อาชีพนักออกแบบและพัฒนาอินเตอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) โมดูลที่ 1

บทเรยี นโมดลู ท่ี 1

หอนาังสชืออพี ิเลก็นทรกั อนอิกอส์ eก-bแooบk บและพสมัฒรรถนนะยาอ่ ยท่ี 1-7

IOTอนิ เทอร์เนต็ ในทกุ สรรพสิ่ง
ผา่ นระบบ Cloud

คณะครุศาสตรอ์ ตุ สาหกรรมและเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย
ทุนอดุ หนนุ การวิจยั จากสานักงานคณะกรรมการกองทนุ ส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วจิ ยั และนวตั กรรม

ประจาปงี บประมาณ 2564

ผนกัา่ อนอรกะแบบบบแCลlะoพuฒั dนา IOT

บทเรียนโมดูล หลักสูตร อาชีพนักออกแบบและพัฒนาอนิ เทอร์เน็ตในทุกสรรพส่งิ (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

โมดลู ที่ 1 เรื่อง พฒั นาฮารด์ แวรส์ าหรับระบบอินเทอร์เนต็ ในทกุ สรรพสิง่ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

คาแนะนาการใช้บทเรยี นโมดลู

ข้นั ตอนการใชบ้ ทเรยี นโมดลู
1. ศึกษาคาแนะนาการใชบ้ ทเรียนและโครงสร้างบทเรียนโมดูล
2. ทาแบบทดสอบกอ่ นเรียนเพอื่ ตรวจสอบความรู้พน้ื ฐานของตนเอง
3. การศึกษาบทเรยี นโมดลู นักเรียนสามารถศกึ ษาเป็นรายบุคคลหรอื รายกล่มุ ยอ่ ยจานวน 3 – 5 คน
4. ศึกษารายละเอียดของเน้ือหาแต่ละตอน พร้อมท้ังทาตามกิจกรรมต่าง ๆ ที่กาหนดในบทเรียน เช่น บันทึก
เนอ้ื หาทาการทดลอง ทาแบบฝกึ หัดหรือกิจกรรมอืน่ ๆ ตามทกี่ าหนดไว้ในโมดลู
5. ตรวจแบบฝกึ หัดหรอื กจิ กรรม จากแนวคาตอบท้ายโมดูลเพื่อตรวจสอบว่านักเรียนมีความเข้าใจในเนื้อหาน้ัน ๆ
หรือไม่ ถ้าผิดนักเรียนควรทาการศึกษาอีกคร้ังพร้อมท้ังปรึกษาเพ่ือนในกลุ่มและซักถาม ครูผู้สอนให้เกิดความ
เขา้ ใจกอ่ นทาการศกึ ษาตอ่ ไป
6. ทาแบบทดสอบหลังเรยี น เพือ่ ตรวจสอบว่าตนเองมีความรู้ผ่านเกณฑ์การประเมิน โดยมีเกณฑ์การประเมินร้อย
ละ 80 และ ให้ผา่ นไปเรียนโมดลู ต่อไป
7. นกั เรียนท่ีไม่ผ่านเกณฑ์การประเมินร้อยละ 80 ให้นักเรียนเรียนซ่อมเสริม และให้กลับไปศึกษาเน้ือหาในโมดูล
ตามข้ันตอนอีกครั้ง พร้อมทั้งปรึกษาและซักถามครูจนเกิดความเข้าในเน้ือหาแล้วจึงทาแบบทดสอบหลังเรียน
ชดุ เดมิ อีกครั้ง ถา้ ผ่านเกณฑก์ ารประเมนิ จึงเรียนโมดูลต่อไป
8. ขณะทากิจกรรมนักเรียนต้องมีความซ่ือสัตย์ต่อตนเอง โดยต้องไม่ดูแนวทางการตอบเพราะจะไม่มีประโยชน์ใด
ๆ ต่อนักเรียน
9. การเรยี นร้ดู ้วยวิธนี ้ี นักเรยี นจาตอ้ งซอื่ สตั ย์ต่อตนเองและมคี วามเช่อื มน่ั ในตนเองว่าทุกคนมีสามารถในการเรียน
และผ่านเกณฑ์การประเมินผลทกี่ าหนดไว้ได้หากมีความตัง้ ใจจรงิ และมีความม่งุ มน่ั

นผัก่าอนอรกะแบบบบแCลlะoพuฒั dนา IOT สารบญั

คาแนะนาการใชบ้ ทเรียนโมดลู หนา้
ขน้ั ตอนการใชบ้ ทเรียนโมดูล
ออกแบบระบบสาหรับอนิ เทอร์เนต็ ในทกุ สรรพส่งิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 1
1
เทคโนโลยีระบบสาหรบั อนิ เทอร์เน็ตในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) 7
การใชร้ ะบบสาหรับอินเทอรเ์ น็ตในทกุ สรรพสิง่ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud) 9
หลกั การออกแบบระบบสาหรบั อนิ เทอรเ์ น็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud) 11
การเชอ่ื มต่อและสอ่ื สารระบบสาหรับอินเทอร์เน็ตในทกุ สรรพสิ่ง (IoT) ผา่ นระบบ
คลาวด์ (Cloud) 14
การเลอื กไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใช้ในอนิ เทอรเ์ น็ตในทุกสรรพส่งิ (IoT) ผา่ นระบบ
คลาวด์ (Cloud) 14
หลักการเลอื กอปุ กรณไ์ มโครคอนโทรลเลอร์จากแบบที่กาหนด 18
โครงสร้างทว่ั ไปของไมโครคอนโทรลเลอร์ 19
หลักการทางานพ้ืนฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใชใ้ นอนิ เทอร์เนต็ ในทกุ
สรรพสิง่ (IoT 22
การเลือกโมดูลอินพุตสาหรับระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud) 22
การใชง้ านโมดลู อินพตุ แบบต่างๆ สาหรบั ระบบอินเทอร์เนต็ ในทุกสรรพสิง่ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 31
การเลือกโมดลู เอาตพ์ ุตสาหรับระบบอนิ เทอร์เน็ตในทุกสรรพสิง่ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์
(Cloud) 31
การใชง้ านโมดูลเอาตพ์ ตุ แบบต่างๆ สาหรับระบบอนิ เทอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพสิ่ง (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 37
การประกอบระบบอนิ เทอร์เนต็ ในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 37
การประกอบระบบอนิ เทอร์เนต็ ในทุกสรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 42
การตรวจสอบและตกแตง่ ช้ินงาน ระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพสงิ่ (IoT) ผ่านระบบ
คลาวด์ (Cloud) 43
การทดสอบระบบอินเทอรเ์ น็ตในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud) 43
หลักการทดสอบระบบอนิ เทอรเ์ น็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) 44
การใช้เครื่องมอื วดั ทางไฟฟา้ ทสี่ าคัญ 44
การใช้เครอื่ งมือวดั ทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอินเทอร์เนต็ ในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบ
คลาวด์ (Cloud) 49
บรรณานกุ รม 50
แหล่งอ้างองิ รปู ภาพ

1 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

บทเรียนโมดูล หลกั สูตร อาชีพนักออกแบบและพัฒนาอินเทอรเ์ นต็ ในทุกสรรพสงิ่ (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

โมดลู ท่ี 1 เรอื่ ง พัฒนาฮาร์ดแวร์สาหรับระบบอนิ เทอร์เน็ตในทกุ สรรพส่งิ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things : IoT) เป็นเทคโนโลยีที่เกิดจากการทางานร่วมกัน ระหว่าง
ระบบเครือข่าย ระบบอิเล็กทรอนิกส์ และเคร่ืองกลที่ทาให้เกิดการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกันได้โดยผ่าน เครือข่าย
อินเทอร์เน็ต โดยไม่จาเป็นต้องอาศัยการปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์เข้ามาเก่ียวข้อง ปัจจุบันได้มีบทบาทอย่าง มากในระบบ
อจั ฉรยิ ะต่าง ๆ โดยเฉพาะระบบอาคารอจั ฉรยิ ะ (Smart Building) พนื้ ฐานของระบบมกั จะ ประกอบด้วยเซนเซอร์ต่าง ๆ
จานวนมาก เชื่อมต่อผ่านบอร์ดควบคุม เพื่อตรวจวัดข้อมูล และรอรับคาสั่ง ซึ่ง ข้อมูลจากเซนเซอร์ต่าง ๆ น้ันมี
ความสาคัญอย่างมาก เป็นพ้ืนฐานของระบบ Big Data ที่ช่วยในการวิเคราะห์และ ตัดสินใจของระบบสาคัญอ่ืน ๆ อีก
มากมาย

1. การออกแบบระบบสาหรับอินเทอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

สาหรับ IoTส่วนใหญ่แล้ว ส่วนหัว (หรืออาจเรียกว่าสมอง) ของระบบนั้นอยู่ในคลาวด์ บริการบนคลาวด์หรือ
แอปพลิเคชันปลายทางเป็นอีกหนึ่งจุดปลายทางในระบบ IoTซ่ึงมีความสาคัญต่อการรับผลประโยชน์ท่ีแท้จริงของโหนด
ปลายทางที่ใช้งานอยู่ เซนเซอร์และอุปกรณ์จะเก็บรวบรวมข้อมูลและดาเนินการต่าง ๆ แต่การประมวลผลจะเกิดขึ้นใน
คลาวด์เป็นหลัก Cloud for IoT เป็นชุดของบริการที่ได้รับการจัดการและผสานรวมเต็มรูปแบบ ซึ่งทาให้คุณสามารถ
เช่ือมต่อ จัดการ และนาเข้าข้อมูล IoTจากอุปกรณ์ท่ีกระจายอยู่ทั่วโลกท่ีกระบวนการขนาดใหญ่ วิเคราะห์/แสดงข้อมูล
ดังกล่าวแบบเรียลไทม์ นาการเปล่ียนแปลงการดาเนินการไปปฏิบัติ และดาเนินการตามความจาเป็นอย่างง่ายดายและ
ปลอดภยั

1.1 เทคโนโลยีระบบสาหรับอินเทอร์เน็ตในทกุ สรรพสิง่ (IoT)

อินเทอร์เน็ตสาหรับสรรพส่ิง หรือ InternetpofThingsว(IoT) คือ สภาพแวดล้อมอันประกอบด้วยสรรพ
ส่งิ ท่สี ามารถ สอื่ สารและเชอ่ื มต่อกนั ได้ผ่านโพรโทคอลการส่ือสารท้ังแบบ ใช้สายและไร้สาย โดยสรรพส่ิงต่าง ๆ มีวิธีการ
ระบุตัวตนได้ รับรู้บริบทของสภาพแวดล้อมได้ และมีปฏิสัมพันธ์โต้ตอบและ ทางานร่วมกันได้ เป็นแนวความคิดที่ถูกคิด
ขึน้ โดย Kevin Ashton ในปี 1999 เร่มิ ต้นจากโครงการ Auto-ID Center ท่มี หาวิทยาลัย Massachusetts Institute of
Technology หรือ MIT จาก เทคโนโลยี RFID ท่ีจะทาให้เป็นมาตรฐานระดับโลกสาหรับRFIDSensorsต่าง ๆที่จะ
เชื่อมต่อกันได้

นกั ออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 2

เทคโนโลยี IoT มีความจาเป็นต้องทางานร่วมกับอุปกรณ์ประเภท RFIDและ Sensorsซึ่งเปรียบเสมือนการ
เติมสมองให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ท่ีขาดไม่คือการเช่ือมต่ออินเทอร์เน็ต เพ่ือให้อุปกรณ์สามารถรับส่งข้อมูลถึงกันได้
เทคโนโลยี IoT มีประโยชน์ในหลายด้าน แต่ก็มาพร้อมกับความเสี่ยง เพราะหากระบบรักษาความปลอดภัยของอุปกรณ์
และเครือข่ายอินเทอร์เน็ตไม่ดีพอ ก็อาจทาให้มีผู้ไม่ประสงค์ดีเข้ามาขโมยข้อมูลหรือละเมิดความเป็นส่วนตัวของเราได้
ดังนน้ั การพฒั นา IoT จงึ จาเปน็ ต้องพัฒนามาตรการ และระบบรักษาความปลอดภัยไอทีควบคู่กันไปด้วย เทคโนโลยีท่ีทา
ให้ IoT เกิดขึ้นไดจ้ ริงและสร้างผลกระทบ ในวงกวา้ งได้ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มได้แก่

1) เทคโนโลยีทชี่ ่วย ใหส้ รรพสง่ิ รับรู้ขอ้ มลู ในบริบทท่เี กย่ี วขอ้ ง เช่น เซ็นเซอร์

2) เทคโนโลยีที่ช่วยให้สรรพส่ิงมีความสามารถในการส่ือสาร เช่น ระบบสมองกลฝังตัว รวมถึงการส่ือสาร
แบบไร้สายท่ีใช้ พลังงานตา่ อาทtิ Zigbee,o6LowPAN, Low-power Bluetooth

3) เทคโนโลยีท่ีช่วยให้สรรพส่ิงประมวลผล ข้อมูลในบริบทของตน เช่น เทคโนโลยีการประมวลผลแบบ
คลาวด์ และเทคโนโลยีการวเิ คราะหข์ ้อมลู ขนาดใหญ่

ภาพท่ี 1.1 เทคโนโลยีระบบสาหรับอินเทอร์เนต็ ในทุกสรรพส่งิ (IoT) [1]

3 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

1.1.1 องคป์ ระกอบของ IoT
คาว่าอินเทอร์เน็ตสาหรับสรรพส่ิง ซึ่งแสดงถึงการ เชื่อมต่อระหว่างสรรพสิ่งที่สามารถจับต้องได้ ให้เกิด

การ สอ่ื สารระหวา่ งกนั ได้ผ่านอนิ เทอร์เนต็ โดยวธิ กี ารมอี ยู่ 2 วธิ ีการ
1) CloudoService: การมีปฏิสัมพนั ธ์โดยตรง เป็นการ เชื่อมต่อกันยกตวั อย่างเช่น Bluetooth หรือ Wi-Fi

และ เช่ือมโยงแบบ Internet protocols ยกตวั อย่างเช่น HTTP และ TCP
2) Proxy Web Service: การปฏิสัมพันธ์ผ่าน proxy ปฏิสัมพันธ์แบบน้ีจะเกิดขึ้นต่อเมื่ออุปกรณ์รับข้อมูล

เชน่ smartphoneสอยใู่ นระยะใกล้กับอุปกรณ์ที่เปิดใช้งานใน รูปแบบ IoTสและสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่ง
ท่ี สนใจผ่านเวบ็ ไซต์โดยอตั โนมตั ิ

1.1.2 ประโยชน์ของ IoT
การที่เทคโนโลยีเป็นท่ีแพร่หลายนั้นไม่ได้อยู่ที่ปัจจัยด้านราคาอย่างเดียว แต่เทคโนโลยีน้ันต้องส่งมอบ

ประโยชน์ตอ่ ชวี ติ ของผใู้ ช้ดว้ ย ซง่ึ IoT กอ่ ใหเ้ กดิ ประโยชน์ในด้านตา่ ง ๆ มากมาย อาทิ
1) ดา้ นพลงั งาน
มีการนา IoTมาใช้จะเพ่ิมความฉลาดของระบบพลังงานและระบบโครงสร้างพ้ืนฐานด้านพลังงาน ซ่ึง

ชว่ ยเพ่ิมประสทิ ธภิ าพในการจดั การพลังงานจากท่อส่งอจั ฉรยิ ะ (Smart Pipelines) ถึงมเิ ตอร์อัจฉริยะ (SmarteMeters)
และโครงข่ายไฟฟา้ อัจฉรยิ ะ (SmartoGrid) ทุกแง่มมุ ของการสร้างและส่งต่อพลังงานล้วนถูกทาให้มีความปลอดภัยย่ิงขึ้น
พึ่งพาอาศัยกันได้มากขึ้น และมีประสิทธิภาพยิ่งข้ึนด้วย เพ่ือตอบสนองความกระหายพลังงานของโลก หรือที่เรียกว่า
พลงั งานอจั ริยะ หรือ Smart Energy

ภาพที่ 1.2 ประโยชน์ IoT ด้านพลงั งาน [2]

นกั ออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 4

2) ด้านการดูแลสุขภาพ
ตัวเลขค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพโดยเฉลี่ยสูงกว่า 10% ของ GDP ในระดับชาติของทั่วโลก IoT จึงเป็น
หัวใจหลักในการปรับปรุงการนาเสนอบริการสาคัญด้านการดูแลสุขภาพผ่านการเชื่อมต่อและการแบ่งปันข้อมูล ซึ่งเป็น
เหตุผลของการสร้างศูนย์ทดลอง Connected Care ของ IIC โดยสมาชิกของศูนย์ดังกล่าวต่างมุ่งเน้นในการสร้างระบบ
นิเวศด้านการดแู ลสขุ ภาพผ่าน IoT ในระบบเปดิ ไว้สาหรบั สอดสอ่ งดแู ลผปู้ ว่ ยที่อยู่ท่ีบ้านหรือท่ีอยู่ระยะไกล

