้วยปัจจุบันบอร์ดสาหรับงาน IoTเมีอยู่มากมาย แต่ท่ีนิยมใช้กันก็จะมี Arduino,
NodeMCU ซ่ึงในบทเรียนน้ีเป็นการศึกษาบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ท่ีใช้สาหรับใช้ในอินเตอร์เน็ตในทุก
สรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) จึงจาเป็นต้องเน้นเฉพาะบอร์ดท่ีนามาใช้งานสาหรับงานน้ี
โดยตรง อาทิ

นกั ออกแบบและพัฒนา IOT 20

ผา่ นระบบ Cloud

2.3.1 หลักการทางาน NodeMCU
NodeMCU(โหนด เอ็มซียู) คือ บอร์ดคล้าย Arduinoที่สามารถเชื่อมต่อกับ WiFiได้,สามารถ

เขียนโปรแกรมด้วย Arduino IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino และบอร์ดก็มีราคาถูกมากๆ เหมาะแก่ผู้ที่คิดจะ
เริ่มต้นศึกษา หรือทดลองใช้งานเก่ยี วกบั Arduino, IoT, อเิ ล็กทรอนกิ ส์ หรือแม้แต่การนาไปใช้จริงในโปรเจค
ตา่ งๆเพราะราคาไมแ่ พง

 ภายในบอร์ดของ NodeMCU
ประกอบไปด้วย ESP8266 (ไมโครคอนโทรลเลอร์ทส่ี ามารถเชือ่ มต่อ WiFi ได้) พร้อมอุปกรณ์อานวยความ
สะดวกต่างๆ เช่น พอร์ต micro USB สาหรับจ่ายไฟ/อัปโหลดโปรแกรม, ชิพสาหรับอัปโหลดโปรแกรมผ่าน
สาย USB, ชิพแปลงแรงดันไฟฟ้า และขาสาหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก เป็นต้น ESP8266 รวมตัว
รับส่งสัญญาณ Wi-Fi HT40 802.11b / g / n ดังน้ันจึงไม่เพียง แต่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย WiFi
และโต้ตอบกับอินเทอร์เน็ตเท่านั้น แต่ยังสามารถตั้งค่าเครือข่ายของตัวเองได้ ทาให้อุปกรณ์อื่น ๆ สามารถ
เชอ่ื มตอ่ โดยตรงกบั มัน และสงิ่ น้ีทาให้ ESP8266 NodeMCU มีความอเนกประสงคใ์ นการใช้งานมากย่ิงขึ้น

ภาพท่ี 2-12 หลกั การทางาน NodeMCU [10]

 จุดเด่นของ NodeMCU
 สามารถเช่อื มตอ่ กบั WiFi ได้โดยไม่ตอ้ งติดตงั้ โมดูล WiFi เพม่ิ เตมิ
 ราคาถกู มาก เม่ือเทยี บกับบอรด์ ที่มี WiFi ในตวั รุ่นอนื่ ๆ
 สามารถเขียน และอัปโหลดโปรแกรมลงบอร์ดด้วยโปรแกรม Arduino IDE ผ่านสาย
USB แบบเดยี วกับท่ใี ช้ชารจ์ โทรศัพท์ได้
 สามารถอัปโหลดโปรแกรมผา่ น WiFi ได้ เรยี กว่า Over the Air (OTA)
 ตวั บอรด์ มขี นาดเล็ก (ประมาณ 5.5 x 3 cm.)

21 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

2.3.2 หลักการทางานNodeMCU ESP826
ESP8266 เป็นช่อื เรียกของชฟิ ของโมดูล ESP8266 สาหรับตดิ ตอ่ ส่ือสารบนมาตรฐาน WiFi ทางานที่

แรงดันไฟฟา้ 3.0-3.6V ทางานใชก้ ระแสโดยเฉลี่ย 80mA รองรับคาส่ัง deep sleep ในการประหยัด
พลังงาน ใช้กระแสนอ้ ยกว่า 10 ไมโครแอมป์ สามารถ wake up กลับมาส่งข้อมลู ใชเ้ วลาน้อยกกวา่ 2
มลิ ลวิ ินาที ภายในมี Low power MCU 32bit ทาใหเ้ ราเขียนโปรแกรมสั่งงานได้ มีวงจร analog digital
converter ทาให้สามารถอา่ นค่าจาก analog ได้ความละเอยี ด 10bit ทางานได้ท่ีอุณหภมู ิ -40 ถึง 125
องศาเซลเซยี ส รายละเอียดเพม่ิ เตมิ จากผผู้ ลติ อ้างองิ ตามลิงคน์ ี้ ESP8266 Datasheet เมอ่ื นาชิฟ
ESP8266 มาผลิตเปน็ โมดูลหลายรนุ่ ก็จะขน้ึ ตน้ ด้วย ESP866 แลว้ ตามดว้ ยรุ่น เช่น ESP-01 , ESP-03 ,
ESP-07 , ESP-12E ESP8266 ติดต่อกบั WI-FI แบบ Serial สามารถเขยี นโปรแกรมลงไปในชฟิ โดยใช้
Arduino IDE ได้ ทาให้การเขยี นโปรแกรมและใช้งานเปน็ เร่ืองงา่ ย คล้ายกบั การใช้ Arduino แนน่ อนว่า
สามารถติดต่ออุปกรณอ์ น่ื ๆ เซนเซอร์ ตา่ ง ๆ แบบสไตล์ Arduino ถ้ามีพื้นฐาน Arduino อยู่แล้ว ก็เขา้ ใจ
และใช้งานไดร้ วด

 จดุ เด่นของ NodeMCU ESP826
 สามารถกด upload sketch ได้ เชื่อมตอ่ บอรด์ USB กับคอมพิวเตอร์ใช้งานง่าย ขนาดของ
บอร์ดต่อลง Protoboard ได้
 ชบิ ภายใน ESP 8266 มี CPU ขนาด 32 bit แตกต่างจาก Arduino ทเ่ี ป็น CPU 8 bit
 ถงึ แม้ขา I/O จะไม่มากเทา่ ของ Arduino แตเ่ ราสามารถเขยี นโปรแกรมลงบนขา GPIO ไดท้ ุก
ขาพอๆกันเปน็ ขอ้ ดีท่ีเพิม่ มาจากความตอ้ งการใช้pWIFIพเช่ือมตอ่ เมื่อตอ้ งการเลน่ Arduino

ทาให้ต้องซ้ือ Module wifi เพ่มิ น่นั คอื NodeMCU (ESP8266) มีตน้ ทุนตา่ กวา่ มาก
 มอี ุปกรณห์ ลายอย่างทใี่ ช้งานที่แรงดนั +3.3Vเป็นส่วนใหญ่ดังนนั้ เราสามารถนาNodeMCU

(ESP8266) มาใช้เชอ่ื มต่อได้โดยตรง

 หลกั การทางาน ESP8266 รนุ่ ตา่ ง ๆ ที่นยิ มใช้
บอร์ด ESP8266 NodeMCU V2

NodeMCU V2 เป็น ESP8266-12E รวมกบั USB TTL ที่ใช้ชฟิ CP2102 และขยายขาให้
สามารถต่อทดลองได้ง่ายข้ึน มปี ่มุ reset และ flash สาหรบั ใชโ้ ปรแกรม โดยใช้ Arduino IDE หรือ
โปรแกรมอื่น ๆ ได้อยา่ งสะดวก

นักออกแบบและพฒั นา IOT 22

ผา่ นระบบ Cloud

ภาพที่ 2-13 หลกั การทางาน บอรด์ ESP8266 NodeMCU V2 [10]

บอรด์ ESP8266 NodeMCU V3
NodeMCU V3 เปน็ บอรด์ ทคี ลา้ ยกบั NodeMCU V2 ที่ตา่ งกนั คอื NodeMCU V3 จะมขี นาด

กวา้ งกวา่ และใชช้ ฟิ USB TTL เป็น CH340 ซงึ่ การตอ่ ขาใช้งานและโคดโปรแกรมเหมือนกันทุกประการ

ภาพที่ 2-14 หลกั การทางาน บอร์ด ESP8266 NodeMCU V3 [10]

3. เลือกโมดลู อนิ พตุ สาหรับระบบอินเตอร์เนต็ ในทุกสรรพสิง่ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
อินพุตโมดูลรับสัญญาณหรือสภาวะ แล้วส่งไปยัง อุปกรณ์เพื่อประมวลผลเม่ืออุปกรณ์ ประมวลผล

