ลำดับการศึกษา วุฒิการศึกษา สถาบันการศึกษา ปีการศึกษาที่จบ 1 ปร.ด. (เทคโนโลยีสารสนเทศ) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ 2557 2 วท.ม. (เทคโนโลยีสารสนเทศ) สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ 2544 3 วท.บ. (วิทยาการคอมพิวเตอร์) เกียรตินิยมอันดับ 2 สถาบันราชภัฏอุบลราชธานี 2540
โปรแกรมเมอร์/วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์/เทคโนโลยีสารสนเทศ, ระบบปฏิบัติการ FreeBSD, Linux, Unix, Internet of Things (IoT), ระบบโทรศัพท์ IP-PBX, Elastix, Asterisk, VoIP, ระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตและ Network Security, Image Processing, Data Mining, ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ Internetworking, Google Suite for Education, Prompt Engineering , ChatGPT
ทรัพย์สินทางปัญญา งานสิทธิบัตร งานลิขสิทธิ์, ระบบคอมพิวเตอร์ฝังตัว Embeded System, Internet of Things, ระบบความจริงเสมือน AR, การพัฒนาระบบสารสนเทศ MIS และ Android Mobile Application, Image Processing , ปัญญาประดิษฐ์ Ai, Prompt Engineering , ChatGPT
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 ตวั อย่าง : อุปกรณ์ IoT ในชีวติ ประจาํ วนั
นาฬิกาอจั ฉริยะ หลอดไฟฟ้าที่สามารถ ตูเ้ ยน็ อจั ฉริยะ (Smart Watch) ควบคุมดว้ ยสมาร์ตโฟน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
1. องค์ประกอบของเทคโนโลยี IoT
องคป์ ระกอบหลกั ของเทคโนโลยี IoT น้นั มีดว้ ยกนั 4 องคป์ ระกอบ ไดแ้ ก่
4 1. IoT บอร์ด 31 2 หรือ Embedded Board/System
คอื คอมพวิ เตอร์ขนาดเลก็ 2. อุปกรณ์เชื่อมตอ่ เช่น เซนเซอร์
อุปกรณ์ Input และ Output เช่น สวิตช์ อุปกรณ์สะพานไฟ (Relay)
4 3. เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต
4. อุปกรณ์ส่ือสาร หรือคอมพิวเตอร์ หรือ Embedded System อ่ืน ๆ เช่น สมาร์ตโฟน โนต้ บุก๊ แทบ็ เล็ต
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
2. อปุ กรณ์สําหรับสร้างเทคโนโลยี IoT
2.1 วงจรสมองกลฝังตวั มลี กั ษณะคลา้ ยกบั คอมพิวเตอร์ คอื มหี น่วยรับขอ้ มูล (Embedded System) หน่วยประมวลผล หน่วยความจาํ และหน่วยแสดงผล
หน่วยประมวลผลหรือซีพยี ู
ไมโครโพรเซสเซอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microprocessor: MP) (Microcontroller: MCU)
ตอ้ งเชื่อมตอ่ กบั หน่วยความจาํ ภายนอก มีหน่วยความจาํ ภายในตวั สามารถเขยี นโปรแกรม (Random Access Memory: RAM) เพ่อื อ่าน ลงบนตวั ไมโครคอนโทรลเลอร์และประมวลผล โปรแกรมสัง่ งานและการเกบ็ ขอ้ มลู ก่อน ในตวั ของมนั เองได้ มพี อร์ตหรือช่องสัญญาณ หรือหลงั ประมวลผล เชื่อมตอ่ กบั อุปกรณ์หรือวงจรภายนอก
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 ตวั อย่าง : วงจรสมองกลฝังตวั ท่สี ามารถนาํ มาใชพ้ ฒั นาระบบ IoT
Arduino Arduino อ่านว่า “อาดุยโน” เป็นวงจรที่ไดร้ ับความนิยม เพราะเป็นระบบแบบ Open Source เหมาะสาํ หรับผเู้ ร่ิมตน้ ศกึ ษา