3) การลดความสูญเสียภใานพกทา่ีร1ข.น3สปง่ ระโยชน์ IoT ดา้ นการดูแลสุขภาพ [2]
IoT สามารถสรา้ งระบบขนส่งทีส่ ามารถรับรูก้ ารเปลย่ี นแปลงท่ีเกดิ ขนึ้ และดาเนินการตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว
ในแบบเรียลไทม์ ทั้งเพิ่มประสิทธิภาพในการดาเนินงานและความปลอดภัยของสาธารณะ ลดช่วงเวลาดาวน์ไท ม์ และ
ดูแลเร่ืองของการบารุงรักษาระบบหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ในเชิงป้องกันก่อนที่ จะเกิดความขัดข้องกับช้ินส่วนเคร่ืองจักร
หรืออุปกรณ์ด้วยการวิเคราะห์และดาเนินการแก้ไขตามข้อมูลที่ได้จากตรวจสอบเซนเซอร์และเครื่องจักรท่ีอยู่แวดล้อม
อาทิ สภาพภมู อิ ากาศ ทงั้ สามารถระบุเส้นทางได้อย่างมีประสทิ ธภิ าพมากขนึ้

ภาพท่ี 1.4 ประโยชน์ IoT การลดความสูญเสยี ในการขนส่ง [2]

5 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

4) ภาคการผลิตและระบบซัพพลายเชน
นวัตกรรมดา้ น IoT ในภาคการผลติ ซ่ึงปจั จุบนั พัฒนาไปส่โู รงงานอัจฉริยะแห่งอนาคต (Smart Factory) IoT
ให้ความสามารถในการปรับปรุงประสิทธภิ าพและผลลพั ธไ์ ด้อยา่ งมากมายมหาศาล ทั้งในเร่อื งของกระบวนการผลิตไป
ตลอดท่วั ท้งั ซัพพลายเชนด้วย IoT กระบวนการผลิตจะควบคมุ การทางานได้ด้วยตัวเองจากเคร่ืองจักรและอุปกรณ์ท่ีมี
ความชาญฉลาด สามารถดาเนินการแกไ้ ขเพอ่ื หลกี เล่ียงการเกดิ เหตขุ ดั ข้องแบบท่ีไมไ่ ด้คาดการณล์ ว่ งหนา้ โดยจะมีการ
เปลี่ยนชิ้นส่วนต่าง ๆ ได้เองโดยอัตโนมัติจากการนาข้อมูลเรียลไทม์มาใช้ และอุปกรณ์ดิจิทัลแบบพกพาทุกช้ินใน
โรงงานจะต้องรายงานสถานะของอุปกรณ์ทุกช้ินที่ซ่อมอยู่ และสามารถใช้มือถือของเจ้าหน้าที่เข้าถึงข้อมูลการ
ดาเนนิ งานไดแ้ บบเรียลไทม์ โดยตัวเซนเซอรข์ องอปุ กรณ์สวมใส่จะติดตามตาแหน่งของพนักงานในโรงงานแต่ละคนได้
ในกรณที ี่เกิดเหตฉุ กุ เฉนิ ขึ้น

ภภาาพพทที่ 1ี่ 1-5.5ภภาาคคกกาารรผผลลติ ติ แแลละะรระะบบบบซซพั ัพพพลลาายยเเชซนน [2]

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 6

1.1.3 อุปกรณท์ ่ีเป็น Internet of Things

Things หรือ สรรพส่ิง” ในความหมายของ Internet of Things สามารถหมายถึงอุปกรณ์ที่แตกต่าง
หลากหลาย เช่น อุปกรณ์วัดอัตราหัวใจแบบฝังในร่างกาย แท็กไบโอชิปท่ีติดกับปศุสัตว์ ยานยนต์ท่ีมีเซ็นเซอร์ในตัว
อุปกรณ์วิเคราะห์ดีเอ็นเอในสิ่งแวดล้อมหรืออาหาร อุปกรณ์เหล่านี้จะจัดเก็บข้อมูลท่ีเป็นประโยชน์ด้วยการใช้เทคโนโลยี
หลากหลายชนดิ และจากการสง่ ต่อขอ้ มลู ระหว่างอุปกรณ์อนื่ ๆ โดยอัตโนมตั ิ ตวั อย่างเช่น

1) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดก็ตามท่ีสามารถสื่อสารกัน

ได้ได้ก็ถือเป็น “internet-like” หรือพูดง่ายๆก็คือการนา

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดที่สามารถสื่อสาร แบบเดียว

อนิ เทอรเ์ น็ตนน้ั เอง โดยคาว่า “Things”ก็คือคาใช้แทนอุปกรณ์

อิเล็กทรอนกิ ส์ต่าง ๆเหล่านั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ท่ีถือว่าเป็น

Internet of Things ช้ินแรกของโลกก็คือ ตู้ ATMที่เราใช้กด

เงินกนั เพราะมนั สามารถเชอ่ื มต่อสื่อสารหากันได้ผ่านเครือข่าย ภาพที่ 1.6 ตู้ ATM ช้นิ แรกของโลก [3]
ของธนาคารและสาขาต่าง ๆ ซ่ึง ATMก่อนท่ี จะมีการนิยามคา
วา่ Internet of Things

2) เครอ่ื งซกั ผา้ -อบผ้าท่ีต่อกบั เครอื ขา่ ยไวไฟ เพ่อื ให้สามารถดูสถานะจากระยะไกลได้

3) เคร่ืองควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ จะปรับค่าต่าง ๆ เองได้ สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตัวเองโดยดูจากพฤติกรรมของ

ผู้ใช้ อาศัยข้อมูลจากการเช่ือมต่ออินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีไร้สาย และโทรศัพท์สมาร์ทโฟน ทาให้ปรับตั้งอุณหภูมิได้

เหมาะสมกบั การใช้งาน

4) กลอ้ งวงจรปิดหรือ CCTV อัจฉริยะ ปัจจุบันกล้อง CCTV ราคาถูกลงมาก กล้องช่วยตรวจจับความผิดปกติทั้ง

ในบ้านหรือในเมืองต่าง ช่วยป้องกันภัยคุกคามได้ จึงเป็นที่นิยมในบ้านอยู่อาศัยมากข้ึนด้วยเช่นกัน เนื่องจาก ต่อ

อินเทอร์เนต็ ได้อยา่ งง่ายดาย โดยการเช่ือมต่อสัญญาณ WiFi

5) นาฬิกาอจั ฉรยิ ะ นอกจากใชด้ เู วลาแล้วยงั ถ่ายรปู บนั ทึกวิดโี อ รบั -ส่งอีเมล จับเวลา นับก้าวเดิน คานวณระยะ
และพลงั งานท่รี ่างกายใช้นอกจากนี้ยังใช้เป็นรโี มตคอนโทรลของโทรทศั น์ ไดอ้ ีกด้วย

7 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

1.2 การใชร้ ะบบสาหรบั อนิ เทอรเ์ น็ตในทุกสรรพสง่ิ (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)
การใช้งาน IoT ถ้าเป็นการทดลองหรือระบบเล็ก ๆ ที่มีจานวนอุปกรณ์ไม่มาก การทางานไม่ชับช้อน

และอยู่ใบรเิ วณท่เี ราเข้าถึงได้ เชน่ ในบา้ น เรากอ็ าจใช้การเขยี นโปรแกรมควบคมุ โดยตรงได้ แตเ่ มือ่ งานใหญ่ขึ้น ระบบ
มีอุปกรณจ์ านวนมาก มกี ารทางานท่ชี ับซอ้ นขน้ึ การเขยี นโปรแกรมควบคุมเองทัง้ หมดจะเริ่มยุ่งยากข้ึน รวมทั้งมีภาระ
ในการดูแลระบบทั้งหมดตามมาซ่ึงจะเพ่ิมขึ้นอย่างทวีคูณ เพราะอุปกรณ์ IoT นั้นโดยปกติจะมีจานวนมากมาย
มหาศาล แตม่ กั มคี วามสามารถในการทางานไมส่ ูงมากนัก ไม่สามารถรนั โปรแกรมท่ีชับซ้อนมากได้ เพราะออกแบบมา
เนน้ ใหป้ ระหยดั พลงั งาน เพอื่ ใหท้ างานโดยอาศยั แบตเตอรไี่ ด้ตอ่ เนอ่ื งยาวนานดังน้ันการทาโครงการ IoT ขนาดกลางๆ
ขน้ึ ไปจนถึงขนาดใหญ่จึงมกั มีการนาเอาระบบ cloud ท่ีเช่ือมต่อผ่านเน็ตเวิร์กหรืออินเทอร์เน็ตเข้ามาใช้ ซึ่งจะช่วยใน
เรื่องตา่ งๆ มากมาย ตวั อยา่ งเช่น

1) ความสามารถในการจัดการ จัดเก็บ และประมวลผลข้อมูล รวมไปถึงการจัดการกับข้อมูล
ปริมาณมหาศาลท่เี ขา้ มาจากอปุ กรณต์ า่ ง ๆ อยา่ งตอ่ เน่ือง (Big Data) ซง่ึ ตว๋ั microcontroller ไม่ว่าจะเป็น Arduino
หรอื ตวั อ่นื ๆ มกั จะมคี วามสามารถจากดั ไม่สามารถทางานกบั โปรแกรมทีช่ บั ช้อนหรือข้อมูลปริมาณมาก ๆ จึงต้องส่ง
ขอ้ มูลมาเกบ็ รวบรวมไวท้ ่สี ว่ นกลาง เพ่ือใหร้ ะบบบน cloud ประมวลผลตอ่ ไป

ภาพท่ี 1.7 Cloud Computing [3]

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 8

2) การเช่ือมต่อเน็ตเวิร์กที่เช่ือถือได้ตลอดเวลา แทนท่ีจะต้ังเคร่ือง Serverเองเพ่ือรวมข้อมูลและ
เชือ่ มต่อประสานการทางานของอปุ กรณท์ ั้งหมด ผ่าน LAN หรือ Wi-fi ซ่ึงจะต้องเปิดเคร่ืองดึงไว้ตลอดเวลา รวมทั้งค่อย
ดูแลเน็ตเวิร์กไม่ให้หลุดดูแลเครื่อง serverไม่ให้ hang รวมทั้งการอัพเดทชอฟต์แวร์ระบบต่าง ๆ ของเคร่ืองนั้น ๆ ซ่ึง
เป็นภาระและเปลืองค่าใช้จ่ายในระยะยาว การยกเอางานน้ีข้ึนมาทาบนระบบ cloud โดยให้ทุกอุปกรณ์ I01 เช่ือมต่อ
ผา่ นเนต็ เข้ามาที่ cloudแทน จะลดหรอื ตัดงานสว่ นนี้ออกไปได้ท้ังหมด รวมถึงการเชื่อมต่อหรือเรียกใช้บริการอ่ืน ๆ ที่มี
บนระบบอินเทอร์เน็ตด้วย

3) ความปลอดภัยจากการจู่โจม ทั้งที่ระบบ ภาพท่ี 1.8 Artificial Intelligence (AI) [4]
คอมพิวเตอร์กลาง (server) หรือท่ีอุปกรณ์IoT ปลายทาง
ด้วยเทคนิคต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการจู่โจมด้วยโปรแกรมมุ่ง
ร้ายหรือมัลแวร์ (Malware) การเจาะระบบเน็ตเวิร์กด้วย
แฮกเกอร์ หรอื การเข้าถึงอุปกรณ์rIoTปลายทางตัวใดตัวหนึ่ง
แล้วพยายามจะย้อนกลับมาเข้าระบบเพ่ือเข้าถึงอุปกรณ์ตัว
อื่นๆ ทั้งหมดนี้จะต้องมีกลไกในระบบ cloud ที่คอยสกัด
เ อ า ไ ว้ ใ ห้ ไ ด้ ก า ร ต่ อ ย อ ด ไ ป ใ ช้ ซ อ ฟ ต์ แ ว ร์ ท่ี ชั บ ซ้ อ น ขึ้ น
ArtificialpIntelligenceส ( AI) ,MachinepLearningย ( ML) ,
Data Science หรืออื่น ๆ ซ่ึงต้องอาศัยการเขียนโปรแกรม
และ เlibraryวเฉพาะทางท่ีชับช้อนเกินกว่าจะติดต้ังบน
เคร่อื ง server เอง

4) ก าร ติด ต้ัง แล ะเ ชื่อม ต่อ อุป กร ณ์ I0Tจา นว นมา ก ๆ นับ ร้อ ยนั บพั นตัว เข้ าม าที่ ส่ว นก ลา ง
(Installation/Deployment) ซึ่งเป็นงานที่ต้องทาซ้าแล้วซ้าอีก บริการบนcloudจะมีเคร่ืองมือหรือกลไกทาง ชอ
ฟต์แวร์ที่ช่วยลดภาระในเร่ืองน้ีการดูและระบบงานจริงให้ทางานต่อเนื่อง (Continuous Operation) รวมไปถึงบริการ
แจ้งเตือน (Notification) ตา่ ง ๆ เมื่อเกิดความผิดปกติกับระบบ อุปกรณ์หรือมีข้อมูลหรือปรากฎการณ์ในลักษณะที่ตั้ง
ไว้ เชน่ ระบบกล้องตรวจจับใบหนา้ ตรวจพบบคุ คลทต่ี ้องการตวั หรอื ระบบวดั อณุ หภูมกิ ่อนเขา้ อาคาร ตรวจพบผู้ท่ีสงสัย
จะปว่ ยเพราะวัดไดเ้ กนิ 37.6 องศา ระบบวดั ความชื้นในดินวัดค่าไดส้ งู มากแสดงว่าอาจเกดิ นา้ ทว่ มขัง เปน็ ต้น

9 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

5) การเช่ือมต่อกับระบบหรือชอฟต์แวร์/ฮาร์ดแวร์อ่ืนๆ เช่น มีหน้าจอควบคุม (Dashboard) หลัก หรือ
แสดงผลบนสมาร์ทโฟน เช่ือมต่อกับระบบอีเมล์ ระบบMobile หรือ web app ต่างๆ เช่น ผ่าน server ของระบบ
Blynk

ภาพท่ี 1.9 ระบบ Blynk [4]
1.3 หลกั การออกแบบระบบสาหรบั อินเทอรเ์ นต็ ในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

การประมวลผลบนคลาวนด์มีความสัมพันธ์และ มีประโยชน์กับ IoTช่วยให้อุปกรณ์ที่เป็น IoT สามารถ
เข้าถึง ศักยภาพที่แท้จริงของอินเทอร์เน็ตได้ ไม่ว่าจะเป็นการ ประมวลผลท่ีมีความเร็วสูงการได้มาซึ่งข้อมูลที่
หลากหลาย และตามเวลาจริง การรับส่งข้อมูลจานวนมาก การรักษา ความปลอดภัยของข้อมูล ฯลฯซ่ึงตอบสนอง
ต่อจุดประสงค์ และแนวคดิ ของ IoT ในการสรา้ งอปุ กรณ์ชาญฉลาด

1.3.1 อปุ กรณ์ที่ใช้ในการออกแบบ
1) อปุ กรณฮ์ าร์ดแวรท์ น่ี ามาใช้งาน

 บอรด์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller Boards) เช่น บอรด์ Arduino เปน็ ตน้ ในกลมุ่ นี้จะนามาใช้
ดา้ น IoT กจ็ ะตอ้ งเปน็ บอรด์ ทเี่ ช่ือมต่อได้ เช่น Ethernet, LoRa, NB-IoT เป็นตน้

 คอมพิวเตอร์บอรด์ เดี่ยว (Single-BoardkComputer: SBC) เช่น บอรด์ Raspberry Pi

นกั ออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 10

2) อปุ กรณแ์ บบ SBC ภาพท่ี 1.10 บอร์ด Arduino [4]
ใช้ระบบปฏิบัติการในการทางานร่วมด้วย เช่น

Ubuntu/ Debian,Yocto- basedpEmbeddedLinux,
OpenWrtเป็นต้น อุปกรณ์กลุ่มนี้จะมีความสามารถในการ
ประมวลผลและความจุของหน่วยความจาสูงกว่าบอร์ด
จาพวกไมโครคอนโทรลเลอร์ รองรับการเชื่อมต่อได้หลาย
รูปแบบ เช่น Ethernet,WiFi/BLE และอาจรวมถึง 4G/LTE
(Cellular), NB-Iota, Lora เป็นอุปกรณ์ต่อเพ่ิม เช่น มี
ลักษณะเป็นบอรด์ Shield หรอื Mini PCI-e card เปน็ ต้น