เหมาะสมถูกต้องไม่ว่าจะเป็น AC หรือ DC เพ่ือส่งให้อุปกรณ์ ดังน้ันสัญญาณเหล่าน้ีจึงต้องมีความถูกต้อง
ไม่เช่นน้ันแล้ว อุปกรณ์ จะเสียหายได้ปัจจุบัน ถูกออกแบบให้มีการป้องกันความเสียหายจากกระแส และ
แรงดันสูง ขั้วต่อทางด้านอินพุตจึงใช้วิธีแยกสัญญาณ (Isolate) ทางไฟฟ้าออกจากกัน ด้วยแสงหรือ
OPTO-ISOLATION เชน่ PHOTOCOUPLER ด้วยวธิ ีนแี้ รงดันจากทางขั้ว จะไม่ส่งไปยัง อุปกรณ์ โดยตรง มี
เพยี งแค่สัญญาณแสงเท่านน้ั ทีเ่ ปน็ ตัวสง่ สัญญาณจากทาง ข้ัวเข้าไปให้อุปกรณ์เพราะฉะนั้นในบทเรียนนี้จึงมี
การศึกษาการใช้งานของโมดลู เอาตพ์ ุตเพื่อการใช้งานท่เี หมาะสม

23 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

3.1 การใช้งานโมดูลอินพตุ แบบตา่ งๆ สาหรบั ระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud)

อุปกรณ์โมดูลอินพุต สาหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ อุปกรณ์ตรวจจับ (sensor) เพ่ือให้
ไมโครคอนโทรลเลอร์ติดต่อกับสิ่งแวดล้อมภายนอก อุปกรณ์ตรวจจับจะสร้างสัญญาณรับเข้า
(Input)ให้กบั ไมโครคอนโทรลเลอร์ ยกตัวอยา่ งเช่น

1) โมดลู วัดระยะทางดว้ ยคลนื่ อัลตร้าโซนิก

ภาพท่ี 3-1 โมดลู วดั ระยะทางดว้ ยคลื่นอัลตรา้ โซนกิ [11]

คณุ สมบัติ
เปน็ โมดลู วดั ระยะทางท่ีใช้หลักการสะทอ้ นของคลืน่ อลั ตร้าโซนิก

 มแี หล่งกาเนดิ คล่นื อลั ตร้าโซนกิ ส่งไปสะท้อนกับวัตถุที่อยู่ขา้ งหนา้ กลบั มายังตัวรับสญั ญาณ
โดยระยะทางท่ีวดั ได้จะสมั พันธ์กับระยะเวลาทคี่ ล่ืนอัลตรา้ โซนกิ เคล่ือนทไ่ี ปกระทบวัตถแุ ละ
สะท้อนกลับมายงั ตวั รบั

 เม่อื รรู้ ะยะเวลาทีค่ ลน่ื อลั ตร้าโซนกิ สะทอ้ นกลบั มา จงึ นามาคานวณหาเป็นระยะทางระหวา่ ง
โมดูล HC-SR04 กบั วัตถุได้

 วดั ระยะทางในชว่ ง 2ซม. ถงึ 5 เมตรมีความละเอียดอยทู่ ี่ 0.3 ซม. ใช้ไฟเล้ียง +5V
 ในชดุ มาพรอ้ มกบั สายสญั ญาณสาหรบั เช่ือมต่อใช้งาน
ลักษณะสัญญาณ
สญั ญาณดจิ ิตอล(Digital) มคี วามกว้างของสัญญาณแปรตามระยะทาง

นักออกแบบและพัฒนา IOT 24

ผ่านระบบ Cloud

2) โมดลู วัดความชน้ื สัมพัทธ์

ภาพที่ 3-2 โมดลู วัดความชน้ื สัมพัทธ์ [11]

โมดูลตรวจวดั ความชื้นในดิน (Soil Moisture Detection Module) เป็นโมดูลท่ีมีคุณภาพสูง ใช้ในการ
ตรวจสอบความชืน้ ในดนิ ขึ้นอยู่กบั การเขยี นโปรแกรมและการต่อใชง้ านภายนอก สามารถเช่ือมต่อใช้งานกับ
บอร์ด Rasberry Pi, Arduino, ARM, MCS-51, AVR, PIC มีความถกู ต้องแม่นยาสูงกับโหมด Dual Output
Modeและเอาท์พุท AnalogkOutput, การตรวจจับคงที่กับ LM393 ComparatorokChipl,มี Power
Indicatorย(Red) และ DigitaluOutputuIndicatork(Green) ง่ายกับการติดตั้งโมดูล สามารถ Fixจุด
ตรวจวัดไดง้ า่ ย

คุณสมบัติ
เป็นโมดูลวัดระยะทางทใี่ ชห้ ลักการสะท้อนของคล่ืนอลั ตร้าโซนิก

 เป็นโมดลู วัดความช้นื สมั พทั ธ์ (%RH) ที่ให้ผลการทางานเป็นแรงดนั ไฟตรงทแ่ี ปรผันตรงกับคา่
ความช้ืนสมั พัทธใ์ นแบบใกลเ้ คียงเชิงเส้นมาก

 ยา่ นวัดความช้ืนสมั พทั ธ์ 0 ถงึ 100%RH เทียบกบั แรงดนั เอาต์พุตประมาณ 0.958Vถึง
4.065V ทีไ่ ฟเลย้ี ง +5V วดั ระยะทางในช่วง 2ซม. ถงึ 5 เมตรมคี วามละเอียดอย่ทู ี่ 0.3 ซม. ใช้
ไฟเล้ียง +5V

 ความแม่นยาในการวัดสูง มคี วามผิดพลาด ±3.5%RH ที่ไฟเลี้ยง +5V และอุณหภมู ิหอ้ ง
25C

 ใช้ไฟเลี้ยง 4 ถงึ 5.8V ตอ้ งการกระแสไฟฟ้าเพยี ง 200µA
 มขี าตอ่ ใชง้ าน 3 ขาคือ กราวด์, สญั ญาณเอาต์พุต และไฟเลย้ี ง
 มคี วามเทีย่ งตรงสูง และมีความไวในการทางานสูง
 ขนาด 0.75 x 0.30 นิ้ว (19.05 x 7.62 มม.)
 ระยะห่างของขาต่อใช้งาน 0.1 มิล (หรอื ประมาณ 2.54 ซม.)
ลกั ษณะสัญญาณ อะนาลอก(Analog)

25 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

3) ZX-MQ5 แผงวงจรตรวจจบั กา๊ ซ LPG

ภาพที่ 3-3 โมดูลวัดความชน้ื สัมพัทธ์ [11]

คณุ สมบตั ิ
แผงวงจรตรวจจับก๊าซ LPG หรือก๊าซหุงต้มรุ่นใหม่ ใช้งานง่าย มีความไวในการตรวจจับสูงโดยให้

ค่าของปริมาณกา๊ ซในย่าน 100 ถึง 3000 ppm (pieces per million -เศษในล้านส่วน) นอกจากตรวจจับ
ก๊าซ LPG แล้วยงั สามารถใช้ตรวจจับก๊าซธรรมชาตไิ ด้ดว้ ย

 เปน็ เซ็นเซอร์ตรวจจบั แก๊ส LPG โพรเพน ไฮโดรเจน มีเทน และแกส๊ ติดไฟอน่ื ๆ
 ใหส้ ัญญาณเปน็ อนาลอ็ ก 0 ถึง 5V และดิจิตอล กรณีเลือกใชส้ ัญญาณดจิ ติ อล สามารถปรบั

ความไวในการตรวจจบั ไดจ้ ากทรมิ พอตบนโมดูล
 ชว่ งการวัด 10 ถงึ 1,000 ppm
 ใช้แรงดันไฟฟา้ 5V ในการทางาน

ลักษณะสัญญาณ ดจิ ติ อล(Digital) และ อะนาลอก(Analog)

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 26

ผ่านระบบ Cloud

4) โมดลู วดั อัตราการไหลของน้า (Water flow sensor)

ภาพท่ี 3-4 โมดลู วัดอตั ราการไหลของนา้ (Water flow sensor) [11]

