เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้ันมัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 ตวั อย่าง : อุปกรณ์ IoT ในชีวิตประจาวนั นาฬิกาอจั ฉริยะ หลอดไฟฟ้าท่ีสามารถ ตูเ้ ยน็ อจั ฉริยะ (Smart Watch) ควบคุมดว้ ยสมาร์ตโฟน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 1. องคป์ ระกอบของเทคโนโลยี IoT องคป์ ระกอบหลกั ของเทคโนโลยี IoT น้นั มีดว้ ยกนั 4 องคป์ ระกอบ ไดแ้ ก่ 4 1. IoT บอร์ด 31 2 หรือ Embedded Board/System คือ คอมพวิ เตอร์ขนาดเลก็ 2. อปุ กรณ์เช่ือมตอ่ เช่น เซนเซอร์ อุปกรณ์ Input และ Output เช่น สวติ ช์ อุปกรณ์สะพานไฟ (Relay) 4 3. เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต 4. อุปกรณ์ส่ือสาร หรือคอมพวิ เตอร์ หรือ Embedded System อื่น ๆ เช่น สมาร์ตโฟน โนต้ บุ๊ก แทบ็ เลต็
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 2. อุปกรณ์สาหรับสรา้ งเทคโนโลยี IoT 2.1 วงจรสมองกลฝงั ตัว มีลกั ษณะคลา้ ยกบั คอมพิวเตอร์ คือ มีหน่วยรับขอ้ มูล (Embedded System) หน่วยประมวลผล หน่วยความจา และหน่วยแสดงผล หน่วยประมวลผลหรือซีพยี ู ไมโครโพรเซสเซอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microprocessor: MP) (Microcontroller: MCU) ตอ้ งเชื่อมต่อกบั หน่วยความจาภายนอก มีหน่วยความจาภายในตวั สามารถเขียนโปรแกรม (Random Access Memory: RAM) เพอื่ อ่าน ลงบนตวั ไมโครคอนโทรลเลอร์และประมวลผล โปรแกรมสง่ั งานและการเกบ็ ขอ้ มูลก่อน ในตวั ของมนั เองได้ มีพอร์ตหรือช่องสญั ญาณ หรือหลงั ประมวลผล เชื่อมต่อกบั อุปกรณ์หรือวงจรภายนอก
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 ตวั อยา่ ง : วงจรสมองกลฝังตวั ท่ีสามารถนามาใชพ้ ฒั นาระบบ IoT Arduino Arduino อ่านวา่ “อาดุยโน” เป็นวงจรท่ีไดร้ ับความนิยม เพราะเป็นระบบแบบ Open Source เหมาะสาหรับผเู้ ริ่มตน้ ศึกษา NodeMCU สามารถใชโ้ ปรแกรม Arduino IDE ทางานร่วมกบั NodeMCU ได้ จึงทาใหใ้ ชภ้ าษา C/C++ ในการ เขียนโปรแกรมได้ ทาใหส้ ามารถ ใชง้ านไดห้ ลากหลายมากยงิ่ ข้ึน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 สามารถในการเช่ือมต่อระบบ เครือข่ายแบบไร้สายและบลูทูท ESP32 รองรับการเขียนโปรแกรม แบบ Arduino และใชภ้ าษา C ในการเขียนคาสง่ั ควบคุมได้ KidBright มีการแสดงผลและเซนเซอร์ แบบง่าย สามารถออกแบบและ สร้างชุดคาสงั่ แบบบลอ็ ก (Block - structured Programming) ผา่ น แอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟนได้
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 3 จดุ เดน่ ของ บอร์ดวงจรประกอบดว้ ย วงจรสมอง เซนเซอร์พ้นื ฐาน จอแสดงผล Real-time Clock ลาโพง กลฝงั ตัว สามารถนาไปประยกุ ตใ์ ชง้ านไดห้ ลากหลาย สร้างชุดคาส่ังแบบ Block-structured Programming ผา่ นแอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟน ชุดคาส่ังถูกส่งไปยงั บอร์ดวงจรสมองกลฝังตวั ผา่ นเครือข่ายไร้สาย ทาใหใ้ ชง้ านไดง้ ่ายไม่จาเป็นตอ้ งเชื่อมต่อสาย
