km การจัดการความร ู้ · สารบัญตาราง ง ......

KM การจดการความร

เรอง

การประยกตใช ระบบการรบร การตรวจสอบและการควบคมระยะไกล

ประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2560 ศนยนวตกรรมและเทคโนโลยการศกษา

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

คานา

ในปจจบนเทคโนโลยทางดานระบบอเลคทรอนคสและเทคโนโลยการสอสารขอมลม

ความกาวหนาอยางมากดงนนศนยนวตกรรมและเทคโนโลยการศกษาจงไดนาเทคโนโลย

ดงกลาวมาประยกตใชสาหรบการตรวจสอบและการควบคมระยะไกลมาใชกบสถาน

วทยกระจายเสยงของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารเพอการออกอากาศทมประสทธภาพ

สงสดตามระเบยบและขอบงคบของสานกงานคณะกรรมการกจการกระจายเสยง กจการ

โทรทศนและกจการโทรคมนาคมแหงชาต และลดคาใชจายงบประมาณสาหรบเจาหนาเทคนค

ทตองปฏบตงานนอกชวงเวลาปฏบตปกต

ดงนนเพอเปนการเผยแพรแบงปนความรงานทศนยนวตกรรมและเทคโนโลยการศกษา

ไดดาเนนการจงไดจดทา KM การจดการความร ประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2560 ชอหวขอ

ประเดนการจดการความร : การประยกตใช ระบบการรบร การตรวจสอบและการควบคม

ระยะไกล

ฝายเทคนควศวกรรม

ศนยนวตกรรมและเทคโนโลยการศกษา

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

สารบญ

หนา

คานา ก

สารบญ ข

สารบญตาราง ง

สารบญรป จ

บทท

1 บทนา 1

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา 1

1.2 วตถประสงค 2

1.3 ตวชวดและการบรรลวตถประสงค 2

2 ทฤษฎและหลกการ 3

2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino 3

2.1.1 รปแบบการเขยนโปรแกรมบน Arduino…………………………………………………3

2.1.2 Layout & Pin out Arduino Board (Model: Arduino UNO R3)…………….. 5

2.1.3 Ethernet Shield…………………………………………………………………………………….6

2.2 ZX-DHT11 บอรดวดความชนสมพทธและอณหภม 7

2.3 BARIX Barionet 100 8

2.4 IoT Cloud Services………………………………………………………………………………………………..8

3 ขนตอนและวธการดาเนนการ 10

3.1 กลาวนา 10

3.2 การสมครใชงานบรการระบบคลาวด 11

3.3 เชอมตอ Sensor วดอณหภมเขากบบอรด Arduino UNO 14

3.4 เชอมตอ Remote Monitor ระบบออกอากาศ 16 3.5 พฒนาโปรแกรมเพอสงเขาระบบระบบคลาวด 17

