กลับไปหน้ารวมไฟล์
smart-hedgehog-shelter-0408ba.md

ในวิชา "Sustainable Digital Innovation Lab" นี่แหละ พวกเราถูกสั่งให้สร้าง "ของดิจิทัล" ขึ้นมาสักชิ้น ที่จะช่วยแก้ปัญหาในเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) ของ UN สักข้อหรือหลายข้อ โครงการของเรานี้ตั้งใจจะช่วยเหลือเจ้าตัว "เม่น" ที่กำลังใกล้จะสูญพันธุ์นี่แหละ! เราเลยสร้าง "บ้านอัจฉริยะสำหรับเม่น" (Smart Hedgehog Shelter - SHS) ขึ้นมา ซึ่งมันทำงานได้สองแนวด้วยกัน แนวแรกคือช่วยให้คนทั่วไปอย่างเราๆ ช่วยเหลือเม่นที่ตกทุกข์ได้ง่ายขึ้น แนวที่สองคือเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับเจ้าตัวขนปุย เพราะตอนนี้ข้อมูลที่เชื่อถือได้มันยังขาดๆ เกินๆ อยู่เลย

มุมมองของโปรเจค

บ้านอัจฉริยะสำหรับเม่นนี้คือการสำรวจเทคโนโลยีระดับสูงสำหรับสัตว์ป่าและการเชื่อมต่อจากสัตว์สู่คลาวด์เลยทีเดียว! ด้วยการโฟกัสที่องค์ประกอบพื้นฐานอย่างเซ็นเซอร์และการเชื่อมต่อ IoT พวกเธอจะได้เรียนรู้วิธีตรวจสอบและสนับสนุนประชากรเม่นในสวนของตัวเอง โดยใช้ลอจิกซอฟต์แวร์เฉพาะทางและไปป์ไลน์ข้อมูลที่แข็งแกร่ง

การลงมือทำจริง: เซ็นเซอร์และการดูแลสัตว์ป่า

โปรเจคนี้จะเผยให้เห็นเลเยอร์ทางเทคนิคของการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมและการมีปฏิสัมพันธ์กับสัตว์:

  • เลเยอร์ตรวจสอบสภาพอากาศ: เซ็นเซอร์ DHT22 จะวัดอุณหภูมิและความชื้นภายในบ้าน เพื่อรับประกันสภาพไมโครคลิเมตที่ปลอดภัย ไม่ให้เย็นหรือชื้นเกินไปสำหรับเจ้าตัวน้อย
  • เลเยอร์ระบุตัวตนและการเคลื่อนไหว: เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว PIR ทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับความละเอียดสูง ระบุสัญญาณอินฟราเรดของเม่นเมื่อมันเข้ามาในอุโมงค์ทางเข้าและเคลื่อนที่ภายใน
  • เลเยอร์ตรวจสอบน้ำหนัก: ตาชั่งที่สร้างขึ้นเองโดยใช้โหลดเซลล์ จะให้ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับน้ำหนักของเม่น ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สุขภาพที่สำคัญมาก
  • เลเยอร์ลอจิกประมวลผล: โค้ด Arduino จะทำงานตามกลยุทธ์แบบลำดับ ตรวจสอบอินพุตจากเซ็นเซอร์เพื่อกำหนดว่ามีผู้อยู่อาศัยหรือไม่ และสถานะสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างไร จากนั้นจะแสดงผลผ่าน LED
  • เลเยอร์บันทึกและสื่อสารข้อมูล: ข้อมูลจากเซ็นเซอร์จะถูกบันทึกลงโมดูลการ์ด SD เป็นจังหวะ พร้อมกับ Real-Time Clock (RTC) สำหรับประทับเวลา ข้อมูลนี้สามารถถ่ายโอนไปยังแบ็กเอนด์คลาวด์เพื่อการวิเคราะห์ในภายหลังได้

โครงสร้างพื้นฐานฮาร์ดแวร์

  • Arduino Uno: ไมโครคอนโทรลเลอร์หลักที่จัดการการรวบรวมข้อมูลเซ็นเซอร์ การแสดงสถานะ LED และการบันทึกลงการ์ด SD
  • เซ็นเซอร์ DHT22 & PIR: จัดหาการตรวจสอบอุณหภูมิ ความชื้น และการมีผู้อยู่อาศัยที่เชื่อถือได้
  • โหลดเซลล์ & วงจรขยายสัญญาณ HX711: ร่วมกันประกอบเป็นตาชั่งสำหรับชั่งน้ำหนักเม่น
  • โมดูลการ์ด SD & Real-Time Clock (RTC): ช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลแบบโลคัลพร้อมประทับเวลา เพื่อดึงข้อมูลมาใช้ในภายหลัง
  • ไฟแสดงสถานะ LED: ให้ฟีดแบ็กภาพทันทีเกี่ยวกับสถานะของบ้าน (ว่าง, มีผู้อยู่อาศัย, เตือนภัย)
  • กล่องกันน้ำ: กล่องพลาสติกเพื่อปกป้อง Arduino และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสภาพอากาศ
  • บ้านไม้สำหรับเม่น: โครงสร้างทางกลที่เป็นธรรมชาติและมีฉนวน สำหรับเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์และเซ็นเซอร์ภายใน