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 3 แอปพลิเคชนั บนสมาร์ตโฟน แอปพลิเคชนั สร้างชุดคาส่ัง ทางานภายใตร้ ะบบปฏิบตั ิการ รองรับการทางานแบบ Android และ iOS Event-driven Programming คณุ สมบัติ รองรับการเชื่อมตอ่ เซนเซอร์ แอปพลิเคชนั สร้างชุดคาสั่ง ท่ีหลากหลาย รองรับการทางาน แบบ Multitasking
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้นั มธั ยมศึกษาปีท่ี 3 2.2 โมดูล ทาหนา้ ที่อา่ นคา่ จากสภาพแวดลอ้ มภายนอก หรือวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ หรือแสดงผลลพั ธ์ต่าง ๆ ตามท่ีตอ้ งการ 1) เซนเซอร์ มีหลายประเภท เช่น อุณหภูมิ ความร้อน คลื่นอินฟราเรด คลื่นอลั ตราโซนิก การสมั ผสั ตรวจจบั วตั ถุ ความดนั ระดบั น้า ความช้ืน และ ควนั และแก๊ส (โลหะ) สภาพแวดลอ้ ม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้นั มธั ยมศึกษาปีท่ี 3 2) ปมุ่ หรือสวิตชแ์ บบกลไก มีหลายประเภท เช่น สวติ ชก์ ดติดปลอ่ ยดบั สวติ ชเ์ ปิ ด-ปิ ด สวติ ชแ์ บบหมุน สวติ ชเ์ ล่ือน ดิปสวิตช์ สวติ ชจ์ ุดชนวน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 3) หลอดไฟฟา้ สาหรบั งานอิเล็กทรอนิกส์และดิจิทลั มีหลายประเภท เช่น LED แบบบาร์ หรือแบบ VU meter ใชแ้ สดงค่า LED แบบเมทริกซ์ ใชแ้ สดงผลเป็นตวั อกั ษรหรือ ในรูปแบบของระดบั ต่าง ๆ จากนอ้ ยไปมาก ตวั เลข โดยกาหนดการติดของดวงไฟไดอ้ ิสระ LED แบบ 7 ส่วน (7 segment) ใชใ้ นการแสดงค่า LED แบบ 14 ส่วน (14 segment) ใชส้ าหรับ ตวั เลข 0-9 ในแต่ละหลกั และจุดทศนิยมได้ การแสดงตวั อกั ษรและตวั เลข
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศึกษาปที ี่ 3 4) หน้าจอแสดงผลขนาดเลก็ มีหลายประเภท เช่น แอลซีดีดิสเพลยโ์ มดูล โดยส่วนใหญ่ จะไม่สามารถแสดงตวั อกั ษรภาษาไทยได้ กราฟิ กแอลซีดีดิสเพลยโ์ มดูล โอ-แอลอีดีดิสเพลยโ์ มดูล แสดงผลเป็นกราฟิ กได้ แสดงเป็น เป็นการพฒั นามาจาก LED ซ่ึงจะใหแ้ สงสวา่ ง ตวั อกั ษรภาษาไทยได้ ดว้ ยตวั เองโดยไม่ตอ้ งใชแ้ สงพ้นื หลงั ทาใหไ้ ด้ ความชดั เจนและความสวา่ งท่ีคมชดั กวา่
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศึกษาปที ่ี 3 5) วงจรควบคมุ เปดิ -ปิด หากตอ้ งการใหบ้ อร์ด IoT น้นั สงั่ การใหเ้ ปิ ดหรือปิ ดไฟส่องสวา่ งในบา้ น แต่เน่ืองจากบอร์ด IoT น้นั ใชไ้ ฟแรงดนั ต่า กระแสตรง ส่วนไฟฟ้าตามบา้ นพกั อาศยั ใชแ้ รงดนั 220 โวลต์ กระแสสลบั เราจาเป็นตอ้ ง ใชว้ งจรควบคุมที่มีการแยกภาคสวติ ชห์ รือสะพานไฟท่ีแยกกนั โดยการใชอ้ ุปกรณ์ที่เรียกวา่ รีเลย์ (Relay) มีหลายประเภท เช่น • รีเลยช์ นิดแม่เหลก็ หลกั การ คือ การสง่ั งานใหบ้ อร์ด IoT จ่ายไฟกบั วงจรรีเลย์ ตวั รีเลยแ์ บบ แม่เหลก็ น้นั เม่ือมีกระแสป้อนเขา้ สู่ตวั รีเลย์ สนามแม่เหลก็ จะกาเนิดข้ึนและมีการดูดสะพานไฟ มาเช่ือมกนั ดงั น้นั เรากส็ ามารถนาแหล่งจ่ายไฟอีกชุดมาเชื่อมต่อที่สะพานไฟน้นั