NodeMCU สามารถใชโ้ ปรแกรม Arduino IDE ทาํ งานร่วมกบั NodeMCU ได้ จึงทาํ ใหใ้ ชภ้ าษา C/C++ ในการ เขียนโปรแกรมได้ ทาํ ใหส้ ามารถ ใชง้ านไดห้ ลากหลายมากยงิ่ ข้ึน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 สามารถในการเช่ือมต่อระบบ เครือขา่ ยแบบไร้สายและบลทู ูท
ESP32 รองรบั การเขยี นโปรแกรม แบบ Arduino และใชภ้ าษา C ในการเขยี นคาํ สั่งควบคุมได้
KidBright มีการแสดงผลและเซนเซอร์ แบบงา่ ย สามารถออกแบบและ สรา้ งชุดคาํ ส่งั แบบบลอ็ ก (Block - structured Programming) ผา่ น แอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟนได้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
จุดเด่นของ บอร์ดวงจรประกอบดว้ ย วงจรสมอง เซนเซอร์พ้นื ฐาน จอแสดงผล Real-time Clock ลาํ โพง กลฝังตวั สามารถนาํ ไปประยกุ ตใ์ ชง้ านไดห้ ลากหลาย สร้างชุดคาํ ส่งั แบบ Block-structured Programming ผา่ นแอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟน ชุดคาํ สัง่ ถูกส่งไปยงั บอร์ดวงจรสมองกลฝังตวั ผา่ นเครือข่ายไร้สาย ทาํ ใหใ้ ชง้ านไดง้ ่ายไม่จาํ เป็นตอ้ งเชื่อมต่อสาย
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
แอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟน แอปพลิเคชนั สร้างชุดคาํ สัง่ ทาํ งานภายใตร้ ะบบปฏิบตั ิการ รองรับการทาํ งานแบบ
Android และ iOS Event-driven Programming
คุณสมบัติ
รองรับการเชื่อมต่อเซนเซอร์ แอปพลิเคชนั สร้างชุดคาํ สัง่ ทีห่ ลากหลาย รองรับการทาํ งาน แบบ Multitasking
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
2.2 โมดูล ทาํ หนา้ ทอี่ ่านค่าจากสภาพแวดลอ้ มภายนอก หรือวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ หรือแสดงผลลพั ธต์ ่าง ๆ ตามที่ตอ้ งการ
- เซนเซอร์ มหี ลายประเภท เช่น
อณุ หภมู ิ ความร้อน คลนื่ อนิ ฟราเรด คลื่นอลั ตราโซนิก การสัมผสั
ตรวจจบั วตั ถุ ความดนั ระดบั น้าํ ความช้นื และ ควนั และแก๊ส (โลหะ) สภาพแวดลอ้ ม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
- ป่ ุมหรือสวติ ช์แบบกลไก มหี ลายประเภท เช่น
สวิตชก์ ดติดปล่อยดบั สวิตชเ์ ปิ ด-ปิด สวิตชแ์ บบหมนุ
สวิตชเ์ ลื่อน ดิปสวิตช์ สวิตชจ์ ุดชนวน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
- หลอดไฟฟ้าสําหรับงานอเิ ลก็ ทรอนิกส์และดจิ ทิ ลั มหี ลายประเภท เช่น
LED แบบบาร์ หรือแบบ VU meter ใชแ้ สดงคา่ LED แบบเมทริกซ์ ใชแ้ สดงผลเป็นตวั อกั ษรหรือ ในรูปแบบของระดบั ต่าง ๆ จากน้อยไปมาก ตวั เลข โดยกาํ หนดการตดิ ของดวงไฟไดอ้ ิสระ
LED แบบ 7 ส่วน (7 segment) ใชใ้ นการแสดงค่า LED แบบ 14 ส่วน (14 segment) ใชส้ าํ หรับ ตวั เลข 0-9 ในแต่ละหลกั และจุดทศนิยมได้ การแสดงตวั อกั ษรและตวั เลข
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
- หน้าจอแสดงผลขนาดเลก็ มหี ลายประเภท เช่น
