อัพเกรดสวิตช์บ้านให้ทันสมัยด้วย Capacitive Touch

สวิตช์ไฟแบบกลไกที่เราใช้กันมาเป็นร้อยปีเนี่ย มันเก่าไปแล้ววว! โปรเจกต์นี้จะพาน้องๆ มาสร้างอินเทอร์เฟซบ้านแบบไร้สัมผัส (Tactile-less) ที่ดูฟิวเจอร์ริสติกด้วย เทคโนโลยี Capacitive Touch และ NodeMCU ESP8266 ครับ แค่เปลี่ยนจากสวิตช์กลไกธรรมดาเป็นเซนเซอร์แบบ Solid-State ที่ซ่อนไว้หลังแผ่นสวิตช์เดิมๆ เราก็ได้บรรยากาศบ้านแบบ "Glass-Cockpit" ที่ลื่นไหลสุดๆ ไปเลย

ฟิสิกส์เบื้องหลัง: มันทำงานยังไง?

ระบบนี้ใช้เซนเซอร์ TTP223 หรือ MPR121 ในการตรวจจับการสัมผัสผ่านวัสดุแข็งได้เลย:

1. สร้างสนามไฟฟ้าจิ๋ว: เซนเซอร์จะสร้างสนามไฟฟ้าเล็กๆ บนแผ่นรับสัมผัส (Sensing Pad)
2. ร่างกายคนเป็นตัวเก็บประจุ: พอนิ้วเราเข้าใกล้ แรงดันในสนามไฟฟ้านั้นจะเปลี่ยนไป เพราะร่างกายคนเราทำตัวเหมือนตัวเก็บประจุ (Capacitor) ตัวนึง
3. สัมผัสผ่านวัสดุได้: จุดเด่นโคตรเจ๋งของโปรเจกต์นี้คือ เซนเซอร์พวกนี้ตรวจจับการสัมผัสผ่านวัสดุอย่างพลาสติก ไม้ หรือกระจกได้หนาเกือบ 5mm เลย! ทำให้เราสามารถติดเซนเซอร์ไว้ด้านในแผงสวิตช์เดิมได้เลย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปลอดภัย และหน้าตาดูสะอาดตาโคตรๆ

ควบคุมไฟบ้าน 220V/110V อย่างปลอดภัย

การจะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 3.3V มาควบคุมเครื่องใช้ไฟบ้านได้ ต้องมีระบบแยกวงจร (Isolation) ที่ชัดเจน:

• ใช้รีเลย์เป็นตัวตัด: NodeMCU ของเราจะส่งสัญญาณไปเปิด 5V SPDT Relay ครับเจ้านี่ทำหน้าที่เป็นประตูสวิตช์ทางกายภาพ ใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าในการเปิดปิดสวิตช์ไฟแรงสูง โดยที่ด้านไฟบ้าน (AC) กับด้านลอจิก (Low-Voltage) จะไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากันเลย ปลอดภัยชัวร์
• ใช้ไฟบ้านเลี้ยงตัวเอง: เพื่อไม่ต้องพึ่งอะแดปเตอร์ภายนอก โปรเจกต์นี้ใช้ HLK-PM01 ซึ่งเป็นตัวแปลง AC-to-DC ขนาดกะทัดรัดและน่าเชื่อถือมากๆ เอาไปบัดกรีลงบน PCB ได้เลย ทำให้ "สวิตช์อัจฉริยะ" ทั้งชุดใช้ไฟจากสายไฟบ้านเส้นเดียวกันที่มันควบคุมอยู่ได้เลย สะดวกสุดๆ

เชื่อมต่ออัจฉริยะและต่อยอดได้เรื่อยๆ

ด้วยการเลือกใช้ ESP8266 โปรเจกต์นี้จึงอัพเกรดง่ายมาก:

• ควบคุมได้สองทาง: สวิตช์พวกนี้ทำงานแบบ "สัมผัส" ปกติได้เลย แต่ถ้าอยากอัพเกรดให้สั่งงานผ่าน Alexa, Google Home หรือ MQTT ก็ทำได้ง่ายๆ ผ่านชิป WiFi ที่มีอยู่แล้ว
• ออกแบบ PCB เป็นของตัวเอง: โปรเจกต์นี้จะชวนน้องๆ ย้ายจากบอร์ดทดลอง (Breadboard) ที่ดูรกๆ มาสู่โซลูชันแบบบัดกรีลง PCB เป็นของตัวเอง เพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพในระยะยาวครับ

คำเตือนด้านความปลอดภัย: โปรเจกต์นี้เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าแรงสูง (AC) ต้องปิดเบรกเกอร์ตัดไฟก่อนติดตั้งทุกครั้ง และควรปรึกษาช่างไฟฟ้าที่มีใบอนุญาตหากไม่แน่ใจเรื่องการเดินสายไฟในบ้านนะครับ

สวัสดีครับน้องๆ ทุกคน

วันนี้พี่จะมาสอนทำสวิตช์แบบสัมผัสที่ติดตั้งในบ้านได้ง่ายๆ กันครับ เมื่อไม่นานมานี้พี่ได้เซนเซอร์แบบสัมผัส Capacitive Touch รุ่น ttp223 มา เลยตัดสินใจลองใช้ดูสักตั้ง

มันใช้ทำอะไรได้หลายอย่างเลย พี่เลยคิดว่าจะเอาไปใช้แทนสวิตช์แบบเก่าๆ ในบ้านซะเลย

พี่รวบรวมของทั้งหมดที่ต้องใช้ในโปรเจกต์นี้มาแล้ว:

• **[Relay](https://s.shopee.co.th/3fyXTmWPbL) 5V** 2 ตัว ที่ทนกระแสได้ 7A
• **Power Supply** 2 ตัว คือ **HLK-PM01** (5V 3W) กับ **HLK-5M05** (5V 5W) พี่เลือกตัว 3W เพราะขนาดเล็กกว่า พี่บัดกรีมันลงบน PCB พร้อมขายึดสกรูแล้ว
• ด้านคอนโทรลเลอร์ พี่มีสองตัวเลือกคือ **[Arduino](https://s.shopee.co.th/7fUgFAWSki)** กับ **NodeMCU** พี่เลือก NodeMCU เพราะอัพเกรดเพิ่มฟังก์ชันในอนาคตจะง่ายกว่า

ด้วยทักษะการบัดกรีระดับเวทมนตร์ พี่ก็ประกอบทุกอย่างเข้าด้วยกันเรียบร้อย วงจรสำหรับโปรเจกต์นี้จะหาได้ในเว็บไซต์ของพี่นะ

พี่ออกแบบ PCB สำหรับโปรเจกต์นี้โดยใช้ Altium แต่มันยังไม่เสร็จเพราะขาดอะไหล่บางตัว พี่เลยไปหาในเน็ตและเจอเจ้านี่เข้า

นี่คือบอร์ด IoT จากบริษัทอินเดีย rhydolabz.com ที่ผลิตบอร์ดเหล่านี้ที่รัฐเกรละ

มันมีทุกอย่างที่เราต้องการในรูปแบบที่ออกแบบมาดีมากเลย มีชิป **ESP8266 WiFi** ติดตั้งมาบนบอร์ดเลย เพื่อจะโปรแกรมมัน เราต้องมีโปรแกรมเมอร์ (Programmer)

น้องๆ ไปดูสินค้าเพิ่มเติมได้ในเว็บไซต์พวกเขาเลย

พี่บัดกรี Touch Switch ลงไปบนบอร์ดและก็โปรแกรมให้มันทำงาน

สำหรับการทดสอบ พี่ต่อหลอดไฟ LED แบบ AC ไว้สองดวง วงจรสำหรับส่วนนี้ก็จะมีในเว็บไซต์พี่เช่นกัน หลอดแรกต่อกับ Relay ตัวแรก อีกหลอดต่อกับ Relay ตัวที่สอง

ต้องจ่ายไฟ AC ให้กับบอร์ดด้วย สิ่งที่ดีที่สุดคือเราไม่ต้องใช้ Power Supply เพิ่มเติมเพื่อเลี้ยงบอร์ดนี้เลย

จากนั้นพี่ก็จ่ายไฟ บอร์ดและหลอดไฟก็ติดสว่างขึ้น

พี่ลองแตะที่ Touch Switch มันทำงานได้ลื่นมากเลย พี่ทดสอบไปซักพักแล้วก็ตัดสินใจเอาไปติดตั้งในแผงสวิตช์จริง

พี่ติด Touch Switch ไว้ด้านหลังของแผ่นสวิตช์เปล่า แล้วก็ติดตั้งมันเข้าไปในแผง ขอให้ระวังตอนทำขั้นตอนนี้นะ น้องๆ อาจขอให้ผู้ปกครองช่วยได้

และนี่คือผลลัพธ์ที่ได้ ดูวิดีโอใน YouTube ได้เลย

ขอบคุณทุกคนที่อ่านมาจนจบนะครับ แล้วเจอกันใหม่