hardware × software × 3D print

ต่อวงจร เขียนโค้ด
พิมพ์ชิ้นงาน แล้วใช้มันจริง

ความรู้งานเมกเกอร์สำหรับคนชอบลงมือ เมื่อวงจร โค้ด และเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มาอยู่บนโต๊ะเดียวกัน ของเล่นบนเบรดบอร์ดก็กลายเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ได้ทุกวัน เริ่มจากพื้นฐานที่ถูกต้อง แล้วต่อยอดทีละขั้น

สามด้านของงาน

ชิ้นงานหนึ่งชิ้น ใช้สามทักษะ

แต่ละด้านเรียนแยกกันได้ แต่ของที่ใช้ได้จริงเกิดตรงที่สามด้านมาเจอกัน

ฮาร์ดแวร์

วงจร เซนเซอร์ มอเตอร์ และไฟเลี้ยง รู้ว่ากระแสไหลยังไง ต่อแล้วบอร์ดไม่ไหม้ และวัดค่าด้วยมัลติมิเตอร์เป็น

เรียนอะไร

  • Ohm's law
  • GPIO 3.3 V / 5 V
  • I2C · SPI · UART
  • multimeter

ต้องพึ่งโค้ดที่สั่งงาน และกล่องที่ปกป้องมัน

ซอฟต์แวร์

firmware บน ESP32 และ Arduino อ่านเซนเซอร์ คุมอุปกรณ์ ส่งข้อมูลขึ้นเครือข่าย แล้วดูผลบนจอหรือหน้าเว็บ

เรียนอะไร

  • Arduino C++
  • MicroPython
  • Wi-Fi · MQTT
  • debug ผ่าน Serial

ต้องพึ่งฮาร์ดแวร์ให้ทำงานด้วย และที่ติดตั้งที่มั่นคง

งานพิมพ์ 3 มิติ

ออกแบบกล่อง ขายึด และชิ้นส่วนที่พอดีกับของจริง เผื่อระยะถูก ผนังแข็งแรง เลือกวัสดุตามงาน

เรียนอะไร

  • tolerance
  • PLA · PETG · TPU
  • parametric CAD
  • calipers

ต้องพึ่งขนาดจริงของบอร์ด และงานที่ชิ้นนั้นต้องทำ

จากไอเดียถึงของจริง

ลำดับที่ใช้กับแทบทุกโปรเจกต์

  1. ลองบนเบรดบอร์ดต่อวงจรทีละส่วน วัดไฟก่อนเสียบบอร์ด ยังไม่ต้องบัดกรี
  2. เขียนโค้ดทีละชิ้นให้แต่ละส่วนทำงานเดี่ยว ๆ ก่อน แล้วค่อยรวม ดูค่าผ่าน Serial
  3. วัดของจริง แล้วออกแบบวัดบอร์ดด้วยเวอร์เนีย เผื่อระยะ พิมพ์ชิ้นทดสอบเล็ก ๆ ก่อนพิมพ์จริง
  4. ประกอบ ใช้ แล้วปรับใช้งานจริงสักสัปดาห์ จดสิ่งที่กวนใจ แล้วแก้ในรุ่นถัดไป

ไอเดียโปรเจกต์

เริ่มจากชิ้นเล็ก แล้วค่อยรวมสามด้าน

ทุกชิ้นใช้อะไหล่หาง่าย บอกระดับ อะไหล่ และทักษะที่จะได้ เลือกชิ้นที่ใช้ทักษะใหม่ทีละอย่าง

เริ่มต้น ฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์

LED กะพริบ กับปุ่มกด

โปรเจกต์แรกที่สอนเรื่องสำคัญที่สุด ทำไม LED ต้องมีตัวต้านทาน และขา GPIO จ่ายกระแสได้แค่ไหน

อะไหล่
ESP32 dev board · LED 5 mm · ตัวต้านทาน 150 Ω · ปุ่มกด · เบรดบอร์ด
ได้ฝึก
  • Ohm's law
  • digitalWrite
  • INPUT_PULLUP
อ่านบทที่เกี่ยวข้อง →
เริ่มต้น งานพิมพ์

คลิปเก็บสายไฟ ติดโต๊ะ

งานพิมพ์ล้วน ฝึกวัดขนาดของจริง เผื่อระยะ และดูว่าชิ้นงานหักตรงไหนเมื่อพิมพ์คนละทิศ

อะไหล่
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ · เส้น PLA หรือ PETG · เวอร์เนีย
ได้ฝึก
  • tolerance
  • layer direction
  • calipers
กลาง ฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์งานพิมพ์

เครื่องวัดอุณหภูมิ ความชื้น พร้อมจอ

BME280 กับจอ OLED ใช้สาย I2C เส้นเดียวกันคนละ address แล้วพิมพ์กล่องที่มีช่องระบายให้เซนเซอร์อยู่ห่างความร้อนจากบอร์ด

อะไหล่
ESP32 · โมดูล BME280 · จอ OLED SSD1306 0.96" · กล่องพิมพ์ 3 มิติ
ได้ฝึก
  • I2C bus
  • self-heating
  • enclosure vents
อ่านบทที่เกี่ยวข้อง →
กลาง ฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์งานพิมพ์

วัดความชื้นดินในกระถาง

เซนเซอร์แบบ capacitive ให้ค่า analog ต้อง calibrate ค่าดินแห้งกับดินเปียกเอง บน ESP32 ใช้ขา ADC1 เพราะ ADC2 ใช้ไม่ได้ตอนเปิด Wi-Fi

