โปรเจคไมโครบิต Micro:bit ตรวจจับน้ำฝน ควบคุมบานประตูอัตโนมัติ

🔧 โปรเจคไมโครบิต Micro:bit V2.2 + IOBIT V2.0 ตรวจจับน้ำฝน ควบคุมบานประตูอัตโนมัติ

🔧 1. อุปกรณ์ที่ใช้

• Micro:bit V2.2 – บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับการเรียนรู้ IoT และระบบอัตโนมัติ

• IOBIT V2.0 – บอร์ดขยายขา I/O สำหรับ Micro:bit เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกได้สะดวก

• Rain Sensor Module – โมดูลตรวจจับน้ำฝน เชื่อมต่อที่ขา P0

• Servo Motor MG90S จำนวน 2 ตัว
  • Servo1: ขา P1 (ควบคุมบานซ้ายของหลังคา)
  • Servo2: ขา P2 (ควบคุมบานขวาของหลังคา)

• รางถ่าน 4 ก้อน AA (6V) – ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟ

• ไม้บัลซ่า (Balsa Wood) – ใช้ทำบานประตู/หลังคา เนื่องจากมีน้ำหนักเบา

💡 แนะนำ Micro:bit V2.2 + IOBIT V2.0

บอร์ด BBC micro:bit V2.2 เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อการเรียนรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ และ IoT เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นจนถึงระดับพัฒนาโปรเจกต์จริง
เมื่อนำมาใช้งานร่วมกับ บอร์ดขยาย IOBIT V2.0 จะช่วยให้การเชื่อมต่อเซนเซอร์ มอเตอร์ และโมดูลต่าง ๆ สะดวกยิ่งขึ้น พร้อมขยายขา I/O ให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น

⚙️ คุณสมบัติเด่นของ Micro:bit V2.2

1. ไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นใหม่
   • ใช้ชิป Nordic nRF52833 (ARM Cortex-M4, 64 MHz, RAM 128KB, Flash 512KB)
   • รองรับ Bluetooth 5.1 และพลังงานต่ำ (BLE)
2. ไมโครโฟนและลำโพงในตัว
   • ตรวจจับเสียงรอบข้าง หรือสั่งงานด้วยเสียง
   • มีลำโพงขนาดเล็กสำหรับเล่นเสียงเตือนหรือดนตรี
3. ปุ่มกด 2 ปุ่ม (A และ B)
   • ใช้สำหรับควบคุมหรือป้อนคำสั่งจากผู้ใช้
4. เซนเซอร์ครบในตัว
   • เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ
   • เซนเซอร์วัดความเร่ง (Accelerometer)
   • เข็มทิศดิจิทัล (Magnetometer)
5. จอแสดงผล LED 5×5
   • ใช้แสดงตัวอักษร ไอคอน หรือกราฟิกขนาดเล็ก
6. พอร์ตขา I/O 25 ขา
   • รองรับสัญญาณดิจิทัล, อนาล็อก, PWM และ I2C/SPI/UART
7. เชื่อมต่อผ่าน USB Type-C และ Edge Connector 25 พิน
   • ใช้งานสะดวกและทนทานกว่าเวอร์ชันเดิม

⚙️ คุณสมบัติของบอร์ดขยาย IOBIT V2.0

1. ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ Micro:bit V2.x
   • เสียบต่อได้โดยตรง ไม่ต้องต่อสายจัมเปอร์ยุ่งยาก
   • มีระบบป้องกันการใส่กลับด้าน
2. ขยายขา I/O ครบทุกพอร์ต
   • มีช่องต่อแบบ Grove, Pin Header และ Screw Terminal
   • รองรับทั้งสัญญาณดิจิทัลและอนาล็อก เช่น P0, P1, P2
3. พอร์ตต่ออุปกรณ์เสริม
   • ช่องต่อเซอร์โวมอเตอร์, มอเตอร์ DC, เซนเซอร์, จอ LCD, หรือโมดูล IoT
4. มีแหล่งจ่ายไฟแยก
   • รองรับไฟจาก USB หรือแบตเตอรี่ภายนอก (เช่น 5V หรือ 7–12V)
5. ออกแบบเพื่อการทดลองและการเรียนรู้
   • มีปุ่ม Reset, LED แสดงสถานะ, และพื้นที่ต่อวงจรเพิ่มเติม