คู่มือสร้างบ้านเม่นแบบชิวๆ

คู่มือนี้เราเอาไอเดียมาจาก NABU แล้วก็มาประยุกต์ต่อให้มันเวิร์คกว่าเดิม

วัสดุที่ต้องจัด

  1. ไม้แผ่น 49 x 36 ซม. 1 แผ่น สำหรับหลังคา
  2. ไม้แผ่น 26 x 26 ซม. 2 แผ่น สำหรับพื้น + เพดานชั้นใน
  3. ไม้แผ่น 30 x 28 และ 30 ซม. 2 แผ่น สำหรับผนังข้าง (ต้องตัดเฉียงนะ)
  4. ไม้แผ่น 40 x 28 ซม. 1 แผ่น สำหรับผนังหน้า
  5. ไม้แผ่น 40 x 30 ซม. 1 แผ่น สำหรับผนังหลัง
  6. ไม้แผ่น 17 x 28 หรือ 30 ซม. 1 แผ่น สำหรับผนังกั้นห้อง
  7. ผ้าใบกันน้ำสำหรับมุงหลังคา ขนาดประมาณ 50 x 50 ซม.

บ้านเม่นแบบเบสิค บ้านไม้ให้เจ้าเม่นเนี่ย สร้างจากเศษไม้แผ่นต่อแบบร่องลิ้นก็ได้ จะใช้ไม้แผ่นธรรมดาหรือไม้อัดก็จัดได้หมด

  1. วัดขนาดแล้วลากแบบลงบนไม้
  2. ใช้เลื่อยฉลุตัดชิ้นส่วนต่างๆ ออกมา แล้วขอบให้เรียบด้วยตะไบไม้
  3. หมายจุดและเจาะรูนำสำหรับสกรูไม้
  4. ประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกันด้วยสกรู
  5. ส่วนหลังคา: วัดความลึกของช่องด้านใน แล้วตัดคานหลังคาให้สั้นลงตามนั้น ติดคานเข้ากับแผ่นหลังคาที่ตัดไว้ แล้วคลุมด้วยผ้าใบกันน้ำ
  6. ทาเคลือบไม้ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมให้บ้านเม่น แล้วปล่อยให้อากาศถ่ายเทสักหนึ่งสัปดาห์

โครงสร้างบ้านเม่น

คู่มือติดตั้งเซนเซอร์แบบช่างๆ

ต้องทำส่วนขยายต่อไปนี้เพื่ออัพเกรดบ้านเม่นให้เป็นสมาร์ทโฮม

  1. เจาะรู (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ซม.) ที่ผนังหลังและที่กล่องพลาสติก
  2. เจาะสองรูที่ผนังกั้น (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ซม.)
  3. ยึดกล่องพลาสติกติดกับผนังหลัง
  4. ยึดพื้นชั้นสอง (double bottom) เข้ากับตาชั่ง
  5. ป้องกันด้านหลังของเซนเซอร์จากน้ำด้วยวาร์นิชใส
  6. ติดเซนเซอร์ต่างๆ ภายในบ้านเม่นด้วยปืนกาวร้อนตามนี้:
    • ด้านบน: เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น (Temperature & Humidity Sensor)
    • ด้านซ้าย: เซนเซอร์ตรวจจับการเข้า-ออก และเซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวภายใน
    • ตรงกลาง: ตาชั่ง (Scale)

ตำแหน่งติดตั้งเซนเซอร์ภายในบ้านเม่น

  1. ต่อสายไฟตามแผนภาพด้านล่างนี้ (เช็คขา (pinout) ให้ชัวร์ในโค้ดด้วยนะ)

แผนภาพการต่อวงจร

  1. วาง Arduino, โมดูล SD Card และ Realtime Clock ไว้ในกล่องพลาสติกกันน้ำ
  2. เจาะรูสำหรับ LED แล้วติดมันไว้บนกล่องพลาสติกด้วยปืนกาวร้อน