อะไหล่
ESP32 · เซนเซอร์ความชื้นดินแบบ capacitive · ฝาครอบพิมพ์ 3 มิติ
ได้ฝึก
  • analogRead
  • calibration
  • deep sleep
กลาง ฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์

แถบไฟ LED ที่สั่งได้ทีละดวง

WS2812B ทุกดวงต่อสายข้อมูลเส้นเดียว ส่วนที่ยากคือไฟเลี้ยง สีขาวเต็มกินได้ถึงราว 60 mA ต่อดวง ต้องคำนวณแหล่งจ่ายก่อนต่อ

อะไหล่
ESP32 · แถบ WS2812B 5 V · แหล่งจ่าย 5 V ที่พอกับจำนวนดวง · ตัวต้านทาน 330 Ω · ตัวเก็บประจุ 1000 µF
ได้ฝึก
  • power budget
  • common ground
  • FastLED

ระวัง อย่าดึงไฟแถบยาวจากขา 5V ของบอร์ด ใช้แหล่งจ่ายแยก และใช้สายที่รับกระแสได้

กลาง ฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์งานพิมพ์

แท่นหมุนกล้อง pan-tilt

เซอร์โวสองตัวคุมด้วยสัญญาณ PWM 50 Hz บนขายึดที่พิมพ์เอง ฝึกออกแบบชิ้นที่รับแรงหมุนและรูยึดสกรู

อะไหล่
ESP32 · เซอร์โว SG90 สองตัว · แหล่งจ่าย 5 V แยก · ขายึดพิมพ์ 3 มิติ
ได้ฝึก
  • PWM
  • ESP32Servo
  • load-bearing prints

ระวัง เซอร์โวดึงกระแสกระชากตอนเริ่มหมุน ใช้ไฟเลี้ยงแยกแต่ต่อกราวด์ร่วมกับบอร์ด

บทความ

บทความล่าสุด

ดูทั้งหมด
#3D printเริ่มต้น

ออกแบบ กล่องใส่บอร์ด พิมพ์ 3 มิติ ให้ใส่พอดีตั้งแต่ครั้งแรก

วัดบอร์ดให้ถูก เผื่อระยะเท่าไหร่ ผนังหนาแค่ไหน คำนวณขนาดกล่องทีละขั้น รูสกรูกับช่อง USB ช่องระบายให้เซนเซอร์ และเลือกวัสดุ PLA PETG ABS

อ่าน 6 นาที
#โค้ดเริ่มต้น

อ่านอุณหภูมิ ความชื้น ความกดอากาศ จาก BME280 ผ่าน I2C ด้วย ESP32

ต่อสาย I2C สองเส้น หา address ด้วย I2C scanner อ่านค่าด้วยไลบรารี Adafruit แยก BME280 กับ BMP280 ที่หน้าตาเหมือนกัน และทำไมอุณหภูมิที่อ่านได้มักสูงเกินจริง

อ่าน 6 นาที
#วงจรเริ่มต้น

ต่อ LED กับ ESP32 ให้ถูก คำนวณ ตัวต้านทาน ด้วย Ohm's law

ทำไม LED ต้องมีตัวต้านทานเสมอ คำนวณค่าทีละขั้นสำหรับ ESP32 (3.3 V) และ Arduino Uno (5 V) เลือกขา GPIO ที่ปลอดภัย และโค้ดไฟกะพริบกับปุ่มกด

อ่าน 5 นาที

กติกาบนโต๊ะช่าง

ปลอดภัยก่อน แล้วค่อยสนุก

  • ถอดไฟก่อนแก้วงจรสายหลุดไปแตะขาผิดตอนมีไฟ คือวิธีที่บอร์ดพังบ่อยที่สุด
  • ไฟบ้าน 220 V ไม่ใช่ของทดลองงานที่ต้องต่อไฟบ้าน ใช้โมดูลสำเร็จที่มีมาตรฐาน หรือให้ช่างไฟทำ เว็บนี้ไม่สอนต่อไฟบ้านแบบเปลือย
  • แบต LiPo ต้องมีวงจรชาร์จห้ามเจาะ ดัด หรือชาร์จแบตบวม ชาร์จด้วยวงจรชาร์จสำหรับ LiPo และอย่าทิ้งไว้ตอนชาร์จ
  • หัวพิมพ์ร้อนกว่า 200 °Cไม่จับหัวพิมพ์และฐานร้อน วางเครื่องในที่อากาศถ่ายเท โดยเฉพาะเวลาพิมพ์ ABS หรือบัดกรี

ของที่ทำเอง

Forge ออกแบบ ชิ้นงานพิมพ์ 3 มิติ บนเบราว์เซอร์

เครื่องมือออกแบบชิ้นงานแบบ parametric สำหรับงานพิมพ์ 3 มิติ ใช้ผ่านเบราว์เซอร์ เป็นงานของเจ้าของเว็บนี้ ตัวอย่างที่ฝั่งโค้ดกับฝั่งงานพิมพ์มาเจอกัน

เปิด forge.kura3d.com

ติดตรงไหน ทักมาคุยกันได้

โปรเจกต์ค้างอยู่ วงจรไม่ทำงาน หรืออยากให้เขียนเรื่องไหน ช่องทางติดต่อจะขึ้นที่ท้ายหน้าเร็ว ๆ นี้ ระหว่างนี้เริ่มจากเส้นทางเรียนก่อนได้

ดูเส้นทางเรียน