การใช้ Internet Protocol เพื่อควบคุม ระหว่าง Microcontroller และ Web Application เพื่อควบคุมระบบอัตโนมัติ

1. การใช้ Internet Protocol เพื่อควบคุม ระหว่าง Microcontroller และ
Web Application เพื่อควบคุมระบบอัตโนมัติ

5. Vending Machine

6. Internet Control For Long Distance Remote Tractor

7. Factory Automation

8. ทาความเข้าใจเบื้องต้น
Live ครั้งที่ 1 Introduction To Internet Communication
Live ครั้งที่ 2 สาธิตการควบคุมผ่านอินเตอร์เน็ต ด้วยInternet โปรโตคอล
Live ครั้งที่ 3 สาธิตการควบคุม Service Robot ของโรงพยาบาล
ก่อนอื่น ต้องขอออกตัวไว้ก่อนว่า วิทยากรไม่ได้มีความรู้โดยตรงหรือเป็นผู้ชานาญการที่ทางานทางด้านอินเทอร์เน็ต เพียงแต่ ได้ศึกษา
เรียนรู้ และ มีประสบการณ์การใช้งาน รวมถึง ได้มีการนามาใช้งานในรูปแบบของเทคโนโลยี เพื่อควบคุมเครื่องจักร และขอนามาแชร์
ประสบการณ์กันนะครับ

9. Robotic Component
องค์ประกอบหลักของโรโบติกส์เบื้องต้น
1 .โครงสร้างทางกล หรือ อุปกรณ์ทางกล
2 .อุปกรณ์ขับเคลื่อนทางกล เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฮโดรลิค หรือ อุปกรณ์ลม หรือ
อาจจะเป็นอุปกรณ์ทางกลแบบอื่นๆ ทั้งเชิงเส้น และ เชิงมุม
3. การประมวลผล และ การควบคุม ในส่วนนี้จะรวมถึง Programming และการออกแบบ
การควบคุมอุปกรณ์ขับเคลื่อนทางกลดังนั้นในส่วนนี้ผู้สนใจจาเป็นจะต้องเรียนรู้เรื่องโปรแกรม
มิ่งและการควบคุมพังไฟฟ้าซึ่งหมายความว่าเราจะต้องมีความรู้เรื่องของอิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้า
และการอินเตอร์เฟสกับการ programming

10. Robotic Component
4. ระบบเซ็นเซอร์ต่างๆตั้งแต่เซ็นเซอร์จาพวกเอ็นโค้ดเดอร์เซ็นเซอร์การ
วัดแรงการมองเห็นหรือเซ็นเซอร์อื่นๆอีกมากมายเพื่อนามาประมวลผล
5.ระบบการสื่อสาร ที่เข้าใจกันแบบง่าย ๆ คือ ระบบการสื่อสารภายใน
และการระบบการสื่อสารภายนอก

11. Robotic Component
ระบบการสื่อสารภายใน หมายถึง การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือ
ไมโครโปรเซสเซอร์หรือกับอุปกรณ์ต่างๆ
การสื่อสารภายนนอก หมายถึง การสื่อสารระหว่างมนุษย์ กับ Robot หรือ Robot กับ
Robot หรือกับบุคคลอื่นๆก็เป็นไปได้ซึ่งการสื่อสารอันนี้เราจะแบ่งง่ายๆเป็น 2 กลุ่ม
5.1 การสื่อสารภายในเช่นระบบ can Bus i2c SPI หรือ อื่นๆ
5.2 ระบบการสื่อสารภายนอกเช่น Ethernet ,อินเทอร์เน็ต โปรโตคอลแบบต่างๆ , Rs485
,Modbus rs232 , หรือ อื่นๆ

