การสร้าง Arduino หรี่ไฟ ผ่านบลูทูธ ด้วย แอปมือถือ

การหรี่ไฟ หรือควบคุมแสงสว่างของหลอดไฟหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ แบบไร้สายผ่านโทรศัพท์มือถือด้วยแอพแอนดรอยด์ (App Android) เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน และความสะดวกในการควบคุม ซึ่งจะทำให้หลอดไฟกินไฟน้อยลง นอกจากนั้นยังช่วยทำให้ยืดอายุหลอดไฟได้ยาวนานขึ้น เพราะไม่ต้องทำงานเต็มกำลังความสว่าง 100% ตลอดเวลา

และในบทความนี้ ได้เลือกใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลท์ จากแบตเตอรี่ลิเธียม หรือ ถ่านชาร์จ 18650 จำนวน 3 ก้อน ถ่านชาร์จ 18650 ก็คืออีกหนึ่งประเภทของถ่านไฟฉาย ที่สามารถใช้งานได้ในระยะยาวโดยการชาร์จไฟซ้ำ ซึ่งตัวเลข 18650 นี้ คือขนาดมาตรฐานของถ่านชาร์จชนิดนี้ โดยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 18 มิลลิเมตร ความยาว 65.0 มิลลิเมตร โดยถ่านชาร์จ 18650 ผลิตจาก ลิเธียม-ไอออน (Lithium-Ion) แบบเดียวกับแบตเตอรี่ของ สมาร์ทโฟน หรือ คล้ายๆแบตเตอรี่ที่ใช้กับรถไฟฟ้า EV จึงทำให้สามาถนำไปใช้ได้ทุกๆสถานที่ แม้จะไม่มีกระแสไฟฟ้าจากไฟบ้าน

อุปกรณ์ที่ใช้

1- Arduino UNO R3

2- Sensor Shield V 5.0

3- BD139 NPN Power Transistor

4- รีซิสเตอร์ 10K Ohm 1/4 W

5- แจ๊กขั้วถ่าน 9 โวลต์

6- สายไฟแดงดำ ขนาด 22AWG

7- Prototype PCB Board 4×6 cm

8- Bluetooth HC-06 Slave

9- แผ่นอะคริลิคใส

10- ถ่านชาร์จ 18650 NCR18650B จำนวน 3 ก้อน

11- รางถ่าน 18650 3 ก้อน

12- เสารองแผ่นพีซีบีโลหะแบบเหลี่ยม 8 mm

13- ON / OFF Rocker Switch

14- Jumper (F2F) 20cm Female to Female

15- หลอดไฟ แอลอีดี 5 วัตต์ 12 โวลท์

การควบคุมการหรี่ไฟด้วยแอปมือถือผ่านบลูทูธมีประโยชน์หลายประการ ได้แก่:

หลักการทำงานของระบบ

Bluetooth HC-06 เป็นโมดูลบลูทูธที่ใช้ในการสื่อสารแบบไร้สายระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโปรเจกต์ที่ใช้ Arduino หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ

คุณสมบัติหลัก:

• โมดูลบลูทูธ: HC-06 เป็นโมดูลที่ใช้สื่อสารผ่าน Bluetooth
  
  
• การเชื่อมต่อ: ใช้สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม (Serial Communication)
  
  
• ระยะการเชื่อมต่อ: ประมาณ 10 เมตร (ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง)
  
  
• แรงดันไฟฟ้า: 3.3V หรือ 5V
  
  
• การใช้งาน: ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์หรือการรับส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กับสมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่รองรับ Bluetooth
  
  

หลักการทำงานของโมดูลบลูทูธ HC-06 กับ Arduino ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ดังนี้:

องค์ประกอบ

1. โมดูลบลูทูธ HC-06
   • โมดูล HC-06 เป็นโมดูลบลูทูธแบบ slave ที่สามารถรับข้อมูลจากอุปกรณ์ที่เป็น master (เช่น สมาร์ทโฟน) และส่งข้อมูลนั้นไปยัง Arduino
     
     
2. Arduino
   • ใช้ในการรับข้อมูลจาก HC-06 และประมวลผลข้อมูลนั้นเพื่อทำการควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ เช่น หลอดไฟ, มอเตอร์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ
     

Arduino เป็นแพลตฟอร์มอิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์สที่ใช้ในการสร้างและพัฒนาโปรเจกต์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ แพลตฟอร์มนี้ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ (บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์) และซอฟต์แวร์ (Arduino IDE) ที่ใช้ในการเขียนและอัปโหลดโค้ดลงบนบอร์ด

บอร์ด Arduino มีหลากหลายรุ่น แต่ทุกรุ่นมีความสามารถในการเชื่อมต่อกับเซนเซอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อรับข้อมูลและควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยการเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C++

Arduino เป็นที่นิยมใช้ในงานต่าง ๆ เช่น โปรเจกต์ DIY ระบบอัตโนมัติบ้าน หุ่นยนต์ การทดลองทางวิทยาศาสตร์ และการศึกษาในด้านอิเล็กทรอนิกส์และการเขียนโปรแกรม

หลักการหรี่ไฟ

การหรี่ไฟด้วยเทคนิค Pulse Width Modulation (PWM) กับ Arduino เป็นการควบคุมความสว่างของหลอดไฟ (หรืออุปกรณ์อื่นๆ) โดยการปรับค่า Duty Cycle ของสัญญาณ PWM

การทำงานของ PWM

PWM เป็นเทคนิคที่ใช้สัญญาณดิจิตอลในการสร้างสัญญาณแบบอนาล็อก โดยการเปลี่ยนแปลงระยะเวลาที่สัญญาณอยู่ในสถานะ “สูง” (ON) และ “ต่ำ” (OFF) ในหนึ่งรอบของสัญญาณ (Period)