3.6 จดทา Hardware การเปดปดระบบอกกอากาศผานเครอขายคอมพวเตอร……18

สารบญ (ตอ) หนา

4 ผลการทดลอง 21

4.1 กลาวนา 21

4.2 การอานคาจาก Temp Sensor 21

4.3 การอานคาจากเครองสงกบ Arduino UNO 23

4.4 การสงขอมลเขา ThingSpeak 23

4.5 สรป 23

5 สรปผลและขอเสนอแนะ 24

5.1 สรปเนอหา 24

5.2 ปญหาและขอเสนอแนะ 24

รายการอางอง 25

ภาคผนวก 26

สารบญตาราง

ตารางท หนา

4.1 แสดงการอานคาสถานะของเครองสง 23

สารบญรป

รป หนา

2.1 บอรด Arduino และ Arduino Shield 3

2.2 การเขยนโปรแกรมบน Arduino IDE 4

2.3 เลอกรนบอรด Arduino ทตองการ upload 4

2.4 เลอกหมายเลข Comport ของบอรด 4

2.5 ภาพการ Verify เพอตรวจสอบความถกตอง และ Upload โปรแกรม 5

2.6 Layout & Pin out Arduino Board 6

2.7 Ethernet Shield สาหรบ Arduino UNO 7

2.8 บอรดวดความชนสมพทธและอณหภม 7

2.9 BARIX Barionet 100 8

2.10 Web ThingSpeak 9

3.1 โครงสรางของระบบ 10

3.2 การเขาส Thingspeak 11

3.3 การสราง Channel Thingspeak 11

3.4 การสราง New Channel 12

3.5 การตงชอ Channel 12

3.6 การแสดงคา Channel ID 13

3.7 การแสดงคา API Keys 13

3.8 ตวอยางการแสดงผล TingSpeak 14

3.9 การตอ Sensor DHT11 กบ Arduino UNO 15

3.10 การสงสญญาณ Sensor DHT11 16

3.11 การตอบอรด Arduino UNO กบเครองสง FM 16

3.12 การเพม Library ใน Arduno IDE 17

3.13 การตดตง ThingSpeak by MathWork 18

3.14 การตดตงอปกรณเปดปดเครองสง 19

3.15 Hardware ควบคมการเปดปดระบบออกอากาศผานเครอขายคอมพวเตอร 19

สารบญรป (ตอ)

รป หนา 3.16 ควบคมการเปดปดดวย web browser 20

4.1 ภาพ Serial Monitor แสดงคาอณหภมความชน 21

4.2 ตาแหนงการตดตง Temp Sensor บรเวณเครองสง 21

4.3 คา Fwd, Rfl, Vpa และ Ipa ของเครองสงวทย FM 23

4.4 ผลการแสดงคาขอมลของเครองสงท ThingSpeak 24

บทท 2

ทฤษฏและหลกการ 2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino Arduino อานวา (อา-ด-อ-โน หรอ อาดยโน) เปนบอรดไมโครคอนโทรเลอรตระกล AVR ท

มการพฒนาแบบ Open Source คอมการเปดเผยขอมลทงดาน Hardware และ Software ตว

บอรด Arduino ถกออกแบบมาใหใชงานไดงาย ดงนนจงเหมาะสาหรบผเรมตนศกษา ทงนผใชงาน

ยงสามารถดดแปลง เพมเตม พฒนาตอยอดทงตวบอรด หรอโปรแกรมตอไดอกดวย

ความงายของบอรด Arduino ในการตออปกรณเสรมตางๆ คอผใชงานสามารถตอวงจร

อเลกทรอนคสจากภายนอกแลวเชอมตอเขามาทขา I/O ของบอรด หรอเพอความสะดวกสามารถ

เลอกตอกบบอรดเสรม (Arduino Shield) ประเภทตางๆ เชน Arduino XBee Shield, Arduino Music

Shield, Arduino Relay Shield, Arduino Wireless Shield, Arduino GPRS Shield เปนตน มาเสยบกบ

บอรดบนบอรด Arduino แลวเขยนโปรแกรมพฒนาตอไดเลย

(ภาพจาก http://www.thaieasyelec.com)

รปท 2.1 บอรด Arduino และ Arduino Shield

จดเดนททาใหบอรด Arduino เปนทนยม มดงน งายตอการพฒนา มรปแบบคาสงพนฐาน

ไมซบซอนเหมาะสาหรบผเรมตน, ม Arduino Community กลมคนทรวมกนพฒนาทแขงแรง, Open

Hardware ทาใหผใชสามารถนาบอรดไปตอยอดใชงานไดหลายดานราคาไมแพง และ Cross

Platform สามารถพฒนาโปรแกรมบน OS ใดกได [1]