12. หลักการแบบเข้าใจ ง่าย ๆ
การใช้อินเทอร์เน็ตโปรโตคอล เพื่อควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ โดย ผ่าน Web Application เกริ่น ต้นเรื่องมาแบบนี้ ก็
ต้องมาทราบเหตุผลว่า มีที่มาอย่างไร
สาเหตุ ที่ต้องมีการใช้หรือเลือกใช้ระบบ Web Application เพื่อควบคุมอุปกรณ์หรือเครื่องจักร หรือ อุปกรณ์ที่อยู่ใน
ระบบ IOT ที่เรารู้จักกัน มีหลายรูปแบบ ที่เห็นกันส่วนใหญ่ จะเป็นรูปแบบตั้งแต่การใช้ Protocol HTML TCP IP UDP
หรือ ปัจจุบันมี Websocket WebRTC ซึ่งจะทันสมัย และ สนองต่อความต้องการ ในเรื่องของความเร็ว และ การ
ตอบสนองแบบเรียลไทม์ นี่คือ ความต้องการใช้งานที่สะดวกขึ้น ที่ต่างจากรูปแบบเดิม ที่เป็นเพียงการสื่อสารผ่าน
อินเทอร์เน็ต แบบเดิมที่เรารู้จักกัน คือ อยู่ในรูปของ HTML คือ get post ต่อมา ก็อยู่ในรูปของ TCP หรือ UDP แต่ก็ยัง
มีปัญหาในเรื่อง ความสะดวกการใช้งาน
และ ในปัจจุบัน เรามักจะเขียนซอฟต์แวร์ เพื่อให้ครอบคลุมรองรับ กับ ทุกฮาร์ดแวร์ และ ทุกอุปกรณ์
วิธีการที่สะดวกที่สุด เพื่อสนองตอบในความต้องการดังกล่าว คือ Web Interface หรือ Web Application บทบาท
ของ Web Interface และ Web Application

13. ตัวอย่างในชีวิตประจาวัน
ยกตัวอย่าง อุปกรณ์ Router ที่มีกันอยู่แทบทุกบ้าน ก็จะมีการควบคุม หรือ ติดต่อด้วย Web Brower
จากจุดนี้ เราก็พอจะมองเห็น แนวโน้มในอนาคต ถึงความจาเป็น และความต้องการใช้ Web browser เพื่อควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ดังนั้น
จึงเป็นที่มา ของการไลฟ์สดในที่นี้
ก่อนอื่น ต้องขอออกตัวไว้ก่อนว่า วิทยากรไม่ได้มีความรู้โดยตรงหรือเป็นผู้ชานาญการที่ทางานทางด้านอินเทอร์เน็ต เพียงแต่ ได้ศึกษา
เรียนรู้ และ มีประสบการณ์การใช้งาน รวมถึง ได้มีการนามาใช้งานในรูปแบบของเทคโนโลยี เพื่อควบคุมเครื่องจักร และขอนามาแชร์
ประสบการณ์กันนะครับ

14. พื้นฐานความรู้ที่ควรมี
ก่อนอื่นก่อนที่เราจะไปเรียนรู้กับเรื่องราวเหล่านี้เราคงจะต้องเรียนรู้พื้นฐานกันก่อน
1. เข้าใจการทางานของอุปกรณ์ ที่เรา ต้องการควบคุม เช่น หากต้องการควบคุม Robot ต้อง เข้าใจ และ รู้ชนิดของ Robot
ลักษณะของ Robot แบบต่างๆ หรือ ควบคุมเครื่องมือแพทย์ ต้องคานึงเรื่อง ความปลอดภัย และ ความแม่นยา ของข้อมูล
2. การเลือกช่องทางการควบคุม รวมถึง โปรโตคอลของการควบคุมแบบต่างๆ เช่น HTML, TCP, UDP, Socket, Websocket,
WebRTC, หรืออาจจะมีโปรโตคอลที่เกิดใหม่ขึ้นมาอีกก็ได้ ไม่มีพื้นฐานเหล่านี้มันก็คงจะเข้าใจเรื่องการสื่อสารค่อนข้างลาบาก
รวมถึงวิธีการที่เราจะติดต่อกับโปรโตคอลเหล่านี้ด้วยวิธีการแบบไหน
3. โปรโตคอลการสื่อสารภายในระหว่างชุดควบคุม และ ชุด Controller การสื่อสารระหว่างผู้ควบคุมและผู้ถูกควบคุม Interrupt
ต่าง ๆ ทั้ง สองฝ่าย ซึ่งโปรโตคอลนี้จะถูกส่งผ่านผ่านอินเทอร์เน็ตโปรโตคอลอีกครั้งหนึ่ง