แอลซีดดี สิ เพลยโ์ มดูล โดยส่วนใหญ่ โอ-แอลอีดดี ิสเพลยโ์ มดลู จะไม่สามารถแสดงตวั อกั ษรภาษาไทยได้ เป็นการพฒั นามาจาก LED ซ่ึงจะใหแ้ สงสวา่ ง ดว้ ยตวั เองโดยไมต่ อ้ งใชแ้ สงพ้นื หลงั ทาํ ให้ได้ กราฟิกแอลซีดดี สิ เพลยโ์ มดลู แสดงผลเป็นกราฟิ กได้แสดงเป็น ความชดั เจนและความสวา่ งท่ีคมชดั กวา่
ตวั อกั ษรภาษาไทยได้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
- วงจรควบคมุ เปิ ด-ปิ ด
หากตอ้ งการใหบ้ อร์ด IoT น้นั สั่งการใหเ้ ปิ ดหรือปิ ดไฟส่องสว่างในบา้ น แต่เน่ืองจากบอร์ด IoT น้ัน ใชไ้ ฟแรงดนั ตา่ํ กระแสตรง ส่วนไฟฟ้าตามบา้ นพกั อาศยั ใชแ้ รงดนั 220 โวลต์ กระแสสลบั เราจาํ เป็นตอ้ ง ใชว้ งจรควบคุมทีม่ ีการแยกภาคสวติ ชห์ รือสะพานไฟทแี่ ยกกนั โดยการใชอ้ ุปกรณ์ทีเ่ รียกวา่ รีเลย์ (Relay) มหี ลายประเภท เช่น
• รีเลยช์ นิดแม่เหล็ก หลกั การ คอื การสัง่ งานใหบ้ อร์ด IoT จ่ายไฟกบั วงจรรีเลย์ ตวั รีเลยแ์ บบ แมเ่ หล็กน้นั เมอื่ มกี ระแสป้อนเขา้ สู่ตวั รีเลย์สนามแมเ่ หล็กจะกาํ เนิดข้นึ และมกี ารดูดสะพานไฟ มาเช่ือมกนั ดงั น้นั เราก็สามารถนาํ แหล่งจ่ายไฟอีกชุดมาเชื่อมตอ่ ทีส่ ะพานไฟน้นั
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 • รีเลยช์ นิดโซลิดสเตต (Solid State Relay) หลกั การคลา้ ยกบั รีเลยแ์ บบแม่เหล็ก
แต่จะไม่มกี ลไกใด ๆ การเปิ ดสะพานไฟน้นั จะใชค้ ุณสมบตั ิของปฏิกิริยา สารก่ึงตวั นาํ โดยใชไ้ ฟแรงดนั ต่าํ ป้อนเพ่อื ให้สะพานไฟภายในทาํ งาน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
- โมดูลควบคุมเซอร์โวมอเตอร์
ใชส้ าํ หรับควบคุมการหมนุ ของมอเตอร์แบบกาํ หนดองศาการหมนุ ได้ ซ่ึงจะเหมาะสมกบั การบงั คบั การเล้ียว บงั คบั หางเสือเรือบงั คบั หรือปี กและแพนหาง เครื่องบินเล็ก และ บงั คบั การเคลื่อนไหวของแขนหุ่นยนตห์ รือตวั หุ่นยนต์ ซ่ึงวงจรน้ีจะมีหลายช่องควบคุม ให้ใชห้ ลายมอเตอร์
โมดูลควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ท่ีใชค้ วบคุมการหมนุ ของหุ่นยนต์
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
- โพรโทบอร์ด ตวั ต้านทานขนาดต่าง ๆ และสายไฟฟ้าพร้อมข้ัวแบบตวั ผ้-ู ตวั เมยี
ตวั ผ้-ู ตวั ผู้ ตวั เมยี -ตวั เมยี โพรโทบอร์ด และตวั ตา้ นทานขนาดต่าง ๆ
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
- เคร่ืองมือวดั ค่าทางไฟฟ้า
เช่น มลั ติมิเตอร์ หรือออสซิลโลสโคปเพ่อื วดั รูปแบบสญั ญาณไฟฟา้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
แอปพลิเคชันกบั Internet of Things
แอปพลิเคชนั ทใ่ี หบ้ ริการดา้ น IoT ในปัจจุบนั มอี ยดู่ ว้ ยกนั หลายแอปพลิเคชนั แตแ่ อปพลิเคชนั ทีไ่ ดร้ ับความนิยมและถูกนาํ มาใชใ้ นดา้ นการศึกษาและพฒั นาระบบ IoT มดี งั น้ี
1. MQTT
MQTT จะมีหลกั การในลกั ษณะที่มตี วั กลางในการแลกเปล่ียน ขอ้ มูล รับและส่งขอ้ มูลจากอุปกรณ์ตา่ ง ๆ ตวั กลางจะทาํ หนา้ ท่ี จดั การใหอ้ ตั โนมตั ิ ตวั กลางทว่ี ่าน้นั จะเรียกวา่ MQTT Broker ซ่ึงหลกั การ MQTT จะเป็นลกั ษณะทเี่ ป็นการสมคั ร รับหวั ขอ้ ขา่ วและการตพี มิ พข์ ่าวสารในหวั ขอ้ น้นั ๆ ซ่ึงกระทาํ ไดโ้ ดย ไมม่ ีขอ้ จาํ กดั
