ดาวเทียมจิ๋ว 21 กรัม กับ ESP32-C3
ตั้งเป้าไว้ว่าอุปกรณ์ทั้งชุดต้องเบากว่า 30 กรัม แต่พอไล่ลด Connector, PCB, สายไฟ และโครงสร้าง Mechanical จริง ๆ Prototype ชุดนี้จบที่เพียง 21 กรัม ในขนาดประมาณ 28 × 28 × 33 มม.
ข้างในยังมีทั้ง ESP32-C3 Mini, Sensor วัดสภาพแวดล้อม, IMU สำหรับจับการเคลื่อนไหว, Onboard Data Storage และจุดเชื่อมต่อ Battery
ฟังดูเหมือนดาวเทียมจิ๋วพร้อมบิน แต่ตรงนี้ต้องเบรกก่อน: Project นี้ยังเป็น Ground-built Suborbital Satellite Prototype สำหรับทดลองแนวคิด และยังไม่ได้ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจร
สำคัญ: อุปกรณ์นี้ยังไม่ได้ขึ้นสู่อวกาศ และบทความต้นฉบับไม่ได้ยืนยันว่า เป็น “ดาวเทียมที่เล็กที่สุดในโลก” อย่างเป็นทางการ จึงควรมองเป็น Tiny Satellite Prototype ที่สร้างขึ้นเพื่อทดลองการย่อระบบ Electronics สำหรับ Future Flight Experiments
Key Takeaways
- น้ำหนัก Final Prototype เพียง 21 กรัม
- ขนาดประมาณ 28 × 28 × 33 มม.
- เป้าหมายเดิมคือต่ำกว่า 30 กรัม
- ใช้ ESP32-C3 Mini เป็น Main Controller
- BME680 วัดอุณหภูมิ ความชื้น ความดัน และ Gas Resistance
- BMI323 เป็น IMU สำหรับ Accelerometer และ Gyroscope
- Sensor เชื่อมกับ ESP32 ผ่าน I²C เพื่อลด Wiring
- มี Onboard Data Storage สำหรับเก็บ Measurement
- เริ่ม Prototype จาก Breadboard ก่อนย่อไป Zero PCB
- ลดน้ำหนักด้วยการตัด Connector และส่วน PCB ที่ไม่จำเป็น
- มี Custom 3D-printed Enclosure
- มี Dashboard สำหรับดูและจัดการข้อมูล
- Prototype ปัจจุบันยังไม่มี Dedicated Telemetry System
- ข้อมูลถูกออกแบบให้กู้คืนหลัง Mission / Experiment
Prototype 21 กรัมนี้คืออะไร?
Project นี้เป็นแนวคิด Suborbital Satellite Prototype ที่พยายามตอบคำถามง่าย ๆ แต่ทำจริงไม่ง่ายว่า:
“เราจะย่อระบบ Electronics ที่เก็บข้อมูลสภาพแวดล้อมและการเคลื่อนไหว ให้เหลือเล็กและเบาได้แค่ไหน?”
ผลลัพธ์คือกล่องเล็กประมาณ 28 × 28 × 33 มม. ที่ยังคงมีทั้ง Compute, Sensor, Storage และ Battery Connection
น้ำหนัก Final อยู่ที่ประมาณ 21 กรัม ต่ำกว่าเป้าหมายเดิม 30 กรัม ที่ผู้สร้างตั้งไว้
+
BME680 Environmental Sensor
+
BMI323 IMU
+
Data Storage
+
Battery Connection
+
3D-printed Enclosure
=
21-gram Prototype
ก่อนอื่น: นี่ยังไม่ใช่ดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลก
แม้รูปร่างและแนวคิด จะถูกออกแบบในทิศทาง Space Electronics แต่บทความต้นฉบับระบุชัดว่า Prototype นี้:
- ยังไม่ได้ถูก Launch
- ยังไม่ได้เข้าสู่วงโคจร
- เป็น Ground-built Prototype
- สร้างเพื่อทดลองแนวทางสำหรับ Future Flight Experiments
Inspiration มาจากแนวคิดของ Ultra-light Satellite เช่น KalamSat แต่ Project นี้ ยังอยู่ในขั้นทดลองระบบขนาดเล็กบนพื้นโลก
คำว่า Satellite ในบทความนี้ใช้ตามบริบทของ Prototype: ไม่ควรตีความว่า Hardware ชุดนี้ ผ่าน Space Qualification หรือมี Flight Heritage แล้ว เพราะ Source ไม่ได้กล่าวเช่นนั้น
Hardware มีอะไรอยู่ข้างในกล่อง 21 กรัม?