2.1.1 รปแบบการเขยนโปรแกรมบน Arduino

เขยนโปรแกรมบนคอมพวเตอร ผานทางโปรแกรม ArduinoIDE ซงสามารถดาวนโหลดได

จาก Arduino.cc/en/main/software

4


รปท 2.2 การเขยนโปรแกรมบน Arduino IDE

หลงจากทเขยนโคดโปรแกรมเรยบรอยแลว ใหผใชงานเลอกรนบอรด Arduino ทใชและ

หมายเลข Com port


รปท 2.3 เลอกรนบอรด Arduino ทตองการ upload


รปท 2.4 เลอกหมายเลข Comport ของบอรด

5

กดปม Verify เพอตรวจสอบความถกตองและ Compile โคดโปรแกรม จากนนกดปม

Upload โคด โปรแกรมไปยงบอรด Arduino ผานทางสาย USB เมออบโหลดเรยบรอยแลว จะแสดง

ขอความแถบขางลาง “Done uploading” และบอรดจะเรมทางานตามทเขยนโปรแกรมไวไดทนท


รปท 2.5 ภาพการ Verify เพอตรวจสอบความถกตอง และ Upload โปรแกรม

2.1.2 Layout & Pin out Arduino Board (Model: Arduino UNO R3)

การตอใชงาน Arduino Board มรายละเอยดดงน

1. USB Port: ใชสาหรบตอกบ Computer เพออบโหลดโปรแกรมเขา MCU และ

จายไฟใหกบบอรด

2. Reset Button: เปนปม Reset ใชกดเมอตองการให MCU เรมการทางานใหม

3. ICSP Port ของ Atmega16U2 เปนพอรตทใชโปรแกรม Visual Com port บน

Atmega16U2

4. I/O Port: Digital I/O ตงแตขา D0 ถง D13 นอกจากน บาง Pin จะทาหนาทอนๆ

เพมเตมดวย เชน Pin0,1 เปนขา Tx, Rx Serial, Pin3,5,6,9,10 และ 11 เปนขา PWM

6


รปท 2.6 Layout & Pin out Arduino Board

5. ICSP Port: Atmega328 เปนพอรตทใชโปรแกรม Bootloader

6. MCU: Atmega328 เปน MCU ทใชบนบอรด Arduino

7. I/O Port: นอกจากจะเปน Digital I/O แลว ยงเปลยนเปน ชองรบสญญาณ

อนาลอก ตงแตขา A0-A5

8. Power Port: ไฟเลยงของบอรดเมอตองการจายไฟใหกบวงจรภายนอก

ประกอบดวยขาไฟเลยง +3.3 V, +5V, GND, Vin

9. Power Jack: รบไฟจาก Adapter โดยทแรงดนอยระหวาง 7-12 V

10. MCU ของ Atmega16U2 เป น MCU ท ท าห น า ท เป น USB to Serial โดย

Atmega328 จะตดตอกบ Computer ผาน Atmega16U2

2.1.3 Ethernet Shield

ถาตองการให Arduino สามารถตดตอกบเครอขาย หรอเชอมตอกบอนเตอรเนตได

เพอทจะไดสะดวกในการควบคมและตดตามอปกรณตาง ๆ เชน การดงคาเซนเซอรตาง ๆ ทเรา

ตดตงไว มาดบนโทรศพทมอถอ หรอการเปดปดเครองใชไฟฟาผานทางอนเตอรเนต เพยงแคเสยบ

Ethernet Shield ตวนลงไป กสามารถเชอมตอ Arduino กบโลกกวางภายนอกผานทาง Ethernet

หรอ Internet ได [5]

7

(ภาพจาก https://www.arduitronics.com/)

รปท 2.7 Ethernet Shield สาหรบ Arduino UNO

2.2 ZX-DHT11 บอรดวดความชนสมพทธและอณหภม มนบอรดวดความชนสมพทธและอณหภม เปนแผงวงจรขนาดเลกทบรรจโมดลตรวจจบ

และวดความชนสมพทธเบอร DHT11 ซงนอกจากจะวดความชนสมพทธไดแลว ยงใหคาของ

อณหภมของพนททตรวจวดความชนดวย การตดตอเปนแบบหนงสาย นนคอใชขาพอรตของ

ไมโครคอนโทรลเลอร เพยง 1 หนงขาในการใชงาน [2]

(ภาพจาก http://inex.co.th/shop/zx-dht11.html)

รปท 2.8 บอรดวดความชนสมพทธและอณหภม

คณสมบตทางเทคนคของ ZX-DHT11 มดงน

•ใชโมดล DHT11 ตดตงบนแผนวงจรพมพ

•มตวตานทานตอพลอปทขา DATA ทาใหเชอมตอกบขาพอรตของไมโครคอนโทรลเลอร

ไดโดยไมตองตอตวตานทานเพม

•ใชไฟเลยง +3 ถง +5.5V ตองการกระแสไฟฟา 2.5mA ในขณะทาการวดคา และ 0.5mA

ในโหมดสลป

8

•วดความชนสมพทธได 20 ถง 80%RH มความผดพลาด ±5%RH และมความละเอยดใน

การวด 1% ขนาดของขอมล 8 บต

•วดอณหภมได 0 ถง 50 องศาเซลเซยส มความผดพลาด ±2 องศาเซลเซยส ความ

ละเอยดในการวด 1 องศาเซลเซยส ขนาดของขอมล 8 บต

•อตราการสมวด 1 วนาท

•ความเรวในการตอบสนองตอการเปลยนแปลงในการวด 6 ถง 30 วนาท

2.3 BARIX Barionet 100 เปนอปกรณททาหนาเวบเซรฟเวอรสนบสนน TCP และ SNMP รองรบการใชงาน Serial

ports, analog และ digital I/O, Relays และ Dallas 1-wire สามารถนาไปใชงานในแบบตางๆได

