Perimeter Intrusion Bot คืออะไร?

เป้าหมายที่ผู้สร้างระบุไว้คือ ออกแบบระบบที่ใช้ Ultrasonic Sensor, IR Sensor และ Buzzer เพื่อตรวจว่าวัตถุหรือบุคคล เข้ามาในพื้นที่ที่ต้องการเฝ้าระวังหรือไม่

เมื่อ Sensor ตรวจพบเงื่อนไข Arduino Nano จะประมวลผลข้อมูล แล้วเปิด Buzzer เป็น Alarm

ถึงชื่อ Project จะใช้คำว่า Bot แต่ Source รอบนี้ไม่มี Motor, Wheel, Motor Driver หรือ Code สำหรับขับเคลื่อน

อุปกรณ์ที่ต้องใช้

Working Principle: ระบบรู้ได้อย่างไรว่ามีวัตถุเข้ามา?

ทำไม Prototype ใช้ Ultrasonic + IR สองแบบ?

จาก Logic ในต้นฉบับ Sensor ทั้งสองไม่ได้ต้อง “ยืนยันกัน” แต่ถูกใช้เป็นสองทางในการทำให้ Alarm ทำงาน

เงื่อนไขคือ:

• Ultrasonic ตรวจวัตถุในช่วง 1–30 cm
• หรือ IR Sensor อ่านค่า LOW

ถ้าอย่างใดอย่างหนึ่งเกิดขึ้น Code จะเข้า Block if และเปิด Buzzer

การต่อสายตาม Connection Table ของต้นฉบับ

ก่อน Upload Code: IR Sensor เป็น D2 หรือ A5?

ตรงนี้เป็นข้อผิดพลาดหรือความไม่สอดคล้อง ที่อยู่ใน Source เอง และควรรู้ก่อนทำตาม

ใน Wiring Table

ระบุ:

IR Sensor OUT → D2

แต่ใน Code

ระบุ:

const int IR_PIN = A5;

Code ทำงานเป็น Loop ง่าย ๆ 6 ขั้น

1. ส่ง Trigger Pulse ไปยัง HC-SR04
2. จับเวลา Echo
3. คำนวณ Distance
4. อ่าน Digital Value จาก IR Sensor
5. ตรวจเงื่อนไข Intrusion
6. เปิดหรือปิด Buzzer แล้ววนใหม่

ก่อนดู Full Code เราค่อย ๆ แยกแต่ละส่วนตามลำดับในต้นฉบับก่อน

Step 1: Define the Pin Connections

Code เริ่มจากกำหนด Constant เพื่อบอก Arduino ว่าอุปกรณ์แต่ละตัวต่อกับ Pin ใด

• TRIG_PIN = A3
• ECHO_PIN = A4
• IR_PIN = A5
• BUZZER_PIN = 11

การตั้งเป็น Constant ทำให้ส่วนอื่นของ Code อ้างชื่อ Pin ตามหน้าที่ แทนการใส่เลข Pin กระจายอยู่หลายตำแหน่ง

Step 2: ตั้ง Alert Distance = 30 cm

ต้นฉบับกำหนด:

ALERT_DISTANCE = 30

หมายความว่า ถ้า Ultrasonic คำนวณได้ว่า มีวัตถุอยู่ตั้งแต่ระยะมากกว่า 0 จนถึง 30 cm เงื่อนไข Intrusion ฝั่ง Ultrasonic จะเป็นจริง

ใน Code ถูกตรวจด้วย:

distance > 0 && distance <= ALERT_DISTANCE

Step 3: Setup Function

setup() ทำงานหนึ่งครั้งตอน Arduino เริ่มทำงาน

ใน Project นี้ใช้สำหรับ:

• ตั้ง TRIG เป็น OUTPUT
• ตั้ง ECHO เป็น INPUT
• ตั้ง IR Sensor เป็น INPUT
• ตั้ง Buzzer เป็น OUTPUT
• ปิด Buzzer ตอนเริ่มต้น
• เปิด Serial Communication ที่ 9600 baud

Step 4: Main Loop

หลังจาก Setup เสร็จ Arduino จะเข้าฟังก์ชัน loop() และทำงานซ้ำต่อเนื่อง

แต่ละรอบจะ:

1. วัดระยะ
2. อ่าน IR Sensor
3. ตรวจ Intrusion
4. ควบคุม Buzzer
5. รอ 200 ms
6. เริ่มรอบใหม่

Step 5: ส่ง Ultrasonic Trigger Pulse

Code เริ่มด้วยการดึง TRIG ลง LOW เป็นเวลา 2 microseconds

จากนั้น:

• TRIG → HIGH
• รอ 10 microseconds
• TRIG → LOW

Pulse ช่วง HIGH 10 µs เป็นคำสั่งให้ Ultrasonic Sensor เริ่มส่งคลื่นออกไป

Step 6: อ่าน Echo ด้วย pulseIn()

หลังส่งคลื่นออกไป Arduino รอ Signal ที่ ECHO Pin

ต้นฉบับใช้:

pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000)

ค่าเวลาที่ได้ ถูกเก็บไว้ในตัวแปร duration

ส่วนเลข 30000 คือ Timeout 30,000 microseconds เพื่อจำกัดเวลารอ Echo

Step 7: เปลี่ยนเวลา Echo ให้เป็นระยะทาง

สูตรในต้นฉบับคือ:

distance = duration * 0.034 / 2

ตัวเลข 0.034 ถูกใช้เป็นค่าประมาณความเร็วเสียง ในหน่วย cm ต่อ microsecond

แล้วหาร 2 เพราะคลื่นเสียงเดินทางสองช่วง:

Sensor → Object → Sensor

Step 8: อ่านค่า IR Sensor

Arduino ใช้:

digitalRead(IR_PIN)

แล้วเก็บค่าไว้ใน irValue

Source ระบุว่า ใน Setup นี้ ค่า LOW โดยทั่วไปถูกใช้เป็นสถานะ “ตรวจพบวัตถุ”

Step 9: ดูค่าผ่าน Serial Monitor

Code แสดงทั้ง:

• Distance หน่วย cm
• IR Digital Value

ตัวอย่างจากต้นฉบับ:

Distance: 45 cm | IR: 1
Distance: 20 cm | IR: 0

การเปิด Serial Monitor ช่วยให้เห็นว่า Sensor อ่านค่าอะไรอยู่จริง ก่อนสรุปว่าระบบ Alarm มีปัญหา

Step 10–12: เงื่อนไข Intrusion และ Buzzer

หัวใจของ Project อยู่ที่เงื่อนไขนี้:

(distance > 0 && distance <= ALERT_DISTANCE) || irValue == LOW

Condition 1 — Ultrasonic

ระยะต้องมากกว่า 0 และไม่เกิน 30 cm

OR

Condition 2 — IR Sensor

ค่า IR เป็น LOW

ถ้า Condition ใด Condition หนึ่งเป็นจริง:

• Buzzer → HIGH
• Serial Monitor แสดง `!!! INTRUSION DETECTED !!!`

ถ้าไม่ตรงทั้งสองเงื่อนไข:

• Buzzer → LOW
• Serial Monitor แสดง `Area Clear`

Step 13: รอ 200 ms ก่อนอ่านรอบใหม่

ท้าย Loop มี:

delay(200);

Arduino จึงหยุดรอ 200 milliseconds ก่อนเริ่มรอบถัดไป

ต้นฉบับอธิบายว่า Delay นี้ช่วยให้ Reading มีเวลาคงที่ขึ้น และไม่ทำให้ Serial Monitor Update เร็วจนเกินไป

Full Arduino Code จาก Logic ในต้นฉบับ

Code ด้านล่างประกอบจาก Code Snippet ที่ต้นฉบับแจกแจงไว้ใน Step 3 ตั้งแต่ Pin Definition ไปจนถึง Delay ท้าย Loop

const int TRIG_PIN = A3;
const int ECHO_PIN = A4;
const int IR_PIN = A5;
const int BUZZER_PIN = 11;

const int ALERT_DISTANCE = 30;

void setup() {
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  pinMode(IR_PIN, INPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);

  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);

  Serial.begin(9600);
}

void loop() {

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);

  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, 30000);

  int distance = duration * 0.034 / 2;

  int irValue = digitalRead(IR_PIN);

  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.print(" cm  |  IR: ");
  Serial.println(irValue);

  if ((distance > 0 && distance <= ALERT_DISTANCE) || irValue == LOW) {

    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);

    Serial.println("!!! INTRUSION DETECTED !!!");

  } else {

    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);

    Serial.println("Area Clear");
  }

  delay(200);
}

วิธี Test Prototype แบบค่อย ๆ ไล่ทีละ Sensor

จาก Function ที่ต้นฉบับให้มา เราสามารถตรวจการทำงานตามลำดับได้โดยไม่ต้องเพิ่ม Feature ใหม่

ระบบนี้ทำอะไรได้ และยังไม่ได้ทำอะไร?

