บทความ Project Home Control

ควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านด้วย Android

 

ตอนที่ 1. - โดย Tumrobot

โปรเจคเครื่องควบคุมไฟฟ้านี้ ทำขึ้นมาเพื่อที่เราจะสามารถควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านด้วยมือถือของเรา ที่เป็นระบบ Android โดยการ ออกแบบและพัฒนานั้น ทำขึ้นมาเพื่อให้ง่ายต่อการเรียนรู้และ สามารถเข้าใจคำสั่งการ สั่งงานควบคุม ไมโครคอนโทรลเลอร์ ให้ไปควบคุมส่วน Output ที่เป็นวงจร รีเลย์ เพื่อเปิดปิดระบบไฟฟ้าในบ้านเราอีกทีนั่นเอง ซึ่งปัจจุบันนี้ระบบอินเตอร์เน็ตได้แพร่หลายในบ้านเราเรียกว่ามีอินเตอร์เน็ตเข้าถึงแทบทุกบ้านดังนั้น

เราจึงสามารถใช้โทรศัพท์มือถือของเราเชื่อมต่อเข้ากับระบบ Wifi Router และส่งข้อมูลชุดคำสั่งไปยัง ตัว HomeControl Box ของเราที่ต่อสายแลนเข้ากับตัว WiFi Router ได้

คุณสมบัติ ของ Home Control - Kit

1. Output 6 CH

Ch 1 - 3 สำหรับต่อเพื่อจ่ายไฟ 220V Out เหมาะสำหรับต่อเข้ากับปลั๊กทั่วไป เช่น พัดลม เตารีด หรือ หม้อหุงข้าว การต่อใช้งานก็ต่อเข้ากับเต้ารับตัวใหม่ได้เลยครับ ห้ามนำไปต่อคล่อมกับเต้ารับที่มีอยู่เก่าแล้วนะครับ เว้นแต่ว่าเต้ารับตัวเก่าจะตัดระบบไฟออกแล้ว

Ch 4 - 6 สำหรับต่อเข้ากับสวิตซ์ไฟส่องสว่าง เหมาะสำหรับไฟหน้าบ้าน ห้องนั่งเล่น การต่อใช้งานก็เพียงแต่ต่อสายจากคอนเน็กเตอร์ของกล่องแล้วจั๊มป์คล่อมเข้ากับสวิตซ์ เดิมที่ติดกับผนังที่เราต้องการควบคุม

ข้อดี สามารถติดตั้งเข้ากับระบบไฟเดิมของบ้านได้เลยไม่ยุ่งยาก หากกล่องควบคุมมีปัญหาไฟที่บ้านก็ยังสามารถเปิด ปิด ได้ตามปกติ

ข้อเสีย การเลือกเปิด ปิด ทำได้เพียงเลือกใช้งานอันใดอันหนึ่งไม่สามารถสั่งงานได้จากสวิตซ์ และ กล่องได้พร้อมกัน นั่นก็คือถ้าเราสั่งเปิดไฟจากมือถือ แล้วเราไม่สามารถปิดไฟจากสวิตซ์ไฟได้ ต้องใช้มือถือเป็นตัวสั่งปิดเท่านั้น

 

   

 

คำเตือน!! การต่อ Output เข้ากับสวิตซ์ไฟเดิม มีอันตรายจากไฟฟ้า 220V อาจมีอันตรายถึงชีวิตได้ถ้าประมาท เพราะฉนั้นเวลาปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า 220V ควรยกเบรคเกอร์ไฟฟ้าหลักที่บ้านลงก่อนเพื่อความปลอดภัยนะครับ

 

2. Timer ( การตั้งเวลา สำหรับ Output แต่ละ CH )

สามารถตั้งเวลา Output แต่ละ CH ได้โดยอิสระ และแต่ละ CH ยังสามารถตั้งเวลาในรูปแบบ Loop นั่นก็คือให้สามารถทำงานซ้ำในแต่ละวันได้

ข้อแนะนำถ้าหากว่าเวลาบนหน้าจอ LCD เดินไม่ตรง ให้ทดสอบสั่งงานตั้งเวลา SW ในหน้า Timer ครับเวลาของกล่องก็จะ Sync กับมือถือของเราเองโดยอัตโนมัตครับ ไม่ต้องตั้งเวลาใหม่ครับ

3. LCD Display

แสดง เวลา และแสดง Output ในรูปแบบ Loop ว่า CH ไหนตั้งเวลาเอาไว้

แสดง IP ปลายทางของ กล่อง Home Control

4. LED สถานะ

LED Power แสดงการทำงานของ MCU

LED Update Firmware แสดงการทำงานของการสั่ง Update Firmware ผ่านระบบ Ethernet.