ดงตอไปน เชน การการตดตามและตรวจสอบสงแวดลอมตางๆ, ตรวจสอบสถานเปดปดอปกรณ

ทางไฟฟา, Access Control /Door controller, มอนเตอรอณหภม และ power management โดยม

ชองเชอมตอดงตอไปน มชอง Relay Output จานวน 2ตว, มชองรบสญญาณ Digital Inputs จานวน

4 ชอง, มชองรบสญญาณ Open Collector (digital) Outputs 24VDC จานวน 4 ชอง, มชองรบ

สญญาณ Analog (0..5VDC) จานวน 4 ชอง, มชอง RS-232 Serial Port จานวน 1 ชอง และมชอง

RS-422/485 Serial Port จานวน 1 ชอง [3]

(ภาพจาก http://www.barix.com)

รปท 2.9 BARIX Barionet 100

2.4 IoT Cloud Services ในปจจบนมผใหบรการดาน IoT Cloud Services อยหลายราย ซงเปดบรการและใหทดลอง

ใชงานไดฟร แตมขอจากดใชงานอยบาง ตวอยางบรษทไดแก Xively.com, ThingSpeak.com,

data.sparkfun.com, และ Plot.ly เปนตน ระบบเหลานใหบรการในการเกบขอมล เชน ขอมลทได

จากเซนเซอรตรวจวดคาตางๆทางกายภาพ หรออปกรณทเรยกวา IoT Devices สามารถแชรขอมล

9

ผานเวบ และแสดงขอมลเชงกราฟก (เชน เปนรปกราฟ) ผานหนาเวบได อพเดทขอมลบนหนาเวบ

ไดโดยอตโนมต สามารถนาเขาหรอดงขอมลออก (data import / export) ในรปแบบอยางเชน JSON

หรอ XML เปนตน ผานโปรโตคอล HTTP ดงนนจงสามารถใชภาษาคอมพวเตอรไดหลายภาษา เชน

C/C++, Python, Java, JavaScript เปนตน ในการเชอมตอกบระบบดงกลาว

สาหรบ Thingspeak เปนเวปทใหการบรการในการเกบขอมล และสามารถแสดงขอมลแบบ

real-time ได ซงเราสามารถ update ขอมล หรอจะเรยกดขอมลไดตลอดเวลา ทไหนกได เพราะ

ทางานบน cloud ซง thingspeak สรางมาเพอตองการใหตอบโจทยของ IoT อยแลว สวนขอมลท

เกบอยบน cloud นนกขนอยกบเราวาจะใชยงไง รปแบบไหน ในการทจะสงขอมล data ไปไวบน

cloud นน ทาง thingspeak ไดม api ในการตดตอไวเรยบรอยแลว [4]

(ภาพจาก https://thingspeak.com/)

รปท 2.10 IoT Cloud Services

การใชงาน ThingSpeak.com เพอเกบขอมลจากเซนเซอร (เชน อณหภมและความชน

สมพทธ) โดยมขนตอนทสาคญดงตอไปน:

1 สมครใชงานเพอขอเปดบญชผใชใหม (Sign Up)

2 ยนยนตวตนเพอเขาใชงานสาหรบบญชทสรางไวแลว (Sign In)

3 สราง New Channel หรอชองทางในการสงขอมลใหม พรอมกาหนดคณสมบตของ

Channel

4 สราง API Key สาหรบเขยนขอมล (API Key for Write) และอานขอมล (API Key for

Read)

5 เขยนโคดและรนโปรแกรม เพอสงขอมลไปยง ThingSpeak.com ผาน Channel ทไดสราง

6 ดขอมลในรปของกราฟผานหนาเวบ

บทท 3

ขนตอนและวธการดาเนนการ 3.1 กลาวนา ระบบสถานวทยกระจายเสยงของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารจะมระบบออกอากาศ

ตดตงอยบรเวณถงเกบนาประปาของ มหาวทยาลยฯ และสวนจดรายวทยจะอยทศนย

นวตกรรมและเทคโนโลยการศกษา ปญหาคอ ทาอยางไรเราจะทราบสถานะขณะทระบบ

ออกอากาศกาลงทางาน เพราะระบบออกอากาศกบสวนจดรายการอยหางกนประมาณ 3 Km

ดงนนศนยนวตกรรมและเทคโนโลยการศกษาตองหาระบบมาสนบสนนและอานวยความ

สะดวกสาหรบปฏบตงาน

การพฒนาจะเรมจากการสมครใชงานบรการระบบคลาวดดวย Thingspeak, เชอมตอ

Sensor วดอณหภมเขากบบอรด Arduino UNO, เชอมตอ Remote Monitor ระบบออกอากาศ

สถานวทยกระจายเสยงเขากบชอง Analog input ของบอรด Arduino UNO, ตอ Ethernet

Shield กบ Arduino, พฒนาโปรแกรมเพอสงเขาระบบระบบคลาวด และจดทา Hardware การ

เปดปดระบบออกอากาศผานเครอขายคอมพวเตอร

(ภาพวาดดวยโปรแกรม Fritzing Version 0.9.3 โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.1 โครงสรางของระบบ

11

3.2 การสมครใชงานบรการระบบคลาวด Thingspeak เปน Platform as a Services ท ใหบรการเพอเกบขอมลแบบเรยลไทม

(Real-time) โดยขอมลทสงขนไปจะแสดงขอมลในรปแบบกราฟ สามารถอดเดทขอมล หรอ

เรยกดจากทใดกได

ขนตอนการใชงาน Thingspeak ทาไดดงน

1.ทาการสมคร และเขาสระบบเพอใชงาน Thingspeak

(ภาพ Capture หนาจอ www.thingspeak.com โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.2 การเขาส Thingspeak

2.เลอก Channels --> My Channel


รปท 3.3 การสราง Channel Thingspeak

12

3.ทาการสราง Channels โดยเลอกท New Channels


รปท 3.4 การสราง New Channel

4.ใสขอมล Name และ Field


รปท 3.5 การตงชอ Channel

13

5.จะได Channel ID สาหรบเกบขอมลเรยบรอยแลว


รปท 3.7 การแสดงคา Channel ID

6.ตรวจสอบ API Keys เพอนาไปใชกบไมโครคอนโทรลเลอร


รปท 3.7 การแสดงคา API Keys

14

7.ทดลองสงคาขนมายง Field ตาง ๆ www.thingspeak.com


รปท 3.8 ตวอยางการแสดงผล

สาหรบการมอนเตอรเราสามารถใชอปกรณประเภท Smart Device หรอคอมพวเตอร

มอนเตอรผาน Web Browser ตาม Link https://thingspeak.com/channels/131256

3.3 เชอมตอ Sensor วดอณหภมเขากบบอรด Arduino UNO ในการการตอแบบปกต คอ ระยะหางระหวาง Sensor กบตว Arduino UNO หางกนไม

เกน 20 เมตร จะตองใช Pull up resistor ขนาด 5k ohm Pin 1 ตอกบ VDD Pin 2 ตอเปน

ขา DATA Pin 3 ไมไดใช Pin 4 ลงกราวด โดยใชแหลงจายแรงดน VDD ขนาด 5.5 VDC

15


รปท 3.9 การตอ Sensor DHT11 กบ Arduino UNO

สาหรบวธการสงขอมลของ DHT11 ตวนใชการสอสารกบ MCU ดวยวธ Single-wire

Two-way Serial interface การสอสารแบบนจะใชสายสอสารเพยงเสนเดยวและสงขอมลไดทง

จาก MCU ไปทตว DHT11 และในทางกลบกนกได

สาหรบการพฒนาระบบงานของเราจะกาหนดให บอรด Arduino UNO ทาหนาทเปน

Master และ DHT11 ทาหนาทเปนSlave มการการใช pull up resistor เพอใหเวลาทางานปกตใน

ขณะทไมมอปกรณทตออยกบสายสอสารของเรา ระดบแรงดนของสญญาณในสาย Data คอ

แรงดนระดบ "สง" และจะมแรงดนในระดบ “ตา” เมอมอปกรณ (จะเปน Master หรอ Slave

กได) ดงสญญาณลงในระดบ "ตา"