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 • รีเลยช์ นิดโซลิดสเตต (Solid State Relay) หลกั การคลา้ ยกบั รีเลยแ์ บบแม่เหลก็ แต่จะไม่มีกลไกใด ๆ การเปิ ดสะพานไฟน้นั จะใชค้ ุณสมบตั ิของปฏิกิริยา สารก่ึงตวั นา โดยใชไ้ ฟแรงดนั ต่าป้อนเพ่ือใหส้ ะพานไฟภายในทางาน
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 3 6) โมดลู ควบคุมเซอรโ์ วมอเตอร์ ใชส้ าหรับควบคุมการหมุนของมอเตอร์แบบกาหนดองศาการหมุนได้ ซ่ึงจะเหมาะสมกบั การบงั คบั การเล้ียว บงั คบั หางเสือเรือบงั คบั หรือปี กและแพนหาง เคร่ืองบินเลก็ และ บงั คบั การเคลื่อนไหวของแขนหุ่นยนตห์ รือตวั หุ่นยนต์ ซ่ึงวงจรน้ีจะมีหลายช่องควบคุม ใหใ้ ชห้ ลายมอเตอร์ โมดูลควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ท่ีใชค้ วบคุมการหมุนของหุ่นยนต์
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 7) โพรโทบอร์ด ตวั ตา้ นทานขนาดตา่ ง ๆ และสายไฟฟ้าพรอ้ มขว้ั แบบตวั ผู้-ตวั เมยี ตวั ผ-ู้ ตัวผู้ ตัวเมยี -ตวั เมยี โพรโทบอร์ด และตวั ตา้ นทานขนาดต่าง ๆ
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศึกษาปีที่ 3 8) เคร่อื งมอื วัดค่าทางไฟฟ้า เช่น มลั ติมิเตอร์ หรือออสซิลโลสโคปเพอื่ วดั รูปแบบสญั ญาณไฟฟ้า
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศึกษาปีท่ี 3 แอปพลเิ คชันกับ Internet of Things แอปพลิเคชนั ที่ใหบ้ ริการดา้ น IoT ในปัจจุบนั มีอยดู่ ว้ ยกนั หลายแอปพลิเคชนั แต่แอปพลิเคชนั ที่ไดร้ ับความนิยมและถูกนามาใชใ้ นดา้ นการศึกษาและพฒั นาระบบ IoT มีดงั น้ี 1. MQTT MQTT จะมีหลกั การในลกั ษณะท่ีมีตวั กลางในการแลกเปล่ียน ขอ้ มลู รับและส่งขอ้ มูลจากอุปกรณ์ต่าง ๆ ตวั กลางจะทาหนา้ ท่ี จดั การใหอ้ ตั โนมตั ิ ตวั กลางท่ีวา่ น้นั จะเรียกวา่ MQTT Broker ซ่ึงหลกั การ MQTT จะเป็นลกั ษณะที่เป็นการสมคั ร รับหวั ขอ้ ขา่ วและการตีพมิ พข์ ่าวสารในหวั ขอ้ น้นั ๆ ซ่ึงกระทาไดโ้ ดย ไม่มีขอ้ จากดั
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 3 2. Blynk Blynk คือ แอปพลิเคชนั ที่ถูกพฒั นาข้ึนมา เพ่อื อานวยความสะดวกในดา้ นการพฒั นา งาน IoT ลกั ษณะสาคญั คือ สามารถเขียน โปรแกรมไดง้ ่าย สามารถนามาใชง้ านเพื่อ แสดงผลขอ้ มูลไดแ้ บบทนั ทีทนั ใด (Realtime) อีกท้งั ยงั สามารถเชื่อมตอ่ หรือ ใชง้ านกบั อุปกรณ์สมองกลฝังตวั ได้ หลากหลายประเภท ท้งั Arduino, ESP8266, ESP32 หรือ Raspberry Pi
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศึกษาปีที่ 3 3. NETPIE NETPIE คือ แอปพลิเคชนั ท่ีถูกออกแบบมาเพื่อทางานดา้ น IoT เช่นเดียวกนั กบั MQTT และ Blynk พฒั นาโดยศนู ยเ์ ทคโนโลยอี ิเลก็ ทรอนิกส์และคอมพวิ เตอร์แห่งชาติ (NECTEC) จึงถือไดว้ า่ เป็นระบบของคนไทยที่ใหบ้ ริการในดา้ นงาน IoT ระบบแรก ซ่ึงสามารถทางาน ร่วมกบั วงจรสมองกลฝังตวั ไดห้ ลายชนิด ท้งั Arduino, ESP8266, ESP32 หรือ Respberry Pi