 

 

หลักการทำงานของ Home Control Box

เริ่มต้นจาก โทรศัพท์ของเรา ระบบ Android โดยเราเปิด Home Control Application ขึ้นมา จากนั้นก็ทำการ กรอกข้อมูล IP ปลายทางที่ตั้งไว้ให้กับ Home Contorl Box และ กรอกข้อมูล Port ที่อนุญาตสำหรับ ตัว Home Control Box จากนั้นเราก็ทำการกดปุ่มควบคุม Applicatin จากนั้นโทรศัพท์ก็จะส่งข้อความออกไปยัง Wifi Module ของมือถือเข้าเราผ่านไปยัง WiFi Router ผ่านระบบ LAN วิ่งไปยัง IP ปลายทาง และก็ไปยัง XPORT Module ซึ่งมีหน้าที่แปลงสัญญาณ TCP ที่วิ่งผ่าน Ethernet ให้กลายเป็นข้อมูลสัญญาณ RS232 แล้วส่งต่อไปยัง ไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อตีความหมายชุดคำสั่งว่าจะให้เปิดหรือปิด รีเลย์ตัวไหนบ้าง

 

รูปประกอบหลักการทำงาน ของ Home Control Box

 

 

 

เริ่มต้นใช้งาน และ Setup Home Control Box

สิ่งที่ต้องมีสำหรับการใช้งานและการติดตั้ง ชุด Home Control Box

1. ชุด Home Control Box

2. โทรศัพท์มือถือระบบ Android ระบบปฏิบัติการตั้งแต่ 2.2 ขึ้นไป

3. WiFi Router หรือ Access Point

4. Computer หรือ Notebook ที่มี Firefox หรือ Chrom browser สำหรับติดตั้งโปรแกรม Setup

 

ก่อนอื่นคุณจะต้องทำการเชื่อมต่อชุด Home Control Box เข้ากับระบบ LAN ที่บ้านของคุณก่อน โดยต่อตรงเข้ากับ WiFi Router ถ้าหาคุณไม่มีตัวWiFi Router ก็จะไม่สามารถสั่งงาน Home Control Box ผ่านมือถือในระบบ WiFi ได้ เมื่อทำการเชื่อมต่อ Home Control Box เข้าสู่ระบบ Internet ที่บ้านคุณเรียบร้อยแล้ว ก็ทำการเสียบปลั๊กเพื่อจ่ายไฟให้กับ Home Control Box โดยเริ่มต้น LED สีแดง ( Run MCU จะทำการกระพริบเพื่อให้รู้ว่า ตัวกล่องกำลังเริ่มต้นทำงาน ) และ LCD จะแสดงผลเป็นข้อความว่า "HomeCtrl IP&MAC Setting และจะ ตามด้วย MAC Address และ IP ปลายทางของกล่อง จากนั้นไฟ Backlight จะดับและตัว LCD จะแสดงผลเป็น นาฬิกา และ IP Address ปลายทาง ดังภาพที่แสดงต่อไปนี้

ทดสอบระบบว่า LAN สามารถเชื่อมต่อกับกล่องถูกต้องตาม IP ที่ระบุไว้ตามกล่องด้วยการทดลอง ping 192.168.0.99 -t

หากสามารถ ping ip ปลายทางก็พร้อมที่จะทดสอบระบบทั้งหมด

 

จากนั้นคุณสามารถ สั่งงาน Home Control Box ด้วย Android Applicatio ด้วย HomeControl APK Demo Version สามารถ Donwload ได้ ที่นี่

เริ่มต้นใช้งาน HomeControl Android

1. ทำการเปิดการใช้งาน WiFi โทรศัพท์มือถือของคุณ จากนั้นทำการ เปิด Application ขึ้นมา จาก Icon

 

 

คุณจะพบ ช่องให้ กรอก IP ปลายทาง ของ Home Control Box ซึ่งจะเป็นหมายเลข IP ที่แสดงบน LCD ที่กล่อง และ ใส่เลข Port: 10001 ลงไปที่ช่อง Port และกด Start เพื่อทำงานให้ขั้นตอนต่อไป

2. จากนั้นก็จะเข้าสู่โปรแกรมคุณก็จะสามารถสั่งงาน SW ต่างๆตามที่กำหนดไว้ในหน้าควบคุม

เพียงเท่านี้คุณก็สามารถสั่งงานเพื่อควบคุมการเปิดปิด SW1 - SW6 ได้ด้วยการปุ่มที่แสดงผลซึ่งถ้าหากสั่งงานการสื่อสารระหว่าง Android กับ กล่องสามารถทำงานได้ถูกต้อง สีของปุ่มก็จะเปลี่ยนเป็นสีเขียว และคุณสามารถสั่งงานครั้งต่อไปได้ใหม่ เพื่อสั่งปิด SW จากนั้นปุ่มก็จะกลับเป็นสีแดงเหมือนตอนเริ่มต้น ส่วนระยะเวลาการสลับควบคุมปุ่มนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วในการตอบรับของกล่องขณะใช้งานด้วย

 

 

 

วิธีตั้งค่ากล่อง Home Control Box

หากคุณต้องการปรับเปลี่ยนเลข IP ของกล่องคุณสามารถเปลี่ยนได้จากหน้าเวป แนะนำให้เปิดด้วย Firefox หรือ Chrome โดยการพิมพ์ IP ปลายทาง ก็จะสามารถเข้าไปในส่วน การตั้งค่ากล่องได้

   

