กิจกรรมที่ 4 — ตั้งกฎให้ระบบทำงานอัตโนมัติ (Think)

ให้โปรแกรมตัดสินใจและสั่งงานแทนเรา

ช่วงนี้เราจะศึกษาหลักการ Hysteresis ฝึกเพิ่มเงื่อนไขเวลา จำลองปัญหาและเพิ่มกฎป้องกันความเสียหาย (fail-safe) ที่มีประโยชน์สำหรับหน้างานจริง

70 นาที รวมต่อปั๊มแทนหลอดไฟ

อุปกรณ์ที่ใช้ บอร์ด GoGo-IoT, บอร์ดรีเลย์, หลอด LED 12V ที่ต่ออยู่, ปั๊มตู้ปลา 12V, สวิตช์ลูกลอยและแก้วน้ำจากช่วงที่ 1, ไขควง, แล็ปท็อป

ใบงาน

4.1สังเกตปัญหาไฟกะพริบ

เตรียมทดสอบ

1. ใช้หลอด LED แทนไฟสวน เปิดกฎ มืด-เปิดไฟ และ สว่าง-ปิดไฟ ไว้ทั้งคู่ ส่วนกฎ ปิดไฟตามเวลา (ถ้าสร้างไว้) ต้องปิดไว้ ตรวจว่าค่า Below ของกฎเปิดไฟและค่า Above ของกฎปิดไฟยังเป็นตัวเลขเดียวกันกับที่เลือกในข้อ 3.3

   ค่าเกณฑ์ความสว่างจากข้อ 3.3 (กรอกตัวเลข) lux

   หากช่องนี้มีค่าอยู่แล้ว ให้ตรวจเทียบกับกฎทั้งสองโดยไม่ต้องกรอกใหม่ จากนั้นหันหลอดออกจากเซนเซอร์ก่อนทดสอบ

สังเกตและนับการเปิด–ปิด

2. เลื่อนมือจนค่าแสงอยู่ใกล้เกณฑ์ แล้วขยับมือขึ้นลงช้า ๆ
3. ให้สมาชิกอีกคนจับเวลา 1 นาที นับทุกครั้งที่ไฟเปลี่ยนจากติดเป็นดับหรือดับเป็นติด
4. บันทึกจำนวนครั้งที่ไฟเปลี่ยนสถานะก่อนแยกเกณฑ์ ครั้งใน 1 นาที (ติด→ดับนับ 1 ครั้ง และดับ→ติดนับอีก 1 ครั้ง)

Chattering คือการเปิด–ปิดถี่เมื่อค่าแกว่งข้ามเกณฑ์ไปมา ทำให้รีเลย์และอุปกรณ์สึกหรอเร็ว

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.2แก้ไขด้วยการแยกเกณฑ์เปิดและปิด

แยกเกณฑ์เปิดและปิด

1. เปิดกฎ สว่าง-ปิดไฟ ปรับ Above ให้สูงกว่าเกณฑ์เปิด แต่ต่ำกว่าค่าแสงเมื่อไม่บังเซนเซอร์ เช่น เปิดต่ำกว่า 40 ปิดสูงกว่า 60 เมื่อในห้องอ่านได้ 80

ทดสอบและบันทึกผล

2. กด Save แล้วขยับมือแบบเดิม 1 นาที
3. บันทึกตัวเลข Above ที่ตั้งในกฎปิดไฟ lux และจำนวนครั้งที่ไฟเปลี่ยนสถานะหลังแยกเกณฑ์ ครั้งใน 1 นาที

การเว้นระยะระหว่างเกณฑ์เปิดกับเกณฑ์ปิดเรียกว่า hysteresis ถ้าเราแยกเกณฑ์ไว้แบบนี้ แล้วค่าอยู่ระหว่างสองเกณฑ์ อุปกรณ์จะคงสถานะเดิม

ตรวจการทำงานหลังแก้

4. ตรวจว่าขยับมือใกล้เกณฑ์เปิดแล้วไฟเปลี่ยนสถานะไม่เกิน 2 ครั้งใน 1 นาที จากนั้นครอบให้ไฟติดและเอามือออกให้ไฟดับ

ถ้ายังกะพริบ ให้เพิ่มระยะห่างของเกณฑ์ ถ้าไฟไม่ติดหรือไม่ดับ ให้ตรวจว่าเกณฑ์ทั้งสองยังอยู่ระหว่างค่ามืดกับค่าสว่างที่วัดได้

