ชื่อโปรเจกต์: ระบบมอนิเตอร์การให้อาหารกระรอกพลังงานแสงอาทิตย์ พร้อมบันทึกลง Google Sheets (หรือจะเอาไปประยุกต์ทำระบบคุมการเข้า-ออกทั่วไปก็ได้นะน้อง)

จุดประสงค์ของโปรเจกต์

พอดีที่สวนบ้านพี่มีกระรอกเยอะจัด เลยทำจุดให้อาหารไว้ให้พวกมันซะหน่อย แต่ประเด็นคือพี่อยากรู้ว่าอาหารหมดตอนไหน แล้วไอ้พวกตัวน้อยพวกนี้มันแวะมากินบ่อยแค่ไหนกันเชียว พี่เลยจัดระบบเช็คชื่อกระรอกซะเลย

จริงๆ โปรเจกต์นี้เอาไปประยุกต์ใช้กับระบบ Access Control อะไรก็ได้นะ แล้วแต่เราจะโมดิฟายเลย ในเคสของพี่ จุดให้อาหารมันอยู่ในระยะสัญญาณ WiFi ของบ้านพอดี พี่เลยเลือกใช้บอร์ด MKR 1010 มาต่อเน็ต และเนื่องจากในสวนไม่มีปลั๊กไฟ พี่เลยต้องจัดระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Powered) ให้มันด้วย หล่อเท่เลยงานนี้

มาดูรูปจุดให้อาหารกระรอกกันหน่อย:

Solar Panel แผงรับพลังงานเทพเจ้าซุส

Step down converter ติดไว้ใต้แผงโซลาร์เลย

ภาพรวมหล่อๆ

กล่อง Housing ใส่ [Arduino](https://s.shopee.co.th/7fUgFAWSki)

Switch ตัวเด็ด พอกระรอกเปิดฝาปุ๊บ หน้าสัมผัสจะชิดกันปั๊บ (เอาไว้ส่ง Interrupt ไปปลุก Arduino)

สภาพตอนปิดฝา (Switch จะเปิดวงจรอยู่)

อธิบายการทำงาน

พอกระรอกเดินดุ่มๆ มาที่สถานีแล้วยกหลังคาเปิดหาถั่ว สวิตช์ตัวเล็กๆ จะทำการ "ปลุก" (Wake up) Arduino ให้ตื่นมาทำงานเป็นเวลา 10 นาที (ที่พี่ตั้งไว้ 10 นาที เพราะบางทีพวกมันคาบถั่วเสร็จก็ชิ่งหนีไปอย่างไว) พอมันตื่นมาทำงานเสร็จ (ขอบคุณ RTC Onboard ของ MKR 1010 นะที่ทำให้ทำแบบนี้ได้) มันก็จะกลับเข้าสู่โหมด Deep Sleep เพื่อประหยัดพลังงาน เพราะเราใช้โซลาร์เซลล์ พลังงานทุกหยดมีค่า ห้ามใช้ทิ้งขว้างเด็ดขาด!

ตัวสวิตช์ที่ติดไว้จะทำหน้าที่เป็น Interrupt โดยจะดึงขา Input ที่เราต่อ Internal Pull-up Resistor ไว้ลงไปที่ LOW ทันทีที่ฝาเปิด น้องต้องหาสวิตช์ที่มี 2 สถานะนะ โดยในโปรเจกต์นี้เราต้องการให้มันตัดวงจร (Open contact) เมื่อโดนกด

ทุกครั้งที่ฝาถูกเปิด พี่จะให้มันส่งข้อมูลสถานะ Battery (Low หรือ Ok), ระดับแบต (0-100%) และความแรงของสัญญาณ WiFi ยิงขึ้น Google Sheets ไปเลย จะได้เช็คผ่านมือถือหรือคอมได้สบายๆ แถม Google Sheets มันใส่ Time stamp ให้เราอัตโนมัติด้วยนะ ถ้าใครเซียนเขียน Script ใน Google Sheets ต่อล่ะก็ จะสั่งให้มันส่งอีเมลแจ้งเตือนทุกครั้งที่มีตัวอะไรมากินก็ยังได้!