เมอื่ เลือกฮาร์ดแวร์พร้อมความสามารถในการเชื่อมต่อได้แล้ว จากน้ันจึงเป็นการเรียนรู้การเขียนโค้ดในภาษาท่ี
เลือกใช้C/C++,Arduino-Compatibleหรือภาษาคอมพิวเตอร์ในระดับสูงเช่น Python (Micro Python/Circuit
Python),JavaScript/Nodes (Espino), Lau เป็นตน้ ทาตามตวั อย่างเชน่ จากแหล่งต่าง ๆ หรือมีการแชร์ไว้ใน GitHub
เป็นตน้

เร่ิมหาอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น โมดูลเซ็นเซอร์ (Sensors) ซ่ึงอาจจะรวมอยู่ไว้บนบอร์ดแล้ว เช่น เพ่ือวัดค่า
อุณหภูมิ-ความชื้นสัมพัทธ์ หรือค่าอ่ืน ๆ เก่ียวกับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น และรวมถึงอุปกรณ์เพื่อใช้เป็นเอาต์พุตหรือแอคชู
เอเตอร์ (Actuators)เช่น โมดูลรีเลย์สาหรับควบคุมโหลดไฟฟ้า บอร์ดควบคุมการทางานมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นต้น ย่ิงถ้ามี
ไลบรารีมาใหใ้ ช้งานดว้ ย กจ็ ะสะดวกและงา่ ยต่อการเรยี นรู้

เริ่มหาอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น โมดูลเซ็นเซอร์ (Sensors) ซ่ึง
อาจจะรวมอยู่ไว้บนบอร์ดแล้ว เช่น เพื่อวัดค่าอุณหภูมิ-
ความช้ืนสัมพัทธ์ หรือค่าอื่น ๆ เก่ียวกับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น
และรวมถึงอุปกรณ์เพ่ือใช้เป็นเอาต์พุตหรือแอคชูเอเตอร์
(Actuators)เช่น โมดูลรีเลย์สาหรับควบคุมโหลดไฟฟ้า
บอร์ดควบคุมการทางานมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นต้น ย่ิงถ้ามี
ไลบรารมี าให้ใช้งานดว้ ย กจ็ ะสะดวกและงา่ ยต่อการเรยี นรู้

ภาพที่ 1.11 โมดูลเซ็นเซอร์ตรวจจับเสยี ง [4]

11 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

. ท้ายสุด ไม่ว่าจะใช้ฮาร์ดแวร์อะไร เขียนด้วยภาษาอะไร ก็จะลู่เข้าสู่การเชื่อมต่อกับบริการในระบบคลาวด์
ซ่ึงอาจจะมีทดลองใช้บริการฟรี แต่อาจมีข้อจากัดในการใช้งาน ซึ่งก็มีให้เลือกทดลองใช้ได้หลายสิบรายในปัจจุบัน
หรืออาจยอมเสียค่าบริการรายเดือน เช่น Microsoft IoT Azure, Amazon AWS IoT เป็นต้น นอกจากน้ันยัง
สามารถใช้แอคพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน เช่ือมต่อกับบริการในระบบคลาวด์ดังกล่าวได้ด้วย เช่น ลองนึกถึงกรณีการ
ทาสมาร์ทฟารม์ เราตอ้ งการดสู ถานะของระบบผ่านสมาร์ทโฟนท่ีไหนเม่ือไหร่กไ็ ด้ เป็นตน้

ทุกอย่างว่ิงไปท่ีคลาวด์ ข้อมูลถูกส่งขึ้นระบบคลาวด์ผ่านทางอินเทอร์เน็ตในช่องทางต่าง ๆ มีการจัดเก็บ
ข้อมูลในระบบฐานข้อมูลแบบต่าง ๆ (DataljStorage)มีบริการวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analytics) รวมถึงการ
ประยุกต์ใช้เทคนิคทางปัญญาประดิษฐ์ และแสดงข้อมูลเชิงกราฟิกรูปแบบต่าง ๆ (Data Visualization) ข้อดีคือ
ระบบคลาวดม์ ีความสามารถสงู ในการประมวลผล การจัดเก็บขอ้ มลู การรักษาความปลอดภยั เป็นตน้

1.4 การเชอื่ มต่อและสอ่ื สารระบบสาหรับอนิ เทอร์เนต็ ในทกุ สรรพสง่ิ (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์(Cloud)

จากประโยชน์ของการนาเอาระบบ Cloudเข้ามาใช้ โดยมี CloudgServerทาหน้าท่ีเป็นศูนย์กลางการ
เชอื่ มต่อระหว่างอุปกรณ์ IoT ทีพ่ ฒั นาข้ึนกับอุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ อย่าง คอมพิวเตอร์และสมาร์ทโฟน นอกจากจะ
ช่วยลดความยุ่งยากในการจัดเตรียมเชิร์ฟเวอร์ข้ึนมาใช้งานเองแล้ว IoT CloudhPlatformจากหลายๆ ผู้ให้บริการ
ยังมีส่ิงอานวยความสะดวกต่าง ๆ มาให้อย่างครบครันยกตัวอย่าง แผงควบคุมหรือ Freeboardที่มี widgetsค่างๆ
ให้เลือกใช้มากมาย,การจัดเก็บข้อมูลเพื่อให้สามารถนามาแสดงผลข้อมูลย้อนหลังได้, ระบบแจ้งเดือนมายังผู้ใช้งาน
ฯลฯ

1.4.1 IoT Platform
IoT Platformพคือ การจัดการการเชื่อมต่อ (Connectivity Management) การจัดการอุปกรณ์

(DeviceyManagement)การเกบ็ ข้อมูล การวเิ คราะหข์ ้อมูล และการแสดงผลข้อมูลแบบกราฟฟิก (Dashboard)วค
วามแตกต่างของแต่ละบริการอยู่ที่การชูจุดเด่น เช่นออกแบบมาเพื่อรองรับฮาร์ดแวร์บางยี่ห้อเป็นพิเศษ หรือเน้น
ความสามารถประมวลผลขอ้ มลู บางประเภท หรอื เนน้ การใช้งานงา่ ย เขียนโปรแกรมนอ้ ย ฯลฯ การศึกษาจุดเด่นและ
ขอ้ จากดั ของแต่ละบรกิ าร IoT Platform

1) ระบบ IoTสที่สมบูรณ์ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ เช่น เซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์ เซ็นเซอร์และอุปกรณ์เหล่านี้
รวบรวมขอ้ มูลจากสิ่งแวดล้อม (เช่น เซน็ เซอร์วดั ความชน้ื ) หรือดาเนินการในส่ิงแวดล้อม (เช่น การรดน้าพืช)

2) ระบบ IoT ท่ีสมบูรณ์แบบต้องการการเชื่อมต่อ ฮาร์ดแวร์ต้องมีวิธีในการส่งข้อมูลทั้งหมดไปยังระบบ
คลาวด์ (เช่น การส่งข้อมูลความชุ่มชื้น) หรือต้องการวิธีรับคาส่ังจากระบบคลาวด์ (เช่น ให้น้าตอนนี้) สาหรับระบบ
IoT บาง

นกั ออกผแบ่านบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 12

3) ระบบอาจมขี ัน้ ตอนกลางระหว่างฮาร์ดแวรแ์ ละการเชื่อมต่อกับระบบคลาวด์เช่นเกตเวย์
4) ระบบ IoT ท่ีสมบูรณ์แบบต้องการซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์น้ีเป็นโฮสต์ในระบบคลาวด์ และมีหน้าท่ีใน
การวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมจากเซนเซอร์และการตัดสินใจ (เช่น รู้จากข้อมูลความชื้นที่ฝนตกและบอกระบบ
ชลประทานไม่ให้เปิดวันน้ี)
สดุ ท้ายระบบ IoT ทสี่ มบูรณแ์ บบจาเป็นต้องมีส่วนติดต่อผู้ใช้ เพ่ือให้สิ่งน้ีมีประโยชน์ต้องมีวิธีสาหรับผู้ใช้
โตต้ อบกับระบบ IoT (เชน่ แอปบนเวบ็ พร้อมแดชบอร์ดท่ีแสดงแนวโน้มความชุ่มชื้นและช่วยให้ผู้ใช้สามารถเปิดหรือปิด
ระบบชลประทานดว้ ยตนเองได้
1.4.2 การเช่ือมต่อระบบสาหรับอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) ด้วยเซนเซอร์
ตา่ ง ๆ
ในการจัดเก็บข้อมูลจากเซนเซอร์ต่าง ๆ ท่ีมี จานวนมากยากต่อการจัดเก็บในแบบเฉพาะที่ โดยใช้ระบบ
คลาวด์มาช่วยในการรวบรวมข้อมูลและประมวลผล ซ่ึงการทางานพ้ืนฐาน เช่น การแจ้งเตือน การติดตามการทางาน
และการรับรู้สภาพแวดล้อมต่าง ๆ สามารถ ทางานได้ดี แต่อย่างไรก็ตามปัจจัยในด้านการใช้งานเครือข่ายยังคงเป็นส่ิง
สาคญั รวมทั้งอปุ กรณ์ท่ีใช้หากการ เชอ่ื มตอ่ มคี วามหลากหลาย
ระบบอาคารอัจฉริยะโดยทั่วไปจะประกอบด้วยเซนเซอร์ต่าง ๆ เช่ือมต่อกับแผงวงจรควบคุม เพ่ือ สั่งงานใน
ระยะไกลผ่านระบบเครือข่าย เช่น เซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว ตรวจจับควัน ตรวจจับเปลวไฟ ตรวจวัดความเข้ม
ตามแผงควบคุมต่าง ๆ โดยท่ีแต่ละจุดจะเชื่อมต่อกับคลาวด์โดยตรง ผ่านเครือข่ายภายในอาคาร ตัวอแสง ตรวจวัด
ความช้ืน และอุณหภูมิ เป็นต้น แผงวงจรควบคุมของเซนเซอร์ต่าง เหล่านี้จะ เชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
เพื่อส่งข้อมูลเก็บไว้บนระบบคลาวด์ รูปแบบการรับส่งข้อมูลเพ่ือเก็บไว้ บนระบบคลาวด์มักเป็นแบบกระจาย แยกย่าง
รปู แบบการสื่อสารแสดงดงั ภาพที่ 1-12

ภาพท่ี 1.12 การส่งข้อมลู จากอปุ กรณ์ IoT โดยตรงขนึ้ สรู่ ะบบคลาวด์ [5]

13 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

. 1.4.3 Blynk Platform
Blynk เป็นแพลดฟอร์มสาหรับการเช่ือมต่อและควบคุมอุปกรณ์ IoT ผ่านทางอินเทอร์เน็ต โดยฮาศัย

Cloud Server หรือในท่ีน้ีก็คือ Blynk Server เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ IoTกับสมาร์ทโฟนหรื
อแทบ็ เล็ด โดยมี Mobile Appsหรอื ในท่ีนกี้ ค็ ือ Blynk App ซง่ึ จะถกู ตดิ ตั้งลงบนสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต ทาหน้าที่
เป็นตัวควบคุมและส่ังการอุปกรณ์ IoT ผ่านทางแผงควบคุมที่เราสร้างข้ึนอย่างง่ายๆ ตลอดจนยังใช้เปิดดูคาหรือ
แสดงผลข้อมูลจากเซ็นเชอร์ ที่ถูกส่งขึ้นไปเก็บไว้บน Blynk Serverผ่านทาง Blynk App บนสมาร์ทโฟน หรือแท็บ
เล็ดได้อกี ดว้ ย

ภาพท่ี 1.13 ภาพแสดงการทางานของ Blynk Platform [4]
บนแพลตฟอร์ม Blynk ประกอบไปดว้ ยสว่ นประกอบหลักๆ 3 สว่ นด้วยกนั คือ

• Blynk App เป็น Mobile Apps ที่รองรับทั้งระบบ Android และ iOS ซึ่งเราจะต้องติดตั้งลงบน
สมาร์ทโฟนหรอื แทบ็ เล็ต เพื่อใช้สร้างแผงควบคุมสาหรับควบคุมอุปกรณ์ I0Tและใช้แสดงผลค่าที่อ่าน
ไดจ้ ากเซ็นเชอร์ต่าง ๆ เชน่ สรา้ งปุ่มเปิด/ปิดอุปกรณ์ หรือแสดงค่าอุณหภูมิและความช้ืนจากเซ็นเชอร์
ที่ถูกส่งขน้ึ ไปเก็บไว้บน Blynk Server ฯลฯ

• Blynk Server เป็น Cloud Service หรือเป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อและสื่อสารกันระหว่างMobile
Apps บนสมาร์ทโฟนหรอื แท็บเล็ต กบั อุปกรณ์ I0T ผ่านเครอื ข่ายอินเทอรเ์ น็ต

• Blynk[Librariesเป็นไลบราร่ีสาหรับนาไปใช้ในการเขียนโค้ดโปรแกรมให้เช่ือมต่อกับ CloudService
วเพ่ือช่วยใหอ้ ปุ กรณท์ เี่ ชือ่ มต่อกบั Bynkยสามารถตดิ ต่อสือ่ สารและรบั สง่ ข้อมูลหากนั ได้

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 14

2. 2. การเลอื กไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรบั ใช้ในอนิ เทอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพสิ่ง (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

การเรียนรู้และประยุกต์ใช้งานด้าน IoT มักเร่ิมต้นด้วยการเลือกใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น บอร์ด
ไมโครคอนโทรลเลอร์ หรอื แพลตฟอรม์ ทีเ่ ปน็ ฮารด์ แวร์แบบต่าง ๆ ซึ่งมีเลือกใช้เป็นจานวนมาก ต้ังแต่ราคาไม่กี่ร้อยบาท
หลักพันบาท หรือสูงกว่าน้ัน สาหรับงาน IoT บอร์ด (Board) ถือเป็นส่วนประกอบหลักทางด้านฮาร์ดแวร์ท่ีสาคัญ
เพราะนอกจากจะเป็นตัวกลางในการเช่ือมต่อระหว่างอุปกรณ์ I/0 ต่าง ๆ แล้ว ยังต้องทาหน้าท่ีประมวลผลข้อมูลท่ี
รับมาจากเซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุดสัญญาณเพื่อสั่งการไปยังอุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ ท่ีอยู่ปลายทางด้วยปัจจุบัน
บอร์ดสาหรบั งาน IoT มีอยูม่ ากมาย

2.1 หลักการเลือกอปุ กรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์ (อังกฤษ: Microcontrollerวมักย่อว่า µC,tµCวหรือ MCU)วคือ อุปกรณ์ควบคุม ขนาด
เล็ก ซ่ึงบรรจุความสามารถท่ีคล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอา ซีพียู ,
หน่วยความจาและพอรต์ ซึ่งเป็นสว่ นประกอบหลกั สาคญั ของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทาการบรรจุเข้าไว้ใน
ตัวถงั เดยี วกนั

ภาพท่ี 2.1 บอร์ด Arduino [6] 1) Arduino
Arduinoยเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์บอร์ดแบบ

สาเร็จรูปในยุคปัจจุบัน ซึ่งถูกสร้างมาจาก Controllerดตระ
กูล ARMยของpATMELสข้อดีของไมโครคอนโทรลเลอร์
บอร์ดคือเร่ืองของ Open Source ที่สามารถนาไป พัฒนา
ต่อเป็นอุปกรณ์ต่าง ๆได้และความสามารถในการเพิ่ม Boot
Loader เข้าไปที่ตัว ARM จึงทาให้การ Upload Code เข้า
ตัวบอร์ดสามารถทาได้ง่ายขึ้น และยังมีการพัฒนา
Software ที่ใช้ในการควบคุมตัวบอร์ด ของ Arduino มี
ลักษณะเป็นภาษา C++ ท่ีโปรแกรมเมอร์มีความคุ้นเคยใน
การใช้งาน ตัวบอร์ดสามารถนาโมดูลมาต่อเพิ่ม ซ่ึงทาง
Arduino เรียกว่าเป็น shield เพื่อเพ่ิมความสามารถเพ่ิมข้ึน
ตัวอยา่ งรายละเอียดรุ่นตา่ ง ๆ มดี งั นี้

15 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

• Arduino Uno บอร์ดมาตรฐานท่ีนิยมใช้งานมาก ภาพที่ 2.3 บอร์ด Arduino Uno [6]
ที่สุด เนื่องจากเป็นขนาดที่เหมาะสาหรับการเร่ิมต้นเรียนรู้
Arduinoและมี Shieldsให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด
Arduinoรุ่นอ่ืน ๆ ที่ออกแบบมาเฉพาะมากกว่า โดยบอร์ด
ArduinopUnoไดม้ กี ารพัฒนาเร่ือยมา ต้ังแต่ R2eR3และรุ่น
ย่อยท่ีเปล่ียนชิปไอซีเนื่องจากราคาไม่แพงเป็นแบบ SMD
ยเป็นบอร์ด Arduinoวท่ีได้รับความนิยมมากที่สุดปัจจุบันยัง
มีรนุ่ ท่ีเพิ่มเติมชิปที่มีคุณสมบัติในการเช่ือมต่อกับ WIF ให้ได้
เลอื กใชด้ ้วย