คณุ สมบัติ มขี ้อตอ่ สาหรบั ทางน้าเข้าและทางน้าออก
 เมอื่ นา้ ไหลเขา้ มาในตัวตรวจจบั แกนหมนุ ที่อยู่ภายในจะหมนุ ทาใหแ้ ม่เหลก็ ทต่ี ดิ อยกู่ บั ใบพดั
 ของแกนหมุนนั้น
เกิดการเคลือ่ นทีผ่ า่ นตวั ตรวจจบั ฮอลลเ์ อฟเฟก็ ต์ ทาให้เกิดสญั ญาณพัลส์ตามความเรว็ ของ
 กระแสนา้ ทไ่ี หลเขา้ มาในตวั ตรวจจับ
แรงดนั ใชง้ านคอื 5 ถึง 18V กินกระแสไฟฟ้า 15mA ท่ไี ฟเลี้ยง+5V
 ตรวจจับอตั ราการไหลของนา้ ได้ในช่วง0.5ถึง60ลิตรต่อนาที
 ย่านความกดอากาศทีใ่ ช้งานไดค้ ือ ต่ากวา่ 1.2Mpa
 อณุ หภมู ิของนา้ ทไ่ี หลผ่านตอ้ งอย่ใู นยา่ น0ถงึ 80องศาเซลเซียส
 ความผิดพลาดในการตรวจจับน้อยกวา่ 3 %
 ทางน้าเข้าออกมีเสน้ ผ่านศูนย์กลาง 1/2 นว้ิ มเี กลียวสาหรบั ขนั ยดึ กับท่อ
 ทส่ี ายเอาตพ์ ุตเม่อื นาไปต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ควรต่อตัวต้านทาน 10kΩ พลู อปั
 เพอื่ กาหนดสถานะลอจิกทีแ่ น่นอนในขณะที่ยังไม่มีการตรวจจับใหเ้ ปน็ ลอจิก “1”
 เมอ่ื เกิดการตรวจจับ สายเอาต์พุตจะใหส้ ัญญาณเอาตพ์ ุตเปน็ พลั สท์ ีแ่ อกตีฟด้วยลอจิก “0”
 เหมาะสาหรบั การวัดอัตราการไหลของน้าประปา น้าบรสิ ุทธ์หิ รอื ของเหลวอ่นื ที่มคี วามหนืด
 ใกล้เคียงหรอื เท่ากับน้าไมแ่ นะนาใหใ้ ช้กบั นา้ กรด ด่าง และนา้ มนั ทกุ ประเภท

ลักษณะสญั ญาณ ดิจิตอล(Digital)

27 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผ่านระบบ Cloud

5) โมดูลตรวจจับระยะทางแบบอนิ ฟาเรด

ภาพที่ 3-5 โมดลู ตรวจจบั ระยะทางแบบอนิ ฟาเรด [11]

เป็นเซนเซอร์วัดระยะท่ีใช้หลักการสะท้อนของคลื่นอินฟาเรด Output เป็นแบบ Analog 0-1023
(0 - 5V) อุปกรณ์น้ีใช้ในการวัดระยะจากวัตถุ ท่ีอยู่ในทิศทางการวัด โดยใช้ Infrared เป็นส่ือในการ
วัด โดยใหส้ ญั ญาณวดั เป็นแบบ Analog และให้ค่าวัดตลอดเวลา โดยมีย่านวัดที่ 20 - 150 ซม. ใช้งานได้
กับหนุ่ ยนต์ หรอื การประยกุ ตใ์ ช้การวัดระยะทางโดยไม่ต้องมีการสัมผัสจุดท่ีต้องการวัดระยะ ช่วงเซ็นเซอร์
- 20 ซม.ถงึ 150 ซม.ใช้เวลาอ่านเป็นระยะอยา่ งต่อเน่อื ง และรายงานระยะทางเป็นเป็นแรงดันแอนะล็อกด้วย
ระยะ 20 ซม. ท่ี 150 ซม. อินเตอร์เฟซเป็น 3 สาย มีไฟ พ้ืนดิน และแรงดันขา และต้องเป็น SIRC-01
คม GP2 IR เซ็นเซอร์สาย - 8 ส่วนประกอบรวมท้ัง PSD (ตาแหน่งสาคัญเครื่องตรวจจับ), IRED (ไดโอด
เปลง่ อินฟราเรด) และวงจรการประมวลผลสญั ญาณได้

คุณสมบัติ
แผงวงจรตรวจจับก๊าซ LPG หรือก๊าซหุงต้มรุ่นใหม่ ใช้งานง่าย มีความไวในการตรวจจับสูงโดยให้

ค่าของปริมาณก๊าซในย่าน 100 ถึง 3000 ppm (pieces per million -เศษในล้านส่วน) นอกจากตรวจจับ
ก๊าซ LPG แล้วยังสามารถใช้ตรวจจบั ก๊าซธรรมชาติได้ด้วย

 เปน็ โมดลู ตรวจจับระยะทางแบบอินฟราเรด
 ระยะวัด 20 ถงึ 150 เซนติเมตร
 มขี าตอ่ ใชง้ าน 3 ขาคอื ขาต่อไฟเล้ียง (Vcc), ขากราวด์ (GND) และขาแรงดนั เอาตพ์ ตุ

(Vout)
 คา่ แรงดันเอาต์พุตท่รี ะยะทาง 150 เซนตเิ มตรทไี่ ฟเลยี้ ง +5V อย่ใู นช่วง 0.25 ถึง 0.55V โดย

ค่ากลางคือ 0.4V และค่าแรงดันเอาตพ์ ตุ ทรี่ ะยะทาง 20 เซนติเมตรคือ 2.5V
 เวลาในการประมวลประมาณ 38 มลิ ลิวนิ าที

นักออกแบบและพัฒนา IOT 28

ผา่ นระบบ Cloud

6) โมดูลวัดอุณหภมู แิ ละความชน้ื

ภาพท่ี 3-6 โมดลู วดั อณุ หภูมแิ ละความช้นื [11]

โมดูลวัดอุณหภูมิและความชื้น (DHT11 Temperature and Humidity Sensor Module) เป็นโมดูลท่ี
สามารถวัดอุณหภูมิและความช้ืนบริเวณรอบๆ ทั่วไปหรือในห้องหรือประยุกต์ใช้งานอ่ืนเช่น Testing,
Inspection Equipment, Automatic Control, Data Logger, Weather Station, Humidity Regulator
ขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรมและการต่อใช้งานภายนอก สามารถเช่ือมต่อใช้งานกับบอร์ด RasberryPi,
Arduino, ARM, MCS-51, AVR, PIC มีความถูกต้องแม่นยาให้สัญญาณเอาท์พุทแบบ Digital Output,
การตรวจวัดคงท่ีกับ DHT11 Sensor, ย่านวัดอุณหภูมิ 0-50 องศาเซลเซียส, ย่านวัดความชื้น 20-90%
RH, ง่ายกับการติดตัง้ โมดูล สามารถ Fix จุดตรวจวดั ไดง้ ่าย

คณุ สมบัติ ไฟเลยี้ งโมดลู VCC = 3.3V-5VDC.
การตรวจวัดคงทีก่ บั เซน็ เซอร์ DHT11 Sensor
 สัญญาณเอาต์พตุ แบบ Digital Output
 ยา่ นวัดอุณหภมู ิ 0-50 องศาเซลเซียส ค่าความผิดพลาด+-2 องศาเซลเซยี ส
 ยา่ นวดั ความชื้น 20-90% RH ค่าความผิดพลาด+-5%
 โมดูลขนาด 3.3 x 1.8 x 1.3cm.
 สาย Jumper ยาว (Wire length) 20 cm.