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.3เพิ่มการจำกัดช่วงเวลาเปิดไฟ

ถ้าเราต้องการให้ไฟเปิดเฉพาะช่วงเวลาที่กำหนด แล้ววันนั้นฟ้ามืดก่อนเวลา ไฟก็ยังไม่ควรเปิด เช่น ต้องการให้เปิดได้หลัง 18.30 น. เท่านั้น เราจึงต้องตรวจทั้งค่าแสงและเวลาควบคู่กัน

กฎจากช่วงที่ 1 มีแค่ When (trigger) กับ Then do (action) ส่วน And if คือ condition เงื่อนไขเพิ่มเติมที่ต้องผ่านทุกข้อ กฎจึงจะสั่งงาน

เพิ่มเงื่อนไขเวลา

1. เปิด มืด-เปิดไฟ ใน And if กด + Add condition เลือก Time and sun → Time ตั้งช่วงเวลา After และ Before ตามความเหมาะสมแล้วกด Save

ทดสอบในและนอกช่วงเวลา

ก่อนทดสอบแต่ละรอบ: เอามือออก รอให้ค่าแสงสูงกว่าเกณฑ์เปิด และสั่งรีเลย์ Off เพื่อให้เริ่มจากสภาพเดียวกัน

2. ทดสอบในเวลา: ตั้งช่วงที่ครอบคลุมเวลาปัจจุบัน แล้วครอบเซนเซอร์ ไฟควรติด
3. ทดสอบนอกเวลา: ตั้งช่วงที่ยังมาไม่ถึง แล้วครอบเซนเซอร์ ไฟควรไม่ติด เปิด Traces ดูว่ากฎหยุดที่ส่วนใด

Condition ตรวจเมื่อเกิด trigger เท่านั้น การถึงช่วงเวลาที่ตั้งไว้ยังไม่ทำให้กฎเริ่มเอง

บันทึกผล

4. ในการทดสอบนอกช่วงเวลา ส่วนใดใน Traces ที่ทำให้กฎไม่สั่งเปิดไฟ (ระบุชื่อส่วนหรือเงื่อนไขที่เห็น หากกฎไม่เริ่ม ให้เขียนว่า “ไม่พบรอบการทำงาน”)

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.4เพิ่มเหตุการณ์เวลา เพื่อให้ไฟเปิดได้แม้ฟ้ามืดก่อนเวลาที่กำหนด

ถ้าเราใช้ trigger ที่เริ่มกฎเมื่อค่าแสงข้ามเกณฑ์ แล้วฟ้ามืดก่อนถึงเวลาที่กำหนด กฎจะเริ่มแต่ไม่ผ่านเงื่อนไขเวลา พอถึงเวลาไฟก็ยังไม่ติด เพราะค่าแสงข้ามเกณฑ์ไปแล้วและไม่มีเหตุการณ์ใหม่มาเริ่มกฎ เราจึงต้องเพิ่ม trigger เวลา แล้วตรวจค่าแสงตอนนั้นด้วย

ทำนายผลก่อนแก้กฎ ลองพิจารณากฎที่มีอยู่ในขณะนี้ โดยสมมติว่าเรากำหนดให้ไฟเปิดได้ระหว่าง 18.30 น. ถึง 07.30 น. ของวันถัดไป

1. ถ้าถึงเวลา 18.30 น. แล้วแสงเพิ่งมืดหลังจากนั้น ไฟจะติดหรือไม่ ติด ไม่ติด อธิบายเหตุผลจาก trigger และเงื่อนไขเวลา
2. ถ้าแสงมืดก่อน 18.30 น. แล้วพอถึงเวลา ไฟจะติดหรือไม่ ติด ไม่ติด อธิบายเหตุผลจาก trigger และเงื่อนไขเวลา

เพื่อให้ไฟเปิดได้ในกรณีที่ฟ้ามืดก่อนเวลา เราจึงต้องเพิ่ม trigger อีกข้อให้เริ่มกฎเมื่อถึงเวลา 18.30 น.