ภาพท่ี 2.4 บอรด์ Arduino Mega [6] • Arduinon Megaสจะมีขนาดใหญ่สุด เหมาะกับงาน
ท่ีต้ อ งก า ร ใช้ ห น่ว ย ป ระ ม วล ผ ล ปร ะ สิท ธิ ภ าพ สู ง มี
หนว่ ยความจาเยอะ และที่สาคัญมีขา inpu/output สาหรับ
นาไปใช้เช่ือมต่อกับอุปกรณ์หรือโมดูลต่าง ๆ จานวนมาก
ปัจจุบันยังมีรุ่นท่ีเพิ่มเติมชิปท่ีมีคุณสมบัติในการเช่ือมต่อกับ
WIFI ให้ไดเ้ ลอื กใช้ดว้ ย

• Arduino Nano เปน็ บอรด์ ทแ่ี มจ้ ะมีขนาดเล็กจิ๋ว แต่ ภาพที่ 2.5 บอร์ด Arduino Nano [6]
ก็มีความสามารถไม่แพ้ Unoพเนื่องจากใช้หน่วยประมวลผล
แบบเดียวกัน เพียงแต่ตัดบางส่วนที่ไม่จาเป็นออก เพ่ือให้
บอร์ดมขี นาดเลก็ ลงได้ แถมยังมีราคาถูกกว่า เพราะง้ันมันจึง
เหมาะกับงานทตี่ อ้ งการใชบ้ อร์ดขนาดเล็ก ๆ นน่ั เอง

นกั ออกผแบ่านบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 16

2) NodeMCU

NodeMCU คือ บอร์ดคล้าย Arduino ที่สามารถเช่ือมต่อกับ WiFi ได้, สามารถเขียนโปรแกรมด้วย Arduino
IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino และบอร์ดก็มีราคาถูกมากๆ เหมาะแก่ผู้ที่คิดจะเร่ิมต้นศึกษา หรือทดลองใช้งานเกี่ยวกับ
Arduino,pIoT,ยอิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่การนาไปใช้จริงในโปรเจคต่างๆ ก็ตาม เพราะราคาไม่แพงภายในบอร์ดของ
NodeMCUนประกอบไปด้วย ESP8266o(ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สามารถเชื่อมต่อ WiFiวได้) พร้อมอุปกรณ์อานวย
ความสะดวกต่างๆ เช่น พอร์ต microyUSBกสาหรับจ่ายไฟ/อัปโหลดโปรแกรม, ชิพสาหรับอัปโหลดโปรแกรมผ่านสาย
USB,ยชิพแปลงแรงดันไฟฟา้ และขาสาหรับเช่ือมต่ออุปกรณ์ภายนอก เปน็ ต้น ซึ่งปัจจุบัน NodeMCU มีเวอร์ชันด้วยกัน
ดงั น้ี

 Nodemcu 0.9 (ESP-12) Version 1 ภาพท่ี 2.6 Nodemcu Version 1 [7]

NodemcuhV1hจากที่มี อินพุต/เอาต์พุต เพียง 2ขา การท่ีจะ
โ ป ร แ ก ร ม ใ ส่ สั ก ค รั้ ง แ ส น ล า บ า ก ก ล า ย เ ป็ น บ อ ร์ ด ท่ี มี ค ว า ม ส ะด ว ก มี
ChipnCH340rในบอร์ดด้วยขาอินพุต/เอาต์พุต ก็เพิ่มขึ้น มี Analog ให้
อีก 1ช่อง คราวน้ีก็ถึงเวลาสนุกครับ บอร์ดที่มี wifi ในตัวราคาเท่ากับ
Arduino Uno R3 แต่มีครบทุกอย่างก็แถมพัฒนาโปรแกรมได้ด้วย
ArduinohIDEอกี ด้วย มาถงึ ข้อเสียของบอร์ดน้ีเลยครับ บอร์ดจะมีขนาด
ใหญเ่ ท่ากับ V3 เลยไม่สามารถเสยี บลงบอรด์ ทดลองได้ (เสียบก็เต็มพอดี
ต่อสายออกมาไม่ได้) และท่ีสาคัญสุดๆ USB to TTL ใช้ Ch340
แนน่ อน

 Nodemcu V1.0V2 (ESP-12) Version 2

ถกู พัฒนาจาก V1kถกู ปรับปรงุ ให้เลก็ ลงกวา่ เดิมสามารถเสยี บบอร์ดทดลองได้เหลือช่องให้เสียบสายไฟเพิ่มเติม
ได้ประสิทธิภาพดีขึ้น โดยใช้ Esp-12E และ ใช้ USB to TTL เบอร์ cp2102 ราคาก็จะแพงข้ึนมานิดหน่อยด้วยค่าตัว
ของ cp2102;ท่ีแพงขึ้น แน่นอนครับ สาหรับคนท่ีใช้ Windowsก็ใช้งานได้ปกติ เช่นเคย แต่สาหรับ Mac os linux
Chip เบอร์ cp2102 ตอบโจทยแ์ น่นอน เจอไดร์เวอร์แน่นอน เสียบคอมไปแล้วคอมไม่ดับ(mac os) และถือเป็นบอร์ดที่
เล็กทส่ี ดุ เมอ่ื เทยี บทงั้ 3 ร่นุ

ภาพที่ 2.7 Nodemcu V1.0V2 (ESP-12) Version 21 [7]

17 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

 Nodemcu V3 ภาพที่ 2.8 Nodemcu V3 [7]

Nodemcu V3 ถูกผลิตจากบริษัท Lolin ใช้
ESP-12Eเหมือนกับ NodemcuV2และใช้ USB toTTLเบอร์
CH340เหมือนกับ Nodemcu V1 (อาจจะเป็น รุ่น
Nodemcu0V1+V2=V3)บอร์ดมีขนาดใหญ่ที่สุด ความกว้าง
เท่ากับ NodemcuV1แต่ความยาวยาวกว่า NodemcuV1
แน่นอนครับว่าไม่สามารถเสียบลงบอร์ดทดลองได้ และ
ลาบากสาหรับท่านท่ีใช้ macas linuxส่วนท่านที่ใช้
Windowsก็สามารถใช้ได้เหมือนเดิม และมีระบบ Saveสมา
ขึ้นเช่น ช่อง Vinยจะไม่มีไฟเลี้ยงออกมา ให้ไปใช้ช่อง VV
หรอื VU แทน ราคาจะถูกกว่า V2

 AIS Magellan

เปน็ แพลทฟอร์ม IoT Connectivity Platform ของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือจากบริษัท แอดวานซ์
อิน โฟร์ เซอร์วิส จากัด (มหาชน) (AIS) ซึ่งตัวแพลทฟอร์ม IoT Connectivity Platform น้ันมีหน้าท่ีหลักในการ
ให้บริการเป็น UDPtServerท่ีสนับสนุนโปรโตคอล CoAP บริการ Dashboard ปรับแต่ง การแสดงผลข้อมูลใน
รูปแบบ Widget หรือพัฒนาเช่ือมต่อ API กับแอพพลิเคช่ันบนสมาร์ทโฟน และการใช้ Data Proxy รองรับการใช้
งานจาก NB-IoT Development Kit และอุปกรณ์ IoT อ่ืน ๆ สามารถจัดการอุปกรณ์ ระบบ Cloud ของ
aismagellan เป็นแพลทฟอร์ม ที่ถูกออกแบบให้พัฒนาและอานวยความสะดวกสาหรับนักพัฒนาในการส่ือสาร
ระหวา่ งเซนเซอรอ์ ุปกรณผ์ ่านระบบเครอื ขา่ ยเซลูลารเ์ ข้าสู่ระบบ Cloud โดยตรง โดยมี Library AIS Magellan)เพื่อ
สนับสนุนนักพัฒนาผลิตภัณฑ์และโซลูชัน IoTหให้สามารถสรุป การออกแบบ และทดสอบความเป็นไปได้
(ProofoofoConcept) ไดอ้ ย่างรวดเรว็ ก่อนสรา้ งเปน็ ผลติ ภณั ฑจ์ ริง

ภาพที่ 2.9 บอรด์ AIS MEGELLAN [7]

นักออกผแบ่านบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 18

 LoRa
เป็นเทคโนโลยีการมอดูเลช่ัน หรือการเข้ารหัสสัญญาณทางไฟฟ้าในรูปแบบเฉพาะ การมอตแบบ LoRa เป็น

ลขิ สทิ ธเ์ิ ฉพาะของบรษิ ัท Semtech ท่ีผูกขาดลิขสทิ ธิ์การมอตแบบ LoRa และเป็นผู้เดียวที่ผลิตชิปไอซีส่ือสารไร้สายท่ีมี
การมอตแบบ LoRaวได้ การใช้งาน LoRaวสามารถใช้งานได้แบบเสรี คือหากมีฮาร์ดแวร์ ก็สามารถนามาใช้ในการ
สอ่ื สารได้เลย โดยไมจ่ าเปน็ ตอ้ งใชบ้ รกิ ารจากผ้ใู หบ้ รกิ ารต่าง ๆ

คาว่า “LoRa”ย่อมาจาก Longkrange มักถูก ภาพท่ี 2.10 บอร์ด LoRa [8]
นาไปใช้เรียกอุปกรณ์ที่ใช้การมอตแบบ LoRa เน่ืองจาก
อุปกรณ์กลุ่มนี้สามารถสื่อสารด้วยกันได้ โดยจะต้ังอยู่บน
พื้นฐานของระยะห่างระหว่างตัวรับ และตัวส่ง อัตราขยาย
ของเสาอากาศ กาลังส่ง และสัญญาณรบกวน ส่ิงพื้นฐาน
เหล่านี้ล้วนเป็นตัวแปรที่ทาให้ระยะในการส่งข้อมูลมีมากข้ึน
หรือลดลง รวมถึงความเร็วในการสอ่ื สาร และการตกหล่นของ
ข้อมูล

สาเหตุที่ LoRa ได้รับความนิยม เพราะมีจุดเด่น คือ กินกาลังไฟต่า สามารถทางานโดยใช้แบตเตอร่ีได้หลายปี
และยงั สง่ ขอ้ มลู ไดไ้ กล หลายกิโลเมตร นอกจากน้ี ยังสามารถเชื่อมต่อกับ Gateway เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย Internet
เรียกวา่ LoRA WAN อกี ด้วย

2.2 โครงสรา้ งทว่ั ไปของไมโครคอนโทรลเลอร์

ภาพที่ 2.11 โครงสร้างทัว่ ไปของไมโครคอนโทรลเลอร์ [8]

19 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

โครงสรา้ งโดยท่ัวไป ของไมโครคอนโทรลเลอร์นนั้ สามารถแบ่งออกมาได้เปน็ 5 สว่ นใหญ่ๆ ดังตอ่ ไปนี้
1. หนว่ ยประมวลผลกลางหรอื ซีพียู (CPU : Central Processing Unit)
2. หนว่ ยความจา (Memory) สามารถแบง่ ออกเป็น 2 ส่วน คอื

หน่ ว ย ค ว า ม จ า ที่ มีไ ว้ ส า ห รับ เ ก็ บ โ ป ร แ ก ร มห ลั ก ( ProgramhMemory)
เปรยี บเสมือนฮารด์ ดสิ กขิ์ องเครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ต้งั โตะ๊ คือข้อมูลใด ๆ ที่ถูกเก็บไว้ในนี้จะไม่สูญหายไป
แมไ้ มม่ ีไฟเล้ียง

หน่วยความจาข้อมูล (DataoMemory) หน่วยความจาข้อมูลจะมีท้ังที่เป็น
หน่วยความจาแรม ซึ่งข้อมูลจะหายไปเม่ือไม่มีไฟเล้ียง และเป็นอีอีพรอมซ่ึงสามารถเก็บข้อมูลได้แม้
ไมม่ ีไฟเลยี้ งกต็ าม
3. สว่ นติดตอ่ กบั อุปกรณภ์ ายนอก หรือพอร์ต (Port) มี 2 ลกั ษณะคือ

พอรต์ อนิ พุต (Input Port)

พอร์ตสง่ สัญญาณหรือพอร์ตเอาตพ์ ตุ (Output Port)

4. ทางเดินของสัญญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปลี่ยนสัญญาณข้อมูลระหว่าง ซีพียู
หน่วยความจาและพอรต์ เป็นลักษณะของสายสญั ญาณ จานวนมากอย่ภู ายในตวั ไมโครคอนโทรลเลอร์

5. วงจรกาเนิดสญั ญาณนาฬิกาเป็นองค์ประกอบท่ีสาคัญมากอีกส่วนหน่ึง เนื่องจากการทางานที่เกิดข้ึนในตัว
ไมโครคอนโทรลเลอร์ จะข้ึนอยู่กับการกาหนดจังหวะ หากสัญญาณนาฬิกามีความถี่สูง จังหวะการทางานลให้
ไมโครคอนโทรลเลอรต์ วั นั้น

2.3 หลักการทางานพ้ืนฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์สาหรับใช้ในอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT)
ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

สาหรับงาน I0Tสบอรด์ (Board) ถอื เป็นส่วนประกอบหลักทางด้านฮาร์ดแวร์ที่สาคัญ เพราะนอกจากจะเป็น
ตัวกลางในการเชื่อมตอ่ ระหว่างอุปกรณ์ อินพุต/เอาต์พุต ต่าง ๆ แล้ว ยังต้องทาหน้าท่ีประมวลผลข้อมูลท่ีรับมาจาก
เซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุตสัญญาณเพื่อส่ังการไปยังอุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ ที่อยู่ปลายทางด้วยปัจจุบันบอร์ด
สาหรับงาน IoTเมีอยู่มากมาย แต่ที่นิยมใช้กันก็จะมี Arduino, NodeMCU ซ่ึงในบทเรียนนี้เป็นการศึกษาบอร์ด
ไมโครคอนโทรเลอรท์ ่ีใช้สาหรบั ใช้ในอนิ เทอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) จึงจาเป็นต้องเน้น
เฉพาะบอรด์ ท่นี ามาใชง้ านสาหรบั งานน้ีโดยตรง

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 20

2.3.1 หลกั การทางาน NodeMCU
NodeMCU(โหนด เอ็มซียู) คือ บอร์ดคล้าย Arduinoที่สามารถเชื่อมต่อกับ WiFiได้,สามารถเขียน
โปรแกรมด้วย Arduino IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino และบอร์ดก็มีราคาถูกมาก ๆ เหมาะแก่ผู้ท่ีคิดจะเร่ิมต้นศึกษา
หรือทดลองใช้งานเกี่ยวกับ Arduino, IoT, อิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่การนาไปใช้จริงในโปรเจคต่าง ๆเพราะราคาไม่
แพง
 ภายในบอรด์ ของ NodeMCU
ประกอบไปด้วย ESP8266 (ไมโครคอนโทรลเลอร์ท่ีสามารถเชื่อมต่อ WiFi ได้) พร้อมอุปกรณ์อานวย
ความสะดวกต่าง ๆ เช่น พอร์ต micro USB สาหรับจ่ายไฟ/อัปโหลดโปรแกรม, ชิพสาหรับอัปโหลดโปรแกรมผ่านสาย
USB,ชิพแปลงแรงดันไฟฟ้า และขาสาหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก เป็นต้น ESP8266 รวมตัวรับส่งสัญญาณ Wi-Fi
HT40 802.11b/ g/n ดังนนั้ จงึ ไมเ่ พยี ง แตส่ ามารถเชื่อมตอ่ กบั เครือข่าย WiFi และโต้ตอบกับอินเทอร์เน็ตเท่าน้ัน แต่ยัง
สามารถต้ังค่าเครือข่ายของตัวเองได้ ทาให้อุปกรณ์อ่ืน ๆ สามารถเช่ือมต่อโดยตรงกับมัน และส่ิงนี้ทาให้ ESP8266
NodeMCU มีความอเนกประสงค์ในการใชง้ านมากยง่ิ ขึ้น

ภาพท่ี 2.12 หลักการทางาน NodeMCU [9]

 จุดเดน่ ของ NodeMCU
 สามารถเช่ือมต่อกับ WiFi ได้โดยไมต่ ้องตดิ ตงั้ โมดูล WiFi เพม่ิ เตมิ
 ราคาถูกมาก เมอื่ เทยี บกับบอรด์ ทม่ี ี WiFi ในตัวรนุ่ อน่ื ๆ
 สามารถเขียน และอัปโหลดโปรแกรมลงบอร์ดด้วยโปรแกรม Arduino IDE ผ่านสาย USB แบบ
เดียวกบั ทใ่ี ช้ชาร์จโทรศัพท์ได้
 สามารถอัพโหลดโปรแกรมผา่ น WiFi ได้ เรียกวา่ Over the Air (OTA)
 ตวั บอร์ดมขี นาดเล็ก (ประมาณ 5.5 x 3 cm.)