วิธีทำ (แบบเน้นๆ)

ก่อนอื่นเลย น้องต้องตั้งค่า Web hook เพื่อให้ส่งข้อมูลไป Google Sheets ได้ พี่ใช้บริการของ IFTTT เป็น Web hook ซึ่งมันใช้ง่ายมาก (ลองหาประวัติการทำดู มีสอนเพียบ) มันส่งพารามิเตอร์ได้ฟรี 3 ตัว ถ้าอยากส่งเยอะกว่านั้นก็ต้องเสียตังค์ หรือจะใช้ทริคเขียน Script ใน Google Sheets เพื่อบริหารจัดการข้อมูลเอาเองก็ได้ ถ้าเราเจ๋งพอ

นี่คือหน้าตาข้อมูลที่ได้:

Wiring Diagram (วงจรการต่อ)

แรงดันจาก Battery จะถูกลดทอนลง 4 เท่าด้วย Resistors เพื่อให้เข้ากับแรงดันอ้างอิง (Reference voltage) 1V ภายในบอร์ด

คำเตือนจากพี่: เช็คขั้วแบตเตอรี่ให้ดีนะน้อง บอร์ด Arduino บางรุ่นขั้วบวกขั้วลบมันสลับกับพวกแบต Lipo ทั่วไปนะโว้ย ถ้าเสียบพรวดเดียวโดยไม่เช็ค มีควันขึ้นแน่นอน อาจจะต้องทำสาย Adaptor มาสลับขั้วให้ตรงด้วยล่ะ

ระบบพลังงานโซลาร์ (Solar Power)

พี่ใช้ Solar Panel (อย่างน้อย 5W) ที่จ่ายไฟได้สูงสุด 35V (ดูด้วยว่า Stepdown ของเราทนไหวไหม) แล้วใช้ตัว DC/DC Stepdown converter แปลงไฟให้เหลือนิ่งๆ ที่ 5V เพื่อป้อนเข้า Arduino ย้ำนะน้อง! ต้องหมุนสกรูปรับแรงดันที่ตัว Converter ให้ได้ 5V ก่อนจะเสียบเข้าบอร์ด Arduino นะ ไม่งั้นบอร์ดพัง พี่ไม่รู้ด้วยนะเออ! แค่นี้ก็เสร็จพิธี

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

Autonomous Outdoor Wildlife IoT

นี่คือสถานีมอนิเตอร์สัตว์ป่าแบบ IoT ที่โคตรทน พลังงานสะอาด ส่งข้อมูลเข้า Cloud แบบ Real-time เพื่อเอาไปทำสถิติต่อได้เลย

Off-Grid Power Management: ใช้พลังงานจากแผง Solar Panel 6V ชาร์จเข้าแบตเตอรี่ Li-ion 18650 โดย Arduino (ใช้ ESP8266) จะนอนหลับอยู่ในโหมด "Deep Sleep" เป็นส่วนใหญ่ และจะตื่นมาเฉพาะตอนที่โดนกระตุ้นจาก Sensor เท่านั้น
Google Sheets Integration: ใช้บริการ Webhooks ของ IFTTT พอกระรอกโผล่มาปุ๊บ Arduino จะส่งข้อมูลไปที่ Webhook แล้วมันก็จะไป Append ข้อมูลทั้งเวลา วันที่ และระยะเวลาการกินลงใน Spreadsheet ให้เราแบบชิลๆ

Durability (ความทนทาน)

Weatherproof Telemetry: มีการติด Sensor DHT22 เพิ่มเข้าไปด้วย เพื่อเก็บค่าอุณหภูมิรอบๆ สถานีควบคู่ไปกับข้อมูลการกิน ทำให้เราวิเคราะห์ได้ว่าสภาพอากาศมีผลต่อพฤติกรรมของเจ้ากระรอกยังไงบ้าง สู้งานนะน้อง โปรเจกต์นี้ทำเสร็จแล้วหล่อเลย!