เพิ่มเหตุการณ์เวลาและเงื่อนไขแสง

3. ใน มืด-เปิดไฟ ส่วน When กด + Add trigger เลือก Time and sun → Time ตั้งเวลา At time ให้ตรงกับค่าเวลา After ใน 4.3
4. ในส่วน And if กด + Add condition พิมพ์ ความสว่าง แล้วกดที่ ความสว่าง (light) เลือก Illuminance ตั้งเป็น Below แล้วใส่ค่าเกณฑ์เปิด
5. ใน สว่าง-ปิดไฟ เพิ่ม trigger Time and sun → Time แบบเดียวกัน ตั้ง At time ให้ตรงกับ Before ของกฎเปิดไฟ แล้วบันทึกทั้งสองกฎ

ทดสอบ จำลองฟ้ามืดก่อนเวลา แล้วไม่แตะเซนเซอร์อีก

6. สั่งรีเลย์ Off แล้วครอบเซนเซอร์ให้มืดค้างไว้
7. แก้ After และ At time ของกฎเปิดไฟเป็นอีก 2 นาทีข้างหน้า ส่วน Before และ At time ของกฎปิดไฟให้ช้ากว่านั้น 1 นาที กด Save ทั้งสองกฎ
8. รอดู ไฟต้องติดเมื่อถึงเวลาเปิด และดับเมื่อถึงเวลาปิด

บันทึกผล

9. ผลที่สังเกตหลังเพิ่ม trigger เวลา: เมื่อครอบเซนเซอร์ให้มืดค้างไว้ก่อนถึงเวลาเปิด พอถึงเวลาแล้วไฟติดหรือไม่ ติด ไม่ติด

หลาย trigger หมายถึงเกิดเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งก็เริ่มกฎได้ แต่ condition ทุกข้อยังต้องเป็นจริง

อธิบายเหตุผล

10. ถ้าเพิ่ม trigger เวลาแล้ว ทำไมเรายังต้องตรวจค่าความสว่างในส่วน And if อีก

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.5ลองเพิ่มการแจ้งเตือน

Home Assistant แสดงข้อความแจ้งเตือนบนหน้าเว็บได้ และส่งการแจ้งเตือนไปยังโทรศัพท์ได้เมื่อติดตั้งและตั้งค่าแอป Home Assistant แล้ว ในข้อนี้เราจะใช้การแจ้งเตือนบนหน้าเว็บ

เพิ่มข้อความแจ้งเตือน

1. ใน มืด-เปิดไฟ ส่วน Then do กด + Add action พิมพ์ notification แล้วเลือก Send a persistent notification ใส่ข้อความ เช่น ไฟสวนเปิดแล้ว แล้วกด Save ข้อความจะอยู่ที่ไอคอนกระดิ่ง

ทดสอบการแจ้งเตือน

2. ตั้งช่วง After–Before ให้ครอบคลุมเวลาปัจจุบัน เริ่มจากไฟดับและค่าแสงสูงกว่าเกณฑ์เปิด แล้วครอบเซนเซอร์ ไฟต้องติดและมีข้อความแจ้งเตือน

(ไม่บังคับทำ) ลองแจ้งเตือนทางโทรศัพท์

3. ถ้าเข้า Home Assistant ผ่านแอป Companion ไว้แล้ว ลองใช้ Send a notification via mobile_app เพื่อส่งข้อความไปยังโทรศัพท์

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.6ต่อปั๊มแทนหลอดไฟ

ใช้รีเลย์ตัวเดิมควบคุมปั๊มแทนหลอดไฟ ในห้องนี้ปั๊มเดินแห้ง ไม่ต่อสายยางและไม่ใช้น้ำ เราดูว่าปั๊มเดินหรือหยุดจากเสียงและการสั่นของตัวปั๊ม

หยุดระบบและถอดปลั๊ก

1. ปิดกฎไฟสวนและกฎตั้งเวลาทุกกฎ แล้วสั่งรีเลย์ Off การปิดกฎไม่ได้ปิดรีเลย์ ต้องทำทั้งสองอย่าง
2. ถอดอะแดปเตอร์ออกจากปลั๊ก ก่อนแก้สาย ถอดสายหลอด LED ที่เต๋าต่อสายและเก็บหลอดไว้

ต่อปั๊มและจัดอุปกรณ์

3. ต่อสายปั๊มแทนสายหลอด: สายบวกเข้าจุดที่มาจาก NO และสายลบเข้าจุดลบ ขันสกรูให้แน่น ไม่มีสายเข้า NC
4. วางปั๊มบนโต๊ะห่างจากบอร์ดและแล็ปท็อป เติมน้ำในแก้วครึ่งแก้วแล้ววางสวิตช์ลูกลอยลงไปเหมือนช่วงที่ 1 วางแก้วให้ห่างจากบอร์ด