21 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

2.3.2 หลกั การทางานNodeMCU ESP826
ESP8266 เปน็ ช่ือเรยี กของชฟิ ของโมดลู ESP8266 สาหรับติดต่อสื่อสารบนมาตรฐานWiFi ทางานที่แรงดันไฟฟ้า
3.0-3.6V ทางานใช้กระแสโดยเฉลย่ี 80mA รองรับคาสั่ง deep sleep ในการประหยัดพลงั งาน ใช้กระแสน้อยกว่า 10
ไมโครแอมป์ สามารถ wake up กลับมาสง่ ข้อมลู ใช้เวลาน้อยกกว่า 2 มลิ ลิวนิ าที ภายในมี Low power MCU 32bit
ทาใหเ้ ราเขยี นโปรแกรมสงั่ งานได้ มีวงจร analog digital converterทาให้สามารถอา่ นคา่ จาก analog ได้ความ
ละเอียด 10bit
จดุ เด่นของ NodeMCU ESP826
 สามารถกด upload sketch ได้ เชื่อมต่อบอร์ด USB กับคอมพวิ เตอรใ์ ช้งานงา่ ย ขนาดของบอรด์ ต่อลง

Protoboard ได้
 ชบิ ภายใน ESP 8266 มี CPU ขนาด 32 bit แตกตา่ งจาก Arduino ท่เี ปน็ CPU 8 bit
 ถงึ แมข้ า I/O จะไมม่ ากเท่าของ Arduino แต่เราสามารถเขยี นโปรแกรมลงบนขา GPIO ไดท้ กุ ขาพอๆกนั

เป็นข้อดที เ่ี พมิ่ มาจากความตอ้ งการใช้pWIFIพเช่ือมต่อเมื่อต้องการเล่น Arduino ทาให้ต้องซื้อ Module
wifi เพม่ิ นั่นคือ NodeMCU (ESP8266) มีตน้ ทุนตา่ กว่ามาก
 มอี ปุ กรณห์ ลายอยา่ งทใ่ี ช้งานทีแ่ รงดนั +3.3Vเปน็ ส่วนใหญ่ดงั นน้ั เราสามารถนาNodeMCU (ESP8266)
มาใช้เชื่อมต่อได้โดยตรง

• หลกั การทางาน ESP8266 ร่นุ ตา่ ง ๆ ทน่ี ิยมใช้ ภาพท่ี 2.13 บอรด์ ESP8266 NodeMCU V2 [9]
บอร์ด ESP8266 NodeMCU V2
NodeMCU V2 เป็น ESP8266-12E รวมกับ

USB TTL ท่ีใช้ชิฟ CP2102 และขยายขาให้สามารถต่อ
ทดลองได้ง่ายขึ้น มีปุ่ม reset และ flash สาหรับใช้
โปรแกรม โดยใช้ ArduinooIDEหรือโปรแกรมอ่ืน ๆ ได้
อยา่ งสะดวก

• บอร์ด ESP8266 NodeMCU V3

NodeMCU V3 เปน็ บอรด์ ทีคลา้ ยกับ NodeMCU V2 ทต่ี ่างกนั คอื NodeMCU V3 จะมีขนาดกว้างกว่า
และใช้ชิฟ USB TTL เปน็ CH340 ซ่ึงการต่อขาใชง้ านและโคดโปรแกรมเหมอื นกนั ทุกประการ

ภาพที่ 2.14 หลักการทางาน บอร์ด ESP8266 NodeMCU V3 [9]

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 22

3. เลอื กโมดลู อนิ พตุ สาหรบั ระบบอินเทอร์เน็ตในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

อินพุตโมดูลรับสัญญาณหรือสภาวะ แล้วส่งไปยัง อุปกรณ์เพ่ือประมวลผลเม่ืออุปกรณ์ ประมวลผลเหมาะสม
ถูกต้องไม่ว่าจะเป็น AC หรือ DC เพ่ือส่งให้อุปกรณ์ ดังน้ันสัญญาณเหล่านี้จึงต้องมีความถูกต้องไม่เช่นน้ันแล้ว อุปกรณ์
จะเสียหายได้ปจั จุบนั ถูกออกแบบให้มีการปอ้ งกนั ความเสียหายจากกระแส และแรงดนั สูง ข้ัวต่อทางด้านอินพุตจึงใช้วิธี
แยกสัญญาณ (Isolate) ทางไฟฟ้าออกจากกัน ด้วยแสงหรือ OPTO-ISOLATION เช่น PHOTOCOUPLER ด้วยวิธีน้ี
แรงดันจากทางข้วั จะไมส่ ง่ ไปยงั อุปกรณ์ โดยตรง มีเพียงแค่สัญญาณแสงเท่าน้ันท่ีเป็นตัวส่งสัญญาณจากทาง ขั้วเข้าไป
ให้อปุ กรณเ์ พราะฉะนน้ั ในบทเรียนนีจ้ ึงมกี ารศกึ ษาการใชง้ านของโมดูลเอาตพ์ ุตเพื่อการใชง้ านที่เหมาะสม

3.1 การใชง้ านโมดลู อนิ พุตแบบตา่ ง ๆ สาหรับระบบอินเทอรเ์ น็ตในทกุ สรรพส่ิง (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

อุปกรณ์โมดูลอินพตุ สาหรบั ไมโครคอนโทรลเลอร์ อปุ กรณต์ รวจจับ(sensor) เพ่ือใหไ้ มโครคอนโทรลเลอร์ติดต่อ
กับสง่ิ แวดลอ้ มภายนอก อุปกรณ์ตรวจจับจะสรา้ งสัญญาณรับเขา้ (Input)ใหก้ บั ไมโครคอนโทรลเลอร์ ยกตวั อย่างเช่น

1) โมดลู วัดระยะทางดว้ ยคลืน่ อัลตรา้ โซนิก
โมดูลอลั ตร้าโซนิคเป็นโมดูลท่ถี กู ใชใ้ นงานด้านการตรวจหาวัตถ,ุ หลบส่ิงกีดขวาง หรือวัดระยะทาง ฯลฯ โดยมี

หลักการเบือ้ งตน้ คอื ใชก้ ารจับเวลาในการเดนิ ทางของคลืน่ เสียงจากจากตวั สง่ ตกกระทบยังวัตถุ แล้วสะท้อนกลับมายัง
ตวั รับ แล้วนามาคานวณออกมาเปน็ ระยะทาง

HC-SR04เป็นโมดูลอัลตร้าโซนิคยอดนิยมโมดูลหนึ่ง มีความสามารถวัดระยะได้อย่างแม่นยา ใช้งานง่าย เพียง
ทาการส่งสัญญาณลอจิก High เข้าไปท่ีขา Trig Input เป็นเวลาอย่างน้อย 10 us สักครู่หน่ึง ขา Out ก็จะตอบสนอง
เอาท์พตุ ลอจิก Highออกมา โดยมีช่วงเวลาที่สัมพันธ์กับระยะทางที่คล่ืนสะท้อนวัตถุกลับมา อย่างไรก็ตาม หากวัตถุอยู่
นอกเหนอื ขอบเขตทีต่ รวจจับได้ ความกวา้ งสัญญาณท่ีสง่ กลบั จะมีค่า 38 ms

23 นกั ออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

ภาพท่ี 3.1 โมดูลวดั ระยะทางดว้ ยคล่ืนอัลตร้าโซนิก [10]
คณุ สมบตั ิ

เปน็ โมดูลวัดระยะทางที่ใชห้ ลักการสะทอ้ นของคล่ืนอลั ตร้าโซนิก
 มแี หล่งกาเนิดคล่นื อลั ตรา้ โซนิกส่งไปสะทอ้ นกบั วัตถทุ ่ีอยูข่ ้างหนา้ กลบั มายงั ตวั รับสัญญาณ โดย

ระยะทางที่วัดได้จะสมั พนั ธก์ บั ระยะเวลาทีค่ ลื่นอลั ตรา้ โซนิกเคล่ือนที่ไปกระทบวตั ถุและสะท้อนกลับมา
ยงั ตัวรับ
 เมอ่ื รูร้ ะยะเวลาที่คล่ืนอลั ตรา้ โซนิกสะทอ้ นกลบั มา จึงนามาคานวณหาเปน็ ระยะทางระหวา่ งโมดูล HC-
SR04 กับวัตถุได้
 วดั ระยะทางในช่วง 2ซม. ถงึ 5 เมตรมีความละเอยี ดอยู่ท่ี 0.3 ซม. ใช้ไฟเล้ยี ง +5V
 ในชดุ มาพรอ้ มกับสายสญั ญาณสาหรบั เชือ่ มตอ่ ใชง้ าน
ลักษณะสัญญาณ
สญั ญาณดจิ ติ อล(Digital) มคี วามกวา้ งของสญั ญาณแปรตามระยะทาง

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 24

2) โมดลู วดั ความช้ืนสมั พทั ธ์
โมดูลตรวจวดั ความช้นื ในดนิ (Soil Moisture Detection Module) เป็นโมดูลที่มีคุณภาพสูง ใช้ในการตรวจสอบ

ความชื้นในดินขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรมและการต่อใช้งานภายนอก สามารถเชื่อมต่อใช้งานกับบอร์ด Rasberry Pi,
Arduino, ARM, MCS-51, AVR, PIC มีความถูกต้องแม่นยาสูงกับโหมด Dual Output Modeและเอาต์พุต
AnalogkOutput, การตรวจจับคงที่กับ LM393 ComparatorokChipl,มี Power Indicatorย(Red) และ
DigitaluOutputuIndicatork(Green) งา่ ยกบั การติดต้ังโมดลู สามารถ Fixจุดตรวจวดั ได้ง่าย

ภาพท่ี 3.2 โมดูลวดั ความชน้ื สัมพทั ธ์ [10]
คณุ สมบตั ิ

เป็นโมดลู วดั ระยะทางทีใ่ ชห้ ลกั การสะท้อนของคลืน่ อัลตรา้ โซนกิ
 เป็นโมดูลวดั ความชืน้ สมั พัทธ์ (%RH) ที่ใหผ้ ลการทางานเปน็ แรงดันไฟตรงทแี่ ปรผันตรงกับคา่

ความช้ืนสัมพทั ธ์ในแบบใกล้เคยี งเชิงเส้นมาก
 ย่านวดั ความชืน้ สัมพัทธ์ 0 ถงึ 100%RH เทียบกับแรงดันเอาต์พตุ ประมาณ 0.958Vถงึ

4.065V ทีไ่ ฟเลยี้ ง +5V วัดระยะทางในชว่ ง 2ซม. ถงึ 5 เมตรมีความละเอยี ดอยทู่ ี่ 0.3 ซม. ใช้ไฟเลี้ยง +5V
 ความแม่นยาในการวัดสงู มคี วามผดิ พลาด ±3.5% ท่ไี ฟเล้ยี ง +5V และอุณหภูมิหอ้ ง 25C
 ใชไ้ ฟเลย้ี ง 4 ถงึ 5.8V ต้องการกระแสไฟฟ้าเพียง 200µA
 มขี าต่อใชง้ าน 3 ขาคอื กราวด์, สญั ญาณเอาตพ์ ตุ และไฟเล้ยี ง
 มคี วามเทย่ี งตรงสูง และมีความไวในการทางานสงู
 ขนาด 0.75 x 0.30 นิว้ (19.05 x 7.62 มม.)
 ระยะหา่ งของขาต่อใชง้ าน 0.1 มิล (หรือประมาณ 2.54 ซม.)

ลักษณะสัญญาณ อนาลอ็ ก(Analog)

25 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd ภาพท่ี 3.3 โมดลู วัดความชื้นสัมพัทธ์ [10]

3) ZX-MQ5 แผงวงจรตรวจจับกา๊ ซ LPG

แผงวงจรตรวจจับก๊าซ LPG หรือก๊าซหุงต้มรุ่นใหม่ ใช้งาน
งา่ ย มคี วามไวในการตรวจจบั สงู โดยใหค้ า่ ของปริมาณก๊าซในย่าน
100 ถึง 3000 ppm (pieces per million-เศษในล้านส่วน)
นอกจากตรวจจับก๊าซ LPG แล้วยังสามารถใช้ตรวจจับก๊าซ
ธรรมชาติได้ด้วย แผงวงจรตรวจจับก๊าซ LPGน้ีเชื่อมต่อกับ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ไดง้ า่ ย โดยเลอื กต่อได้ทั้งอินพุตดิจิตอลและ
อนิ พตุ อนาล็อกของไมโครคอนโทรลเลอร์ และมีตัวต้านทานปรับ
ค่าไดส้ าหรบั ปรับความไวในการตรวจจับด้วย

คุณสมบัติ
 เป็นเซ็นเซอรต์ รวจจบั แกส๊ LPG โพรเพน ไฮโดรเจน มเี ทน และแกส๊ ติดไฟอ่นื ๆ
 ให้สัญญาณเป็นอนาล็อก 0 ถึง 5V และดจิ ติ อล กรณีเลือกใช้สัญญาณดจิ ิตอล สามารถปรบั

ความไวในการตรวจจบั ได้จากทรมิ พอตบนโมดูล
 ชว่ งการวัด 10 ถงึ 1,000 ppm
 ใช้แรงดนั ไฟฟ้า 5V ในการทางาน

ลกั ษณะสญั ญาณ ดิจิตอล(Digital) และ อนาลอ็ ก(Analog)

ภาพที่ 3.4 วงจรแตล่ ะสายภายในโมดลู วัดความชน้ื สมั พทั ธ์ [10]

นกั ออกผแบ่านบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 26

4) โมดลู วัดอตั ราการไหลของน้า (Water flow sensor)

ภาพท่ี 3.5 โมดูลวดั อัตราการไหลของนา้ (Water flow sensor) [10]

คุณสมบตั ิ มขี อ้ ต่อสาหรับทางน้าเขา้ และทางน้าออก
 เมอ่ื นา้ ไหลเขา้ มาในตวั ตรวจจบั แกนหมนุ ทอี่ ยภู่ ายในจะหมนุ ทาให้แมเ่ หล็กที่ติดอยู่กบั ใบพดั ของแกน
 หมุนนน้ั
เกดิ การเคล่อื นทผ่ี ่านตวั ตรวจจับฮอลล์เอฟเฟ็กต์ ทาใหเ้ กดิ สญั ญาณพัลสต์ ามความเรว็ ของกระแสน้าที่
 ไหลเขา้ มาในตัวตรวจจับ
แรงดนั ใช้งานคอื 5 ถงึ 18V กินกระแสไฟฟา้ 15mA ท่ไี ฟเลยี้ ง+5V
 ตรวจจับอัตราการไหลของนา้ ได้ในชว่ ง0.5ถึง60ลติ รต่อนาที
 ยา่ นความกดอากาศที่ใชง้ านไดค้ อื ต่ากวา่ 1.2Mpa
 อุณหภูมขิ องนา้ ทไี่ หลผ่านต้องอยใู่ นย่าน0ถงึ 80องศาเซลเซียส
 ความผดิ พลาดในการตรวจจบั นอ้ ยกวา่ 3 %
 ทางนา้ เขา้ ออกมเี ส้นผา่ นศนู ย์กลาง 1/2 นวิ้ มีเกลยี วสาหรบั ขันยึดกับท่อ
 ทีส่ ายเอาต์พุตเมอื่ นาไปต่อกบั ไมโครคอนโทรลเลอร์ ควรตอ่ ตัวตา้ นทาน 10kΩ พูลอัป
 เพ่ือกาหนดสถานะลอจกิ ทีแ่ น่นอนในขณะท่ียงั ไม่มกี ารตรวจจับใหเ้ ปน็ ลอจิก “1”
 เมอื่ เกดิ การตรวจจบั สายเอาต์พุตจะให้สัญญาณเอาต์พตุ เป็นพลั สท์ ่แี อกตฟี ดว้ ยลอจิก “0”
 เหมาะสาหรบั การวดั อัตราการไหลของนา้ ประปา นา้ บริสุทธิห์ รือของเหลวอื่นท่ีมีความหนืดใกล้เคียงหรือ
 เทา่ กับน้าไม่แนะนาใหใ้ ช้กับนา้ กรด ดา่ ง และนา้ มนั ทุกประเภท

ลกั ษณะสัญญาณ ดจิ ิตอล(Digital)

27 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

5) โมดลู ตรวจจับระยะทางแบบอนิ ฟาเรด
เป็นเซนเซอร์วัดระยะที่ใช้หลักการสะท้อนของคลื่นอินฟาเรด Output เป็นแบบ Analog 0-1023 (0-

5V) อุปกรณน์ ใ้ี ชใ้ นการวัดระยะจากวัตถุ ที่อยู่ในทิศทางการวัด โดยใช้ Infrared เป็นสื่อในการวัด โดยให้สัญญาณวัด
เป็นแบบ Analog และให้ค่าวัดตลอดเวลา โดยมีย่านวัดที่ 20 - 150 ซม. ใช้งานได้กับหุ่นยนต์ หรือ การประยุกต์ใช้
การวัดระยะทางโดยไม่ต้องมีการสัมผัสจุดที่ต้องการวัดระยะ ช่วงเซ็นเซอร์ - 20 ซม.ถึง 150 ซม.ใช้เวลาอ่านเป็นระยะ
อยา่ งต่อเน่อื ง และรายงานระยะทางเป็นเป็นแรงดันแอนะล็อกด้วยระยะ 20 ซม. ท่ี 150 ซม.