สิ่งที่ Source รองรับ

• วัดระยะด้วย HC-SR04
• อ่าน IR Detection
• ตั้ง Alert Threshold 30 cm
• ใช้ OR Logic รวม Sensor สองตัว
• เปิด Buzzer เมื่อเกิด Intrusion
• แสดงค่า Sensor ใน Serial Monitor

สิ่งที่ Source รอบนี้ไม่ได้ระบุ

• ไม่มี Camera
• ไม่มี Face Recognition
• ไม่มี Wi-Fi Notification
• ไม่มี LINE Notification
• ไม่มี Cloud Logging
• ไม่มี Motor หรือระบบขับเคลื่อน Bot
• ไม่มี Relay หรือระบบล็อกประตู
• ไม่มี Battery Monitoring

Project เล็ก แต่แตะพื้นฐาน Arduino หลายเรื่อง

จุดที่เหมาะกับมือใหม่ คือ Hardware ไม่เยอะ แต่ Code แตะ Concept หลักหลายอย่าง

• Digital Input
• Digital Output
• Ultrasonic Trigger / Echo
• Timing ด้วย microseconds
• Distance Calculation
• Boolean AND / OR
• Threshold Detection
• Serial Monitor Debugging
• Buzzer Control
• Main Loop ของ Arduino

ภาพอุปกรณ์เพิ่มเติมจาก Project

หน้าแรกแสดงเฉพาะ Hero Image ส่วนภาพ Supplies เพิ่มเติม ซ่อนอยู่ใน View more แบบ Pure CSS เพื่อลดความยาวหน้าในตอนเปิดบทความ

View more — ดูภาพอุปกรณ์เพิ่มเติม View less — ซ่อนภาพ

ก่อนต่อจริง แนะนำให้เปิดต้นฉบับเทียบเรื่อง Pin อีกครั้ง

Project นี้โดยรวมไม่ซับซ้อนมาก แต่มีจุดที่สำคัญคือ IR Sensor Pin ใน Wiring Table กับ Code ไม่ตรงกัน

ดังนั้นถ้าจะทำตาม ควรเปิดต้นฉบับ และตรวจ Board / Shield ที่ตัวเองใช้งานจริง พร้อมกับ Code ก่อนเสียบสาย

FAQ: Arduino Perimeter Intrusion Bot

ระบบแจ้งเตือนง่าย ๆ ที่สอน Sensor Logic ได้ครบกว่าที่คิด

จุดเด่นของ Project นี้ ไม่ได้อยู่ที่ความซับซ้อน แต่อยู่ที่การทำให้เห็น Flow ของ Embedded System แบบตรงไปตรงมา

Sensor อ่านค่า → Arduino ประมวลผล → เปรียบเทียบ Threshold → ตรวจ Boolean Condition → สั่ง Output

Ultrasonic ทำให้เราได้เรียนรู้เรื่อง Timing และ Distance ส่วน IR Sensor ทำให้เห็น Digital Detection ก่อนรวมสอง Input ด้วย OR Logic แล้วสั่ง Buzzer

สำหรับมือใหม่ นี่จึงเป็น Project ที่เหมาะกับการเริ่มทำความเข้าใจว่า Sensor สองแบบ สามารถทำงานร่วมกันใน Program เดียวได้อย่างไร

เพียงแต่ก่อนต่อจริง ต้องไม่ลืมจุดสำคัญที่สุดของ Source รอบนี้: ตรวจ IR Pin ให้ตรงกันระหว่าง Hardware กับ Code

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

• Instructables — Perimeter Intrusion Bot With DESHBOT SHIELD