15. พื้นฐานความรู้ที่ควรมี
1. เราต้องไปเรียนรู้พื้นฐานกันก่อนว่าการควบคุมแบบต่างๆเราต้องการจะไปควบคุมอะไร ยกตัวอย่าง มอเตอร์หมุนรางเลื่อนควบคุม
ตาแหน่งการควบคุมแสงสีเสียงหรือค่าสัญญาณอนาล็อกต่างๆซึ่งหน้าที่หลักส่วนใหญ่แล้วเราจะให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัว
จัดการโดยที่จะรับคาสั่งจากชุดควบคุมต้นทาง หนังสือ Motor Control
2. ข้อ 2 อันนี้แน่นอนที่สุดว่าหากเราไม่มีพื้นฐานของอินเทอร์เน็ต หรือ เรียนรู้ภาษาต่างๆในการพัฒนาโปรแกรมซึ่งอันดับแรกเลยก็ต้อง
เรียนรู้เรื่องพื้นฐานของภาษา HTML หรือ ภาษาสคริปต์ต่างๆ เช่น Javascript หรือ อื่นๆสาหรับงานควบคุมในหัวข้อนี้ส่วนใหญ่ก็
จะต้องเน้น HTML และ Javascript

17. Architecture and Software Design for a Service Robot

18. Internet Protocol ที่น่าสนใจ
1. HTTP
2. MQTT
3. WebSocket
4. WebRTC

19. Internet Protocol ที่น่าสนใจ
ปัญหาของการควบคุมแบบ HTML เราจะมีปัญหาในเรื่องของเวลางานจะไม่สามารถควบคุมงานแบบ Realtime ได้
โปรโตคอลที่ใช้กันบ่อยๆคือ MQTT จากประสบการณ์คร่าวๆเพราะตัวนี้เราคิดว่ามันไม่เหมาะเนื่องจากว่ามันจะต้องใช้ตัวกลางเป็น Server
ซึ่งมีการให้บริการมากมายเช่น Blink, PubNub
ในการควบคุมเครื่องจักรคิดว่าไม่น่าจะเหมาะแต่จะเหมาะในการใช้ข้อมูลลักษณะของ Data Collection มากกว่า
ปัญหานี้มันก็คือถูกแก้ด้วย Socket หรือ Websocket ตามผังข้างล่าง แสดงนี้ข้อดีของ Websocket ก็คือไม่จาเป็นต้องมีตัวกลางเรา
สามารถส่งจากต้นทางไปปลายทางได้เลยและเป็นข้อมูลที่มีลักษณะของการส่งข้อมูลแบบ Real-time
ในปัจจุบันนี้ WebSocket ก็อาจจะเริ่มล้าสมัยแล้วเพราะมีตัวที่น่าสนใจคือ WebRTC ซึ่งสามารถไปศึกษาหาความรู้ได้จากปิดข้อมูลพวกนี้
มีเยอะแยะมากมายให้เราเรียนรู้

20. HTTP And WebSocket

21. Internet Protocol ที่น่าสนใจ
เราก็ต้องเรียนรู้การออกแบบ ควบคุม Controller และชุด Controller เพื่อควบคุมอุปกรณ์ตามข้อ 1
โดยผ่านกระบวนการตามข้อ 2
จากประสบการณ์ส่วนใหญ่ที่เราคบกันในอินเตอร์เน็ตจะเป็นการควบคุมแบบง่ายๆเช่น การปิดเปิดหลอดไฟ ส่งข้อมูลต่างๆ ขึ้น Cloud
Server แต่ในความจริงแล้วการควบคุมอุปกรณ์พวกระบบอัตโนมัติหรือเครื่องจักรต่างๆหรือเครื่องมือแพทย์หรืออะไรก็แล้วแต่เราต้องการ
ควบคุมแบบ Real-time มีการขัดจังหวะมีการส่งข้อมูลข้ามกันมีการให้ความสาคัญกับข้อมูลที่ไม่เหมือนกันเพราะฉะนั้นมันเลยต้องมีการ
ออกแบบ โปรโตคอลขึ้นมาให้เหมาะกับการทางานแต่ละอย่างดังนั้นการสื่อสารข้อมูลตามข้อ 2 จึงมีความสาคัญเป็นอย่างมากเพราะการ
รับส่งข้อมูลทั้งต้นทางและปลายทางจะได้นาข้อมูลวิเคราะห์ได้อย่างรวดเร็วเพื่อการตัดสินใจ
ยกตัวอย่างสมมุติว่าเราสร้างรถแทรกเตอร์ขุดดินควบคุมระยะไกลโดยจะต้องมีการ Stream Video ควบคุมการขับเคลื่อนของรถ
แทรกเตอร์ในการควบคุมมันก็ต้องเป็นไปแบบที่เรียกเราเรียกกันว่า Real-time มันจึงจะใช้งานได้อย่างปลอดภัย แสดงว่าเราก็ต้องมีการ
ตอบโต้กับรถแทรกเตอร์อยู่ตลอดเวลาสอบถามข้อมูลอยู่ตลอดเวลาเหมือนตัวเรานั่งอยู่ในรถนี่คือที่ไปที่มาของการเรียนรู้เรื่องการเลือกใช้
การควบคุมโดยใช้อินเตอร์เน็ต Protocol ที่ดีที่สุด