คุณสมบตั ิ
แผงวงจรตรวจจับก๊าซ LPG หรือก๊าซหุงต้มรุ่น

ใหม่ ใช้งานงา่ ย มีความไวในการตรวจจับสูงโดยให้ค่าของ
ป ริ ม า ณ ก๊ า ซ ใ น ย่ า น 1 0 0 ถึ ง 3 0 0 0 ppm
(pieceskperkmillionเศษในล้านสว่ น) นอกจากตรวจจับ
ก๊าซ LPGรแล้วยังสามารถใช้ตรวจจับก๊าซธรรมชาติได้
ด้วย อินเตอร์เฟซเป็น 3 สาย มีไฟ พ้ืนดินและแรงดันขา
แ ล ะ ต้ อ ง เ ป็ น SIRC-01ค ม GP2 IR เ ซ็ น เ ซ อ ร์ ส า ย
8 ส่วนประกอบรวมท้ัง PSD(ตาแหน่งสาคัญเครื่องตรวจ
จับ), IRED(ไดโอดเปล่งอินฟราเรด) และวงจรการ
ประมวลผลสญั ญาณได้

คุณสมบตั ิ ภาพที่ 3.6 โมดลู ตรวจจบั ระยะทางแบบอินฟาเรด [10]

 เป็นโมดลู ตรวจจบั ระยะทางแบบอนิ ฟาเรด

 ระยะวัด 20 ถึง 150 เซนตเิ มตร

 มขี าตอ่ ใช้งาน 3 ขาคือ ขาต่อไฟเลย้ี ง (Vcc), ขากราวด์ (GND) และขาแรงดนั เอาตพ์ ตุ (Vout)

 ค่าแรงดนั เอาต์พุตที่ระยะทาง 150 เซนติเมตรท่ีไฟเล้ยี ง +5V อยู่ในช่วง 0.25 ถงึ 0.55V โดยค่ากลางคือ

0.4V และคา่ แรงดนั เอาตพ์ ตุ ท่รี ะยะทาง 20 เซนติเมตรคือ 2.5V

 เวลาในการประมวลประมาณ 38 มลิ ลวิ นิ าที

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 28

6) โมดูลวัดอณุ หภูมแิ ละความช้ืน

ภาพท่ี 3.7 โมดลู วัดอณุ หภมู ิและความชน้ื [10]

โมดูลวัดอุณหภูมิและความชื้น (DHT11 Temperature and Humidity Sensor Module) เป็นโมดูลที่สามารถ
วัดอุณหภูมิและความชื้นบริเวณรอบ ๆ ทั่วไปหรือในห้องหรือประยุกต์ใช้งานอื่นเช่น Testing, Inspection
Equipment, Automatic Control, Data Logger, Weather Station, Humidity Regulator ข้ึนอยู่กับการเขียน
โปรแกรมและการตอ่ ใชง้ านภายนอก สามารถเชื่อมต่อใช้งานกับบอร์ด Rasberry, Arduino, ARM, MCS-51, AVR, PIC
มีความถกู ตอ้ งแม่นยาให้สัญญาณเอาตพ์ ุตแบบ Digital Output, การตรวจวดั คงท่ีกับ DHT11 Sensor, ย่านวัดอุณหภูมิ
0-50 องศาเซลเซียส, ยา่ นวัดความช้ืน 20-90% RH, งา่ ยกบั การติดตง้ั โมดลู สามารถ Fix จดุ ตรวจวดั ไดง้ า่ ย

คุณสมบัติ ไฟเล้ียงโมดลู VCC = 3.3V-5VDC.
 การตรวจวัดคงท่ีกับเซ็นเซอร์ DHT11 Sensor
 สัญญาณเอาต์พุตแบบ Digital Output
 ย่านวดั อุณหภมู ิ 0-50 องศาเซลเซยี ส คา่ ความผิดพลาด+-2 องศาเซลเซียส
 ยา่ นวดั ความชืน้ 20-90% RH คา่ ความผดิ พลาด+-5%
 โมดูลขนาด 3.3 x 1.8 x 1.3cm.
 สาย Jumper ยาว (Wire length) 20 cm.


ลกั ษณะสญั ญาณ อนาลอ็ ก(Analog)

29 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

7) โมดลู ตรวจจับแสง

ใช้ตัวต้านทานแปรค่า ตามแสง คือ LDRสจะมีค่าความต้านทานลดลงเม่ือมีแสงตกกระทบ ในทางกลับกันหาก LDR
ไดร้ ับแสงน้อยคา่ ความต้านกจ็ ะสงู ขึน้ ทาให้แรงดันตกครอ่ มตัวมันมาก แตเ่ มือ่ LDRดได้รับแสงมากข้ึนค่าความต้านทาน
ก็จะค่าโมดูลตรวจจับแสงสว่าง ให้ค่าออกมาเป็น 0 หรือ 1 สามารถปรับค่าได้ที่ trimmer ว่าให้แสงเท่าใดจึงจะให้
สัญญาณออกมา สามารถต่อกับ Microcontroller Arduino NodeMCU ESP32 Raspberry Pi หรืออ่ืน ๆ ท่ีสามารถ
อ่านสัญญาณดิจิตอลได้ นิยมนาทาเป็นโปรเจคเปิด-ปิดไปตามแสงสว่างโมดูลวัดแสง ให้สัญญาณเอาต์พุตได้ทั้งแบบอะ
นาล็อกค่าระหว่าง 0-1024 และแบบ ดิจิตอลค่า 0 กับ 1 สามารถปรับความไวได้ที่โวลุ่มบนบอร์ด ใช้ไฟเลี้ยง 3.3-5V
อยู่ ๆ ลดลง

ภาพท่ี 3.8 โมดลู ตรวจจบั แสง [10]

คณุ สมบัติ Analog ระดับความเขม้ ของแสง ทว่ี ัดได้เปน็ ค่า 0-1023

 Digital สัญญาณที่ไดค้ ือ Logic 1 และ Logic 0 โดยหมุนตัว R ปรับคา่ ไดบ้ นบอร์ดเพื่อต้งั ระดบั ความ
ต้องการของความเขม้ แสงวา่ จะให้สว่างเท่าใดจึงจะส่งคา่ เอาตพ์ ตุ ออกมา

ใชแ้ หล่งจ่ายไฟ 3.3V และ 5.0V เหมาะกบั การใชง้ านร่วมกับ Arduino และ ไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ

ลกั ษณะสญั ญาณ อนาล็อก(Analog

นักออกผแบ่านบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 30

8) โมดูลตรวจจบั นา้ ฝน

โมดูลตรวจจับน้าฝน (RaindropuDetectionrSensorpModule)เป็นโมดูลสาหรับตรวจสอบสภาพอากาศ,วัด
ความชื้นในอากาศและน้าฝนขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรมและการต่อใช้งานภายนอก สามารถเชื่อมต่อใช้งานกับบอร์ด
Rasberry Pi, Arduino,

ARM, MCS-51, AVR, PIC ซึ่งในสภาพอากาศปกติจะ
ให้ค่าความต้านทานสูง แต่เมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนไป
มีฝนตกหรือมีความช้ืนในอากาศมากจะให้ค่าความ
ต้านทานลดต่าลง สามารถปรับค่าความไวในการ
ตรวจจับน้าฝนได้แม่นยา ให้ค่าสัญญาณเอาต์พุต
ออกมาเป็นแบบ Digital Outputคือ 0 กับ 1 หรือให้
ค่าออกมาเป็นแบบ Analog Output (AO) ได้ และมี
LED แสดงสถานะ Power และ Output

, ภาพท่ี 3.9 โมดูลตรวจจบั น้าฝน [10]
คณุ สมบตั ิ
ไฟเลี้ยงโมดูล VCC = 3.3V-5VDC.
 สามารถปรบั ค่าความไวในการตรวจจับได้ (Potentiometer Sensitivity Adjustment)
 ใหค้ ่าสญั ญาณเอาต์พตุ ออกมาเปน็ แบบ Digital Output คอื 0 กบั 1 หรือให้ค่าออกมาเป็นแบบ
 Analog Output (AO) ได้
มี LED แสดงสถานะ Power และ Output
 โมดูลขนาด 1.5cm.(กวา้ ง) x 3.2cm.(ยาว) x 1.2cm.(สูง)
 Probe ตรวจจับน้าฝน ขนาด 4.0cm.(กวา้ ง) x 5.5cm.(ยาว) x 1.0cm.(สูง)
 สาย Jumper ยาว (Wire length) 20 cm.


31 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

4. เลอื กโมดูลเอาต์พุตสาหรบั ระบบอนิ เทอร์เน็ตในทกุ สรรพสงิ่ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

เอาต์พุตโมดูล จะทาหน้าท่ีส่งสัญญาณจากหน่วยประมวลผล ไปยังอุปกรณ์ทางาน เพื่อควบคุมการทางานของ
อุปกรณ์ ให้มีลักษณะตามต้องการนอกจากโมดูลเอาต์พุต จะประกอบด้วยอุปกรณ์เชื่อมโยงทางแสง แล้วยัง
ประกอบดว้ ย ส่วนท่ีทาหนา้ ท่ขี ยายขนาดของสญั ญาณใหม้ ขี นาดที่เหมาะสมสาหรับควบคุมอุปกรณภ์ ายนอก เช่น ระดับ
แรงดนั ทีใ่ ช้ในการประมวลผล อาจจะมขี นาดเทา่ กบั 5 โวลต์ แตแ่ รงดนั ท่ีใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ทางานอาจจะมีขนาด
24 โวลต์ ดังนั้นจึงต้องมีส่วนที่ทาหน้าท่ีขยายขนาดของสัญญาณ นอกจากนั้นยังมีส่วนที่ทาหน้าที่ในการตรวจสอบ
สถานะการลัดวงจรของอุปกรณ์ภายนอก เพื่อใช้ในการแสดงสถานะของโมคูลกับผู้ใช้ว่าโมคูลอยู่ในสภาวะปกติหรือไม่
เพราะฉะนัน้ ในบทเรียนน้จี ึงมกี ารศกึ ษาการใชง้ านของโมดลู เอาต์พุตเพ่ือการใช้งานที่เหมาะสม

4.1gการใช้งานโมดลู เอาต์พุตแบบต่างๆ สาหรับระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud)

อุปกรณเ์ อาต์พตุ สาหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ทางานตามการควบคุมของไมโครคอนโทรลเลอร์
เมื่อมีสัญญาณ รับเข้า(Input) ไมโครคอนโทรลเลอร์จะประมวลผลตามโปรแกรมท่ีเขียนไว้ จากนั้นก็สร้างสัญญาณ
ส่งออก(Output) ให้กบั อปุ กรณ์เอาต์พตุ

1) โมดูลรีเลย์ (Relay)

เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซ่ึงทาหน้าท่ีตัด ภาพท่ี 4.1 โมดลู รีเลย์ (Relay) [10]
ต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการทางานด้วย
ไฟฟ้า Relay มีหลายประเภท ต้งั แต่ Relay ขนาดเล็กท่ีใช้
ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จนถึง Relay ขนาดใหญ่ท่ีใช้
ในงานไฟฟา้ แรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันออกไป
แต่มีหลักการทางานที่คล้ายคลึงกัน สาหรับการ
น า Relay ไ ป ใ ช้ ง า น จ ะ ใ ช้ ใ น ก า ร ตั ด ต่ อ ว ง จ ร
ท้ังนี้ Relay ยงั สามารถเลอื กใช้งานไดห้ ลากหลายรูปแบบ

นกั ออกผแบ่านบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 32

ภาพท่ี 4.2 สัญลักษณใ์ นวงจรไฟฟ้าของรเี ลย์ [10]

ภายใน Relay จะประกอบไปด้วยขดลวดและหน้าสัมผสั
 หนา้ สัมผัส NCส(NormallyuClose) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกติหน้าสัมผัสน้ีจะ
ต่อเขา้ กับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผสั กนั เม่ือมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นขดลวด
 หน้าสัมผัส NOส(Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะลอย ไม่ถูก
ต่อกับขา COM(Common) แต่จะเช่ือมตอ่ กันเม่ือมีกระแสไฟไหลผ่านขดลวด
 ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ขึ้นอยู่กับว่า ขณะน้ันมี
กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relayน1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชุด ขึ้นอยู่กับ
ผผู้ ลติ และลกั ษณะของงานที่ถกู นาไปใช้ จานวนหนา้ สมั ผสั ถูกแบง่ ออกดังนี้

หลกั การทางานของ Relay
ในส่วนของขดลวด เม่ือมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะทาให้ขดลวดเกิดการเหน่ียวนาและทาหน้าท่ีเสมือน

แม่เหลก็ ไฟฟ้า ส่งผลให้ขา COM ท่ีเชื่อมตอ่ อยู่กับหนา้ สมั ผัส NC (ในสภาวะที่ยังไม่เกิดการเหน่ียวนา) ย้ายกลับเชื่อมต่อ
กับหน้าสัมผัส NO แทน และปล่อยให้ขา NC ลอย เมื่อมองที่ขา NC กับ COM และ NO กับ COMแล้วจะเห็นว่ามีการ
ทางานตดิ -ดับลักษณะคลา้ ยการทางานของสวิตช์ เราสามารถอาศัยคณุ สมบัตินไ้ี ปประยุกต์ใช้งานได้ หลังจากที่เราทราบ
คุณสมบัติของ Relayกันไปแล้ว ในเร่ืองน้ีเราจะยกตัวอย่าง Relay โดยจะใช้ Relay Module 4 Channels แบบ
OPTO-ISOLATED มาให้ดู คุณสมบัติ

33 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

Relay Module 4 Channels มีเอาต์พุตคอนเน็ตเตอร์ที่ Relayเป็น NO/COM/NCสามารถใช้กับโหลดได้
ท้ังแรงดันไฟฟ้า DCและ ACโดยใช้สัญญาณในการควบคุมการทางานด้วยสัญญาณโลจิกโมดูลรีเลย์ 5V4ช่อง Relay
Module 5V 4 Channel 250V 10A Active Low ใช้งานในการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า รับกระแสได้สูงถึง 10A
250VAC และ 10A 30VDC มี LED แสดงสถานะการทางานของรีเลย์ วงจรแบบแยกกราวด์ด้วย OptoeIsolater
ปลอดภยั ต่อวงจรไมโครคอนโทรเลอร์

คุณสมบัติ

 รเี ลย์เอาตพ์ ตุ แบบ SPDT
 สั่งงานด้วยระดับแรงดนั
 CONTACT OUTPUT ของรเี ลย์รบั แรงดนั ได้สงู สดุ
 มี LED แสดงสถานะ การทางานของรีเลย์
 มจี มั พ์เปอรส์ าหรับเลือกว่าจะใช้กราวด์ร่วม
 มOี PTO-ISOLATED เพื่อแยกกราวด์

ภาพที่ 4.3 Relay Module 4 Channels [10]

2) เตา้ รบั แบบโซลิดสเตตรเี ลย์ (Solid State AC Outlet) ภาพที่ 4.4 เตา้ รบั แบบโซลิดสเตตรเี ลย์ [10]

เป็นเต้ารับไฟสลับท่ีใช้เปิดปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า 220Vac ด้วย
สัญญาณคว บคมุแบบดิจิตอลซ่ึงอาจมาจากแผงว งจร
อเิ ล็กทรอนิกส์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวใดก็ได้ อุปกรณ์ หลัก
ที่เป็นหัวใจของการทางานคือ (Solid state relay) นามาติดตั้ง
เข้ากับเต้ารับ, สายปลั้กไฟสลับ, สวิตช์ และกล่องบรรจุ เพ่ือให้
ใช้งานกับแผงวงจรกล่องสมองกล IPST-SEได้ สะดวกและ
ปลอดภัยสาหรับการทดลองและทาโครงงานที่เก่ียวข้องกับการ
ควบคุมอุปกรณ์หรือเคร่ืองใช้ไฟฟ้าที่ใช้ไฟสลับ 220 Vacหรือไฟ
บ้าน นอกจากนี้ เต้ารับแบบโซลิดสเตตรีเลย์ยังใช้ได้กับไฟสลับ
110 Vac ดว้ ย

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบัฒนCาloIOuTd 34

ภาพที่ 4.5 วงจรแสดงการเช่ือมต่อปลก๊ั ไฟ Solid StateAC Outlet [10]
การทางานของ Solid State AC Outlet