ลกั ษณะสญั ญาณ อะนาลอก(Analog)

29 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผ่านระบบ Cloud

7) โมดลู ตรวจจบั แสง

ภาพที่ 3-7 โมดูลตรวจจบั แสง [11]

คุณสมบัติ

ใช้ตัวต้านทานแปรค่า ตามแสง คือ LDRสจะมีค่าความต้านทานลดลงเมื่อมีแสงตกกระทบ ในทาง
กลบั กนั หาก LDRไดร้ ับแสงน้อยคา่ ความตา้ นก็จะสูงขน้ึ ทาใหแ้ รงดันตกคร่อมตัวมันมาก แต่เม่ือ LDR ได้รับ
แสงมากข้นึ คา่ ความต้านทานก็จะค่ โมดูลตรวจจบั แสงสวา่ ง ใหค้ า่ ออกมาเป็น 0 หรือ 1 สามารถปรับค่าได้ที่
trimmer ว่าให้แสงเท่าใดจึงจะให้สัญญาณออกมา สามารถต่อกับ Microcontroller Arduino NodeMCU
ESP32 Raspberry Pi หรืออ่ืนๆท่ีสามารถอ่านสัญญาณดิจิตอลได้ นิยมนาทาเป็นโปรเจคเปิดปิดไปตาม
แสงสว่างโมดูลวดั แสง ใหส้ ญั ญาณเอาตพ์ ตุ ได้ทั้งแบบอะนาล็อกค่าระหว่าง 0-1024 และแบบ ดิจิตอลค่า 0
กับ 1 สามารถปรบั ความไวได้ทีโ่ วลมุ่ บนบอรด์ ใชไ้ ฟเลย้ี ง 3.3-5Vอยๆู่ ลดลง

 Analog ระดับความเข้มของแสง ทว่ี ัดไดเ้ ป็นค่า 0-1023
 Digital สญั ญาณทไี่ ดค้ อื Logic 1 และ Logic 0 โดยหมุนตัว R ปรบั ค่าได้บนบอร์ดเพื่อต้ัง

ระดับความตอ้ งการของความเข้มแสงว่าจะให้สว่างเท่าใดจึงจะส่งค่าเอาตพ์ ตุ ออกมา
 ใช้แหล่งจา่ ยไฟ 3.3V และ 5.0V เหมาะกบั การใชง้ านร่วมกบั Arduino และ

ไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆ

ลักษณะสญั ญาณ อะนาลอก(Analog

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 30

ผ่านระบบ Cloud

8) โมดลู ตรวจจบั นา้ ฝน

ภาพที่ 3-8 โมดลู ตรวจจบั น้าฝน [11]

โมดูลตรวจจับน้าฝน (Raindrop Detection Sensor Module) เป็นโมดูลสาหรับตรวจสอบสภาพ
อากาศ,วัดความช้ืนในอากาศและน้าฝนขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรมและการต่อใช้งานภายนอก สามารถ
เช่ือมต่อใช้งานกับบอร์ด Rasberry Pi, Arduino, ARM, MCS-51, AVR, PIC ซึ่งในสภาพอากาศปกติจะให้
ค่าความต้านทานสูง แต่เมื่อสภาพอากาศเปล่ียนไปมีฝนตกหรือมีความชื้นในอากาศมากจะให้ค่าความ
ต้านทานลดต่าลง สามารถปรับค่าความไวในการตรวจจับได้ (Potentiometer Sensitivity Adjustment)
ให้ค่าสัญญาณเอาต์พุตออกมาเป็นแบบ Digital Output คือ 0 กับ 1 หรือให้ค่าออกมาเป็นแบบ Analog
Output (AO) ได้ และมี LED แสดงสถานะ Power และ Output

คุณสมบัติ ไฟเลี้ยงโมดูล VCC = 3.3V-5VDC.
 สามารถปรบั ค่าความไวในการตรวจจับได้ (Potentiometer Sensitivity Adjustment)
 ใหค้ า่ สัญญาณเอาต์พตุ ออกมาเปน็ แบบ Digital Output คอื 0 กับ 1 หรอื ให้ค่าออกมาเปน็
 แบบ Analog Output (AO) ได้
มี LED แสดงสถานะ Power และ Output
 โมดลู ขนาด 1.5cm.(กว้าง) x 3.2cm.(ยาว) x 1.2cm.(สูง)
 Probe ตรวจจบั นา้ ฝน ขนาด 4.0cm.(กวา้ ง) x 5.5cm.(ยาว) x 1.0cm.(สงู )
 สาย Jumper ยาว (Wire length) 20 cm.


31 นักออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

4. เลอื กโมดลู เอาต์พตุ สาหรบั ระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
เอาต์พุตโมดูล จะทาหน้าที่ส่งสัญญาณจากหน่วยประมวลผล ไปยังอุปกรณ์ทางาน เพ่ือควบคุมการ

ทางานของอปุ กรณ์ ใหม้ ลี ักษณะตามต้องการนอกจากโมดูลเอาต์พุต จะประกอบด้วยอุปกรณ์เชื่อมโยงทาง
แสง แล้วยังประกอบด้วย ส่วนท่ีทาหน้าท่ีขยายขนาดของสัญญาณให้มีขนาดท่ีเหมาะสมสาหรับควบคุม
อุปกรณ์ภายนอก เช่น ระดับแรงดันที่ใช้ในการประมวลผล อาจจะมีขนาดเท่ากับ 5 โวลต์ แต่แรงดันที่ใช้ใน
การควบคุมอุปกรณ์ทางานอาจจะมีขนาด 24 โวลต์ ดังน้ันจึงต้องมีส่วนที่ทาหน้าที่ขยายขนาดของ
สัญญาณ นอกจากน้นั ยงั มสี ว่ นที่ทาหน้าที่ในการตรวจสอบสถานะการล้ดวงจรของอุปกรณ์ภายนอก เพ่ือ
ใช้ในการแสดงสถานะของโมคูลกับผู้ใช้ว่าโมคูลอยู่ในสภาวะปกติหรือไม่ เพราะฉะน้ันในบทเรียนนี้จึงมี
การศึกษาการใชง้ านของโมดลู เอาตพ์ ุตเพ่ือการใช้งานทเี่ หมาะสม

4.1gการใช้งานโมดูลเอาต์พุตแบบต่างๆ สาหรับระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบ
คลาวด์ (Cloud)

อุปกรณ์เอาต์พุต สาหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ทางานตามการควบคุมของ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ เม่ือมีสัญญาณ รับเข้า(Input) ไมโครคอนโทรลเลอร์จะประมวลผลตามโปรแกรมท่ี
เขียนไว้ จากนั้นกส็ ร้างสัญญาณสง่ ออก(Output) ให้กับอปุ กรณ์เอาตพ์ ุต

1) โมดูลรเี ลย์ (Relay)

ภาพท่ี 4-1 โมดลู รีเลย์ (Relay) [11]

เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซ่ึงทาหน้าท่ีตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการทางาน
ด้วยไฟฟ้า Relay มีหลายประเภท ต้ังแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ท่ัวไป จนถึง Relay
ขนาดใหญ่ท่ีใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันออกไป แต่มีหลักการทางานท่ีคล้ายคลึง
กัน สาหรับการนา Relay ไปใช้งาน จะใช้ในการตัดต่อวงจร ท้ังน้ี Relay ยังสามารถเลือกใช้งานได้
หลากหลายรูปแบบ

นักออกแบบและพฒั นา IOT 32

ผา่ นระบบ Cloud

ภาพที่ 4-2 สัญลกั ษณ์ในวงจรไฟฟ้าของรเี ลย์ [11]

ภายใน Relay จะประกอบไปดว้ ยขดลวดและหนา้ สมั ผัส
 หน้าสัมผัส NCส(NormallyuClose) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกติ
หน้าสัมผัสน้ีจะต่อเข้ากับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเมื่อมี
กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด
 หน้าสัมผัส NOส(Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะลอย
ไม่ถกู ตอ่ กับขา COM(Common) แต่จะเชื่อมตอ่ กนั เมื่อมีกระแสไฟไหลผ่านขดลวด
 ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ข้ึนอยู่กับว่า
ขณะนั้นมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relayน1 ตัวอาจมี
มากกวา่ 1 ชุด ขึน้ อยู่กับผู้ผลิตและลักษณะของงานที่ถูกนาไปใช้ จานวนหน้าสัมผัสถูก
แบ่งออกดังน้ี

หลักการทางานของ Relay
ในสว่ นของขดลวด เมอื่ มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะทาให้ขดลวดเกิดการเหน่ียวนาและทาหน้าท่ี