จ่ายไฟและทดสอบ

5. เสียบอะแดปเตอร์ รอให้บอร์ดเชื่อมต่อ สถานะลูกลอยต้องแสดง Wet
6. สั่งปั๊ม On ประมาณ 10 วินาที แล้ว Off ฟังเสียงและแตะตัวปั๊ม ปั๊มต้องเดินแล้วหยุดตามคำสั่ง
7. บันทึกเวลาที่เริ่มใช้ปั๊มแทนหลอดไฟ โดยเขียนแบบ 24 ชั่วโมง เช่น 10:30 น. เราจะใช้เวลานี้แยกช่วงที่รีเลย์สั่งหลอดไฟออกจากช่วงที่สั่งปั๊มเมื่ออ่านกราฟในช่วงที่ 3

ปั๊มเดินแห้งได้ครั้งละไม่นาน ทดสอบเสร็จให้สั่ง Off ทันที และไม่ปล่อยให้เดินทิ้งไว้เกิน 1 นาที หากปั๊มไม่เดิน ให้สั่ง Off และถอดปลั๊กก่อนตรวจสายบวกจาก NO สายลบ และกล่องจ่ายไฟ หากปั๊มเดินทั้งที่ Off ให้ตรวจว่าเผลอต่อกับ NC หรือไม่ ยังไม่ต้องเพิ่มกฎตรวจลูกลอย ในฟาร์มจริงเราต้องตรวจเสมอว่าน้ำในถังแห้งหรือไม่ เราจะเพิ่มการป้องกันนี้ในกิจกรรมที่ 5

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.7สร้างกฎรดน้ำ

ใช้ความชื้นอากาศจำลองค่าความชื้นดิน ใช้ลมปากเพิ่มค่าความชื้นเพื่อจำลองดินเปียก

ตรวจค่าก่อนเลือกเกณฑ์

1. ทบทวนค่าความชื้นอากาศในห้องที่บันทึกจากกิจกรรมที่ 1: % ช่องนี้เป็นค่าที่วัดได้ ไม่ใช่เกณฑ์เปิดปั๊ม หากมีคำตอบแล้วไม่ต้องกรอกใหม่ จากนั้นดูค่าปัจจุบันในหน้าอุปกรณ์ เพื่อใช้เลือกเกณฑ์เปิดและปิดในขั้นตอนถัดไป

สร้างกฎเปิด–ปิดปั๊ม

2. สร้าง automation ใหม่ ในส่วน When กด + Add trigger พิมพ์ ความชื้นอากาศ แล้วกดที่ ความชื้นอากาศ (humidity) เลือก Relative humidity crossed threshold · Threshold type เลือก Below ใส่ค่าที่สูงกว่าค่าห้องเล็กน้อย
3. ในส่วน Then do กด + Add action พิมพ์ รีเลย์ แล้วกดที่ รีเลย์ (relay) ของกลุ่ม เลือก Turn on switch บันทึกชื่อ รดน้ำ - เปิดปั๊ม
4. สร้าง รดน้ำ - ปิดปั๊ม ด้วยวิธีเดียวกัน แต่ Threshold type เลือก Above ใส่ค่าที่สูงกว่าเกณฑ์เปิด 5–10 จุดเปอร์เซ็นต์ และ action เลือก Turn off switch บันทึกทั้งสองกฎ

ทดสอบการทำงาน

5. สั่งปั๊ม On จากหน้าอุปกรณ์ เป่าลมจนความชื้นสูงกว่าเกณฑ์ปิด ปั๊มต้องหยุด
6. รอให้ค่าลดต่ำกว่าเกณฑ์เปิด ปั๊มต้องกลับมาเดิน ถ้าค่าไม่ข้ามเกณฑ์ ให้ปรับเกณฑ์ให้อยู่ในช่วงที่ทดลองได้

บันทึกผล

7. ลองแยกค่าเกณฑ์ความชื้นอากาศที่ใช้เปิดและปิดปั๊ม ตามหลักการ Hysteresis เปิดปั๊มเมื่อต่ำกว่า % ปิดปั๊มเมื่อสูงกว่า %

↑ กลับไปที่ใบงาน

4.8สร้างโหมด Auto และ Manual

ในหน้างานจริงมักใช้โหมดอัตโนมัติควบคู่กับโหมดสั่งเองด้วยมือ เวลาซ่อมอุปกรณ์หรือทดสอบข้อผิดพลาด เราจะได้เลือกเปิดหรือปิดปั๊มเองได้ โดยไม่ต้องพึ่งระบบอัตโนมัติเพียงอย่างเดียว