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 2. Blynk
Blynk คือ แอปพลิเคชนั ทถี่ ูกพฒั นาข้ึนมา เพ่อื อาํ นวยความสะดวกในดา้ นการพฒั นา งาน IoT ลกั ษณะสาํ คญั คือ สามารถเขียน โปรแกรมไดง้ ่าย สามารถนาํ มาใชง้ านเพื่อ แสดงผลขอ้ มูลไดแ้ บบทนั ทีทนั ใด (Realtime) อีกท้งั ยงั สามารถเชื่อมต่อหรือ ใชง้ านกบั อุปกรณ์สมองกลฝังตวั ได้ หลากหลายประเภท ท้งั Arduino, ESP8266, ESP32 หรือ Raspberry Pi
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
3. NETPIE NETPIE คือ แอปพลิเคชนั ทถ่ี ูกออกแบบมาเพอื่ ทาํ งานดา้ น IoT เช่นเดียวกนั กบั MQTT และ Blynk พฒั นาโดยศนู ยเ์ ทคโนโลยอี ิเลก็ ทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) จึงถือไดว้ ่าเป็นระบบของคนไทยท่ีใหบ้ ริการในดา้ นงาน IoT ระบบแรก ซ่ึงสามารถทาํ งาน ร่วมกบั วงจรสมองกลฝังตวั ไดห้ ลายชนิด ท้งั Arduino, ESP8266, ESP32 หรือ Respberry Pi
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 4. kidBright IoT
KidBright IoT คือ แอปพลิเคชนั ทีใ่ ชร้ ะบบภายในเช่ือมโยง กบั NETPIE แต่ KidBright IoT สามารถทาํ งานร่วมกบั วงจร สมองกลฝังตวั KidBright เทา่ น้นั มรี ูปแบบการใชง้ านทงี่ ่าย เพราะสามารถเขียนคาํ สั่งไดจ้ าก KidBright IDE ในรูปแบบ ของบล็อกคาํ สั่ง แต่กม็ ขี อ้ เสียทส่ี าํ คญั คือ ผใู้ ชไ้ ม่สามารถ ปรับแต่งหนา้ จอแสดงผลของแอปพลิเคชนั น้ีได้ หรือไม่ สามารถเพิม่ ฟังกช์ นั การทาํ งานอ่ืน ๆ ได้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
การพัฒนาระบบ IoT เบื้องต้น
ตวั อย่างท่ี 1 การพฒั นาระบบเปิด-ปิ ดไฟดว้ ยสมาร์ตโฟน
ระบบเปิด-ปิ ดไฟดว้ ยสมาร์ตโฟน คือ ระบบทีส่ ามารถควบคุมวงจรไฟฟ้าผา่ น สมาร์ตโฟนไดโ้ ดยที่ผใู้ ชง้ านจะสง่ั งานผา่ นสมาร์ตโฟน ซ่ึงเชื่อมต่อกบั ระบบเครือข่าย และส่งสัญญาณควบคุมไปยงั วงจรสมองกลฝังตวั ซ่ึงในวงจรสมองกลฝังตวั จะมีคาํ สัง่ ทท่ี าํ หนา้ ท่ตี รวจสอบและรับขอ้ มูลทส่ี ่งมาจากสมาร์ตโฟน และสง่ั งานให้ระบบต่าง ๆ ทาํ งานตามที่ผใู้ ชส้ ั่งงาน
เลือกใช้ • บอร์ดวงจรสมองกลฝังตวั KidBright • แอปพลิเคชนั KidBright IoT
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 ข้นั ตอนการพัฒนาระบบเปิ ด-ปิ ดไฟด้วยสมาร์ตโฟน 1. เช่ือมต่อบอร์ด KidBright เขา้ กบั หลอดไฟฟา้ USB
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 2. เขียนคาํ สั่งควบคุมดว้ ยโปรแกรม KidBright IDE บนคอมพิวเตอร์
สามารถเขียนได้ 3 รูปแบบ
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
3. ต้งั ค่าการเช่ือมต่อระบบเครือข่าย โดยคลิกท่ี แลว้ ต้งั ค่าการเช่ือมต่อโดย SSID คือ ชื่อสญั ญาณเครือข่ายไร้สาย Password คือ รหัสผา่ นของสญั ญาณเครือข่ายไร้สาย
จากน้นั กดป่ ุม OK
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 4. เชื่อมต่อ KidBright เขา้ กบั คอมพวิ เตอร์ โดยใชส้ าย USB และทาํ การดาวนโ์ หลด