| อุปกรณ์ | หน้าที่ตาม Project |
|---|---|
| ESP32-C3 Mini | Main Controller ของระบบ |
| BME680 | วัด Temperature, Humidity, Atmospheric Pressure และ Gas Resistance |
| BMI323 | 3-axis Accelerometer และ Gyroscope |
| Onboard Data Storage | เก็บข้อมูล Measurement สำหรับเรียกดูภายหลัง |
| Battery Connection | จุดเชื่อมต่อแหล่งพลังงานของ Prototype |
| 3D-printed Enclosure | ยึดและป้องกัน Electronics ใน Form Factor ขนาดเล็ก |
Source ไม่ได้ให้ Battery Capacity หรือ Battery Life: จึงไม่ควรนำตัวเลข Runtime จาก ESP32 Project อื่น มาใช้กับ Prototype นี้ เพราะน้ำหนัก, Sensor, Storage และ Power Profile ต่างกัน
ESP32-C3 Mini คือ Main Controller
ESP32-C3 Mini เป็นสมองหลัก ที่เชื่อม Sensor และรับผิดชอบระบบเก็บข้อมูลของ Prototype
สิ่งที่น่าสนใจใน Project นี้ ไม่ใช่การใช้ ESP32-C3 เพื่อทำ Feature เยอะที่สุด แต่เป็นการพยายามเก็บ Function ที่จำเป็น ในพื้นที่และน้ำหนักที่เล็กมาก
เมื่อเป้าหมายหลักคือ Weight Reduction Connector, Wiring และพื้นที่ PCB จึงกลายเป็นสิ่งที่ต้องถูกตั้งคำถามทั้งหมดว่า:
“ส่วนนี้จำเป็นต่อ Prototype จริงหรือไม่?”
BME680 ทำหน้าที่เก็บข้อมูลสภาพแวดล้อม
BME680 เป็น Environmental Sensor ที่ Project ใช้เก็บค่าหลัก 4 กลุ่ม:
- Temperature
- Humidity
- Atmospheric Pressure
- Gas Resistance
Dashboard จะแสดงค่าเหล่านี้เปลี่ยนไปตามสภาพแวดล้อม ระหว่างการทดสอบ
จุดนี้ทำให้ Prototype ไม่ได้มีแค่ Controller + Motion Sensor แต่ยังสามารถเก็บข้อมูล Environment สำหรับการทดลองในอนาคตได้ด้วย
BMI323 เพิ่มมิติ “การเคลื่อนไหว” ให้ Prototype
Sensor ตัวที่สองคือ BMI323 ซึ่งทำหน้าที่เป็น IMU
ภายในมี:
- 3-axis Accelerometer
- Gyroscope
Accelerometer ช่วยจับการเร่งและการเปลี่ยนการเคลื่อนที่ ส่วน Gyroscope ช่วยติดตามการหมุน
ในการทดสอบของผู้สร้าง Dashboard แสดงค่า Accelerometer และ Gyroscope ตอบสนองแบบ Real-Time เมื่อขยับหรือหมุน Prototype
สำหรับ Maker ที่เพิ่งเจอคำว่า IMU: ให้คิดว่าเป็น Sensor ที่ช่วยให้ Controller “รู้ว่าตัวอุปกรณ์กำลังขยับหรือหมุนยังไง” โดยใน Project นี้ใช้ข้อมูลจาก Accelerometer และ Gyroscope
ของเล็กมาก ไม่มีพื้นที่ให้ลากสายเล่น — เลยใช้ I²C
BME680 และ BMI323 เชื่อมกับ ESP32-C3 ผ่าน:
I²C Communication Interface
ในบริบทของ Project นี้ การใช้ I²C ช่วยลดจำนวนสายที่ต้องวิ่งภายใน Assembly
สำหรับอุปกรณ์ขนาดประมาณ 28 × 28 × 33 มม. Wiring ไม่ได้เป็นแค่เรื่องความสวย แต่กินทั้งพื้นที่ และมีผลกับการจัดโครงสร้างภายใน
Source ไม่ได้ให้ Pinout, I²C Address หรือ Bus Speed: บทความนี้จึงไม่สร้าง Wiring Diagram หรือค่า Configuration ขึ้นเอง หากจะทำวงจรตามแนวคิดนี้ ต้องตรวจ Datasheet และ Project ต้นฉบับเพิ่มเติม
จาก Breadboard ไปถึง 21 กรัม ไม่ได้เกิดในรอบเดียว
จุดที่ดีมากของ Project นี้คือ ผู้สร้างไม่ได้เริ่มจาก “ทำทุกอย่างให้เล็กที่สุด” ตั้งแต่ Circuit แรก
แต่เริ่มจากการทำให้ Electronics ใช้งานได้ก่อน บน Breadboard แล้วค่อยลดขนาดทีละขั้น
เริ่มด้วย Breadboard
ต่อ ESP32-C3, BME680 และ BMI323 เพื่อทดสอบว่า Sensor และ Software ทำงานตามต้องการก่อน
ย้ายไป Zero PCB
เมื่อระบบหลักผ่าน Electronics ถูกจัดใหม่บน Zero PCB ที่เล็กกว่า Breadboard
ตัดส่วนที่ไม่จำเป็น
Connector และส่วน PCB ที่ไม่จำเป็นต่อ Prototype ถูกเอาออก เพื่อลดทั้งขนาดและน้ำหนัก
Solder โดยตรง
Components ถูก Solder เข้ากับ Board โดยตรงมากขึ้น เพื่อลด Hardware ที่ไม่จำเป็น
ลด Wiring
ใช้ I²C เชื่อม Sensor เพื่อช่วยลดจำนวนสาย ใน Assembly
ออกแบบ Enclosure ใหม่
สร้าง Custom 3D-printed Enclosure ให้เก็บ Electronics ได้ใน Form Factor เล็ก โดยยังรักษา Function หลักไว้
Zero PCB กับ Direct Soldering: ลดของที่ไม่จำเป็นออกจริง ๆ
Breadboard เหมาะกับการทดลอง แต่ไม่ได้เหมาะกับเป้าหมาย 21 กรัม
ผู้สร้างจึงย้ายระบบ ไปยัง Zero PCB แล้วตัด:
- Connector ที่ไม่จำเป็น
- ส่วน PCB ที่ไม่ต้องใช้
- สายที่สามารถลดได้
รวมถึง Solder ชิ้นส่วนเข้ากับ Board โดยตรง
Lesson สำหรับ Maker: ถ้าเป้าหมายคือ Miniaturization บางครั้งน้ำหนักไม่ได้อยู่ที่ MCU แต่อยู่ที่ Header, Connector, PCB ส่วนเกิน, สาย และ Housing ที่เราใส่เข้ามารอบ MCU
3D-printed Enclosure เป็นส่วนหนึ่งของ Engineering ไม่ใช่แค่ทำให้สวย
เมื่อ Electronics ถูกย่อจนเล็กลง ผู้สร้างออกแบบ Custom 3D-printed Enclosure สำหรับใส่ Hardware ทั้งชุด
ใน Project ที่มีเป้าหมายด้านน้ำหนัก Housing มีผลกับ Final Result ไม่แพ้ Board
เพราะถ้า Electronics เบามาก แต่กล่องหนาและหนัก น้ำหนักที่ลดจาก PCB ก็อาจหายไปกับ Mechanical Structure