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้นั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 3 4. kidBright IoT KidBright IoT คือ แอปพลิเคชนั ที่ใชร้ ะบบภายในเช่ือมโยง กบั NETPIE แต่ KidBright IoT สามารถทางานร่วมกบั วงจร สมองกลฝังตวั KidBright เท่าน้นั มีรูปแบบการใชง้ านที่ง่าย เพราะสามารถเขียนคาสั่งไดจ้ าก KidBright IDE ในรูปแบบ ของบลอ็ กคาสั่ง แต่กม็ ีขอ้ เสียที่สาคญั คือ ผใู้ ชไ้ ม่สามารถ ปรับแตง่ หนา้ จอแสดงผลของแอปพลิเคชนั น้ีได้ หรือไม่ สามารถเพ่ิมฟังกช์ นั การทางานอ่ืน ๆ ได้
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 3 การพัฒนาระบบ IoT เบ้อื งต้น ตวั อย่างที่ 1 การพฒั นาระบบเปิ ด-ปิ ดไฟดว้ ยสมาร์ตโฟน ระบบเปิ ด-ปิ ดไฟดว้ ยสมาร์ตโฟน คือ ระบบท่ีสามารถควบคุมวงจรไฟฟ้าผา่ น สมาร์ตโฟนไดโ้ ดยท่ีผใู้ ชง้ านจะส่ังงานผา่ นสมาร์ตโฟน ซ่ึงเชื่อมตอ่ กบั ระบบเครือข่าย และส่งสญั ญาณควบคุมไปยงั วงจรสมองกลฝังตวั ซ่ึงในวงจรสมองกลฝังตวั จะมีคาสั่ง ท่ีทาหนา้ ท่ีตรวจสอบและรับขอ้ มูลท่ีส่งมาจากสมาร์ตโฟน และสั่งงานใหร้ ะบบต่าง ๆ ทางานตามท่ีผใู้ ชส้ ั่งงาน เลอื กใช้ • บอร์ดวงจรสมองกลฝังตวั KidBright • แอปพลิเคชนั KidBright IoT
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 ข้ันตอนการพฒั นาระบบเปดิ -ปิดไฟดว้ ยสมารต์ โฟน 1. เช่ือมต่อบอร์ด KidBright เขา้ กบั หลอดไฟฟ้า USB
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 2. เขียนคาสัง่ ควบคุมดว้ ยโปรแกรม KidBright IDE บนคอมพิวเตอร์ สามารถเขียนได้ 3 รูปแบบ
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 3 3. ต้งั คา่ การเช่ือมตอ่ ระบบเครือข่าย โดยคลิกที่ แลว้ ต้งั คา่ การเช่ือมต่อโดย SSID คือ ชื่อสัญญาณเครือข่ายไร้สาย Password คือ รหสั ผา่ นของสญั ญาณเครือขา่ ยไร้สาย จากน้นั กดป่ ุม OK
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 3 4. เช่ือมต่อ KidBright เขา้ กบั คอมพิวเตอร์ โดยใชส้ าย USB และทาการดาวนโ์ หลด โปรแกรมเขา้ สู่บอร์ด KidBright ดว้ ยการกดป่ ุม 5. กดป่ ุม เพ่ือแสดง QR Code สาหรับเช่ือมต่อกบั สมาร์ตโฟน 6. ในส่วนของสมาร์ตโฟนใหท้ าการดาวน์โหลดแอปพลิเคชนั KidBright IoT แลว้ ทาการ เปิ ดแอปพลิเคชนั กดป่ ุมสแกน QR Code จากน้นั สแกน QR Code ที่เปิ ดไวใ้ นขอ้ 5 7. ทดลองกดป่ ุมสวติ ช์ 1 และ 2 แลว้ สังเกตการแสดงผลของหลอดไฟฟ้า USB
