สร้างเครื่องวัดรังสี UV แบบเรียลไทม์ด้วย Arduino: ไอเทมคู่ใจเวลาออกแดด

คุณเคยสงสัยไหมครับว่าแสงแดดที่เราเจอตอนเดินออกไปข้างนอก มีรังสี UV ที่เป็นอันตรายต่อผิวเราอยู่กี่เปอร์เซ็นต์? แสงแดดนั้นมีประโยชน์ก็จริง แต่ก็ขึ้นอยู่กับเวลาที่เราออกไปโดนด้วย ช่วงเช้าๆ UV จะต่ำและดีต่อสุขภาพ แต่ถ้าเป็นช่วงเที่ยงวัน... บอกเลยว่าผิวไหม้ได้ง่ายๆ!

โปรเจกต์นี้เราจะมาสร้าง เครื่องวัดรังสี UV แบบเรียลไทม์แบบพกพา ด้วย Arduino กันครับ จุดเด่นของเครื่องนี้คือมีทั้งหน้าจอ OLED แสดงตัวเลขดิจิทัล และ หน้าปัดเข็ม (Analog) ควบคู่กันไป เหตุผลที่ต้องมีเข็มก็เพราะเวลาเราออกไปเจอแดดจัดๆ หน้าจอ OLED มักจะมองไม่เห็น การมีเข็มชี้สถานะสีเขียว-แดงจะช่วยให้เราดูค่า UV ได้ชัดเจนสุดๆ ไปลุยกันเลย!

คลิกเพื่อดูรูปภาพผลงานเพิ่มเติม (View More)

อุปกรณ์ที่ต้องเตรียม (Supplies)

• บอร์ด Arduino Uno
• เซ็นเซอร์วัดรังสี UV ML8511
• Micro Servo Motor (สำหรับขับเข็มมิเตอร์)
• หน้าจอ OLED Module 128x32
• สาย Jumper, สาย USB สำหรับโปรแกรม
• เครื่องพิมพ์ 3D (3D Printer), โปรแกรม Slicer (เช่น Cura) และเส้นพลาสติก PLA
• กาวร้อน (Hot Glue), กาวช้าง (Super Glue), เทปกาวสองหน้า
• สีทาโมเดล (สีแดงและเขียว) และปากกาเมจิก

คลิกเพื่อดูรูปภาพอุปกรณ์ต่างๆ (View More)

Step 1: การออกแบบและการเตรียมไฟล์ 3D (Tinkercad)

ชิ้นส่วนเคสทั้งหมดถูกออกแบบผ่าน Tinkercad โดยคำนึงถึงความแข็งแรงและน้ำหนักที่เบา ประกอบด้วย 3 ชิ้นส่วนหลัก คือ ฐาน (Base) สำหรับซ่อนสายไฟและเก็บวงจร, ฝาปิด (Lid) สำหรับยึดหน้าจอ OLED เซ็นเซอร์ และเซอร์โว และ หน้าปัดโค้ง (Arc) สำหรับเป็นเกจวัด

คลิกเพื่อดูรูปและดาวน์โหลดไฟล์ 3D (View More)

📥 ดาวน์โหลดไฟล์ base_holder.stl 📥 ดาวน์โหลดไฟล์ฝาหน้าและหน้าปัด.stl

Step 2: การพิมพ์ 3D (3D Printing)

โยนไฟล์เข้าโปรแกรม Slicer (เช่น Cura) แล้วสั่งพิมพ์ได้เลย! ชิ้นส่วนทั้งหมดถูกออกแบบมาให้พิมพ์ได้โดย ไม่ต้องใช้ Support หรือ Raft แนะนำให้ใช้พลาสติก PLA สลับสีกันระหว่างตัวเคส ฐาน และหน้าปัดเพื่อความสวยงาม ส่วนเข็มชี้ (Pointer) ให้ตัดเส้นพลาสติก PLA ชิ้นเล็กๆ มาติดกาวเข้ากับหัวเซอร์โวแทนการพิมพ์ เพื่อป้องกันการเปราะหักครับ

คลิกเพื่อดูภาพตอนพิมพ์ 3D (View More)

Step 3: การต่อวงจรและอัปโหลดโค้ด

วงจรนี้ง่ายมากๆ เราจะใช้ไฟเลี้ยงจากบอร์ด Uno ล้วนๆ (ผ่านช่อง USB) ต่ออุปกรณ์ 3 ตัวเข้ากับ Arduino ตามนี้ครับ:

• OLED: ขา SCL -> A5 / ขา SDA -> A4 / VCC -> 3.3V / GND -> GND
• UV Sensor (ML8511): ขา Signal (OUT) -> A0 / VCC -> 5V / GND -> GND
• Micro Servo: ขาสัญญาณ (Signal) -> D9 / VCC -> 5V / GND -> GND

คลิกเพื่อดูรูปผังวงจร (View More)

// สรุปการต่อสาย (Wiring Setup)
// จอ OLED: 
//   SCL  -> Arduino A5
//   SDA  -> Arduino A4
//   VCC  -> Arduino 3.3V
//   GND  -> Arduino GND

// เซ็นเซอร์ UV (ML8511):
//   OUT  -> Arduino A0
//   VCC  -> Arduino 5V
//   GND  -> Arduino GND

// ซอร์โวมอเตอร์ (Micro Servo):
//   Signal -> Arduino D9
//   VCC    -> Arduino 5V
//   GND    -> Arduino GND

// กรุณาดาวน์โหลดโค้ด (.ino) จากลิงก์ด้านล่างเพื่ออัปโหลดลงบอร์ด

Step 4: จับยัดลงกล่อง (Casing)

เมื่อเทสต์โค้ดผ่านแล้ว ให้นำบอร์ด Uno ยึดลงที่ฐานด้วยเทปกาวสองหน้าหรือกาวร้อน (ระวังกาวร้อนละลายพลาสติกนะ) จากนั้นนำฝาบนมาประกอบ ติดตั้งเซ็นเซอร์ UV, จอ OLED และ Servo ให้เข้าล็อค จัดสายไฟให้เป็นระเบียบ แล้วหยอดกาวช้างเพื่อประกบฝาหน้าและฐานเข้าด้วยกัน

คลิกเพื่อดูรูปภาพการประกอบสายไฟและเคส (View More)

Step 5: ทำหน้าปัดและตั้งค่าระดับอันตราย

เราจะใช้พู่กันระบายสีลงบนหน้าปัด 3D ที่พิมพ์มา โดยแบ่งสัดส่วนเป็น สีเขียว (ปลอดภัย) 40% และ สีแดง (อันตราย) 60% ค่านี้อิงจากการทดสอบจริงช่วง 11 โมงเช้า ถึงบ่าย 2 ครึ่ง ที่แดดแรงจัด รังสี UV จะพุ่งทะลุไปโซนสีแดงครับ พอกาวแห้งก็เอาไปติดทับบนเซอร์โวได้เลย

คลิกเพื่อดูขั้นตอนการทาสีหน้าปัด (View More)

Step 6: วิธีใช้งานและวิดีโอสาธิต

เสียบสาย USB เข้ากับ Power Bank หน้าจอจะขึ้นข้อความ "UV Meter ready for use" พร้อมกับตั้งเข็มไปที่จุดเริ่มต้น (Zero) หลังจากนั้นก็เอาเครื่องออกไปท้าแดดได้เลย! คุณจะเห็นเข็มตีขึ้นไปตามระดับความแรงของ UV เรียลไทม์สุดๆ!

คลิกเพื่อดูวิดีโอสั้นและผลลัพธ์ตอนออกแดด (View More)