Source ไม่ได้ให้ STL Download: บทความนี้จึงไม่ใส่ Link ไปยังไฟล์ Enclosure ที่ไม่ได้ถูกระบุในต้นฉบับ
มี STL หรือ 3D Model ของ Prototype ตัวเองอยู่แล้ว? ถ้าต้องการทำ Enclosure, Sensor Housing หรือกล่อง Electronics แต่ไม่มีเครื่องพิมพ์ สามารถส่งไฟล์ให้ทีม Globalbyte ช่วยประเมินบริการรับปริ้นท์ 3D ได้ โดยเฉพาะงาน Prototype ที่ต้องลอง Fit ชิ้นส่วนจริงก่อนทำ Revision ถัดไป
ตัวเล็กแค่ไหนก็ต้องมีทางดูว่า Sensor เก็บอะไรได้บ้าง
Prototype มี Software Dashboard สำหรับ Monitor และจัดการ Measurement ที่ระบบเก็บมา
ระหว่างทดสอบ Dashboard แสดงข้อมูล:
- Temperature
- Humidity
- Atmospheric Pressure
- Gas Resistance
- Accelerometer
- Gyroscope
Accelerometer และ Gyroscope เปลี่ยนตามการขยับและหมุนตัวอุปกรณ์ ส่วน Environmental Data ถูก Update ต่อเนื่อง ตามสภาพแวดล้อมระหว่างการทดลอง
ข้อมูลถูกจัดเป็น File
ระบบยังสามารถจัด Recorded Data เป็น File เพื่อ:
- View
- Download
- Delete
Source ไม่ได้ระบุ Dashboard Framework หรือ URL: จึงไม่ควรสมมติว่าใช้ Web Framework, Cloud Platform หรือ Database ชนิดใด ถ้าไม่ได้ตรวจ Source เพิ่มเติม
ทดสอบแบบบ้าน ๆ แต่เห็นภาพ: จับ Prototype เข้าช่องฟรีซ
หนึ่งในการทดสอบที่ผู้สร้างทำ คือเอา Prototype เข้าไปใน Freezer
เป้าหมายคือดูว่า Environmental Sensor และ Dashboard จะแสดง Temperature ลดลงตามอุปกรณ์ที่เย็นลงหรือไม่
ผลที่รายงานคือ Dashboard แสดงค่า Temperature ลดลงระหว่างที่ตัวอุปกรณ์เย็นลง
Freezer Test ไม่ใช่ Space Qualification: การนำ Prototype เข้า Freezer เป็นการทดสอบ Sensor และระบบในระดับ Project ไม่ควรถูกตีความว่า Hardware ผ่านการทดสอบสภาวะอวกาศ หรือ Qualification ระดับ Aerospace แล้ว
เก็บก่อน โหลดทีหลัง — Prototype นี้ยังไม่มี Dedicated Telemetry
จุดหนึ่งที่ต้องเข้าใจให้ถูกคือ Prototype ปัจจุบัน ไม่ได้มี Dedicated Telemetry System
ดังนั้นแนวทางปัจจุบัน ไม่ใช่:
↓
Radio
↓
Ground Station แบบ Real-Time
แต่เป็นแนวคิด:
↓
Onboard Storage
↓
Recover Device / Data หลัง Mission
↓
เปิดดูข้อมูลภายหลัง
นี่สอดคล้องกับสถานะ Suborbital Satellite Prototype ของ Project ที่ยังเน้นพิสูจน์ว่า Hardware และ Sensing สามารถย่อให้เล็กมากได้