มุมมองภายนอกของกล่องอิเล็กทรอนิกส์พร้อม LED

เตรียมตัวให้ Arduino พร้อมรบ

  1. ติดตั้ง Arduino IDE ให้เรียบร้อย
  2. เชื่อมต่อ Arduino Uno เข้ากับคอมด้วยสาย USB
  3. เปิดโปรแกรม Arduino IDE ขึ้นมา
  4. เปิดไฟล์โค้ดที่โหลดมาจาก GIT-Hub
  5. กดปุ่มอัพโหลดใน Arduino IDE เพื่อส่งโค้ดลงไปยังบอร์ด Arduino Uno
  6. เย่! ทุกอย่างพร้อมแล้ว เอาบ้านเม่นน้อยไปวางข้างนอกได้เลย

ขั้นตอนการทำงานและการตรวจสอบ

ระบบบ้านอัจฉริยะของเราออกแบบมาให้ทำงานเองได้แบบอัตโนมัติสุดๆ:

  1. จัดวางฮาร์ดแวร์: วางเซ็นเซอร์ต่างๆ, ตาชั่ง (Load Cell), และไฟ LED ลงในบ้านไม้ให้ถูกตำแหน่ง แล้วต่อสายเข้ากับ Arduino ตามแผนภาพการเดินสาย
  2. ตั้งค่าการบันทึกข้อมูล: ในฟังก์ชัน setup() โค้ดจะเริ่มต้นการทำงานของโมดูล DHT, PIR, Load Cell, การ์ด SD และ RTC
  3. ลูปตรวจสอบภายใน: สถานีจะตรวจสอบสภาพแวดล้อม, ตรวจจับการเคลื่อนไหว, บันทึกน้ำหนัก และอัพเดทสถานะไฟ LED แบบเรียลไทม์ตลอดเวลา
  4. แสดงผลแบบเห็นได้ชัด: ไฟ LED จะเป็นสัญญาณบอกสถานะปัจจุบันของบ้านให้เห็นกันจะๆ อยู่หน้างานเลย

สถานะต่างๆ ของบ้าน

สีของไฟ LED บอกสถานะตามนี้เลยจ้า

สีไฟ LED สถานะ
สีน้ำเงิน บ้านว่าง ไม่มีใครอยู่
สีเขียว มีเม่นน้อยมาอยู่ในบ้านแล้ว!
สีแดง เม่นน้อยน้ำหนักน้อยเกินไป – รีบไปเช็คดูอาการหน่อย แล้วปรึกษาผู้ดูแลเม่นหากจำเป็นต้องดำเนินการใดๆ

ย้ายข้อมูลไปหลังบ้าน (Back-end)

  1. ติดตั้ง Python ให้เรียบร้อย
  2. หาโหลดได้ง่ายๆ จากเว็บไซต์ทางการ
  3. ติดตั้งไลบรารี Pip a. ต้องติดตั้งไลบรารีต่อไปนี้ผ่าน Terminal b. พิมพ์คำสั่ง “pip install …” i. boto3 ii. pandas iii. psycopg2
  4. สร้างโฟลเดอร์ขึ้นมาใหม่ a. เอาไฟล์ Python script กับไฟล์ข้อมูลจาก SD การ์ด (ที่เป็น .txt) ใส่ไว้ในนี้
  5. ดาวน์โหลด Python script จากโปรเจคแล้วเอาไว้ในโฟลเดอร์นั้น a. รันสคริปต์ผ่าน Terminal ด้วยคำสั่ง (อย่าลืมเข้าไปในโฟลเดอร์ที่ถูกต้องด้วยคำสั่ง cd ก่อนนะ): i. Python "ชื่อสคริปต์” พร้อมนามสกุลไฟล์ (.py)
  6. ถอด SD การ์ดออกจาก Arduino แล้วเสียบเข้ากับแล็ปท็อป a. ลากไฟล์ข้อความ (.txt) ไปไว้ในโฟลเดอร์ที่สร้างไว้
  7. รัน Python script a. พิมพ์ชื่อผู้ใช้ตามที่สคริปต์ถามใน Terminal (จะถามอัตโนมัติเมื่อรันสคริปต์) b. ข้อมูลสำหรับเชื่อมต่อฐานข้อมูล (เช่น พอร์ต ฯลฯ) อาจต้องเปลี่ยนให้ตรงกับระบบของตัวเอง (ความพร้อมของพอร์ต, รหัสผ่าน, อื่นๆ)
  8. เอา SD การ์ดกลับไปเสียบที่ Arduino ให้เหมือนเดิม

แดชบอร์ดดูข้อมูล

  1. เข้าไปยังคอนโซลของ AWS เพื่อเข้าถึงระบบคลาวด์
  2. เข้าสู่ระบบด้วยชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน
  3. ค้นหาบริการ QuickSight ในรายการบริการของ AWS (เป็นเครื่องมือ BI ในตัวของ AWS)
  4. มีแดชบอร์ดหลายมุมมองให้วิเคราะห์ข้อมูลเม่นน้อยของคุณ หลังจากที่อัพโหลดข้อมูลไปยัง RDS สำเร็จแล้ว: a. อุณหภูมิและความชื้น:

Dashboard view for temperature and humidity

b.  พัฒนาการน้ำหนักของเม่น:

Dashboard view for hedgehog weight development

c.  การเคลื่อนไหวในและรอบๆ บ้าน:

Dashboard view for movements in and around the shelter

อนาคตที่รอการขยายผล

  • เชื่อมต่อจอแสดงผลแบบ On-Site: ใส่จอ OLED ขนาดจิ๋วลงไปในกล่องอิเล็กทรอนิกส์ของบ้านน้องเม่น เพื่อแสดงข้อมูลแบบเรียลไทม์ เช่น "อุณหภูมิในบ้าน (°C)" หรือ "มาเยี่ยมครั้งล่าสุดเมื่อไหร่"
  • เชื่อมต่อเซ็นเซอร์หลายตัวพร้อมกัน: ต่อกล้องอินฟราเรด (Night Vision) เข้าไปเพื่อสร้าง "Hedgehog Cam" แบบอัตโนมัติสมบูรณ์แบบ พร้อมความสามารถในการบันทึกภาพ
  • พัฒนา Cloud Interface ให้เจ๋งขึ้น: สร้างเว็บแดชบอร์ดเฉพาะทางที่เข้าถึงผ่านมือถือได้ เพื่อติดตามและบันทึกประวัติการมาเยือนของสัตว์ตัวน้อยได้อย่างแม่นยำตลอดเวลา
  • เพิ่มฟีเจอร์ดูแลสัตว์ขั้นสูง: บูรณาการ "เครื่องให้อาหารอัตโนมัติ" (ใช้เซอร์โวมอเตอร์) เข้าไปในโค้ด เพื่อแจกของว่างทันทีที่ตรวจจับและชั่งน้ำหนักเจ้าเม่นได้

Smart Hedgehog Shelter นี่แหละโปรเจกต์สุดเพอร์เฟกต์สำหรับสายวิทย์ทุกคนที่กำลังมองหาเครื่องมือติดตามสัตว์ป่าแบบอินเทอร์แอคทีฟและน่าสนใจ! จัดไปวัยรุ่น! สู้งานนะน้อง ห้ามช็อตนะตัวนี้

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม 

title: "ที่พักสุดสมาร์ทสำหรับเจ้าเม่นน้อย งานง่ายแต่หล่อ!"
description: "มา DIY ที่พักอัจฉริยะพร้อมเซนเซอร์เก็บข้อมูลให้เจ้าเม่นกัน! งานนี้มีทั้งเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ ความชื้น ตรวจจับการเคลื่อนไหว มาพร้อมกับ Arduino และโมดูลต่างๆ ให้ได้ลองเล่นแบบจัดเต็ม วัยรุ่นสายช่างห้ามพลาด!"
author: "owroblow"
category: "Home & Automation"
tags:
  - "Data Collection"
  - "Environmental Sensing"
  - "Garden"
  - "Lights"
  - "Monitoring"
  - "Pets"
views: 220
likes: 2
price: 299
difficulty: "Intermediate"
components:
  - "1x Hot Glue Gun"
  - "1x SD Card"
  - "1x Arduino UNO"
  - "2x PIR Sensor"
  - "1x Screwdrivers"
  - "1x Hammer"
  - "1x Table saw or handheld saw"
  - "1x RGB led"
  - "1x DHT22 Digital Temperature & Humidity Sensor Module"
  - "1x Load Cell"
  - "1x Powerbank 10000 mAh PB320PD"
  - "1x Mini breadboard - White"
  - "1x Silicone Tube"
  - "3x Resistor 200 ohm"
  - "1x SD card module"
  - "1x Drilling Machine"
  - "1x Hot Glue"
  - "1x RCT 1307 Realtime Clock"
  - "1x Tape Measure, Manual"
  - "1x Plastic box"
  - "30x Connecting wires"
  - "1x Wood Screws"
tools: []
apps:
  - "1x GitHub"
  - "1x Python"
downloadableFiles:
  - "https://github.com/smartesigelhaus/hedgehog_shelter"
documentationLinks: []
passwordHash: "e573e77f0d511475258e286a0299ea21821dadbd08a40cd858c7c4540da3de90"
encryptedPayload: "U2FsdGVkX197cmZxwZxSArvv9N/J6Sx9CWyGZbP+0Hrrvqk8rN6yQr+eh2Unz9UFqCXHCEWF248UV/nCPy7XHhbAcUYjLTmupZ7fHMopcCw="
seoDescription: "Build a Smart Hedgehog Shelter with Arduino and Sensors for automated wildlife data collection."
videoLinks: []
heroImage: "https://cdn.jsdelivr.net/gh/bigboxthailand/arduino-assets@main/images/projects/smart-hedgehog-shelter-0408ba_cover.jpg"
lang: "en"