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 3 ตวั อย่างท่ี 2 การใช้ MQTT และ Raspberry Pi 3 ในการพฒั นาระบบ IoT 1. การเช่อื มตอ่ วงจร โปรแกรมต่อไปน้ีจะสง่ั งานใหร้ ีเลยท์ างาน (เปิ ด) ในช่วงเวลาหลงั 20.00 น. และหยดุ ทางาน (ปิ ด) ในช่วงเวลาหลงั 22.00 น. และมีไฟกะพริบ (ดวงที่ 2) ทกุ ๆ วนิ าที เพ่ือแสดงวา่ ในขณะน้นั โปรแกรมกาลงั ทางานอยู่ การเชื่อมต่อวงจรจะเชื่อมตอ่ สายไฟฟ้ากบั โมดูลรีเลยจ์ ากวงจร LED ดวงที่ 1 เพอ่ื มาใชส้ ง่ั งาน รีเลย์ และเพ่ือใหท้ ราบวา่ รีเลยน์ ้นั ทางานหรือไม่ หากทางาน LED ดวงที่ 1 จะติดคา้ งไว้
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีที่ 3 2. การออกแบบหน้าจอด้วย MQTT ออกแบบหนา้ จอบนสมาร์ตโฟนโดยผา่ นแอปพลิเคชนั ท่ีรองรับ MQTT ไดแ้ ก่ แอปพลิเคชนั IoT MQTT Panel (Android) หรือแอปพลิเคชนั IoT OnOff (iOS)
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปีที่ 3 3. การเขียนโปรแกรมควบคุมโดยใช้ Raspberry Pi 3 การเขียนโปรแกรมตอ่ ไปน้ีจะตอ้ งใหบ้ อร์ดเชื่อมกบั เครือข่ายอินเทอร์เน็ต และสมาร์ตโฟน ตอ้ งผา่ นเครือขา่ ยดว้ ยจึงจะทางานไดอ้ ยา่ งสมบูรณ์ การเขยี นโปรแกรมไพธอนกับบอรด์ Raspberry Pi 3 ใหไ้ ฟตดิ -ดับ ก่อนอื่นนกั เรียนจะตอ้ งลงโมดูลชุดคาส่ัง MQTT บน Raspberry Pi 3 ดว้ ยการเขา้ ที่ Terminal แลว้ ป้อนคาส่งั sudo pip install paho-mqtt ระบบจะติดต้งั โมดูลชุดคาส่ัง MQTT ของ Paho ใหเ้ รียกใชใ้ นการเขียนโปรแกรมได้
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 3 เขา้ สู่โปรแกรม Geany และดูคาอธิบายเพือ่ ทาความเขา้ ใจ โดยการทางานของโปรแกรมน้ี จะสง่ั งานใหร้ ีเลยแ์ ละไฟดวงท่ี 2 ติด 5 วนิ าที และดบั 5 วินาทีตามเวลาจริงของระบบ โดยใชช้ ุดคาสั่ง datetime เป็นการนาเขา้ ชุดคาสง่ั paho.mqtt.client ภายใตน้ ามของตวั แปร mqtt เป็นการนาเขา้ ชุดคาสงั่ ท่ีเกี่ยวกบั GPIO และเวลาจริงของบอร์ด เป็นการต้งั ค่าตวั แปร สถานะของ LED ท้งั 2 ตวั ใหอ้ ยใู่ นสถานะปิ ด (Off) ตวั แปร prefix น้นั คือ คานาหนา้ หวั ขอ้ ข่าว เพือ่ ไปเชื่อมต่อกบั ชื่อของหวั ขอ้ ทา้ ย def topic (sensor) เป็นการเขียนฟังกช์ นั เพื่อเรียกใชใ้ นโปรแกรม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 การเขียนตวั อกั ษร def topic (sensor) เป็นการเขียนฟังกช์ นั เพ่อื เรียกใชใ้ นโปรแกรม เน่ืองจากเวลา Publish จะตอ้ งนาคา่ หวั ขอ้ ยอ่ ยของขา่ ว เช่น LED1, Relaystatus มาเช่ือมกนั กบั prefix ทุกคร้ังก่อน Publish หรือ Subscribe ซ่ึงสามารถสงั เกตไดใ้ นโปรแกรมช่วงถดั ไป ดงั ภาพ เป็ นเทคนิคการสร้าง ฟังกช์ นั ภายในโปรแกรม ประกาศตวั แปรภายนอก คือ LED1status เพราะจะมีการเรียกใชใ้ นบรรทดั ท่ี 22 25 และ 29
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 เป็นการแปลงขอ้ ความท่ีไดจ้ ากการ Subscribe ไว้ เพอื่ ดึงและแปลงเป็น Payload เกบ็ ไว้ เป็นการพมิ พข์ อ้ มูลภาระขา่ วท่ีไดแ้ ละหวั ขอ้ ขา่ วที่รับมา ซ่ึงจะพิมพผ์ ลแสดงออกมาที่จอ Terminal ของบอร์ด Raspberry Pi 3