โปรแกรมเขา้ สู่บอร์ด KidBright ดว้ ยการกดป่ ุม 5. กดป่ ุม เพอื่ แสดง QR Code สาํ หรับเช่ือมต่อกบั สมาร์ตโฟน
6. ในส่วนของสมาร์ตโฟนใหท้ าํ การดาวนโ์ หลดแอปพลิเคชนั KidBright IoT แลว้ ทาํ การ เปิ ดแอปพลิเคชนั กดป่ ุมสแกน QR Code จากน้นั สแกน QR Code ทเ่ี ปิดไวใ้ นขอ้ 5
7. ทดลองกดป่ ุมสวติ ช์ 1 และ 2 แลว้ สงั เกตการแสดงผลของหลอดไฟฟ้า USB
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 ตวั อย่างที่ 2 การใช้ MQTT และ Raspberry Pi 3 ในการพฒั นาระบบ IoT 1. การเช่ือมต่อวงจร
โปรแกรมต่อไปน้ีจะสง่ั งานใหร้ ีเลยท์ าํ งาน (เปิ ด) ในช่วงเวลาหลงั 20.00 น. และหยดุ ทาํ งาน (ปิ ด) ในช่วงเวลาหลงั 22.00 น. และมีไฟกะพริบ (ดวงท่ี 2) ทุก ๆ วินาที เพื่อแสดงวา่ ในขณะน้นั โปรแกรมกาํ ลงั ทาํ งานอยู่
การเชื่อมตอ่ วงจรจะเชื่อมตอ่ สายไฟฟ้ากบั โมดูลรีเลยจ์ ากวงจร LED ดวงที่ 1 เพือ่ มาใชส้ ั่งงาน รีเลย์ และเพือ่ ใหท้ ราบวา่ รีเลยน์ ้นั ทาํ งานหรือไม่ หากทาํ งาน LED ดวงท่ี 1 จะติดคา้ งไว้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 2. การออกแบบหน้าจอด้วย MQTT
ออกแบบหนา้ จอบนสมาร์ตโฟนโดยผา่ นแอปพลเิ คชนั ท่รี องรบั MQTT ไดแ้ ก่ แอปพลิเคชนั IoT MQTT Panel (Android) หรือแอปพลิเคชนั IoT OnOff (iOS)
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
3. การเขยี นโปรแกรมควบคุมโดยใช้ Raspberry Pi 3 การเขียนโปรแกรมต่อไปน้ีจะตอ้ งใหบ้ อร์ดเชื่อมกบั เครือข่ายอินเทอร์เน็ต และสมาร์ตโฟน ตอ้ งผา่ นเครือข่ายดว้ ยจึงจะทาํ งานไดอ้ ยา่ งสมบรู ณ์ การเขียนโปรแกรมไพธอนกบั บอร์ด Raspberry Pi 3 ให้ไฟตดิ -ดับ ก่อนอื่นนกั เรียนจะตอ้ งลงโมดูลชุดคาํ สั่ง MQTT บน Raspberry Pi 3 ดว้ ยการเขา้ ที่ Terminal แลว้ ป้อนคาํ สั่ง sudo pip install paho-mqtt ระบบจะติดต้งั โมดูลชุดคาํ สัง่ MQTT ของ Paho ให้เรียกใชใ้ นการเขียนโปรแกรมได้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
เขา้ สู่โปรแกรม Geany และดูคาํ อธิบายเพอื่ ทาํ ความเขา้ ใจ โดยการทาํ งานของโปรแกรมน้ี จะสงั่ งานให้รีเลยแ์ ละไฟดวงที่ 2 ติด 5 วินาที และดบั 5 วนิ าทตี ามเวลาจริงของระบบ โดยใชช้ ุดคาํ สัง่ datetime เป็นการนาํ เขา้ ชดุ คาํ สัง่ paho.mqtt.client ภายใตน้ ามของตวั แปร mqtt
เป็นการนาํ เขา้ ชุดคาํ สัง่ ทเ่ี กี่ยวกบั GPIO และเวลาจริงของบอร์ด เป็นการต้งั ค่าตวั แปร สถานะของ LED ท้งั 2 ตวั ใหอ้ ยูใ่ นสถานะปิด (Off) ตวั แปร prefix น้ันคอื คาํ นาํ หน้าหวั ขอ้ ขา่ ว เพ่อื ไปเชื่อมตอ่ กบั ชื่อของหัวขอ้ ทา้ ย
def topic (sensor) เป็นการเขียนฟังก์ชนั เพอื่ เรียกใชใ้ นโปรแกรม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
การเขียนตวั อกั ษร
def topic (sensor) เป็นการเขียนฟังกช์ นั เพอื่ เรียกใชใ้ นโปรแกรม เน่ืองจากเวลา Publish จะตอ้ งนาํ ค่า หวั ขอ้ ยอ่ ยของขา่ ว เช่น LED1, Relaystatus มาเช่ือมกนั กบั prefix ทุกคร้ังก่อน Publish หรือ Subscribe ซ่ึงสามารถสังเกตไดใ้ นโปรแกรมช่วงถดั ไป ดงั ภาพ