เสมือนแมเ่ หล็กไฟฟ้า สง่ ผลใหข้ า COM ที่เช่อื มตอ่ อย่กู ับหน้าสมั ผัส NC (ในสภาวะท่ียังไม่เกิดการเหนี่ยวนา)
ย้ายกลับเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส NO แทน และปล่อยให้ขา NC ลอย เม่ือมองท่ีขา NC กับ COM และ NO
กับ COMแลว้ จะเห็นว่ามกี ารทางานตดิ -ดบั ลักษณะคลา้ ยการทางานของสวิตช์ เราสามารถอาศัยคุณสมบัติ
น้ีไปประยุกตใ์ ช้งานได้ หลังจากที่เราทราบคณุ สมบัติของ Relayกันไปแล้ว ในเรื่องน้ีเราจะยกตัวอย่าง Relay
โดยจะใช้ Relay Module 4 Channels แบบ OPTO-ISOLATED มาใหด้ ู คุณสมบัติ

33 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

ภาพท่ี 4-3 Relay Module 4 Channels [11]

Relay Module 4 Channels มเี อาตพ์ ุตคอนเน็คเตอรท์ ่ี Relay เป็น NO/COM/NC สามารถใช้
กบั โหลดไดท้ ั้งแรงดันไฟฟ้า DC และ AC โดยใช้สญั ญาณในการควบคมุ การทางานด้วยสญั ญาณโลจกิ

คุณสมบัติ
 รีเลย์เอาต์พตุ แบบ SPDT
 สงั่ งานด้วยระดับแรงดัน
 CONTACT OUTPUT ของรีเลยร์ บั แรงดนั ได้สูงสุด
 มี LED แสดงสถานะ การทางานของรเี ลยแ์ ละแสดงสถานะของบอร์ด
 มจี มั พ์เปอรส์ าหรับเลอื กว่าจะใช้กราวดร์ ว่ มหรือแยก
 มี OPTO-ISOLATED เพ่ือแยกกราวดส์ ่วนของสัญญาณควบคมุ กบั ไฟฟ้าที่ขบั รีเลย์ออก

2) เตา้ รบั แบบโซลดิ สเตตรเี ลย์ (Solid State AC Outlet)

ภาพท่ี 4-4 เต้ารบั แบบโซลดิ สเตตรเี ลย์ [11]

นักออกแบบและพฒั นา IOT 34

ผา่ นระบบ Cloud

เปน็ เต้ารับไฟสลับทใี่ ชเ้ ปิดปิดอปุ กรณไ์ ฟฟา้ 220Vac ด้วยสัญญาณควบคมุแบบดิจิตอลซึ่งอาจมา
จากแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวใดก็ได้ อุปกรณ์ หลักที่เป็นหัวใจของการทางาน
คือโซลดิ สเตตรีเลย์(Solid state relay) นามาติดตั้งเข้ากับเต้ารับ, สายปลั้กไฟสลับ, สวิตช์ และกล่องบรรจุ
เพ่ือให้ใช้งานกับแผงวงจรกล่องสมองกล IPST-SEได้ สะดวกและ ปลอดภัยสาหรับการทดลองและทา
โครงงานทีเ่ กี่ยวขอ้ งกบั การควบคุมอปุ กรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าท่ีใช้ไฟสลับ 220Vacหรือไฟบ้าน นอกจากนี้
เต้ารับแบบโซลิดสเตตรีเลยย์ ังใช้ไดก้ บั ไฟสลบั 110Vac ด้วย

ภาพที่ 4-5 วงจรแสดงการเช่อื มต่อปล๊ักไฟ Solid StateAC Outlet [11]

ภาพที่ 4-6 รูปรา่ งหน้าตาของ Solid State AC Outlet เมอ่ื ประกอบเสรจ็ [11]

35 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผ่านระบบ Cloud

การทางานของ Solid State AC Outlet
จากภาพที่ 4-5 จะเห็นอุปกรณ์ที่ต่อเป็นวงจรไม่ซับซ้อนมากนัก เร่ิมจากสายสัญญาณ

ควบคุม 5V จะถูกต่อผ่านตัวต้านทาน 1k เพ่ือให้ LED ภายในของ Solid State Relay ทางานส่งแสงไป
กระตุ้นให้ต่อขาเอาต์พุตเข้าด้วยกัน ทาให้กระแสไหล 220V ไปท่ีปล๊ักไฟได้ โดยในวงจรนี้ได้ต่อสวิตช์เปิด/
ปิดตรง เพ่ือใช้เปิด/ปิดในกรณีที่ไม่ต้องการควบคุมจากไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ด้วย ขณะท่ีส่ังให้ ปลั๊กไฟ
ทางาน จะมี LED1 ต่อไว้เพ่ือแสดงการทางานด้วย โดยวงจรเม่ือประกอบลงกล่องเรียบร้อยแล้วจะเป็นดัง
รูปที่ 4-6

คุณสมบัติ

 ควบคุมอปุ กรณ์ไฟฟ้า 220V กาลังสงู สดุ 600W
 มสี วิตช์สาหรบั เปดิ ปิดโดยตรงได้ ในกรณีไมต่ ้องการการควบคมุ
 ใชส้ ัญญาณการเปิด/ปิดดว้ ยลอจิก 0V และ 5V
 มี LED แสดงสถานะการทางานของรเี ลย์
 ความยาวสายควบคุม 50 เซนติเมตร
 ความยาวปลก๊ั ไฟ 100 เซนตเิ มตร

3) mini-TB6612 แผงวงจรขบั มอเตอร์ไฟตรงขนาดเลก็ พร้อมใช้งาน

ภาพท่ี 4-5 วงจรแสดงการเชือ่ มตอ่ ปลั๊กไฟ Solid StateAC Outlet [11]

แผงวงจรขับมอเตอร์ไฟตรงขนาดเล็กพร้อมใช้งาน ลดขั้นตอนการออกแบบที่ซับซ้อน ขับ
มอเตอร์ไฟตรงขนาดสูงสุด 12V 1A ได้ 2 ช่อง ควบคุมได้ท้ังทิศทางและความเร็ว ต่อใช้งานง่าย ใช้ได้กับ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนยิ มได้ทกุ ตระกูล

ไอซีขับมอเตอร์เบอร์ TB6612FNG ไอซี TB6612FNG มีภาคขับมอเตอร์เป็นแบบ H-บริดจ์ท่ีใช้
มอสเฟตเป็นอุปกรณ์ขับกาลัง ทาให้มีค่าความต้านทานต่ามาก ส่งผลให้การขับมอเตอร์มีประสิทธิภาพ ทั้ง
ในการขับใหม้ อเตอร์หมนุ และการเบรคเพอื่ บังคบั แกนหมุนของมอเตอร์ใหห้ ยุดน่ิง

นักออกแบบและพัฒนา IOT 36

ผา่ นระบบ Cloud

สญั ญาณควบคมุ ทศิ ทางการหมุนของมอเตอร์ใช้ได้ในย่านกว้างต้ังแต่ 0 ถึง +5V (ต้องมีค่าไม่เกิน
แรงดันไฟเลี้ยงลอจิกที่ต่อกับขา +Vcc) โดยป้อนเข้าท่ีขา AIN1 กับ AIN2 สาหรับวงจรขับมอเตอร์ช่อง A
และ BIN1 กับ BIN2 สาหรับวงจรขับมอเตอร์ช่อง B ส่วนความเร็วในการขับมอเตอร์มาจากสัญญาณ
PWM ทตี่ อ้ งปอ้ นเข้าท่ีขาอินพุต PWMA (ช่อง A) และ PWMB (ช่อง B) ความถ่ีสูงสุดของสัญญาณ PWM
ที่รับได้คือ 100kHzด้านไฟเล้ียงวงจรขับมอเตอร์ภายในไอซี TB6612FNG รับได้ต้ังแต่ 4.5 ถึง 13.5V เพ่ือ
ลดโอกาสเสียหายเนื่องจากไฟเล้ียงสูงเกินไปควรใช้ไฟเล้ียงไม่เกิน +11.1V (หากใช้แบตเตอร่ี Li-PO 3 เซล)
หรอื +12V (กรณีของแบตเตอร่แี บบตะกว่ั กรด)

4) จอ Character LCD

ภาพท่ี 4-8 จอ Character LCD [11]