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชนั้ มัธยมศึกษาปที ่ี 3 เป็นการตรวจสอบตวั แปร AppTopic ส่วนบรรทดั ท่ี 22-29 น้นั จะเป็นเทคนิค การทาใหเ้ มื่อมีการกดป่ ุมโดยส่ง pushed มาจะทาใหไ้ ฟดวงท่ี 1 ติด โดยการใชต้ วั แปร
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชนั้ มัธยมศึกษาปีที่ 3 การนา LED1status มาช่วยในการจดจาวา่ สถานะติดหรือดบั อยู่ โดยเมื่อสงั่ ให้ LED1 ติด กเ็ กบ็ ค่าตวั แปร LED1status เป็น On และหากมีการ Publish LED1 มาจากสมาร์ตโฟนเป็น pushed มาอีกคร้ัง กจ็ ะเขา้ สู่ else เพราะสถานะ LED1status เป็น On กจ็ ะถูกสง่ั การให้ LED1 ดบั และเกบ็ ค่าสถานะใหม่ LED1status เป็น Off ความหมายคือ กดป่ ุมคร้ังหน่ึงจะปิ ด กดป่ ุมอีกคร้ังจะเปิ ด เช่นน้ี เราเรียกลกั ษณะเทคนิคน้ีวา่ Toggle (ทอ็ กเกิล)
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 3 เป็นการประกาศคา่ ขา GPIO และโหมดการทางานของ GPIO เป็นการต้งั ค่า Broker URL ซ่ึงจะใชใ้ นบรรทดั ท่ี 45 จาเป็นตอ้ งเปลี่ยนช่ือ โดยช่ือที่ใช้ จะตอ้ งไม่ซ้ากนั กบั ผอู้ ื่น
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชน้ั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 เป็นการต้งั ค่าเมื่อมีการ Subscribe และมีขอ้ ความส่งมาดว้ ย Publish จากผสู้ ่งขา่ ว client.on_message จะกาหนดใหไ้ ปทางาน ท่ีฟังกช์ นั on_message ท่ีเขียนไวแ้ ลว้ ในบรรทดั ที่ 15-29 เป็นการเชื่อมตอ่ กบั Broker ที่ระบุ URL ไวใ้ นบรรทดั ท่ี 38 และดว้ ยพอร์ตท่ี 8080 (websockets)
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 3 เป็นบรรทดั ท่ีจาเป็นตอ้ งมีเมื่อมีการ Subscribe เพราะเป็นการส่ังใหม้ ีการตรวจสอบ การส่งขอ้ มูลตลอดเวลาดว้ ย client.loop_start( ) และหวั ขอ้ ขา่ วท่ีสมคั รไว้ คือ client.subscribe (topic(“LED1”) ซ่ึงจะเป็น “/Thailand/M3/LED1”
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที่ 3 การวนลูป เป็นการวนลูปกระทาการแสดงผลไฟติด-ดบั ของรีเลยแ์ ละ LED2
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 จะไดค้ า่ ของหลกั หน่วยของวนิ าที ซ่ึงเราจะนามาใชใ้ นบลอ็ กของ if หาก 0-5 กจ็ ะสงั่ การ ให้ LED2 ติด (กค็ ือรีเลยด์ ว้ ย) และตีพมิ พ์ Publish หวั ขอ้ ขา่ ววา่ รีเลยต์ ิด และเกบ็ ค่า สถานะ LED2status (กค็ ือสถานะรีเลยด์ ว้ ย) ไวว้ า่ เป็น On และหากไมใ่ ช่เวลา 0-5 กส็ งั่ การใหร้ ีเลยห์ รือ GPIO LED2 น้นั ดบั ลง และตีพมิ พห์ วั ขอ้ ขา่ ววา่ รีเลยป์ ิ ดแลว้ และเกบ็ ค่าสถานะของ LED2status เป็น Off
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 ภาพ การใชช้ ุดคาส่ังเคลียร์พอร์ต GPIO และการปิ ดลูป
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 หลงั จากบลอ็ กของ while ในช่วงบรรทดั ที่ 51-72 แลว้ กใ็ หใ้ ส่ชุดคาสง่ั เคลียร์พอร์ต GPIO และ การปิ ดลูป client.loop_stop( ) และการสิ้นสุดการเชื่อมต่อกบั Broker ดว้ ย client.disconnect( ) เป็ นการจบโปรแกรมโดยสมบูรณ์