ในการสอสารโดยใชสายเสนเดยวนน จาเปนตองใชโปรโตคอลทตกลงกนไวระหวางตว

MCU และ อปกรณทตองการสอสารดวย (Slave) อนดบแรก Master หรอ Arduino ของเราจะ

สง Start signal ทเปนแรงดนไฟฟาระดบตาอยางนอย 18 ไมโครวนาท ไปท Slave เพอให Slave

เขาใจวาจะเรมสงแลวนะ แลวรอไป 20-40 ไมโครวนาทเพอรอ Slave ตอบกลบ

เพอให Master รวา Slave กพรอม Slave จะสงแรงดนระดบตากลบไปบาง การสง

แรงดนจาก Slave กลบไปจะนาน 80 ไมโครวนาท จากนนจะรออก 80 ไมโครวนาท กอนทจะ

สงขอมลบตแรก มาถงตรงนขอมลยงไมถกสง แตพรอมจะสงแลว

16

(ภาพจาก www.arduitronics.com)

รปท 3.10 การสงสญญาณ Sensor DHT11

สาหรบการสงบตเปน "0" ตว Slave จะดงระดบแรงดนลงตานาน 50 ไมโครวนาท

และปลอยเปนระดบ "สง" นาน 26-28 ไมโครวนาท ดงรป แตถาเปนการสงขอมลเปน "1" ตว

สงจะดงสายสญญาณลงระดบตา 50 ไมโครวนาท และปลอยใหเปนระดบสงนาน 70

ไมโครวนาท DH11 สงมาเปนบต "0" หรอ "1" มา และสงมาจนครบขอมลหนงชด ในแตละชด

ของขอมลทสงมาจาก DH11ตว MCU รบขอมลแลวจะตองเอามาแปลงตอ วาขอมลทสงมามน

แปลวาอะไร แตละชดขอมลจะยาว 40 บต และใชเวลาสงประมาณ 40 มลลวนาท [5]

3.4 เชอมตอ Remote Monitor ระบบออกอากาศ สาหรบเครองสถานวทยของมหาวทยาลยของมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนารจะม

จดเชอมตอออกมาภายนอก เพอตรวจสอบสถานของเครองโดยมชองเชอมตอทเราสามารถ

นามาใชงานไดดงน VPA (Supply Voltage), IPA (PA Current), WFD (Forward Power) และ RF

(Reflected Power) โดยแตละชองจะใหแรงดนออกมามคา ตงแต 0 ถง 3.9 V dc หากเราจะ

นามาใชงานจะตองเปรยบเทยบคาทไดจากหนาจอของเครองสงในขณะทเครองสงกาลงทางาน

อย แลวนาคาทไดไปคานวณในโปรแกรมตอไป


รปท 3.11 การตอบอรด Arduino UNO กบเครอง FM

17

การคานวณคาตางๆจากเครองสง สามารถคานวณดงน

Forward Power = WFD (Volte)*(1000/3.9); (1)

Reflected Power = RF (Volte) *(20/2); (2)

Supply Voltage = VPA (Volte)*(48/2.8) (3)

PA Current = IPA (Volte)*(34/2.15) (4)

จากสมการ (1) ถาเครองสงม Forward Power เทากบ 1000 Watt จะไดแรงดน WFD

เทากบ 3.9 Vdc สมการ (2) ถาเครองสงม Reflected Power เทากบ 20 Watt จะไดแรงดน RF

เทากบ 2 Vdc สมการ (3) ถาเครองสงม Supply Voltage เทากบ 48 Volte จะไดแรงดน VPA

เทากบ 2.8 Vdc และใน สมการ (4) ถาเครองสงม PA Current เทากบ 34 Amp จะไดแรงดน

PA เทากบ 2.15 Vdc

3.5 พฒนาโปรแกรมเพอสงเขาระบบระบบคลาวด เปนการพฒนาโปรแกรมเพอสงขอมลเขา thingspeak หลงจากทไดลงทะเบยนไวแลว

เราจะพฒนาโปรแกรมบน Arduino IDE เนองจากมจดเดนในเรองของความงาย ในการเรยนร

และใชงาน เนองจากมการออกแบบคาสงตางๆขนมาสนบสนนการใชงาน ดวยรปแบบทไม

ซบซอน โดยมลาดบดงน

ด า เน นการ เพ ม Library ThingSpeak ใน Arduino IDE โดย ไป ท Sketch->Include

Library->Manage Libraries

(ภาพ Capture หนาจอ Arduino IDE โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.12 การเพม Library ใน Arduno IDE

18

ท Library Manager ใหคนหาคาวา ThingSpeak กจะเจอ ThingSpeak by MathWork

ใหทาการ Install Vertion ลาสด

(ภาพ Capture หนาจอ Arduino IDE โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.13 การตดตง ThingSpeak by MathWork