🌟 ข้อดีของการใช้ Micro:bit V2.2 ร่วมกับ IOBIT V2.0

1. ใช้งานง่ายสำหรับผู้เริ่มต้น
   • เสียบแล้วใช้ได้เลย ไม่ต้องบัดกรี
   • โปรแกรมด้วย MakeCode, Python หรือ C++ ได้ทันที
2. ต่ออุปกรณ์เสริมได้หลากหลาย
   • เซนเซอร์ตรวจจับแสง, น้ำฝน, อุณหภูมิ, เสียง, หรือมอเตอร์ต่าง ๆ
3. เรียนรู้การเขียนโปรแกรมเชิงตรรกะ
   • เหมาะสำหรับนักเรียน ครู และผู้สนใจ IoT
   • เห็นผลลัพธ์ได้ทันทีผ่านไฟ LED หรือเสียงจากลำโพง
4. รองรับการพัฒนาโปรเจกต์จริง
   • สามารถต่อยอดเป็นระบบ IoT, หุ่นยนต์, ระบบตรวจจับ หรือระบบควบคุมอัตโนมัติ
5. ปลอดภัยและทนทาน
   • มีวงจรป้องกันแรงดันเกินและการลัดวงจร
   • เหมาะกับการใช้งานในห้องเรียนหรือกิจกรรม STEM

🧠 หลักการทำงาน

โปรเจกต์นี้เป็นระบบอัตโนมัติที่ใช้ บอร์ดไมโครบิต (Micro:bit V2.2) ร่วมกับ บอร์ดขยายขา IOBIT V2.0 เพื่อควบคุมการเปิด-ปิดของ บานประตูหรือหลังคาอัตโนมัติ ตามสภาพอากาศ

• โมดูลตรวจจับฝน (Rain Sensor Module) จะตรวจจับการมีน้ำฝน โดยส่งค่า แรงดันไฟฟ้าแบบอนาล็อก (Analog) มายังขา P0 ของไมโครบิต
• เมื่อมีน้ำฝน เซนเซอร์จะให้ค่าแรงดันต่ำลง
  → ไมโครบิตตรวจพบว่าฝนตก
  → สั่งให้ เซอร์โวมอเตอร์ MG90S จำนวน 2 ตัว (ต่อที่ขา P1 และ P2)
  ทำการ ปิดบานประตูหรือหลังคา อัตโนมัติ
• เมื่อฝนหยุดตก เซนเซอร์จะให้ค่าแรงดันสูงขึ้น
  → ระบบสั่งให้ บานประตูเปิดกลับขึ้นมา

ระบบนี้ใช้พลังงานจาก รางถ่านขนาด AA 4 ก้อน (6V) ซึ่งเพียงพอสำหรับขับเคลื่อนไมโครบิตและเซอร์โวทั้งสองตัว
บานประตูทำจาก ไม้บัลซ่า ซึ่งมีน้ำหนักเบา เหมาะกับการหมุนด้วยเซอร์โว MG90S

⚙️ การเชื่อมต่อวงจร

💡 การเขียนโปรแกรมด้วย MakeCode

สามารถเขียนโปรแกรมได้ง่าย ๆ ด้วย Microsoft MakeCode for micro:bit
ตัวอย่างโค้ดหลักการทำงาน (บล็อก):