เป็ นเทคนิคการสร้าง ฟังกช์ นั ภายในโปรแกรม
ประกาศตวั แปรภายนอก คือ LED1status เพราะจะมกี ารเรียกใชใ้ นบรรทดั ที่ 22 25 และ 29
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 เป็นการแปลงขอ้ ความที่ไดจ้ ากการ Subscribe ไว้ เพอื่ ดึงและแปลงเป็น Payload เก็บไว้
เป็นการพิมพข์ อ้ มลู ภาระข่าวทีไ่ ดแ้ ละหวั ขอ้ ข่าวท่ีรับมา ซ่ึงจะพมิ พผ์ ลแสดงออกมาท่จี อ Terminal ของบอร์ด Raspberry Pi 3
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 เป็นการตรวจสอบตวั แปร AppTopic ส่วนบรรทดั ที่ 22-29 น้นั จะเป็นเทคนิค การทาํ ใหเ้ มอื่ มีการกดป่ ุมโดยส่ง pushed มาจะทาํ ใหไ้ ฟดวงท่ี 1 ติด โดยการใชต้ วั แปร
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
การนาํ LED1status มาช่วยในการจดจาํ ว่าสถานะติดหรือดบั อยู่ โดยเมอื่ สัง่ ให้ LED1 ติด กเ็ ก็บคา่ ตวั แปร LED1status เป็น On และหากมกี าร Publish LED1 มาจากสมาร์ตโฟนเป็น pushed มาอีกคร้ัง กจ็ ะเขา้ สู่ else เพราะสถานะ LED1status เป็น On ก็จะถูกสั่งการให้ LED1 ดบั และเกบ็ ค่าสถานะใหม่ LED1status เป็น Off ความหมายคือ กดป่ ุมคร้ังหน่ึงจะปิ ด กดป่ มุ อีกคร้ังจะเปิ ด เช่นน้ี เราเรียกลกั ษณะเทคนิคน้ีว่า Toggle (ทอ็ กเกิล)
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 เป็นการประกาศค่าขา GPIO และโหมดการทาํ งานของ GPIO
เป็นการต้งั ค่า Broker URL ซ่ึงจะใชใ้ นบรรทดั ที่ 45 จาํ เป็นตอ้ งเปลี่ยนช่ือ โดยชื่อทีใ่ ช้ จะตอ้ งไม่ซ้าํ กนั กบั ผอู้ ่ืน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 เป็นการต้งั ค่าเมอ่ื มกี าร Subscribe และมีขอ้ ความส่งมาดว้ ย Publish จากผสู้ ่งข่าว client.on_message จะกาํ หนดให้ไปทาํ งาน ทฟี่ ังกช์ นั on_message ทเ่ี ขียนไวแ้ ลว้ ในบรรทดั ท่ี 15-29
เป็นการเช่ือมต่อกบั Broker ท่ีระบุ URL ไวใ้ นบรรทดั ที่ 38 และดว้ ยพอร์ตท่ี 8080 (websockets)
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3 เป็นบรรทดั ทจี่ าํ เป็นตอ้ งมีเมอื่ มีการ Subscribe เพราะเป็นการส่งั ให้มกี ารตรวจสอบ การส่งขอ้ มลู ตลอดเวลาดว้ ย client.loop_start( ) และหวั ขอ้ ข่าวท่ีสมคั รไว้ คือ client.subscribe (topic(“LED1”) ซ่ึงจะเป็น “/Thailand/M3/LED1”
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 การวนลูป
เป็นการวนลูปกระทาํ การแสดงผลไฟติด-ดบั ของรีเลยแ์ ละ LED2
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
จะไดค้ า่ ของหลกั หน่วยของวินาที ซ่ึงเราจะนาํ มาใชใ้ นบลอ็ กของ if หาก 0-5 กจ็ ะสัง่ การ ให้ LED2 ติด (กค็ อื รีเลยด์ ว้ ย) และตพี มิ พ์ Publish หวั ขอ้ ข่าววา่ รีเลยต์ ดิ และเก็บค่า สถานะ LED2status (กค็ ือสถานะรีเลยด์ ว้ ย) ไวว้ ่าเป็น On และหากไมใ่ ช่เวลา 0-5 กส็ ่งั การใหร้ ีเลยห์ รือ GPIO LED2 น้นั ดบั ลง และตพี ิมพห์ วั ขอ้ ขา่ วว่า รีเลยป์ ิ ดแลว้ และเก็บคา่ สถานะของ LED2status เป็น Off