จอ Liquid Crystal Display (LCD) เป็นจอแสดงผลรูปแบบหนึ่งที่นิยมนามาใช้งานกันกับระบบ
สมองกลฝังตัวอย่างแพร่หลาย จอ LCD มีทั้งแบบแสดงผลเป็นตัวอักขระเรียกว่า Character LCD ซึ่งมี
การกาหนดตวั อักษรหรืออักขระทสี่ ามารถแสดงผลไว้ได้อยู่แล้ว และแบบท่ีสามารถแสดงผลเป็นรูปภาพหรือ
สญั ลักษณไ์ ดต้ ามความต้องการของผู้ใช้งานเรียกว่า Graphic LCD นอกจากน้ีบางชนิดเป็นจอท่ีมีการผลิต
ข้ึนมาใชเ้ ฉพาะงาน ทาให้มรี ปู แบบและรูปรา่ งเฉพาะเจาะจงในการแสดงผล เช่น นาฬิกาดิจิตอล เครื่องคิดเลข
หรอื หนา้ ปดั วิทยุ เป็นตน้

37 นักออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

โครงสร้างโดยท่วั ไปของ LCD
โครงสร้างของ LCD ทัว่ ไปจะประกอบข้ึนด้วยแผ่นแก้ว 2 แผ่นประกบกันอยู่ โดยเว้นช่องว่างตรง

กลางไว้ 6-10 ไมโครเมตร ผิวด้านในของแผ่นแก้วจะเคลือบด้วยตัวนาไฟฟ้าแบบใสเพ่ือใช้แสดงตัวอักษร
ตรงกลางระหว่างตัวนาไฟฟ้าแบบใสกับผลึกเหลวจะมีชั้นของสารที่ทาให้โมเลกุลของผลึกรวมตัวกันใน
ทศิ ทางทแี่ สงส่องมากระทบเรียกว่า Alignment Layer และผลึกเหลวทีใ่ ชโ้ ดยท่ัวไปจะเปน็ แบบ Magnetic
โดย LCDสามารถแสดงผลให้เรามองเห็นไดท้ ั้งหมด 3แบบดว้ ยกันคือ

– แบบใช้การสะทอ้ นแสง (Reflective Mode) LCD แบบน้ใี ชส้ ารประเภทโลหะเคลือบอยู่ที่แผ่นหลัง
ของ LCD ซึง่ LCD ประเภทนี้เหมาะกับการนามาใช้งานในท่ีท่ีมีแสงสวา่ งเพยี งพอ

– แบบใชก้ ารสง่ ผา่ น (Transitive Mode) LCD แบบนีว้ างหลอดไฟไว้ด้านหลงั จอ เพอ่ื ทาใหก้ ารอา่ น
คา่ ทแ่ี สดงผลทาไดช้ ัดเจน

– แบบสง่ ผา่ นและสะทอ้ น (Transflective Mode) LCD แบบนี้เป็นการนาเอาข้อดีของจอแสดงผล
LCD ทง้ั 2 แบบมารวมกนั

จอ LCDฟ16×2 Character ที่นิยมวางจาหน่ายจะมีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ LCDแบบปกติที่
เชื่อมต่อแบบขนาน (Parallel) และ LCDแบบที่เช่ือมต่ออนุกรม (Serial) แบบ I2Cนโดยทั้ง 2 แบบตัวจอมี
ลักษณะเดียวกันเพียงแต่แบบ I2C จะมบี อร์ดเสรมิ ทาให้ส่ือสารแบบ I2C ไดเ้ ชอ่ื มต่อไดส้ ะดวกข้ึน

ภาพท่ี 4-9 จอ LCD 16x2 Character (Parallel) [11]

ภาพที่ 4-10 จอ LCD 16x2 Character (I2C) [11]

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 38

ผา่ นระบบ Cloud

5) LED Module ไฟแสดงสถานะ

ภาพท่ี 4-11 LED Module ไฟแสดงสถานะ [11]

คณุ สมบตั ิ สาหรับทดลองเขียนโปรแกรมควบคมุ Output ของ Arduino
ออกแบบให้ทดลองได้ง่ายเสียบกับบอรด์ Arduino Uno ไดท้ ันที
 ใช้ทดลองทาไฟวิ่งไฟแสดงสถานะ รูปแบบตา่ ง ๆ
 ไฟเลย้ี ง 3.3-5V



5. ประกอบระบบอินเตอรเ์ น็ตในทกุ สรรพสิง่ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
จากบทเรียนก่อนหน้านี้เราก็ได้เรียนรู้แล้วว่า อินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์

(Cloud) คืออะไรอุปกรณ์ชนิดไหนที่ทาให้ระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) เช่ือมต่อผ่านระบบ
คลาวด์ (Cloud) ซ่ึงตัวท่ีเช่ือมต่อกันนั้นก็คือ Blynk โดยBlynkป็นแพลดฟอร์มสาหรับการเชื่อมต่อและ
ควบคุมอุปกรณ์ IoT ผ่านทางอินเตอร์เน็ต โดยฮาศัย Cloud Server หรือในที่นี้ก็คือ Blynk Server เป็น
ตัวกลางในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ IoTกับสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ด แต่ก่อนจะสั่งการผ่านสมาร์ท
โฟนได้น้ัน IoT มักเริ่มต้นด้วยการเลือกใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ มาต้องทา
หน้าที่ประมวลผลข้อมูลที่รับมาจากเซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุดสัญญาณเพื่อสั่งการไปยังอุปกรณ์
ควบคุมต่าง ๆ ท่ีอยู่ปลายทางซ่ึง บอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ ชนิดที่เชื่อมต่อกับ IoT ด้วยWiFi ได้นั้นก็คือ
NodeMCU โดยอุปกรณ์ตรวจจับจะสร้างสัญญาณรับเข้า(Input)ให้กับ NodeMCUจากน้ันก็สร้าง
สัญญาณส่งออก(Output) ให้กับอุปกรณ์เอาต์พุตทางาน เม่ือนักเรียนได้เรียนรู้จากบทเรียนข้างต้นไป
แล้วบทเรียนนี้ก็จะ เรียนรู้ว่าอุปกรณ์แต่และตัวที่เป็นฮาร์ดแวร์ประกอบกันอย่างไร และวิธีการตรวจสอบ
และตกแต่งชนิ้ งานควรทาอย่างไร เราจะได้เรียนรู้กนั ในบทน้ี

39 นักออกแบบและพฒั นา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

5.1 ประกอบระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

5.1.1 ส่วนประกอบของ บอร์ดArduino UNO R3

ภาพท่ี 5-1 สว่ นประกอบของ บอรด์ Arduino UNO R3 [12]

1. USB Port: ใช้สาหรับเช่ือมต่อกับ Computer เพื่อใช้ในการอับโหลดโปรแกรมเข้า MCU และใช้
จา่ ยไฟใหก้ ับตัวบอรด์

2. Reset Button: เปน็ ปุ่ม Reset เพื่อเริม่ การทางานใหม่
3. ICSP Port ของ Atmega16U2 เปน็ พอรต์ ทใี่ ช้โปรแกรม Visual Com port บน Atmega16U2
4. I/OPort:Digital I/O ต้ังแต่ขา D0 ถึง D13 นอกจากนี้ บาง Pin จะทาหน้าที่อ่ืน ๆ เพ่ิมเติมด้วย
เช่น Pin0,1 เป็นขา Tx,Rx Serial, Pin3,5,6,9,10 และ 11 เปน็ ขา PWM
5. ICSP Port: Atmega328 เปน็ พอร์ตทีใ่ ชโ้ ปรแกรม Bootloader
6. MCU: Atmega328 เปน็ MCU ท่ีใช้บนบอร์ด Arduino
7. I/OPort: นอกจากจะเป็น Digital I/O แล้ว ยังเปล่ียนเป็น ช่องรับสัญญาณอนาล็อก ตั้งแต่ขา
A0-A5
8. PowerjkPort: ไฟเลี้ยงของบอร์ดเมื่อต้องการจ่ายไฟให้กับวงจรภายนอก ประกอบด้วยขา
ไฟเล้ียง +3.3 V, +5V, GND, Vin
9. Power Jack: รบั ไฟจาก Adapter โดยท่ีแรงดันอยรู่ ะหว่าง 7-12 V
10. MCU ของ Atmega16U2 เป็น MCU ที่ทาหน้าท่ีเป็น USB to Serial โดย Atmega328 จะ
ตดิ ต่อกบั Computer ผ่าน Atmega16U2

นกั ออกแบบและพฒั นา IOT 40

ผา่ นระบบ Cloud

5.1.2 ส่วนประกอบของ ESP8266 NodeMCU
การใช้งานพินต่างๆ ของ ESP8266oNodeMCUยโดยมีพินทั้งหมด 30oพินท่ีเชื่อมต่อกับ