ดาเนนการเขยนโปรแกรมตามโครงสรางของ Arduino IDE โดยตองทาการ Include

Header File เขามาดงน

include "ThingSpeak.h" เพอใชสงขอมลไปท ThingSpeak

include <SPI.h> ใชสอสารระหวาง Arduino UNO กบ Ethernet Shield

include <Ethernet.h> เปน Protocal ทใชสอสารผานเครอขายคอมพวเตอร

include "DHT.h" ใชสอสารระหวาง Arduino UNO กบ Temp Sensor

ในการ update ขอมลจะเปนการสง HTTP Request ไปยง server เพอ update ขอมลท

ตองการตาม field ตาง ๆ ทเรากาหนด วธการ update โดยเราจะสงขอมลแบบน

https://api.thingspeak.com/update?key= UY3QM56YHHP1V8KG &field1=0

UY3QM56YHHP1V8KG คอ API KEY และ field1=0 คอขอมลของ field1 มคาเทากบ 0

หมายเหต สาหรบ Code โดยละเอยดจะอยในภาคผนวก

3.6 จดทา Hardware การเปดปดระบบอกกอากาศผานเครอขายคอมพวเตอร สาหรบการปดและเปดเครองสงทตดตงอยทบรเวณถงเกบนาประปา มหาวทยาลย

เทคโนโลยสรนาร (ไกลกบ โรงพยาบาลมหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร) จะใชอปกรณ BARIX

19

Barionet 100 เปนตวควบคมการทางานเนองจากม Relay Output จานวน 2 ชอง และยงม

ชองสอสาร RS232 จานวน 1 ชอง ซงจะใชรบสญญาณขอมล RDS (Radio Data System) ผาน

ระบบเครอขายคอมพวเตอรและสงขอมลทรบมาไปยง RDS Encoder รายละเอยดดงรปท 3.14

ในการเปดปดระบบออกอากาศจะสามารถทาไดโดยผาน Web Browser โดยหาก

ตองการเปดหรอปดอปกรณตวใด กกด REL1 หรอ REL2 บนภาพทแสดงใน Web Browser ได

เลย รายละเอยดดงรปท 3.16

(ถายภาพโดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.14 การตดตงอปกรณเปดปดเครองสง


รปท 3.15 Hardware ควบคมการเปดปดระบบออกอากาศผานเครอขายคอมพวเตอร

20

(ภาพ Capture หนาจอ โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 3.16 ควบคมการเปดปดดวย web browser

บทท 4

ผลการทดลอง

4.1 กลาวนา ในการพฒนาโปรแกรมเราจะดาเนนการพฒนาทละสวนเพอตรวจสอบความถกตอง

เชน การอานคาจาก Temp Sensor, การอานคาจากเครองสง และเมอขอมลทเราไดมาถกตอง

แลวกดาเนนการสงขอมลเขา ThingSpeak

4.2 การอานคาจาก Temp Sensor จากการทดสอบการทางานของ Temp Sensor การทางานถกตอง โดยดขอมลจาก

Serial Monitor เทยบกบอณหภมทอานไดจากระบบปรบอากาศภายในหอง Temp Sensor

DHT11 มการตอบสนองตออณหภมทคอนขางชา ไมควรนาไปใชวดในสภาพแวดลอมทมการ

เปลยนแปลงไปอยางรวดเรว

(ภาพ Capture หนาจอ Serial Monitor โดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 4.1 ภาพ Serial Monitor แสดงคาอณหภมความชน

(ถายภาพโดย นายอานวย ทจนทก)

รปท 4.2 ตาแหนงการตดตง Temp Sensor บรเวณเครองสง

4.3 การอานคาจากเครองสงกบ Arduino UNO การอานคาแรงดนทางไฟฟาของ Arduino UNO เพอตรวจสอบสถานการณทางานของ