จากภาพท่ี 4-5 จะเห็นอุปกรณ์ท่ีต่อเป็นวงจรไม่ซับซ้อนมากนัก เริ่มจากสายสัญญาณควบคุม 5V จะถูก
ต่อผ่านตัวต้านทาน 1k เพ่ือให้ LED ภายในของ Solid State Relay ทางานส่งแสงไปกระตุ้นให้ต่อขาเอาต์พุตเข้า
ด้วยกัน ทาให้กระแสไหล 220Vรไปท่ีปล๊ักไฟได้ โดยในวงจรนี้ได้ต่อสวิตช์เปิด/ปิดตรง เพ่ือใช้เปิด/ปิดในกรณีที่ไม่
ตอ้ งการควบคมุ จากไมโครคอนโทรลเลอรไ์ ด้ด้วย ขณะทสี่ ั่งให้ ปล๊กั ไฟทางาน จะมี LED1 ต่อไว้เพ่ือแสดงการทางานด้วย
โดยวงจรเมอ่ื ประกอบลงกลอ่ งเรยี บร้อยแล้วจะเป็นดังรูปท่ี 4-6

ภาพที่ 4.6 รูปร่างหนา้ ตาของ Solid State AC Outlet เมอ่ื ประกอบเสร็จ [10]

35 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

3) mini-TB6612 แผงวงจรขับมอเตอรไ์ ฟตรงขนาดเลก็ พร้อมใช้งาน

แผงวงจรขับมอเตอร์ไฟตรงขนาดเล็กพร้อมใช้งาน ลด ภาพที่ 4.5 mini-TB6612 [10]
ขั้นตอนการออกแบบท่ีซับซ้อน ขับมอเตอร์ไฟตรงขนาดสูงสุด
12V 1A ได้ 2 ชอ่ ง ควบคุมได้ท้ังทิศทางและความเร็ว ต่อใช้งาน
งา่ ย ใช้ไดก้ ับไมโครคอนโทรลเลอรย์ อดนิยมไดท้ ุกตระกลู

ไอซขี บั มอเตอร์เบอร์TB6612FNGไอซี TB6612FNG มีภาค
ขับมอเตอร์เป็นแบบ H-บริดจ์ท่ีใช้มอสเฟตเป็นอุปกรณ์ขับกาลัง
ทาให้มีค่าความต้านทานต่ามาก ส่งผลให้การขับมอเตอร์มี
ประสิทธิภาพ ท้ังในการขับให้มอเตอร์หมุนและการเบรคเพ่ือ
บงั คบั แกนหมุนของมอเตอรใ์ ห้หยุดน่ิง

4) จอ Character LCD
จอ Liquid Crystal Display (LCD) เป็นจอแสดงผลรูปแบบหน่ึงท่ีนิยมนามาใช้งานกันกับระบบสมองกลฝัง

ตัวอย่างแพร่หลาย จอ LCD มีท้ังแบบแสดงผลเป็นตัวอักขระเรียกว่า Character LCD ซึ่งมีการกาหนดตัวอักษรหรือ
อักขระท่ีสามารถแสดงผลไว้ได้อยู่แล้ว และแบบที่สามารถแสดงผลเป็นรูปภาพหรือสัญลักษณ์ได้ตามความต้องการของ
ผู้ใช้งานเรียกว่า Graphic LCD นอกจากนี้บางชนิดเป็นจอที่มีการผลิตข้ึนมาใช้เฉพาะงาน ทาให้มีรูปแบบและรูปร่าง
เฉพาะเจาะจงในการแสดงผล เชน่ นาฬกิ าดจิ ติ อล เครือ่ งคดิ เลข หรอื หนา้ ปดั วิทยุ เปน็ ตน้

ภาพที่ 4.8 จอ Character LCD [10] โครงสร้างโดยท่ัวไปของ LCD
โครงสร้างของ LCD ท่ัวไปจะประกอบขึ้นด้วยแผ่นแก้ว 2

แผ่นประกบกันอยู่ โดยเว้นช่องว่างตรงกลางไว้ 6-10
ไมโครเมตร ผิวด้านในของแผ่นแก้วจะเคลือบด้วยตัวนาไฟฟ้า
แบบใสเพ่ือใช้แสดงตัวอักษร ตรงกลางระหว่างตัวนาไฟฟ้าแบบ
ใสกับผลึกเหลวจะมีชั้นของสารท่ีทาให้โมเลกุลของผลึกรวมตัว
กันในทิศทางท่ีแสงส่องมากระทบเรียกว่า AlignmenttLayer
และผลึกเหลวทีใ่ ช้โดยทัว่ ไปจะเปน็ แบบ Magnetic

นักออกผแบ่านบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 36

คุณสมบัติ
– แบบใช้การสะทอ้ นแสง (Reflective Mode) LCD แบบนใ้ี ชส้ ารประเภทโลหะเคลอื บอยู่ที่แผ่นหลังของ LCD

ซง่ึ LCD ประเภทนี้เหมาะกับการนามาใช้งานในท่ที ีม่ แี สงสว่างเพยี งพอ
– แบบใชก้ ารส่งผ่าน (Transitive Mode) LCD แบบนีว้ างหลอดไฟไวด้ า้ นหลงั จอ เพอ่ื ทาให้การอ่านคา่ ที่

แสดงผลทาได้ชดั เจน
– แบบสง่ ผ่านและสะท้อน (Transflective Mode) LCD แบบน้ีเปน็ การนาเอาข้อดขี องจอแสดงผล LCD ทัง้ 2

แบบมารวมกันจอ LCDฟ16×2 Characterที่นิยมวางจาหน่ายจะมีอยู่ 2 แบบดว้ ยกนั โดยทง้ั 2 แบบตัวจอมลี ักษณะ
เดียวกนั เพยี งแตแ่ บบ I2C จะมบี อรด์ เสริมทาให้สือ่ สารแบบ I2C ไดเ้ ชอ่ื มต่อไดส้ ะดวก

1. LCDแบบปกตทิ เ่ี ช่ือมต่อแบบขนาน (Parallel) 2. LCDแบบทเ่ี ชอ่ื มตอ่ อนกุ รม (Serial) แบบ I2C

ภาพที่ 4.9 จอ LCD 16x2 Character [10] ภาพที่ 4.10 จอ LCD 16x2 Character (I2C) [10]
5) LED Module ไฟแสดงสถานะ

ภาพที่ 4.11 LED Module ไฟแสดงสถานะ [10]

คุณสมบัติ
 สาหรับทดลองเขียนโปรแกรมควบคุม Output ของ Arduino
 ออกแบบใหท้ ดลองไดง้ ่ายเสยี บกบั บอรด์ Arduino Uno ได้ทนั ที
 ใชท้ ดลองทาไฟว่ิงไฟแสดงสถานะ รูปแบบตา่ ง ๆ
 ไฟเล้ียง 3.3-5V

37 นักออกผแบา่ บนแรละะบพบฒั นCาloIOuTd

5. ประกอบระบบอนิ เทอรเ์ น็ตในทกุ สรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
จากบทเรียนก่อนหน้าน้ีเราก็ได้เรียนรู้แล้วว่า อินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT)ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) คือ

อะไรอุปกรณ์ชนิดไหนท่ีทาให้ระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) เช่ือมต่อผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)ซึ่งตัวที่
เชอ่ื มตอ่ กนั นัน้ กค็ อื BlynkโดยBlynkป็นแพลดฟอรม์ สาหรบั การเชื่อมต่อและควบคุมอุปกรณ์ IoT ผ่านทางอินเทอร์เน็ต
โดยฮาศัย Cloud Server หรือในที่นี้ก็คือ Blynk Server เป็นตัวกลางในการเช่ือมต่อระหว่างอุปกรณ์ IoTกับสมาร์ท
โฟนหรือแทบ็ เล็ด แต่ก่อนจะสั่งการผ่านสมาร์ทโฟนได้น้ัน IoT มักเริ่มต้นด้วยการเลือกใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น บอร์ด
ไมโครคอนโทรลเลอร์ มาตอ้ งทาหน้าท่ีประมวลผลข้อมูลที่รับมาจากเซนเชอร์ต่าง ๆ ก่อนจะเอาพุดสัญญาณเพื่อส่ังการ
ไปยงั อุปกรณ์ควบคุมต่าง ๆ ที่อยู่ปลายทางซ่ึง บอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ ชนิดที่เชื่อมต่อกับ IoTด้วยhWiFiรได้น้ันก็คือ
NodeMCUโดยอุปกรณ์ตรวจจับจะสร้างสัญญาณรับเข้า(Input)ให้กับ NodeMCUจากนั้นก็สร้างสัญญาณส่งออก
(Output)ให้กับอุปกรณ์เอาต์พุตทางาน เมื่อนักเรียนได้เรียนรู้จากบทเรียนข้างต้นไปแล้วบทเรียนนี้ก็จะ เรียนรู้ว่า
อุปกรณ์แตแ่ ละตวั ทีเ่ ปน็ ฮาร์ดแวร์ประกอบกนั อยา่ งไร และวิธีการตรวจสอบและตกแต่งช้ินงานควรทาอย่างไร เราจะได้
เรยี นรู้กนั ในบทนี้

5.1 ประกอบระบบอนิ เทอร์เน็ตในทุกสรรพสงิ่ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)
5.1.1 ส่วนประกอบของ บอร์ดArduino UNO R3

ภาพที่ 5.1 ส่วนประกอบของ บอรด์ Arduino UNO R3 [11]

นกั ออกผแบ่านบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 38

ส่วนประกอบของ บอร์ดArduino UNO R3

ภาพที่ 5.1 สว่ นประกอบของ บอรด์ Arduino UNO R3 [11]

1. USB Port: ใช้สาหรับเชื่อมต่อกับ Computer เพ่ือใช้ในการอับโหลดโปรแกรมเข้า MCU และใช้จ่ายไฟให้กับ
ตวั บอรด์

2. Reset Button: เป็นปมุ่ Reset เพอื่ เริ่มการทางานใหม่
3. ICSPjPortของ Atmega16U2เปน็ พอร์ตที่ใช้โปรแกรม Visual Com port บน Atmega16U2
4. I/OPort:Digital I/O ต้ังแต่ขา D0 ถึง D13 นอกจากนี้ บาง Pin จะทาหน้าที่อื่น ๆ เพ่ิมเติมด้วย เช่น Pin0,1
เปน็ ขา Tx,Rx Serial, Pin3,5,6,9,10 และ 11 เปน็ ขา PWM
5. ICSP Port: Atmega328 เปน็ พอรต์ ทใ่ี ชโ้ ปรแกรม Bootloader
6. MCU: Atmega328 เป็น MCU ทใี่ ชบ้ นบอร์ด Arduino
7. I/OPort: นอกจากจะเปน็ Digital I/Oแล้วยงั เปลี่ยนเป็น ชอ่ งรับสัญญาณอนาลอ็ กตั้งแต่ขา A0-A5
8.lPowerjkPort:ไฟเลี้ยงของบอรด์ เม่ือต้องการจ่ายไฟให้กับวงจรภายนอก ประกอบด้วยขาไฟเลี้ยง +3.3 V, +5V,
GND, Vin
9. Power Jack: รับไฟจาก Adapter โดยทีแ่ รงดันอย่รู ะหวา่ ง 7-12 V
10. MCU ของ Atmega16U2 เป็น MCU ท่ีทาหน้าท่ีเป็น USB to Serial โดย Atmega328 จะติดต่อกับ
Computer ผ่าน Atmega16U2

39 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

5.1.2 สว่ นประกอบของ ESP8266 NodeMCU
การใช้งานพินต่างๆ ของ ESP8266oNodeMCUยโดยมีพินทั้งหมด 30oพินที่เช่ือมต่อกับภายนอก โดย
การเช่อื มตอ่ มีดังน:ี้

ภาพที่ 5.2 ส่วนประกอบของ ESP8266 NodeMCU [11]
เพือ่ ความเขา้ ใจงา่ ยเราจะสร้างกลุม่ ของพินท่มี ฟี ังกช์ ่ันที่คล้ายกนั

PPoowweer rPiPnisns มีพินพลังงาน 4 พิน ได้แก่พิน VIN หนึ่งพิน และพิน 3.3V สามพิน สามารถใช้พิน VINวเพ่ือ
จ่ายแหล่งจ่ายไฟใหก้ ับ ESP8266และอปุ กรณต์ ่อพ่วงไดโ้ ดยตรงหากคุณมีแหล่งจ่ายไฟแรงดัน 5Vวท่ีได้รับการควบคุม
โดยพิน 3.3Vมเป็นเอาต์พุตของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าออนบอร์ด พินเหล่าน้ีสามารถใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับ
สว่ นประกอบภายนอกได้เชน่ กนั

I2I2CCPPininss ใช้สาหรบั เชือ่ มต่อเซ็นเซอร์ I2C และอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกประเภทในโปรเจคของคุณ รองรับท้ัง
I2C Master และ I2C Slave สามารถใช้ฟงั กช์ ันอนิ เทอร์เฟซ I2C ไดโ้ ดยทางโปรแกรมและความถี่สัญญาณนาฬิกาคือ
100 kHz ทีส่ งู สุด ควรสังเกตว่าความถี่สัญญาณนาฬิกา I2C ควรสูงกว่าความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ช้าที่สุดของอุปกรณ์
สลาฟ

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 40

GPIOGPPIiOnsPins ESP8266 NodeMCU มีพิน GPIO 17 พินซ่ึงสามารถกาหนดให้กับฟังก์ชั่นต่าง ๆ เช่น I2C,
I2S, UART, PWM, รีโมทคอนโทรล IR, ไฟ LED และปุ่มโดยทางโปรแกรม GPIO ท่ีเปิดใช้งานดิจิตอลแต่ละตัวสามารถ
กาหนดค่าเป็น pull-up หรือ pull-down ภายในหรือต้ังค่าเป็นอิมพีแดนซ์สูง เมื่อกาหนดค่าเป็นอินพุตมันยังสามารถ
ตัง้ คา่ เป็น edge-trigger หรอื level-trigger เพอื่ สรา้ งการขดั จงั หวะของ CPU

ADC Channel NodeMCU ถูกฝังอยู่กับ SAR ADC ที่มีความแม่นยา 10 บิต ทั้งสองฟังก์ชั่นสามารถใช้งานได้
โดยใช้ AADDCC ไCดh้แaกn่ nกeารlทดสอบแรงดันไฟฟ้าของพิน VDD3P3 และการทดสอบแรงดันอินพุตของขา TOUT อย่างไรก็

ตามไมส่ ามารถใชง้ านพร้อมกนั ได้

UART Pins ESP8266 NodeMCU มี 2 อินเตอร์เฟสของ UART ได้แก่ UART0 และ UART1 ซึ่งให้การ
ส่ือสารแบUบAอRะTซิงPโคinรsนัส (RS232 และ RS485) และสามารถส่ือสารได้สูงสุด 4.5 Mbps สามารถใช้ UART0 (TXD0,
RXD0, RST0 & CTS0) สาหรับการส่ือสาร รองรับการควบคุมของเหลว อย่างไรก็ตาม UART1 (พิน TXD1) มีเพียง
สัญญาณการส่งข้อมูลดังนั้นโดยปกติจะใช้สาหรับบันทึกการพมิ พ์

SPI Pins ESP8266 มีสอง SPI (SPI และ HSPI) ในโหมดทาสและมาสเตอร์ SPI เหล่านยี้ งั สนบั สนุน

คณุ สมบตั ิ SSPPIIสPาinหsรบั วตั ถุประสงค์ท่ัวไปต่อไปน้ี

• โหมดจบั เวลา 4 โหมดสาหรบั การถา่ ยโอนรปู แบบ SPI
• มากถงึ 80 MHz และแบง่ นาฬิกา 80 MHz
• สงู ถงึ 64 ไบต์ FIFO

SDIO Pin ESP8266 คุณสมบัติ Secure Digital Input / Output Interface (SDIO) ซงึ่ ใช้เชื่อมตอ่
การ์ด SD โSดDยIOตรPงinรอsงรบั SDIO 4-bit 25 MHz v1.1 และ 4-bit 50 MHz SDIO v2.0

PWM Pins บอร์ดนี้มี Pulse Pulse Modulation (PWM) 4 ช่องสัญญาณ เอาต์พุต PWM สามารถ
ดาเนินการSทDาIงOโปPรiแnกsรมและใชส้ าหรับการขับเคล่อื นมอเตอร์ดิจติ อลและไฟ LEDชว่ งความถี่ PWM สามารถปรับได้จาก
1,000 µsถงึ 10,000 μs, เช่นระหวา่ ง 100 Hz และ 1 kHz

Control Pins ใช้ในการควบคมุ ESP8266 พินเหล่านรี้ วมถึง Chip Enable pin (EN), พนิ รเี ซ็ต (RST) และ
WAKE pCinontrol Pins

• EN pin - ชิป ESP8266 ถกู เปดิ ใชง้ านเมอ่ื ดงึ EN pin สงู เมอื่ ดงึ ตา่ ชิปจะทางานที่กาลังไฟน้อย
• RST pin – RST pin ใชเ้ พ่ือรีเซ็ตชปิ ESP8266
• WAKE pin – ให้ ชปิ ESP8266 กลบั มาทางานใหม่อีกครง้ั