ภายนอก โดยการเชอื่ มตอ่ มดี งั น้ี:

ภาพท่ี 5-2 สว่ นประกอบของ ESP8266 NodeMCU [12]

เพื่อความเข้าใจงา่ ยเราจะสร้างกลุ่มของพินทมี่ ีฟังก์ชั่นท่คี ล้ายกัน
PoPwoewrePrinPsins มีพินพลังงาน 4 พิน ได้แก่พิน VIN หน่ึงพิน และพิน 3.3V สามพิน สามารถใช้พิน

VIN เพื่อจ่ายแหล่งจ่ายไฟให้กับ ESP8266 และอุปกรณ์ต่อพ่วงได้โดยตรงหากคุณมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน
5V ท่ีได้รับการควบคุม โดยพิน 3.3V เป็นเอาท์พุทของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าออนบอร์ด พินเหล่านี้
สามารถใชเ้ พื่อจา่ ยพลงั งานให้กบั สว่ นประกอบภายนอกไดเ้ ช่นกัน

II22CC PPiinnss ใช้สาหรับเช่ือมตอ่ เซน็ เซอร์ I2C และอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกประเภทในโปรเจคของคุณ
รองรับท้ัง I2C Master และ I2C Slave สามารถใช้ฟังก์ชันอินเทอร์เฟซ I2C ได้โดยทางโปรแกรมและ
ความถ่ีสัญญาณนาฬิกาคือ 100 kHz ที่สูงสุด ควรสังเกตว่าความถี่สัญญาณนาฬิกา I2C ควรสูงกว่า
ความถี่สัญญาณนาฬกิ าทช่ี า้ ทีส่ ุดของอุปกรณ์สลาฟ

41 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

GPGIOPIPOinPsins ESP8266 NodeMCU มีพิน GPIO 17 พินซ่ึงสามารถกาหนดให้กับฟังก์ช่ันต่าง ๆ
เช่น I2C, I2S, UART, PWM, รีโมทคอนโทรล IR, ไฟ LED และปุ่มโดยทางโปรแกรม GPIO ท่ีเปิดใช้งาน
ดจิ ิตอลแต่ละตัวสามารถกาหนดค่าเป็น pull-up หรือ pull-down ภายในหรือต้ังค่าเป็นอิมพีแดนซ์สูง เม่ือ
กาหนดค่าเป็นอินพุตมันยังสามารถตั้งค่าเป็น edge-trigger หรือ level-trigger เพ่ือสร้างการขัดจังหวะ
ของ CPU

AADDCCCChahnanenlel NodeMCU ถูกฝังอยู่กับ SAR ADC ที่มีความแม่นยา 10 บิต ท้ังสองฟังก์ชั่น
สามารถใช้งานได้โดยใช้ ADC ได้แก่ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าของพิน VDD3P3 และการทดสอบแรงดัน
อินพตุ ของขา TOUT อยา่ งไรก็ตามไม่สามารถใชง้ านพร้อมกันได้

UUAARRTTPPininss ESP8266 NodeMCU มี 2 อินเตอร์เฟสของ UART ได้แก่ UART0 และ UART1
ซึ่งให้การสื่อสารแบบอะซิงโครนัส (RS232 และ RS485) และสามารถสื่อสารได้สูงสุด 4.5 Mbps สามารถ
ใช้ UART0 (TXD0, RXD0, RST0 & CTS0) สาหรับการส่ือสาร รองรับการควบคุมของเหลว อย่างไรก็
ตาม UART1 (พนิ TXD1) มีเพยี งสญั ญาณการส่งขอ้ มลู ดังนัน้ โดยปกติจะใชส้ าหรบั บันทกึ การพมิ พ์

SPSI PPIinPsins ESP8266 มีสอง SPI (SPI และ HSPI) ในโหมดทาสและมาสเตอร์ SPI เหล่านย้ี งั
สนับสนุนคุณสมบตั ิ SPI สาหรบั วตั ถุประสงค์ทั่วไปตอ่ ไปนี้

• โหมดจบั เวลา 4 โหมดสาหรับการถ่ายโอนรปู แบบ SPI
• มากถึง 80 MHz และแบ่งนาฬิกา 80 MHz
• สงู ถงึ 64 ไบต์ FIFO

SDIOSPDinIOs Pin ESP8266 คณุ สมบัติ Secure Digital Input / Output Interface (SDIO) ซึง่ ใช้
เช่อื มตอ่ การ์ด SD โดยตรง รองรับ SDIO 4-bit 25 MHz v1.1 และ 4-bit 50 MHz SDIO v2.0

PSWDIMO Pins บอร์ดนี้มี Pulse Pulse Modulation (PWM) 4 ช่องสัญญาณ เอาท์พุท PWM
สามารถดาเนนิ การทางโปรแกรมและใช้สาหรับการขบั เคล่ือนมอเตอร์ดิจิตอลและไฟ LEDช่วงความถี่ PWM
สามารถปรบั ไดจ้ าก 1,000 µsถึง 10,000 μs, เชน่ ระหว่าง 100 Hz และ 1 kHz

CCoonnttrorollPPininss ใช้ในการควบคุม ESP8266 พินเหล่านร้ี วมถึง Chip Enable pin (EN), พนิ รเี ซ็ต
(RST) และ WAKE pin

• EN pin - ชิป ESP8266 ถกู เปิดใชง้ านเม่ือดึง EN pin สงู เมื่อดงึ ต่าชปิ จะทางานที่
กาลังไฟน้อย

• RST pin – RST pin ใชเ้ พื่อรเี ซต็ ชิป ESP8266
• WAKE pin – ให้ ชิป ESP8266 กลับมาทางานใหม่อกี ครั้ง

นกั ออกแบบและพัฒนา IOT 42

ผา่ นระบบ Cloud

5.1.3 ตวั อยา่ งการประกอบ ESP8266 Module กับโมดลู ตา่ ง ๆ
1) การใช้งาน ESP8266 โมดลู วดั อณุ หภูมิและความช้ืน
DHT22kโมดูลเซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในตัวเดียว มีความแม่นยาสูง มีตัวต้านทาน

Pull up มาแลว้ สามารถตอ่ ขาทดลองไดเ้ ลยไมต่ อ้ งตอ่ เพ่ิม โดยโมดูลวัดอุณหภูมิและความช้ืน มีด้วยกัน 2
แบบ คือ DHT11และ DHT22 ถ้าต้องการความแม่นยาควรเลือกใช้ DHT22 ออกแบบมาให้วัดได้แม่นยา
กว่ารนุ่ DHT11สว่ น ESP8266 เราจะใช้ V2 หรือ V3กไ็ ด้ โดยในตวั อย่างจะใช้เปน็ V3

วิธีการประกอบเข้าด้วยกนั มดี งั น้ี

ภาพที่ 5-3 การตอ่ ใชง้ าน ESP8266 โมดลู วัดอณุ หภูมแิ ละความชื้นแบบ3ขา [12]

การประกอบอุปกรณต์ ามด้านบน
มีรายละเอียด ของESP8266 -> DHT22 AM2302 V3 ดงั นี้
• 3V3 -> VCC
• GND -> GND
• D4 -> DAT

43 นักออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

***หมายเหตุ บางกรณีถ้า DHT22 ไม่มีตัวต้านทาน Pull up อยู่จาเป็นต้องต่อต้านทานต่อแบบ Pull-up ไว้
เพ่ือปอ้ งกันการรบั -ส่งข้อมลู ผิดพลาด แสดงดงั ภาพข้างลา่ ง

ภาพท่ี 5-5 การตอ่ ใช้งาน ESP8266 โมดูลวดั อุณหภมู แิ ละความชื้นแบบ3ขา [12]

การประกอบอุปกรณต์ ามดา้ นบน
มีรายละเอยี ด ของESP8266 -> DHT22 AM2302 V3 ดงั น้ี
 5V -> ขา1
 GND -> ขา4
 ขาD4 = GPIO 2 -> ขา2

นักออกแบบและพฒั นา IOT 44

ผ่านระบบ Cloud

5.2 การตรวจสอบและตกแต่งชิน้ งาน ระบบอินเตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์

(Cloud)
ในการประกอบระบบอนิ เตอร์เนต็ ในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) เสรจ็ สิ่งท่ี

