ผลงานการประกอบกล้อง Wi-Fi พลังงานแสงอาทิตย์ลงในเคสกล้อง Action Cam ธรรมดาๆ บอกเลยว่าเนียนตามาก!
Wassup วัยรุ่น Maker สาย IoT! 🚀 ปกติถ้าเราอยากได้กล้องวงจรปิดไร้สายที่ติดไว้นอกบ้าน ดูผ่าน Wi-Fi ได้ แถมไม่ต้องเดินสายไฟให้วุ่นวาย เราคงต้องจ่ายเงินหลักพันซื้อกล้องสำเร็จรูปใช่ไหมครับ? แต่วันนี้เราจะพามาดูโปรเจกต์ของสายหาทำ ที่จับเอา บอร์ด ESP32-CAM บอร์ดกล้องตัวละร้อยกว่าบาท มาแปลงร่างให้กลายเป็น กล้องวงจรปิดพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar-Powered Camera) ที่อยู่ได้ด้วยตัวเอง 100%!
ความเจ๋งคือเขาไม่ได้ปล่อยให้บอร์ดเปลือยๆ ตากฝนนะ แต่เอาไปยัดลงใน เคสใสของกล้อง Action Cam รุ่น SJ4000 ที่กันน้ำและฝุ่นได้แบบเป๊ะๆ แถมยังมีแผงโซลาร์เซลล์จิ๋วติดไว้ข้างในเคสด้วย! ไปดูกันว่าเค้าแก้ปัญหาเรื่องบอร์ดกินไฟจุ และจัดการพลังงานกันยังไงครับ
Pain Point โคตรคลาสสิก: "ESP32-CAM กินไฟจุมาก!" 🔋
ปกติแล้วบอร์ด ESP32-CAM ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นอุปกรณ์ประหยัดพลังงาน (Low-power) ครับ ถ้าเราสั่งให้มันเข้าโหมดหลับลึก (Deep Sleep) มันก็ยังแอบกินไฟตั้ง 2.8 mA ซึ่งสำหรับโปรเจกต์โซลาร์เซลล์ขนาดเล็กถือว่ากินจุเกินไปมากๆ แบตหมดไวแน่นอน!
นักพัฒนาในเน็ตเลยหาวิธี "ศัลยกรรมบอร์ด (Hardware Mod)" เพื่อรีดการกินไฟลงไปให้ต่ำที่สุด โดยมีขั้นตอนคร่าวๆ ดังนี้:
-
ถอด Regulator ทิ้ง: ถอดไอซีแปลงไฟ (Regulator) 5V to 3.3V ออกซะ แล้วหันมาใช้ไฟจาก แบตเตอรี่ LiFePO4 3.2V (ขนาด AAA) ต่อตรงเข้าบอร์ดไปเลย
-
ตัดต่อลายปริ้นท์: กรีดตัดลายปริ้นท์ที่จ่ายไฟเข้ากล้อง แล้วไปต่อผ่าน MOSFET (Q2) เพื่อให้ระบบตัดไฟตัวกล้องทิ้งได้สนิทตอนที่บอร์ดเข้าโหมด Deep Sleep
-
ถอด LED ออก: ถอดหลอดไฟ LED แจ้งเตือนทิ้งไป เพื่อนำขา GPIO33 ไปใช้ประโยชน์อื่น (เช่น ต่อเซนเซอร์หรือวัดไฟแบต)
ผลสรุปหลังจากการผ่าตัดบอร์ด! การกินไฟในโหมด Deep Sleep ลดลงเหลือแค่ 0.8 mA เท่านั้น! (ถือว่าต่ำมากพอที่จะใช้กับแผงโซลาร์จิ๋วๆ ได้แล้วล่ะ)
💡 ป้ายยาไอเทมเด็ด: โปรเจกต์นี้ต้องใช้ทักษะการบัดกรีและการปรับแต่งฮาร์ดแวร์พอสมควรเลยครับ แต่ชิ้นส่วนทั้งหมดมันคือ COTS (ของที่มีขายทั่วไปตามท้องตลาด) ล้วนๆ เลย!