1. เริ่มต้น กำหนดมุมเปิด-ปิดของเซอร์โว เช่น
   • เปิด = 0 องศา
   • ปิด = 90 องศา
2. วนลูปตลอดเวลา เพื่ออ่านค่าฝนจากขา P0
3. หากค่าอนาล็อกมากกว่า 10 → ถือว่าฝนตก → สั่งเซอร์โวหมุนปิด
4. หากค่าต่ำกว่า 10 → ฝนหยุด → สั่งเซอร์โวเปิด

ตัวอย่างโค้ดใน MakeCode (แบบ JavaScript):

let rainValue = 0
pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, 90)
pins.servoWritePin(AnalogPin.P2, 90)

basic.forever(function () {
    rainValue = pins.analogReadPin(AnalogPin.P0)

    if (rainValue > 10) {
        pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, 180)
        pins.servoWritePin(AnalogPin.P2, 0)
        basic.showIcon(IconNames.Umbrella)
    } else {
        pins.servoWritePin(AnalogPin.P1, 90)
        pins.servoWritePin(AnalogPin.P2, 90)
        basic.showIcon(IconNames.Happy)
    }

    
    basic.pause(100)
})

✅ ข้อดีของโปรเจกต์นี้

1. ใช้งานง่ายและปลอดภัย – เหมาะกับการเรียนรู้ระบบอัตโนมัติและ IoT เบื้องต้น
2. สามารถขยายต่อยอดได้ – เพิ่มเซนเซอร์แสง, เซนเซอร์อุณหภูมิ, หรือต่อเข้าระบบแจ้งเตือนผ่าน IoT
3. ประหยัดพลังงาน – ใช้เพียงถ่าน AA 4 ก้อน
4. เหมาะกับงานทดลองจริง – สามารถใช้กับโมเดลบ้านหรือโรงเรือนปลูกพืช
5. ฝึกการประยุกต์ใช้งานไมโครบิตและเซอร์โวมอเตอร์ อย่างเป็นระบบ

🚀 แนวทางการพัฒนาต่อ

• ✅ เพิ่มเซนเซอร์แสง (LDR) เพื่อให้บานเปิดเฉพาะเมื่อมีแสงและฝนไม่ตก
• ✅ ต่อโมดูล Bluetooth หรือ Wi-Fi (ผ่าน micro:bit radio หรือ IoT board) เพื่อควบคุมผ่านมือถือ
• ✅ บันทึกข้อมูลฝนตกเป็นกราฟ เพื่อศึกษาสภาพอากาศรายวัน
• ✅ เพิ่มระบบหน่วงเวลา ป้องกันการสั่งเปิด-ปิดซ้ำเมื่อฝนหยุดชั่วคราว
• ✅ ออกแบบบานประตูด้วยวัสดุน้ำหนักเบา เช่น ไม้บัลซ่า หรือพลาสติกบาง เพื่อให้เซอร์โวทำงานได้ดีขึ้น

🔋 แหล่งจ่ายไฟและข้อควรระวัง

• ใช้รางถ่าน AA 4 ก้อน (6V) สำหรับจ่ายไฟให้ทั้งบอร์ดและเซอร์โว
• หากเซอร์โวหมุนไม่เต็มที่ ให้แยกจ่ายไฟ เซอร์โวกับไมโครบิต เพื่อป้องกันแรงดันตก
• ตรวจสอบขั้วต่อสัญญาณของ MG90S (สัญญาณ-ไฟบวก-กราวด์) ให้ถูกต้องเสมอ

🏡 สรุป

โปรเจกต์ “ไมโครบิตตรวจจับฝน ควบคุมบานประตูอัตโนมัติ”
เป็นตัวอย่างที่ดีของการใช้ไมโครบิตกับระบบ Smart Farm / Smart Home
ที่ผสมผสาน การตรวจจับสภาพอากาศ + การควบคุมมอเตอร์แบบอัตโนมัติ
ใช้งานง่าย เหมาะสำหรับทั้งนักเรียนและผู้สนใจอิเล็กทรอนิกส์