บทความ Project Home Control

ควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านด้วย Android

 

ตอนที่ 1. แนะนำเครื่องและวิธีการ Setup

- 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 ( Mini )

1. Output 2 CH

Output ของ Home Control - Kit ( Mini ) ออกแบบเป็น หน้ัาคอนแทก รีเลย์ เรียงจากซ้ายไปขวา เป็น NO, Common, NC
เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ และเลือกได้ว่าจะนำไปต่อกับสวิตซ์หรือว่า ต้องการจ่ายให้ตัว Output นี้จ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า

   

 

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 สถานะการทำงานของรีเลย์ในแต่ละช่อง ว่าช่องไหน เปิด หรือ ปิด อยู่

   
 

อธิบายแต่ละส่วนใน Home Control - Kit ( Mini )

Home Control - Kit ( Mini ) นี้พัฒนา บนไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ทำให้ง่ายสำหรับผู้เริ่มต้น ในการเขียนโปรแกรมควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้า่ผ่านระบบ Ethernet เนื่องจากว่า Arduino นั้นมีผู้นิยมใช้งาน และเขียนโปรแกรมค่อนข้างเยอะ หรือแม้แต่การนำไปพัฒนาต่อยอด เพิ่ม Library อื่นๆ เพิ่มความสามารถให้กับ Home Control - Kit ( Mini ) นั้นก็ทำได้ง่าย

 
   
 

1. ATMEGA328P-PU เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ ที่ลงโปรแกรม Bootloader ของ Arduino ทำให้สามารถ พัฒนาโปรแกรมบน Arduino IDE และใช้งาน Arduino ได้

2. Character LCD 16x2 สำหรับแสดงผล เวลา และ สถานะของ รีเลย์ของแต่ละช่อง ว่า ON หรือ OFF

3. หน้าสัมผัสของรีเลย์ รองรองการใช้งาน Output ที่ 220V กระแส 10A โดยเรียงหน้าสัมผัส สำหรับต่อ Output ดังต่อไปนี้ Normal Open, Common, Normal Close

4. Serial to Ethenet Module เป็นตัวแปลงสัญญาณ Ethernet TCP/IP ให้กลายเป็นสัญญาณ Serial ที่ MCU รู้จัก

5. DC Jack 5V สำหรับจ่ายไฟเลี้ยงให้กับระบบ

6. ชุดวงจร กำเนิดเวลาในรูปแบบปฏิทิน 100 ปี

7. สวิตช์ สำหรับ อัพเกรดโปรแกรมให้กับ MCU

8. คอนเน็คเตอร์สำหรับ ต่อเข้ากับ Arduino Board หรือสาย Serial สำหรับอัพเกรดโปรแกรมใหม่ให้กับ MCU

 

 
 

ขั้นตอนการ Setup ระบบให้กับ Home Control - Kit ( Mini )

เบื้องต้น สำหรับการใช้งานตัว Home Control - Kit ( Mini ) นั้นเราจะต้องทำการ ต่อตัว Box เข้ากับระบบ LAN เดียวกันกับเครื่่องควบคุม ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมจากโทรศัพท์มือถือที่เกาะกับ ระบบ WiFi ของ Router หรือว่าจะเป็นการสั่งควบคุมจาก คอมพิวเตอร์

ตัว Home Control - Kit ( Mini ) นี้ Set IP ไว้ที่ 192.168.1.200 โดยถ้าคอมพิวเตอร์ของเรา ใช้ IP พื้นฐานเป็น IP วงเดียวกัน เราก็จะสามารถทำการ Ping IP เพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อของ BOX ว่าเชื่อมต่อกับระบบ LAN แล้วหรือไม่ หากระบบ LAN เชื่อมต่อเข้ากับ BOX เรียบร้อยแล้ว เราก็สามารถดาวน์โหลด Android App ตัว Home Control - Kit จาก Play Store และนำมาควบคุมสั่งให้รีเลย์ทำงานได้เลย

แต่ถ้าหากว่า IP ของระบบเป็น IP อื่นที่ไม่ได้อยู่ในวงเดียวกัน กับ IP ของ BOX และเราอยากที่จะเปลี่ยน IP กับ Port สั่งงาน เราก็สามารถทำได้โดยการเข้าไปโหลดตัวโปรแกรม Setup ตัว Serial to Ethernet Module ได้จากหน้า ดาวน์โหลด หรือ ที่นี่

เมื่อดาวน์โหลด โปรแกรม VCOM V3.5.2 และทำการติดตั้ง เรียบร้อยแล้วเราก็สามารถเริ่มทำการ Setup ตัว Serial to Ethernet ได้โดยการเปิดโปรแกรม

USR-VCOM ดัง Icon ที่แสดงเอาไว้

 
 

รูปแสดง โปรแกรม USR-VCOM สำหรับตั้งค่า Parameter ให้กับตัว Serial to Ethernet Module

 

 
 

1. กดที่ปุ่มค้นหา

2. เลือกค้นหา ตัว USR-TCP232-T24

 

 
 

เมื่อมี Home Control - Kit ( Mini ) อยู่ในระบบ Network แล้วก็จะสามารถค้นหา IP 192.168.1.200 ดังรูปที่แสดง จากนั้นให้ทำการเลือก IP เพื่อจะทำการ Setup โดยการเลือกดับเิบิ้ลคลิ๊ก หรือกดปุ่ม Set Device

 

 
 

ในแต่ละช่องค่า Device ที่ทำการตั้ง ที่จำเป็นต้องใช้งาน สามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้

1. Device IP คือ IP ปลายทางของ Box ที่เราต้องการจะตั้งค่า โดยปกติค่าเริ่มต้นทาง OpenFog ตั้งให้เป็นค่า 192.168.1.200 ทั้งนี้เพื่่อความสะดวกของทีมทดสอบเอง ซึ่งเราสามารถเปลี่ยนค่า IP ไปเป็น IP อะไรก็ได้ตามระบบของเรา

2. Net Protocol ให้เลือกไปที่ TCP Server โดยเราทำให้ Box Home Control ของเรานั้นเป็นเครื่อง Server

3. BaudRate ให้เลือกไปที่ 115200 ฺBPS เนื่องจากว่า ค่าเริ่มต้นของ Arduino เลือก BuadRate ไว้ที่ 115200 BPS ตามในโปรแกรมที่เราเขียนไว้ในเรื่องของการรับส่ง Serial

4. Com Parameter ให้ Set ตามนี้ None , 8 , 1

5. Device Port เป็น Port ปลายทางที่ข้อมูลจะวิ่งไป โดยสามารถเลือกเป็นอะไรก็ได้ที่ไม่ซ้ำกับ Port สงวน ของระบบคอมพิวเตอร์ และ Network โดยค่าเริ่มต้นนั้นทางเรา Set ให้เป็น Port 10001 ตามโปรแกรมที่เลือกมาใช้ทำการทดสอบ

6. ปุ่ม OK เมื่อทำการตั้งค่า Device ตามที่ต้องการแล้ว ก็กดปุ่ม OK เพื่อทำกับบันทึกค่าที่ตั้งเอาไว้ให้กับตัว Serial 2 Ethernet Module

 

เมื่อทำการ Setup ระบบพร้อมแล้วเราก็สามารถดาวน์โหลด App Home Control - Kit จาก Play Store มาทดสอบควบคุมสั่งงานเปิดปิด เครื่องใช้ไฟฟ้าผ่านทางระบบ Ethenet ได้เลยครับ

 

อ่านต่อ ตอนที่ 2