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศึกษาปที ี่ 3 แบบทดสอบ หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี 1
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ช้ันมัธยมศกึ ษาปที ่ี 3 นักเรียนใชด้ นิ สอระบายลงใน หน้าคาตอบทีถ่ ูกต้องใหเ้ ตม็ วง 1. ขอ้ ใดเรียงขนั้ ตอนของวฏั จกั รการพฒั นาระบบงาน (SDLC) ได้ถกู ตอ้ ง ก. การใชง้ านจริง จ ชข ก ค ง ฉ ข. การเขียนโปรแกรม จชขงฉกค ค. การปรับปรุงและพฒั นาโปรแกรม ฉจขชคกง ง. การทดสอบและแกไ้ ขโปรแกรม จ. วิเคราะห์ปัญหา จชขงฉคก ฉ. การจดั ทาเอกสารและคู่มือ ช. การออกแบบโปรแกรม เฉลย เพราะข้นั ตอนของวฏั จกั รการพฒั นาระบบงาน (SDLC) เร่ิมจากการวเิ คราะห์ ปัญหาการออกแบบโปรแกรม การเขียนโปรแกรม การทดสอบและแกไ้ ขโปรแกรม การจดั ทาเอกสารคูม่ ือ การใชง้ านจริง การปรับปรุงและพฒั นาโปรแกรม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 3 2. การเตรยี มความพรอ้ มในการเขยี นโปรแกรมมคี วามสาคัญอยา่ งไร เพ่ือไม่ใหโ้ ปรแกรมทางานผดิ พลาดหรือเกิดปัญหาภายหลงั จากนาไปใชง้ านจริง เพือ่ ใหม้ ีทกั ษะในการเขียนโปรแกรมเพอ่ื แกป้ ัญหาตามท่ีไดอ้ อกแบบไว้ เพื่อใหไ้ ดโ้ ปรแกรมที่ทางานไดส้ มบูรณ์ทุกฟังกช์ นั และมีประสิทธิภาพดีท่ีสุด เพ่ือใหร้ ู้วา่ การเขียนโปรแกรมภาษาใดเหมาะกบั การแกป้ ัญหาน้นั ๆ เฉลย เพราะการเตรียมความพร้อมในการเขียนโปรแกรมน้นั กเ็ พอื่ จะฝึกฝนใหม้ ีทกั ษะในการเขียนโปรแกรมเพ่ือแกป้ ัญหา เขา้ ใจการทางาน รูปแบบของภาษา และสามารถเขียนโปรแกรม แกป้ ัญหาตามท่ีไดอ้ อกแบบไว้
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 3. กอ่ นท่จี ะเขยี นโปรแกรมแก้ปญั หา ผ้เู ขยี นโปรแกรมควรทาสิ่งใดก่อน เพ่อื ใหก้ ารแกป้ ญั หามีประสิทธิภาพมากที่สุด จดั หาอุปกรณ์และเครื่องมือที่จาเป็น ออกแบบผงั งานการทางานของโปรแกรม คน้ หาการแกป้ ัญหาน้นั ๆ จากอินเทอร์เน็ต ศึกษาการเขียนโปรแกรมจากส่ือหรือแหล่งเรียนรู้ใหเ้ ขา้ ใจ เฉลย เพราะก่อนการเขียนโปรแกรมเพอื่ แกป้ ัญหาใด ๆ ควรทาการออกแบบผงั งานการทางานของโปรแกรมก่อน เพอื่ ใหก้ ารเขียนโปรแกรมเพ่ือแกป้ ัญหามีลาดบั และกระบวนการ ที่ถูกตอ้ งและสามารถตรวจสอบแกไ้ ขไดง้ ่าย
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 3 4. ข้อใดไมใ่ ช่ระบบประเภท IoT ระบบแสดงสถานะหลอดไฟฟ้าภายในบา้ นมายงั แอปพลิเคชนั ระบบควบคุมการเปิ ด-ปิ ดวาลว์ น้าดว้ ยสมาร์ตโฟน ระบบรายงานสภาพอากาศทว่ั ประเทศไทย ระบบเปิ ด-ปิ ดไฟฟ้าอตั โนมตั ิตามระดบั แสง เฉลย เพราะเนื่องจากระบบเปิ ด-ปิ ดไฟฟ้าอตั โนมตั ิ ตามระดบั แสงเป็นเพียงระบบอตั โนมตั ิ สามารถทางานไดด้ ว้ ยตนเองและไม่ตอ้ งเช่ือมต่อกบั อินเทอร์เน็ต