หากเพื่อนๆ กำลังมองหา บอร์ด ESP32-CAM พร้อมกล้อง, โมดูลชาร์จแบต-ลดแรงดันไฟ (Energy Harvesting), หรือชุดหัวแร้งบัดกรี ไว้ลุยโปรเจกต์นี้ แวะมาช้อปของแท้ราคาดีได้ที่ Globalbyte Shop เลยครับ มีครบจบในที่เดียว!
บริหารพลังงานแสงอาทิตย์ยังไงให้รอด? (Energy Harvesting) ☀️
เนื่องจากเคส Action Cam มีพื้นที่จำกัด แผงโซลาร์เซลล์ที่ใส่เข้าไปได้จึงเป็น แผงโซลาร์ขนาดเล็กจิ๋ว (เช่น 40x40mm) ซึ่งให้พลังงานต่ำมาก (ประมาณ 0.13W ตอนแดดจัด) ถ้าต่อตรงๆ กล้องไม่ทำงานแน่นอน
เขาเลยแก้เกมด้วยการใช้ โมดูลเก็บเกี่ยวพลังงาน (Energy Harvesting Module) ที่ใช้ชิป BQ25504 ครับ! โมดูลตัวนี้เก่งมาก มันสามารถดึงกระแสไฟจากแผงโซลาร์ได้แม้ในวันที่มีเมฆครึ้ม (รับแรงดันได้ต่ำสุดถึง 130 mV!) แล้วค่อยๆ เอาไปชาร์จสะสมลงในแบตเตอรี่ LiFePO4 อย่างช้าๆ
เมื่อแบตมีไฟพอ บอร์ด ESP32-CAM ก็จะตื่นขึ้นมา (ตื่น 4 วินาที) ทำการถ่ายรูป ➡️ เซฟลง MicroSD Card ➡️ ส่งรูปเข้าเซิร์ฟเวอร์ผ่าน Wi-Fi ➡️ แล้วกลับไปหลับยาวๆ เพื่อเก็บสะสมพลังงานใหม่วนลูปไปครับ!
⚠️ คำเตือนเรื่องการโปรแกรมโค้ดและวงจร
การอัปโหลดโค้ดลง ESP32-CAM ต้องใช้ ตัวแปลง USB to TTL ต่อสายไฟแยกเข้านะครับ เพราะบนบอร์ดไม่มีพอร์ต USB มาให้ และการดัดแปลงวงจรตัด Regulator ออก เป็นเทคนิคชั้นสูงที่อาจทำให้บอร์ดพังได้ แนะนำให้ศึกษา คู่มือต้นฉบับอย่างละเอียด ก่อนลงมือหั่นปริ้นท์นะครับวัยรุ่น!
🔗 แหล่งอ้างอิงและไฟล์โค้ด (สำหรับสาย Hardcore):
เนื่องจากการตั้งค่าชิป BQ25504 ต้องคำนวณผ่านไฟล์ Excel ของผู้ผลิต และมีซอร์สโค้ดเซิร์ฟเวอร์ (Golang) สำหรับรับภาพภาพทาง HTTP POST ใครที่สนใจลองตามไปงมต่อได้ที่นี่เลยครับ:
⚡ อุปกรณ์พร้อม ไอเดียพร้อม แล้วคุณล่ะพร้อมลุยโปรเจกต์ IoT หรือยัง? ⚡
*Disclaimer (ข้อจำกัดความรับผิดชอบ): เนื้อหาบทความนี้ถูกเรียบเรียงและสรุปมาจากโปรเจกต์โครงงานของต่างประเทศ (Galopago.github.io) การปรับแต่งแก้ไขบอร์ด (Hardware Mod) เช่น การหั่นลายปริ้นท์หรือถอดไอซีออก อาจทำให้วงจรเสียหายอย่างถาวรและสิ้นสุดการรับประกัน ควรศึกษาคู่มือวงจร (Datasheet) และประเมินทักษะการบัดกรีของตนเองอย่างถี่ถ้วนก่อนลงมือทำครับ!