22. ตัวอย่างการควบคุม โดยใช้ HTTP
ยกตัวอย่าง
อุปกรณ์ Router ที่มีกันอยู่แทบทุกบ้าน ก็จะมีการควบคุม หรือ ติดต่อด้วย Web Brower
จากจุดนี้ เราก็พอจะมองเห็น แนวโน้มในอนาคต ถึงความจาเป็น และความต้องการใช้ Web browser เพื่อควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ดังนั้น
จึงเป็นที่มา ของการไลฟ์สดในที่นี้
อุปกรณ์ Smart Home
อุปกรณ์ Smart Farm

23. HTTP Get Post

24. HTTP Get Post

25. ตัวอย่างการควบคุม โดยใช้ HTTP
ตัวอย่างอุปกรณ์ รอบตัวเรา
อุปกรณ์ Router ที่มีกันอยู่แทบทุกบ้าน ก็จะมีการควบคุม หรือ ติดต่อด้วย Web Brower
อุปกรณ์ Smart Home
อุปกรณ์ Smart Farm
จากจุดนี้ เราก็พอจะมองเห็น แนวโน้มในอนาคต ถึงความจาเป็น และความต้องการใช้ Web browser เพื่อควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ

26. ตัวอย่างการควบคุม โดยใช้ HTTP
ตัวอย่างการควบคุมที่เราเจอกันมากที่สุดในอินเตอร์เน็ตก็คือการควบคุมผ่าน App HTML
โปรโตคอล ยกตัวอย่างตามรูปข้างต้น
ตัวอย่างนี้เป็นการใช้งาน http protocol ควบคุมการเปิด-ปิดหลอดไฟ LED ด้วยอุปกรณ์ใดก็ได้ที่
เข้าสามารถเข้าถึงโดย Web browser
1. ในตัวอย่างนี้เราจะควบคุม LED สองดวงที่เชื่อมต่อกับขา GPIO และ GPIO27 ของ
บอร์ด ESP32
2. คุณสามารถเข้าถึง เว็บเซิร์ฟเวอร์ ESP32 ได้โดยพิมพ์ที่อยู่ IP ของ ESP32 บน
เบราว์เซอร์ได้
3. สามารถควบคุม เปิด-หลอดไฟ โดยการคลิกปุ่มบนเว็บบราวเซอร์ได้

27. ตัวอย่างการควบคุม โดยใช้ HTTP

28. MQTT

29. MQTT

30. Websocket พระเอกวันนี้
WebSocket เป็นโปรโตคอลเครือข่ายที่อนุญาตให้มีการสื่อสาร แบบสองทาง ระหว่างเซิร์ฟเวอร์และ
ไคลเอ็นต์ ต่างจาก HTTP ซึ่งใช้รูปแบบคาขอ และ การตอบสนอง WebSocket peers สามารถส่ง
ข้อความในทิศทางใดก็ได้ในเวลาใดก็ได้ WebSockets มักใช้สาหรับแอปที่ใช้แชทและแอปอื่นๆ ที่ต้อง
พูดคุยกัน ระหว่างเซิร์ฟเวอร์ และ ไคลเอ็นต์อย่างต่อเนื่อง
สิ่งที่ต้องเรียนรู้คือ :
เริ่มการ Initiate WebSocket รวมถึง
การทา Handshake WebSocket
การ ส่งข้อความผ่าน WebSocket ประมวลผลข้อความที่ได้รับที่ส่งผ่าน WebSocket ผสานรวมกับ
เซิร์ฟเวอร์ เพื่อส่งและรับข้อมูลผ่าน WebSockets

31. WebSocket

32. WebSocket

33. Websocket API
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/WebSockets_API

34. WebRTC

35. Hardware Control

36. Hardware Control

37. Hardware Control

38. Hardware Control

39. แนะนาตัวอย่างการใช้งานจริง

40. END..