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 3 5. ข้อใดกลา่ วถงึ MIT App Inventor ไดถ้ กู ต้อง เป็นเคร่ืองมือที่ใชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปของการเขียนโปรแกรมภาษาระดบั สูง เป็นเคร่ืองมือที่ใชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปของบลอ็ กคาสั่ง เป็นเคร่ืองมือที่ใชท้ ดสอบแอปพลิเคชนั ที่สร้างข้ึน เป็นเคร่ืองมือที่ใชอ้ อกแบบผงั งาน เฉลย เพราะ MIT App Inventor เป็นเครื่องมือที่ใชส้ ร้างแอปพลิเคชนั ในรูปแบบของบลอ็ กคาสัง่ สามารถสร้างแอปพลิเคชนั ไดง้ ่าย
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 3 6. ขอ้ ใดกล่าวถงึ Embedded System ไมถ่ กู ต้อง เปรียบเสมือนกบั คอมพิวเตอร์ขนาดเลก็ Embedded System เช่น Arduino UNO R3 สามารถเขียนคาสัง่ ควบคุมไดด้ ว้ ยภาษาไพธอนเท่าน้นั มีความสามารถในการประมวลผลและเชื่อมต่อกบั อุปกรณ์ภายนอก เฉลย เพราะ Embedded System ไม่จาเป็นจะตอ้ งเขียนคาส่ังควบคุม ดว้ ยภาษาไพธอน เสมอไป บางอุปกรณ์ที่ใชภ้ าษาอ่ืน ๆ เช่น Arduino ใชภ้ าษาซีในการเขียนคาสั่งควบคุม
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 7. หากนักเรียนต้องการพฒั นาระบบควบคุมอปุ กรณ์ไฟฟา้ ภายในบ้าน นกั เรยี นจะตอ้ งใช้อปุ กรณอ์ ะไร เพอื่ ทาหน้าท่ีเชอื่ มตอ่ สัญญาณไฟฟ้า ระหวา่ งบอรด์ สมองกลฝังตัวกับอปุ กรณไ์ ฟฟา้ Relay เฉลย เพราะรีเลย์ (Relay) คือ MQTT สวติ ชต์ ดั ต่อวงจรแบบอิเลก็ ทรอนิกส์ Protoboard โดยใชห้ ลกั การของแม่เหลก็ ไฟฟ้า Raspberry Pi 3 จะทางานเมื่อมีการจ่ายไฟไปตามกาหนด ทาใหเ้ กิดวงจรเปิ ด เม่ือไม่มีการจ่ายไฟ จะทาใหเ้ กิดวงจรปิ ด ทาใหอ้ ุปกรณ์ไฟฟ้า ที่ใชร้ ีเลยเ์ ป็นสวติ ชน์ ้นั ไม่ทางาน
เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปีที่ 3 8. ข้อใดกล่าวถึงวงจรสมองกลฝังตัว KidBright ไดถ้ ูกต้อง เขียนโปรแกรมคาสงั่ ดว้ ยภาษาไพธอน เขียนโปรแกรมคาสง่ั ดว้ ยภาษาจาวา เขียนโปรแกรมคาสัง่ ดว้ ยภาษาซี เขียนโปรแกรมคาส่ังแบบบลอ็ ก เฉลย เพราะวงจรสมองกลฝังตวั KidBright สามารถเขียนโปรแกรมควบคุม ดว้ ยบลอ็ กคาสง่ั
เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ชัน้ มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 9. องค์ประกอบหลักของเทคโนโลยี IoT มีอะไรบา้ ง Embedded Board/System, เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต อุปกรณ์เชื่อมต่อ, เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์สื่อสาร Embedded Board/System, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์สื่อสาร Embedded Board/System, อุปกรณ์เชื่อมต่อ, เครือขา่ ยอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์ส่ือสาร เฉลย เพราะเทคโนโลยี IoT ประกอบไปดว้ ย Embedded Board/System อุปกรณ์เช่ือมตอ่ เช่น เซนเซอร์, เครือข่ายอินเทอร์เน็ต, อุปกรณ์ส่ือสาร
Search