สาคญั อีกอยา่ งคอื การตรวจสอบการตกแต่งชน้ิ งาน วา่ มีความถูกตอ้ งหรือมคี วามสวยงานหรือไม่ เพราะ
ถ้าหากเราไมต่ รวจสอบหรอื ตกแตง่ ชนิ้ งานเราก่อนนาไปทดสอบจะทาให้เกิดอนั ตรายได้ เชน่ ต่อสายไฟผิด
หรอื อาจจะทาให้เสียเวลาในการต่อประกอบใหม่ ถ้าเราไมต่ รวจสอบชิ้นงานเรานน้ั ก่อนนาไปใช้ การ
ประกอบควรประกอบอย่างระมัดระวัง เราอาจเสียเวลาในการแกไ้ ขวงจรเพราะต่อไม่ตรงตามแบบต้ังแต่
แรก การตรวจสอบและกาตกแต่งชิ้นงานอาจชว่ ยให้ทางานไดด้ ีขนึ้ โดยมีวิธกี ารตรวจสอบและตกแตง่
ช้นิ งานดังน้ี

 ใชส้ ายไฟให้นอ้ ยทีส่ ดุ – อุปกรณบ์ างอยา่ งทป่ี ักลงไปที่ขา PIC ไดโ้ ดยตรงโดยไม่ต้องใช้สาย
ได้แก่ C1 สว่ นประกอบอน่ื ๆ ก็มักมขี าอปุ กรณ์อยา่ งน้อย 1 ด้านท่ตี ่อเขา้ กบั ขา PIC ได้
โดยตรง

 เลอื กความยาวสายให้เหมาะสม – การใช้สายยาวเกินไปมกั ทาให้บอรด์ ยุ่งเหยงิ สายหลดุ ง่าย
จดั เกบ็ ลาบาก

ภาพท่ี 5-6 วิธีการต่อวงจรที่สวยงาม [12]

 อปุ กรณบ์ างชนดิ มีข้ัว ต้องต่อให้ถกู ด้าน – เชน่ LED, C2 (100 uF), SW1 วิธีดขู ้วั ของ
อปุ กรณ์โดยทว่ั ไปขาท่ียาวกวา่ จะเปน็ ขาบวก ถา้ ดจู ากความยาวขาไมไ่ ดก้ ็ต้องอ้างอิงคู่มือ

45 นักออกแบบและพัฒนา IOT

ผา่ นระบบ Cloud

6. ทดสอบระบบอินเตอร์เนต็ ในทกุ สรรพสงิ่ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
6.1 หลักการทดสอบระบบอินเตอรเ์ น็ตในทุกสรรพส่งิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
ในการทดสอบระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) ในส่วนของ

ฮาร์ดแวร์เราไม่สามารถที่จะเขียนโค้ชเพ่ือทาการทดสอบระบบได้ จึงมีวิธีง่าย ๆ อีกวิธีคือการจ่าย
แหล่งจ่ายไฟเข้าสู่ระบบ โดยใช้เคร่ืองมือวัดทางไฟฟ้า ชนิดมัลติมิเตอร์ในการวัดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามา
แหล่งจ่ายซ่ึง ESP8266 ทางานที่แรงดันไฟฟ้า 3.3V-3.6Vการนาไปใช้งานร่วมกับ เซ็นเซอร์อื่น ๆที่ใช้
แรงดัน 5Vต้องใช้ วงจรแบ่งแรงดัน มาช่วยเพื่อไม่ให้โมดูลพังเสียหายกระแสที่โมดูลใช้งานสูงสุดคือ
200mA โดยขอ้ ควรระวงั คือห้ามให้ไฟเกิน 5 V อาจะทาให้บอร์ดพังได้

ภาพที่ 6-1 การจ่ายแหล่งจา่ ยไฟแบบท่ี 1 [11]

ภาพที่ 6-2 การจ่ายแหลง่ จ่ายไฟแบบท่ี 2 [11]

นักออกแบบและพัฒนา IOT 46

ผ่านระบบ Cloud

7. ใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟา้ ท่สี าคญั

การทางานที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า เราไม่สามารถมองเห็นค่ากระแสไฟฟ้าได้ แต่เราเห็นผลของ
กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลในวงจรได้ กค็ ือ ไฟฟา้ ส่องสว่าง พดั ลมหมนุ ได้

เครื่องวัดไฟฟ้า(Meter) ถือได้ว่าเป็นหัวใจสาคัญท่ีทาให้การทางานที่เก่ียวกับไฟฟ้าเป็นไปได้
โดยง่าย ปลอดภัย และสะดวกสบายมากข้ึน ซึ่งเครื่องมือวัดค่ากระแสไฟฟ้า เรียกว่า แอมป์มิเตอร์
เครื่องมือวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า เรียกว่า โอห์มมิเตอร์ เคร่ืองมือวัดค่าแรงดันไฟฟ้า เรียกว่า โวลต์
มิเตอร์ ส่วนมัลติมิเตอร์ คือ เคร่ืองมือวัด ท่ีสามารถวัดได้ท้ังกระแสไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า และ
แรงดันไฟฟ้า

7.1kการใช้เคร่ืองมือวัดทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่าน
ระบบคลาวด์ (Cloud)

การใชเ้ ครอื่ งมอื วดั ทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบ
คลาวด์ (Cloud) เป็นส่ิงจาเป็นมากเพราะการทดสอบระบบนั้นจาเป็นต้องใช้เคร่ืองมือวัดในการวัด
แหล่งจ่ายไฟ ว่าไฟที่จ่ายมาในระบบไม่ควรก่ีโวลต์เพ่ือความปลอดภัยของอุปกรณ์ท่ีเราต่อไม่ให้เกิดความ
เสียหายขึ้น การทดสอบระบบอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) การทดสอบ
ระบบอนิ เตอร์เน็ตในทกุ สรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) ใช้เครอ่ื งมอื วัดดังน้ี

1) มัลติมเิ ตอร์
มัลติมิเตอร์(Multimeter) เกิดจากคา 2 คาผสมกัน น่ันคือ Multi ซึ่งแปลว่า หลากหลาย

มากมาย ส่วน Meter หมายถงึ เคร่อื งวัด เมื่อนาสองคามารวมกันคือ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า ซ่ึงสามารถ
วัดได้หลายค่า เช่น ค่าแรงดัน(Voltage) ค่ากระแส (Current) ค่าความต้านทาน(Resistance) บางรุ่น
สามารถวดั frequency,ค่า Diod หรอื ค่าอน่ื ๆภายในเคร่ืองเดียวไดด้ ้วย

การแสดงผลของมัลติมิเตอร์แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ มัลติมิเตอร์แบบเข็ม (Analog
Multimeters) กับ มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข (Digital Multimeters) เพ่ือให้เหมาะสมกับการทดลองเร่ือง
นั้นๆ ซึ่งมัลติมิเตอร์แต่ละเครื่องจะมีรายละเอียดปลีกย่อยและข้อควรระมัดระวังในการใช้งานแตกต่างกัน
ไปในบทความนีจ้ ะกลา่ วถึงการใช้งานของ มลั ตมิ ิเตอร์แบบเขม็ (Analog Multimeters)

47 นกั ออกแบบและพฒั นา IOT

ผ่านระบบ Cloud

 มัลติมเิ ตอร์แบบดจิ ติ อล
มัลติมิเตอร์ชนิดดิจิตอล สามารถใช้งานในการวัดค่าทางไฟฟ้าได้หลากหลาย ซ่ึงการวัดแต่ละ

แบบจะมีการต่อเช่ือมท่ีไม่เหมือนกัน ท้ังการเชื่อมต่อพอร์ทที่เคร่ือง การหมุนปรับสวิตซ์ และรูปแบบการนา
โพรบไปต่อวัด ซ่ึงผู้ใช้จะต้องทาตามท่ีกาหนดในแต่ละข้ันตอน เร่ิมจากจะต้องต่อพอร์ทให้ถูกต้อง และปรับ
สวิตซ์ให้ถูกตาแหน่งเสมอ ก่อนนาไปต่อวัดที่อุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ทุกครั้ง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความ
เสยี หายเกิดขึน้ กับเครอื่ งมัลติมิเตอร์

ภาพที่ 7-1 ส่วนประกอบของมัลตมิ ิเตอรแ์ บบดิจติ อล [13]

ภาพที่ 7-2 การวดั การเช่ือมตอ่ ของวงจร [13]