• Duty Cycle: คืออัตราส่วนระหว่างเวลาที่สัญญาณอยู่ในสถานะสูง (ON) กับเวลาทั้งหมดของหนึ่งรอบสัญญาณ PWM โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์
  • Duty Cycle 0% หมายถึงสัญญาณอยู่ในสถานะต่ำตลอดเวลา
  • Duty Cycle 100% หมายถึงสัญญาณอยู่ในสถานะสูงตลอดเวลา
  • Duty Cycle 50% หมายถึงสัญญาณอยู่ในสถานะสูงครึ่งหนึ่งของเวลาและต่ำครึ่งหนึ่งของเวลา

การสร้าง Arduino หรี่ไฟ ผ่านบลูทูธ ด้วย แอปมือถือ

1.ประกอบอุปกรณ์และเชื่อมต่อวงจร

• ยึด เสารองแผ่นพีซีบีโลหะแบบเหลี่ยม 8 mm เข้ากับ แผ่นอะคริลิคใส

• ยึด Arduino UNO R3 เข้ากับ เสารองแผ่นพีซีบีโลหะแบบเหลี่ยม 8 mm

• เสียบ Sensor Shield เข้ากับ บอร์ด Arduino UNO R3

เชื่อมต่อรางถ่าน 18650 + สวิตช์ + แจ๊กขั้วถ่าน เข้ากับ 12VDC input ของ บอร์ด Arduino UNO R3

• ใช้กาวร้อน ยึด รางถ่าน 18650 3 ก้อน เข้ากับ แผ่นอะคริลิคใส

• เชื่อมต่อวงจร สวิตช์ + แจ๊กขั้วถ่าน เข้ากับ 12VDC input ของ บอร์ด Arduino UNO R3

• ที่รางถ่าน ใส่ถ่าน 18650 จำนวน 3 ก้อน แล้วทดสอบเปิดสวิตช์ ต้องมีไฟเข้าที่บอร์ด Arduino UNO

• ใช้ Jumper (F2F) เชื่อมต่อสาย Sensor Shield กับ Bluetooth HC-06

• เมื่อเปิดการทำงาน ที่ Bluetooth HC-06 ต้องมีไฟ LED สีแดง กระพริบ

• เชื่อมต่อทรานซิสเตอร์และหลอดไฟ
  

ทดสอบ- การหรีไฟ

ติดตั้งโปรแกรม Arduino IDE และทดสอบตามลิงค์ด้านล่าง

• การใช้งาน Arduino UNO R3 เบื้องต้น

เปิดโปรแกรม Arduino IDE เขียนโค้ดและอัพโหลดโค้ดดังนี้

int PWM_Pin = 9;

void setup() {
pinMode(PWM_Pin, OUTPUT);

}

void loop() {
analogWrite(PWM_Pin, 0);
delay(1000);
analogWrite(PWM_Pin, 64);
delay(1000);
analogWrite(PWM_Pin, 127);
delay(1000);
analogWrite(PWM_Pin, 191);
delay(1000);
analogWrite(PWM_Pin, 255);
delay(1000);
}

คลิป- ทดสอบ – การหรีไฟ

อัพโหลดโค้ด Arduino หรี่ไฟ ผ่านบลูทูธ ด้วย แอปมือถือ

เปิดโปรแกรม Arduino IDE เขียนโค้ดและอัพโหลดโค้ดดังนี้

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(4, 5);  // TX, RX
char data = 0;
int PWM_Pin = 9;


void setup() {
  Serial.begin(9600);

  mySerial.begin(9600);
  pinMode(PWM_Pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (mySerial.available() > 0) {
    data = mySerial.read();
    Serial.print(data);
    Serial.print("\n");

    if (data == '0')
      analogWrite(PWM_Pin, 0);
    if (data == '1')
      analogWrite(PWM_Pin, 28);
    if (data == '2')
      analogWrite(PWM_Pin, 56);
    if (data == '3')
      analogWrite(PWM_Pin, 84);
    if (data == '4')
      analogWrite(PWM_Pin, 112);
    if (data == '5')
      analogWrite(PWM_Pin, 140);
    if (data == '6')
      analogWrite(PWM_Pin, 168);
    if (data == '7')
      analogWrite(PWM_Pin, 196);
    if (data == '8')
      analogWrite(PWM_Pin, 224);
    if (data == '9')
      analogWrite(PWM_Pin, 253);

  }
}

   

https://lungmaker.com/code/arduino-dimmer-v2014.ino

เปิดการเชื่อมต่อ Bluetooth

ที่สมาร์ทโฟน ระบบปฏิบัติการ แอนดรอยด์ (Android) เปิดการเชื่อมต่อ Bluetooth ควรเห็นอุปกรณ์ที่สามารถเชื่อมต่อชื่อ HC-06

เลือกจับคู่กับ HC-06 ใส่ PIN รหัสผ่านเป็น 1234 -> จับคู่

แสดงการจับคู่สำเร็จ

ติดตั้งแอพชื่อ BlueDuino (Arduino Joystick)

ใช้สมาร์ทโฟนดาวน์ ระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ (Android) ดาวน์โหลดและติดตั้งแอพชื่อ BlueDuino (Arduino Joystick) จาก Google Play Store

เลือกที่ Connection to Device

เลือก HC-06

เลือก Dimmer Light

เลือกไปที่รูปเฟือง ขวามือด้านบน

เลือกไปที่ Dimmer Light Values

แก้ Value 1024 เป็น 9

เลือก Save Change

จะเห็น MAX Value เป็น เลข 9 แสดงว่า แอปเราพร้อมใช้งานแล้ว

ทดสอบควบคุม หรี่ไฟ ผ่านบลูทูธ ด้วย แอปมือถือ