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3 ภาพ การใชช้ ุดคาํ สั่งเคลียร์พอร์ต GPIO และการปิดลูป
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
หลงั จากบลอ็ กของ while ในช่วงบรรทดั ที่ 51-72 แลว้ ก็ใหใ้ ส่ชุดคาํ สง่ั เคลียร์พอร์ต GPIO และ การปิ ดลูป client.loop_stop( ) และการสิ้นสุดการเชื่อมต่อกบั Broker ดว้ ย client.disconnect( ) เป็นการจบโปรแกรมโดยสมบรู ณ์
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
แบบทดสอบ
หน่วยการเรียนรู้ท่ี 1
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
นักเรียนใช้ดินสอระบายลงใน หน้าคาํ ตอบทถี่ ูกต้องให้เต็มวง 1. ข้อใดเรียงข้ันตอนของวัฏจักรการพฒั นาระบบงาน (SDLC) ได้ถูกต้อง
ก. การใชง้ านจริง จ ชข ก ค ง ฉ ข. การเขียนโปรแกรม จชขงฉกค ค. การปรับปรุงและพฒั นาโปรแกรม ฉจขชคกง ง. การทดสอบและแกไ้ ขโปรแกรม จ. วิเคราะห์ปัญหา จชขงฉคก ฉ. การจดั ทาํ เอกสารและคู่มือ ช. การออกแบบโปรแกรม
เฉลย เพราะข้นั ตอนของวฏั จกั รการพฒั นาระบบงาน (SDLC) เร่ิมจากการวเิ คราะห์ ปัญหาการออกแบบโปรแกรม การเขียนโปรแกรม การทดสอบและแกไ้ ขโปรแกรม การจดั ทาํ เอกสารคู่มอื การใชง้ านจริง การปรับปรุงและพฒั นาโปรแกรม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
2. การเตรียมความพร้อมในการเขยี นโปรแกรมมคี วามสําคญั อย่างไร
เพ่ือไม่ใหโ้ ปรแกรมทาํ งานผดิ พลาดหรือเกิดปัญหาภายหลงั จากนาํ ไปใชง้ านจริง เพ่อื ให้มีทกั ษะในการเขียนโปรแกรมเพือ่ แกป้ ัญหาตามทไ่ี ดอ้ อกแบบไว้ เพ่อื ให้ไดโ้ ปรแกรมทที่ าํ งานไดส้ มบรู ณ์ทกุ ฟังกช์ นั และมีประสิทธิภาพดีทส่ี ุด เพ่อื ให้รู้วา่ การเขียนโปรแกรมภาษาใดเหมาะกบั การแกป้ ัญหาน้นั ๆ
เฉลย เพราะการเตรียมความพร้อมในการเขียนโปรแกรมน้นั กเ็ พื่อจะฝึกฝนให้มที กั ษะในการเขียนโปรแกรมเพอื่ แกป้ ัญหา เขา้ ใจการทาํ งาน รูปแบบของภาษา และสามารถเขียนโปรแกรม แกป้ ัญหาตามที่ไดอ้ อกแบบไว้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
3. ก่อนที่จะเขียนโปรแกรมแก้ปัญหา ผู้เขยี นโปรแกรมควรทําสิ่งใดก่อน เพ่ือให้การแก้ปัญหามีประสิทธิภาพมากที่สุด
จดั หาอุปกรณ์และเครื่องมือทจ่ี าํ เป็น ออกแบบผงั งานการทาํ งานของโปรแกรม คน้ หาการแกป้ ัญหาน้นั ๆ จากอินเทอร์เน็ต ศกึ ษาการเขียนโปรแกรมจากสื่อหรือแหล่งเรียนรู้ให้เขา้ ใจ
เฉลย เพราะก่อนการเขียนโปรแกรมเพอ่ื แกป้ ัญหาใด ๆ ควรทาํ การออกแบบผงั งานการทาํ งานของโปรแกรมก่อน เพอ่ื ใหก้ ารเขียนโปรแกรมเพอ่ื แกป้ ัญหามลี าํ ดบั และกระบวนการ ทถ่ี ูกตอ้ งและสามารถตรวจสอบแกไ้ ขไดง้ ่าย
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
4. ข้อใดไม่ใช่ระบบประเภท IoT
ระบบแสดงสถานะหลอดไฟฟ้าภายในบา้ นมายงั แอปพลิเคชนั ระบบควบคุมการเปิด-ปิดวาลว์ น้าํ ดว้ ยสมาร์ตโฟน ระบบรายงานสภาพอากาศทว่ั ประเทศไทย ระบบเปิด-ปิดไฟฟ้าอตั โนมตั ิตามระดบั แสง
เฉลย เพราะเน่ืองจากระบบเปิ ด-ปิดไฟฟ้าอตั โนมตั ิ ตามระดบั แสงเป็นเพยี งระบบอตั โนมตั ิ สามารถทาํ งานไดด้ ว้ ยตนเองและไม่ตอ้ งเชื่อมต่อกบั อินเทอร์เน็ต