เครองสงวทยกระจายเสยงมความถกตองแมนยา สามารถนาขอมลทไดสงเขา ThingSpeak

เพอ Monitor ระบบออกอากาศได ตลอดเวลา


รปท 4.3 คา Fwd, Rfl, Vpa และ Ipa ของเครองสงวทย FM

FM System Volte Meter Arduino UNO

FWD = 535 W 2.605 V A0 อานคาได 2.6 V

Rfl = 15 W 1.261 V A1 อานคาได 1.3 V

Vpa = 48.3 V 3.699 V A2 อานคาได 3.7 V

Ipa = 23.4 A 1.796 V A3 อานคาได 1.8 V

ตารางท 4.1 แสดงการอานคาสถานะของเครองสง

4.4 การสงขอมลเขา ThingSpeak การสงขอมลเขา ThingSpeak จะมคาหนวงเวลาประมาณ 5 วนาท


รปท 4.4 ผลการแสดงคาขอมลของเครองสงท ThingSpeak

4.5 สรป จากการทดสอบแตสวนของวงจรเรยบรอยแลวเราจะนาสวนประกอบทงหมดมา

รวมเขาดวยกนเพอการใชงานจรง จากทดสอบระบบสามรถทางานไดถกตอง

บทท 5

สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 สรปเนอหา จากการออกแบบและทดสอบการใชงานของระบบทงหมด ผลการใชงานสรปไดวา

สามารถทางานไดจรงตามทไดออกแบบไว

5.2 ปญหาและขอเสนอแนะ จากการทดลองควรมการปรบปรงอปกรณ ดงน

� พฒนาระบบเพมเตมโดยหากเครองสงมคาทผดปกตควรมการแจงเตอนผานระบบ

SMS, Line, Facebook และ Mail ได

� ควรเกบขอมลไวท Data Base ของศนยนวตกรรมเพอจะไดเปนขอมลในการบารงรกษา

ระบบตอในอนาคต

25

รายการอางอง [1] บรษท วนส ซพพลาย จากด. บทความ Arduino คออะไร. แหลงทมา

http://thaieasyelec.com/article-wiki-th/electronic-article.html [2] บรษท อนโนเวตฟ เอกเพอรเมนต จากด. ZX-DHT11 มนบอรดวดความชนสมพทธและ

อณหภม. แหลงทมา http://inex.co.th/shop/zx-dht11.html [3] BARIX AG. BARIX Barionet 100. แหลงทมา http://www.barix.com/fileadmin/

/data/sheets /Barionet/Barix_Product_sheet_Barionet_100_30.pdf [4] หองปฏบตการระบบสมองกลฝงตว ภาควชาวศวกรรมไฟฟาและคอมพวเตอร คณะ

วศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ. การทดลองใช

งาน Thingspeakสาหรบบรการดาน IoT แหลงทมา http://cpre.kmutnb.ac.th

/esl/learning/ index.php?article=iot-thingspeak [5] ราน arduitronics. การใชงาน DHT11 กบบอรด Arduino แหลงทมา

https://www.arduitronics.com /article/13/

ภาคผนวก ก

โคดโปรแกรมการทางาน

#include "ThingSpeak.h" #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> #include "DHT.h" #define DHTPIN 2 #define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 #define VOLTAGE_MAX 5.0 #define VOLTAGE_MAXCOUNTS 1023.0 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); unsigned long myChannelNumber = 131256; const char * myWriteAPIKey = "UY3QM56YHHP1V8KG"; byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED}; EthernetClient client; void setup() { Ethernet.begin(mac); ThingSpeak.begin(client); dht.begin(); } void loop() { float h = dht.readHumidity(); float t = dht.readTemperature(); ThingSpeak.setField(1,t); ThingSpeak.setField(2,h);

27

//Fw float pinVoltage = analogRead(A0) * (VOLTAGE_MAX / VOLTAGE_MAXCOUNTS); pinVoltage = pinVoltage*(1000/3.9); ThingSpeak.setField(3,pinVoltage); //Rf pinVoltage = analogRead(A1) * (VOLTAGE_MAX / VOLTAGE_MAXCOUNTS); pinVoltage = pinVoltage*(20/2); ThingSpeak.setField(4,pinVoltage); //VPA pinVoltage = analogRead(A2) * (VOLTAGE_MAX / VOLTAGE_MAXCOUNTS); pinVoltage = pinVoltage*(48/2.8); ThingSpeak.setField(5,pinVoltage); //IPA pinVoltage = analogRead(A3) * (VOLTAGE_MAX / VOLTAGE_MAXCOUNTS); pinVoltage = pinVoltage*(34/2.15); ThingSpeak.setField(6,pinVoltage); //Audio Level pinVoltage = analogRead(A4) * (VOLTAGE_MAX / VOLTAGE_MAXCOUNTS); ThingSpeak.setField(7,pinVoltage); // Write the fields that you've set all at once. ThingSpeak.writeFields(myChannelNumber, myWriteAPIKey); delay(10000); // ThingSpeak will only accept updates every 15 seconds. }

km การจัดการความร ู้ · สารบัญตาราง ง ......

Documents