ระบบต้องการให้กรอกชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน

ชื่อผู้ใช้: เว้นว่างไว้

รหัสผ่าน: เว้นว่างไว้

จากนั้นก็ให้กดตกลงเพื่อเข้าระบบต่อไป

   

 

 

หน้าหลักจะแสดง Menu ดังต่อไปนี้

1. Network Setting เป็น Menu ที่ใช้สำหรับ เปลี่ยนค่า IP และปรับความเร็ว ของระบบ LAN ที่ใช้ในการติดต่อกับตัวกล่อง กด OK เมื่อตั้งค่าตามที่ต้องการแล้ว

   

 

 

2. Server Setting คุณสามารถตั้งค่า Password และ Timeout ต่างในการใช้งาน Server Mode ได้

   

 

 

3. Serial Setting เป็น Menu ที่ใช้ปรับตั้งค่า RS232 ความเร็ว Buad Rate และค่าต่างๆ ของ Serial

   

 

 

4. Connection Setting ใช้สำหรับปรับเปลี่ยน โปโตคอลในการส่งข้อมูลให้กับกล่อง โดยสามารถเลือกเป็น TCP หรือ UDP ได้ และสามารถปรับ Port ที่ต้องการส่งข้อมูล เพื่อสื่อสารกับกล่องได้ โดยเบื้่องต้นนั้น กล่องได้ถูกกำหนด ให้ใช้ Port 10001 ซึ่งคุณสามารถแก้ไขได้ตามที่ึคุณต้องการโดยต้องไม่ซ้ำซ้อนกับ Port มาตรฐานของการสื่อสารบน Ethernet ที่ถูกตั้งค่าเอาไว้

   

 

 

5. Configurable Pin Settings เป็นการ Set Pin Xport ภายในกล่องเพื่อสั่งงาน MCU ผ่าน Web page ซึ่ง Home Control box ตัวนี้ใช้เพื่อเป็นตัวช่วยในการ Update Firmware ของ MCU ผ่าน Ethernet ซึ่งกำหนดให้ Set Pin ตามที่กำหนดไว้ เท่านั้น

   

 

 

6. Menu Update Firmware ใช้สำหรับ Update Firmware ให้กับ MCU ภายใน Home Control box ผ่านระบบ Ethernet โดยวัตถุประสงค์นั้น ก็เพื่อที่เราจะสามารถ Update Firmware version ใหม่เข้าไปให้กับ MCU โดยไม่ต้องเปิด กล่อง หรือ ถอดกล่อง ออกมาหลังจากที่เราติดตั้งกล่อง เรียบร้อยแล้ว

   

User name: เว้นว่างไว้

Password: เว้นว่างไว้

จากนั้นให้กดปุ่ม OK เพื่อเริ่มงานในขั้นตอนต่อไป

ส่วนขั้นตอนการ Update Firmware ให้ทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้บนหน้าเวป

   

 

 

7. Menu Apply Setting เมื่อคุณทำการ Set ระบบทั้งหมดเรียบร้อยแล้ว ให้คุณ กด Menu Apply Setting เพื่อบันทึกข้อมูลและทำการ Reboot Xport

   

 

 

 

ป.ล. สำหรับท่านที่ใช้ Windows 7 แล้วมีปัญหากับการใช้งานโปรแกรม VSPM

ให้เข้าไปดาวน์โหลดโปรแกรม Virtual Serial Port Emulate (VSPE) ได้จาก ที่นี่

เมื่อติดตั้งลงบนเครื่องของท่านเรียบร้อยแล้วก็กด double click เปิดโปรแกรม

หลังจากเปิดโปรแกรมขึ้นมาก็จะพบหน้าตาโปรแกรมในลักษณะนี้

ถ้าหากเปิดโปรแกรมด้วย Windows 7 64 bit อาจเจอเรื่อง License ก็ให้กด Cancel และกด OK ข้ามไป

 

 

จากนั้นให้กดปุ่ม Create new decvies

 

 

เลือก Device type เป็น Connector แล้วกด Next

 

 

เลือก COM Port ที่ไม่ซ้ำกับ COM Port ของระบบ แล้วกด Finish

 

 

สังเกตุว่า COM6 ที่เราสร้างขึ้นอยู่ใน List ของเรา

 

จากนั้นให้กดปุ่ม Create New Device อีกครั้งนึง

 

เลือก Device Type เป็น TCP Client แล้วกด Next

 

Remote TCP Host ระบุเป็นเลขของกล่อง Home Control เช่น 192.168.0.99

Remote TCP Port ระบุเป็นเลข Port ของกล่อง Home Control ที่เราตั้งไว้ เช่น 10001

COM Port ระบุเป็น COM Port ที่ตั้งไว้ตั้งแต่แรก จากนั้นให้กด Finish

 

หากระบบไม่มีอะไรผิดพลาดลักษณะของโปรแกรมก็จะเป็นแบบนี้

 

จากนั้นก็เปิดโปรแกรม PICPgm Bootloader เพื่อ Update Firmware ต่อได้เลย

 

 

อ่านต่อ ตอนที่ 2