Home Assistant ปิดกฎแต่ละข้อได้อยู่แล้ว แต่ถ้าสร้างสวิตช์เลือกโหมดบนแดชบอร์ด ผู้ใช้จะเลือกได้สะดวกขึ้นว่าจะให้ระบบเริ่มปั๊มเอง หรือจะสั่งเริ่มด้วยมือ

โหมด Manual ในกิจกรรมนี้ปิดเฉพาะการเริ่มปั๊มอัตโนมัติ กฎปิดปั๊มตามความชื้นยังทำงานอยู่ รวมถึงกฎป้องกันที่เราจะเพิ่มในกิจกรรมที่ 5 การปิด Pump Auto Mode ไม่ได้สั่งให้ปั๊มที่กำลังเดินหยุด และไม่ใช่การตัดไฟสำหรับซ่อมอุปกรณ์ หากต้องการหยุดปั๊ม ให้สั่งรีเลย์ Off ด้วย

สร้างสวิตช์เลือกโหมด ซึ่งเป็นสวิตช์บนหน้าจอ ไม่ใช่อุปกรณ์จริง

1. เปิด Settings → Devices & services แล้วเลือกแท็บ Helpers
2. กด + Create helper พิมพ์ค้นหา "Toggle" แล้วเลือก
3. ตั้งชื่อ Pump Auto Mode แล้วกด Create

เปิดใช้แดชบอร์ดเพื่อดูสวิตช์ใหม่นี้

4. เปิด Settings → Dashboards กด + Add dashboard
5. เลือก Overview (Legacy) ตั้งชื่อว่า Farm Dashboard หรือชื่ออื่นที่ต้องการ ขอให้แน่ใจว่าเปิด Add to sidebar ไว้
6. เปิดแดชบอร์ดใหม่นี้จากเมนูด้านซ้าย สังเกตว่ามีข้อมูลและปุ่มใดบ้าง จากนั้นหาสวิตช์ Pump Auto Mode แล้วลองกดเปิด–ปิด

แก้ไขกฎรดน้ำให้ตรวจโหมดก่อนสั่งเปิดปั๊ม

7. เปิด Settings → Automations & scenes เลือก รดน้ำ - เปิดปั๊ม
8. ในส่วน And if กด + Add condition พิมพ์ในช่องค้นหา Pump Auto Mode แล้วกดที่ helper นั้น เลือกเงื่อนไข Switch is on กด Save

ทดสอบ ใช้วิธีเป่าลมแบบเดียวกับ 4.7 และสั่งรีเลย์ Off ก่อนทุกรอบ

9. ทดสอบโหมด Manual - ให้ปิด Pump Auto Mode เป่าลมให้ความชื้นสูงกว่าเกณฑ์เปิด แล้วหยุดเป่า เมื่อค่าลดต่ำกว่าเกณฑ์ ปั๊มเริ่มเองหรือไม่ ไม่เริ่ม เริ่ม ระหว่างนี้สั่งรีเลย์ On–Off จากหน้าอุปกรณ์ ปั๊มยังเดินและหยุดตามมือเรา นี่คือโหมด Manual
10. ทดสอบโหมด Auto - เปิด Pump Auto Mode แล้วทำซ้ำ ปั๊มเริ่มเองหรือไม่ เริ่ม ไม่เริ่ม

การเปิดโหมด Auto อย่างเดียวไม่ได้ทำให้ปั๊มเริ่มทันที หากความชื้นต่ำกว่าเกณฑ์อยู่แล้ว ต้องรอให้ค่ากลับขึ้นไปเหนือเกณฑ์เปิด แล้วลดข้ามเกณฑ์ลงมาอีกครั้ง กฎจึงจะเริ่มทำงาน

เตรียมระบบสำหรับกิจกรรมถัดไป

11. ก่อนทำกิจกรรมถัดไป ให้ Pump Auto Mode เปิดอยู่ กฎรดน้ำสองกฎ เปิดอยู่ และกฎไฟสวนกับกฎตั้งเวลา ปิดไว้

↑ กลับไปที่ใบงาน

คำถามท้ายกิจกรรม เกณฑ์เปิดและเกณฑ์ปิดของระบบไฟสวนคือเท่าไร ทำไมสองค่านี้ต้องต่างกัน และเราเอาบทเรียนนี้ไปใช้กับระบบรดน้ำอย่างไร