41 นกั ออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

5.1.3 ตวั อย่างการประกอบ ESP8266 Module กับโมดูลต่าง ๆ

1) การใชง้ าน ESP8266 โมดลู วัดอณุ หภูมแิ ละความชน้ื
DHT22kโมดูลเซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในตัวเดียว มีความแม่นยาสูง มีตัวต้านทาน Pull up

มาแล้วสามารถต่อขาทดลองได้เลยไม่ต้องต่อเพิ่ม โดยโมดูลวัดอุณหภูมิและความช้ืน มีด้วยกัน 2 แบบ คือ DHT11
และ DHT22 ถ้าตอ้ งการความแม่นยาควรเลือกใช้ DHT22 ออกแบบมาใหว้ ดั ไดแ้ มน่ ยากว่ารุ่น DHT11ส่วน ESP8266
เราจะใช้ V2 หรอื V3กไ็ ด้ โดยในตวั อยา่ งจะใชเ้ ป็น V3

วิธีการประกอบเข้าด้วยกนั มีดงั นี้ การประกอบอปุ กรณม์ ีรายละเอยี ด

-> DHT22 AM2302 V3 ดงั น้ี
• 3V3 -> VCC
• GND -> GND
• D4 -> DAT

ภาพที่ 5.3 การตอ่ ใชง้ าน ESP8266 โมดลู วัดอุณหภมู แิ ละความชืน้ แบบ3ขา [11]
***หมายเหตุ บางกรณีถ้า DHT22 ไม่มีตัวต้านทาน Pull up อยู่จาเป็นต้องต่อต้านทานต่อแบบ Pull-up ไว้เพื่อ
ป้องกันการรับ-ส่งขอ้ มูลผดิ พลาด แสดงดังภาพข้างลา่ ง

การประกอบอปุ กรณต์ ามดา้ นบน
-> DHT22 AM2302 V3 ดังนี้

• 5V -> ขา1
• GND -> ขา4
• ขาD4 = GPIO 2 -> ขา2

ภาพท่ี 5.4 การต่อใช้งาน ESP8266 โมดูลวดั อณุ หภมู ิและความชืน้ แบบ3ขา [11]

นกั ออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 42

5.2 การตรวจสอบและตกแต่งช้นิ งาน ระบบอนิ เทอร์เน็ตในทกุ สรรพสิง่ (IoT)
ผา่ นระบบคลาวด์ (Cloud)

ในการประกอบระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) เสร็จ สิ่งท่ี

สาคัญอีกอย่างคือการตรวจสอบการตกแต่งชิ้นงาน ว่ามีความถูกต้องหรือมีความสวยงานหรือไม่ เพราะถ้าหากเราไม่

ตรวจสอบหรือตกแตง่ ช้ินงานเราก่อนนาไปทดสอบจะทาให้เกิดอันตรายได้ เช่น ต่อสายไฟผิด หรืออาจจะทาให้

เสียเวลาในการต่อประกอบใหม่ ถ้าเราไม่ตรวจสอบชน้ิ งานเราน้นั ก่อนนาไปใช้ ประกอบควรประกอบอย่างระมัดระวัง

เราอาจเสยี เวลาในการแก้ไขวงจรเพราะต่อไม่ตรงตามแบบต้ังแต่แรก การตรวจสอบและกาตกแต่งช้ินงานอาจช่วยให้

ทางานได้ดขี ึ้นโดยมวี ธิ กี ารตรวจสอบและตกแต่งชิ้นงานดงั น้ี

 ใช้สายไฟใหน้ อ้ ยทส่ี ุด – อปุ กรณ์บางอยา่ งท่ปี ักลงไปทขี่ า PIC ได้โดยตรงโดยไม่ตอ้ งใช้สายได้แก่ C1
สว่ นประกอบอื่น ๆ ก็มักมขี าอปุ กรณอ์ ย่างน้อย 1 ดา้ นท่ีตอ่ เข้ากับขา PIC ไดโ้ ดยตรง

 เลือกความยาวสายให้เหมาะสม – การใชส้ ายยาวเกนิ ไปมักทาให้บอรด์ ยุ่งเหยิง สายหลดุ ง่าย จัดเกบ็
ลาบาก

ภาพที่ 5.5 วิธกี ารต่อวงจรท่ีสวยงาม [11]
 อปุ กรณบ์ างชนดิ มขี ว้ั ต้องต่อใหถ้ ูกด้าน – เช่น LED, C2 (100 uF), SW1 วิธีดูขัว้ ของอปุ กรณ์

โดยทวั่ ไปขาที่ยาวกว่าจะเป็นขาบวก ถ้าดูจากความยาวขาไม่ไดก้ ต็ อ้ งอา้ งอิงคมู่ อื

43 นกั ออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

6. ทดสอบระบบอินเทอรเ์ น็ตในทุกสรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

6.1 หลกั การทดสอบระบบอินเทอร์เนต็ ในทุกสรรพสง่ิ (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud)

ในการทดสอบระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) ในส่วนของฮาร์ดแวร์เรา
ไม่สามารถที่จะเขียนโค้ชเพื่อทาการทดสอบระบบได้ จึงมีวิธีง่าย ๆ อีกวิธีคือการจ่ายแหล่งจ่ายไฟเข้าสู่ระบบโดยใช้
เครอ่ื งมอื วดั ทางไฟฟา้ ชนิดมัลติมิเตอร์ในการวดั แรงดนั ไฟฟา้ ทจ่ี ่ายเข้ามาแหล่งจ่ายซึ่ง ESP8266 ทางานท่ีแรงดันไฟฟ้า
3.3V-3.6Vการนาไปใช้งานร่วมกับ เซ็นเซอร์อ่ืน ๆ ที่ใช้แรงดัน 5V ต้องใช้ วงจรแบ่งแรงดัน มาช่วยเพ่ือไม่ให้โมดูลพัง
เสียหายกระแสทโ่ี มดูลใชง้ านสงู สุดคือ 200mA โดยข้อควรระวังคือหา้ มให้ไฟเกนิ 5 V อาจะทาใหบ้ อร์ดพังได้

ภาพท่ี 6.1 การจา่ ยแหล่งจา่ ยไฟแบบท่ี 1 [10] ภาพที่ 6.2 การจ่ายแหลง่ จา่ ยไฟแบบท่ี 2 [10]

นกั ออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 44

7. ใช้เครอื่ งมือวัดทางไฟฟา้ ที่สาคญั

เครอื่ งวัดไฟฟ้า(Meter) ถือได้ว่าเป็นหัวใจสาคัญท่ีทาให้การทางานท่ีเก่ียวกับไฟฟ้าเป็นไปได้โดยง่าย ปลอดภัย
และสะดวกสบายมากข้ึน ซ่ึงเคร่ืองมือวัดค่ากระแสไฟฟ้า เรียกว่า แอมป์มิเตอร์ เคร่ืองมือวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า
เรียกว่า โอห์มมิเตอร์ เคร่ืองมือวัดค่าแรงดันไฟฟ้า เรียกว่า โวลต์มิเตอร์ ส่วน มัลติมิเตอร์ คือ เคร่ืองมือวัด ที่
สามารถวัดไดท้ ัง้ กระแสไฟฟา้ ความต้านทานไฟฟา้ และแรงดันไฟฟา้

7.1kการใชเ้ คร่อื งมอื วัดทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอินเทอรเ์ นต็ ในทกุ สรรพสิ่ง (IoT) ผา่ นระบบคลาวด์
(Cloud)

การใช้เคร่ืองมือวัดทางไฟฟ้าในการทดสอบระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์
(Cloud) เปน็ ส่งิ จาเปน็ มากเพราะการทดสอบระบบนัน้ จาเป็นตอ้ งใช้เคร่อื งมือวัดในการวัดแหล่งจา่ ยไฟ ว่าไฟท่ีจ่ายมา
ในระบบไม่ควรกี่โวลต์เพ่ือความปลอดภัยของอุปกรณ์ท่ีเราต่อไม่ให้เกิดความเสียหายขึ้น การทดสอบ ระบบ
อนิ เทอร์เนต็ ในทกุ สรรพส่ิง (IoT) ผ่านระบบคลาวด์ (Cloud) การทดสอบระบบอินเทอร์เน็ตในทุกสรรพสิ่ง (IoT) ผ่าน
ระบบคลาวด์ (Cloud) ใชเ้ ครือ่ งมือวัดดงั นี้

1) มลั ตมิ เิ ตอร์
มัลติมิเตอร์(Multimeter) เกิดจากคา 2 คาผสมกัน นั่นคือ Multi ซึ่งแปลว่า หลากหลาย มากมาย
สว่ น Meter หมายถึง เครื่องวัด เมื่อนาสองคามารวมกันคือ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า ซึ่งสามารถวัดได้หลายค่า เช่น ค่า
แรงดัน(Voltage) ค่ากระแส (Current) ค่าความต้านทาน(Resistance) บางรุ่นสามารถวัด frequency,ค่า Diod
หรือคา่ อน่ื ๆภายในเครื่องเดียวไดด้ ว้ ย
การแสดงผลของมัลติมิเตอร์แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ มัลติมิเตอร์แบบเข็ม (Analog Multimeters)
กับ มัลติมิเตอร์แบบตัวเลข (Digital Multimeters) เพ่ือให้เหมาะสมกับการทดลองเรื่องน้ันๆ ซ่ึงมัลติมิเตอร์แต่ละ
เครื่องจะมีรายละเอียดปลกี ย่อยและขอ้ ควรระมัดระวังในการใช้งานแตกต่างกันไปในบทความน้ีจะกล่าวถึงการใช้งาน
ของ มัลติมเิ ตอรแ์ บบเข็ม (Analog Multimeters)

45 นักออกผแบ่าบนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

 มลั ติมเิ ตอรแ์ บบดจิ ติ อล
มัลติมิเตอร์ชนิดดิจิตอล สามารถใช้งาน

ในการวัดค่าทางไฟฟ้าได้หลากหลาย ซ่ึงการวัดแต่ละ
แบบจะมีการต่อเชื่อมที่ไม่เหมือนกัน ท้ังการเช่ือมต่อ
พอร์ทท่ีเคร่ือง การหมุนปรับสวิตช์ และรูปแบบการนา
โพรบไปต่อวัด ซ่ึงผู้ใช้จะต้องทาตามที่กาหนดในแต่ละ
ข้ันตอน เร่ิมจากจะต้องต่อพอร์ทให้ถูกต้อง และปรับ
สวิตช์ให้ถูกตาแหน่งเสมอ ก่อนนาไปต่อวัดท่ีอุปกรณ์
อิเล็กทรอนิกส์ทุกครั้ง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความ
เสียหายเกดิ ขนึ้ กบั เครอ่ื งมลั ติมเิ ตอร์

ภาพที่ 7.1 สว่ นประกอบของมัลติมเิ ตอร์แบบดิจติ อล [12]

การวัดการเชื่อมตอ่ กันของวงจร มวี ิธกี ารต่อวดั ดงั น้ี

1. ตอ่ สายโพรบเส้นสีแดงเข้าท่มี ัลติมเิ ตอร์พอรต์ ขวาสุด ทม่ี กี ารเขียนกากบั ตวั “VΏHz°C”
2. ต่อสายโพรบเส้นสีดาเข้าทีม่ ัลติมิเตอร์พอรต์ ลาดบั ทสี่ าม ที่มีการเขียนกากบั ว่า “COM”
3. ปรับ Switch ไปยงั สญั ลกั ษณ์
4. กดปมุ่ SELECT สฟี า้ เลอื กให้หน้าจอข้ึนสญั ลกั ษณ์ เพอ่ื วดั การเชอ่ื มตอ่ ของวงจร
5. ใช้โพรบวดั ระหว่างสองจุดท่ีต้องการจะวัดความเช่อื มตอ่ หากมีเสียงสัญญาณดังข้ึน หมายถึง สองจุดน้ันเช่ือมต่อ
กนั หากไม่ดงั แสดงวา่ ทงั้ สองจุดไมเ่ ชื่อมต่อกันหรือหมายถึงระหวา่ งสองจดุ มีคา่ ความตา้ นทานมากกว่า 10 Ώ
6. สามารถทดสอบการทางานของโหมดนี้ ได้ด้วยการนาโพรบทั้งสองมาแตะกัน จะมีเสียงดังขึ้น หมายถึงวงจร
เชอื่ มตอ่
7. เมือ่ วัดเรยี บร้อยแลว้ เล่ือน Switch ไปท่ี off เพ่อื ปดิ เคร่อื ง

ข้อควรระวัง
 ห้ามใช้น้ิวสัมผัสโลหะที่โพรบวัด เพ่ือ

ความถูกตอ้ งของค่าการวัด
 ขณะวัดจะต้องไม่มีการต่อไฟบนวงจร

รวมถึงไม่มีกระแสเหลือในที่อื่น ๆ บน
วงจร เพอ่ื ใหค้ า่ การวดั ถูกต้อง

ภาพที่ 7.2 การวัดการเช่อื มต่อของวงจร [12]

นักออกผแบา่ นบแรละะบพบฒั นCาloIOuTd 46

มลั ติมเิ ตอรแ์ บบเข็ม
มัลติมิเตอร์แบบเข็ม (analog multimeter, AMM) เป็นเครื่องมือวัดปริมาณทางไฟฟ้าหลายประเภท

รวมอยู่ในเคร่ืองเดยี วกัน โดยท่ัวไปแลว้ มลั ติมิเตอร์จะสามารถใช้วดั ปริมาณตอ่ ไปนี้
- ความตา่ งศกั ย์กระแสตรง (DC voltage)
- ความตา่ งศกั ย์กระแสสลับ (AC voltage)
- ปรมิ าณกระแสตรง (DC current)
- ความต้านทานไฟฟา้ (electrical resistance)

ส่วนประกอบสาคญั ของมัลติมเิ ตอร์แบบเข็ม

ภาพที่ 7.3 มัลตมิ เิ ตอรแ์ บบเขม็ [12]

47 นกั ออกผแบา่ บนแรละะบพบัฒนCาloIOuTd

สว่ นประกอบสาคญั ของมลั ตมิ เิ ตอร์แบบเขม็ ขา้ งตน้ (ซง่ึ แสดงหมายเลขกากับไว้แล้วยกเว้นหมายเลข 9
และ 10) ได้แก่

1. ท่ีปรบั การช้ศี ูนย์ (indicator zero corrector): ใช้สาหรับการปรับใหเ้ ข็มชศ้ี นู ย์ขณะยงั ไม่ไดใ้ ช้ทา
การวัด

2. สวติ ช์เลอื กปรมิ าณท่จี ะวดั และระดับขนาด (range selector switch knob) : เปน็ สวติ ช์ทผ่ี ้ใู ช้
จะต้องบิดเลือกวา่ จะใชเ้ คร่ืองวัดปรมิ าณใด ซึง่ มที ้ังหมด 4 ปริมาณแตล่ ะปริมาณมชี ่วงการวัดใหเ้ ลอื ก ดงั นี้

• ACV : 0-10V, 0-50 V, 0-250 V และ 0-1000 V (รวม 4 ชว่ งการวดั )
• DCV : 0-0.1 V, 0-0.5 V, 0-2.5 V, 0-10 V, 0-50 V, 0-250 V และ 0-1000 V (รวม 7 ช่วงการ

วดั )
• DCA :0-50 A,0-2.5 mA,0-25mA,และ0-0.25 A (รวม 4 ช่วงการวดั )

Resistance (Ω ) : x 1 (อา่ นได้ 0-2k )

x 10 (อา่ นได้ 0-20k )

x 1k (อ่านได้ 0-2000k หรอื 2 M )
x 10k (อ่านได้ 0-20 M )( รวม 4 ชว่ งการวดั )
3. ช่องเสยี บสายวดั ข้ัวบวก (measuring terminal +)

4. ช่องเสยี บสายวัดขั้วลบ (measuring terminal -COM)
5. ชอ่ งเสียบสายวัดขั้วบวกกรณีวัดกาลงั ออกของสญั ญาณความถี่เสยี ง
6. ปุม่ ปรบั แก้ศูนย์โอหม์ (0 adjust knob) : ใช้เพ่อื ปรบั ใหเ้ ขม็ ชี้ศูนยโ์ อห์มเมื่อนา ปลายวัดท้งั คมู่ า
แตะกนั ก่อนทาการวัดคา่ ความต้านทานในแตล่ ะช่วงการวัด
7. แผงหนา้ ปดั (panel)
8. เขม็ ช้ี (indicator pointer)
9. สายวดั (test lead):ประกอบดว้ ยสาย2เสน้ สีแดงสาหรบั ขว้ั บวกและสดี าสาหรบั ขั้วลบ
10. สเกลการวดั (reading scales) : ประกอบด้วย 7 สเกลการวัดเรยี งลาดบั จากบนสดุ ลงลา่ งดงั น้ี (ดู
จากเครือ่ งวดั ประกอบดว้ ย)