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
5. ข้อใดกล่าวถึง MIT App Inventor ได้ถูกต้อง
เป็นเคร่ืองมือท่ีใชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปของการเขียนโปรแกรมภาษาระดบั สูง เป็นเครื่องมอื ที่ใชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปของบลอ็ กคาํ ส่งั เป็นเครื่องมือที่ใชท้ ดสอบแอปพลิเคชนั ทส่ี ร้างข้ึน เป็นเคร่ืองมือท่ใี ชอ้ อกแบบผงั งาน
เฉลย เพราะ MIT App Inventor เป็นเครื่องมอื ทใี่ ชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปแบบของบล็อกคาํ สง่ั สามารถสร้างแอปพลิเคชนั ไดง้ ่าย
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
6. ข้อใดกล่าวถึง Embedded System ไม่ถูกต้อง
เปรียบเสมือนกบั คอมพิวเตอร์ขนาดเลก็ Embedded System เช่น Arduino UNO R3 สามารถเขียนคาํ ส่งั ควบคุมไดด้ ว้ ยภาษาไพธอนเทา่ น้นั มคี วามสามารถในการประมวลผลและเชื่อมต่อกบั อุปกรณภ์ ายนอก
เฉลย เพราะ Embedded System ไม่จาํ เป็นจะตอ้ งเขียนคาํ สั่งควบคุม ดว้ ยภาษาไพธอน เสมอไป บางอุปกรณ์ท่ีใชภ้ าษาอ่ืน ๆ เช่น Arduino ใชภ้ าษาซีในการเขียนคาํ ส่งั ควบคุม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
7. หากนักเรียนต้องการพัฒนาระบบควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน นักเรียนจะต้องใช้อุปกรณ์อะไร เพื่อทําหน้าที่เช่ือมต่อสัญญาณไฟฟ้า ระหว่างบอร์ดสมองกลฝังตวั กับอุปกรณ์ไฟฟ้า
Relay เฉลย เพราะรีเลย์ (Relay) คือ MQTT สวิตชต์ ดั ต่อวงจรแบบอิเล็กทรอนิกส์ Protoboard โดยใชห้ ลกั การของแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ Raspberry Pi 3 จะทาํ งานเมื่อมีการจ่ายไฟไปตามกาํ หนด ทาํ ใหเ้ กิดวงจรเปิ ด เมื่อไม่มกี ารจ่ายไฟ จะทาํ ใหเ้ กิดวงจรปิด ทาํ ให้อุปกรณ์ไฟฟ้า ทใ่ี ชร้ ีเลยเ์ ป็นสวิตชน์ ้นั ไมท่ าํ งาน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ที่ 3
8. ข้อใดกล่าวถงึ วงจรสมองกลฝังตวั KidBright ได้ถูกต้อง
เขียนโปรแกรมคาํ ส่งั ดว้ ยภาษาไพธอน เขียนโปรแกรมคาํ ส่งั ดว้ ยภาษาจาวา เขียนโปรแกรมคาํ สง่ั ดว้ ยภาษาซี เขียนโปรแกรมคาํ สัง่ แบบบลอ็ ก
เฉลย เพราะวงจรสมองกลฝังตวั KidBright สามารถเขียนโปรแกรมควบคุม ดว้ ยบลอ็ กคาํ สง่ั
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปี ท่ี 3
9. องค์ประกอบหลักของเทคโนโลยี IoT มีอะไรบ้าง
Embedded Board/System, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต อุปกรณเ์ ช่ือมต่อ, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์ส่ือสาร Embedded Board/System, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณส์ ื่อสาร Embedded Board/System, อุปกรณ์เช่ือมต่อ,
เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์ส่ือสาร
เฉลย เพราะเทคโนโลยี IoT ประกอบไปดว้ ย Embedded Board/System อุปกรณเ์ ช่ือมต่อ เช่น เซนเซอร์, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณส์ ่ือสาร