อย่าเขียนว่า Prototype ส่งข้อมูลกลับโลกแบบ Real-Time: Source ระบุชัดว่า ยังไม่มี Dedicated Telemetry และข้อมูลถูกออกแบบให้ Recover ภายหลัง
ทำให้เล็ก ไม่ได้แปลว่าแค่เปลี่ยนกล่องให้เล็ก
ถ้าดู Project นี้แบบ Maker บทเรียนที่ได้ค่อนข้างชัด:
- ทำ Circuit ให้ทำงานก่อน
- ทดสอบ Sensor บน Breadboard
- รู้ก่อนว่า Function ไหนจำเป็น
- ย้ายไป Board ที่เล็กลง
- ลด Connector
- ลดพื้นที่ PCB ที่ไม่จำเป็น
- ลดจำนวนสาย
- ใช้ Shared Bus อย่าง I²C เมื่อเหมาะกับระบบ
- Solder โดยตรงเมื่อ Design เริ่มนิ่ง
- ออกแบบ Mechanical Structure ให้สอดคล้องกับ Weight Target
- ยังต้องเก็บ Compute, Sensor และ Storage ที่จำเป็นเอาไว้
- ชั่ง Final Assembly ไม่ใช่ดูเฉพาะน้ำหนัก Board
Project นี้จึงไม่ได้เด่น เพราะ “ใช้ ESP32 แล้วไปอวกาศ” แต่เด่นตรงกระบวนการ Miniaturization ที่ลดของรอบ ๆ Electronics ไปพร้อมกับการรักษา Function หลัก
ดูขั้นตอนสร้าง Prototype จากวิดีโอต้นฉบับ
ถ้าอยากเห็นภาพ Journey ตั้งแต่แนวคิด การลดขนาด Electronics ไปจนถึง Final Prototype 21 กรัม ดูวิดีโอต้นฉบับได้ด้านล่าง
ถ้าเอาแนวคิดนี้มาปรับเป็น Project Maker ในไทย เริ่มเรียนรู้อะไรได้บ้าง?
จุดที่นำมาศึกษาต่อได้ โดยไม่จำเป็นต้องสร้าง Satellite จริง คือแนวคิดด้าน:
- ESP32 Sensor Logging
- Environmental Monitoring
- IMU / Motion Sensing
- I²C Multi-sensor Design
- Local Data Storage
- Weight-constrained Prototype
- Compact Electronics Assembly
- 3D-printed Enclosure Design
สามารถใช้เป็นโจทย์ฝึก “ทำ Data Logger ให้เล็กลงเรื่อย ๆ” โดยไม่จำเป็นต้องอ้างว่า Hardware นั้นพร้อมสำหรับ Space Mission
กำลังหา Board หรือ Sensor สำหรับทำ Prototype? หากกำลังเริ่ม Project ที่ใช้ ESP32, Environmental Sensor, IMU หรือ Data Logging สามารถสอบถามทีม Globalbyte เรื่อง Development Board และอุปกรณ์ Maker ที่เหมาะกับโจทย์ได้ โดยควรเช็ก Stock และ Spec ก่อนเลือกใช้งานจริง
FAQ: Tiny Satellite Prototype 21 กรัม
Prototype นี้หนักเท่าไร?
Final Prototype มีน้ำหนักประมาณ 21 กรัม ขณะที่เป้าหมายเดิมของผู้สร้าง คือต่ำกว่า 30 กรัม
มีขนาดเท่าไร?
ประมาณ 28 × 28 × 33 มม. ตามข้อมูลในบทความต้นฉบับ
ใช้ MCU อะไร?
ใช้ ESP32-C3 Mini เป็น Main Controller
BME680 วัดค่าอะไร?
Temperature, Humidity, Atmospheric Pressure และ Gas Resistance
BMI323 ทำอะไร?
เป็น IMU ที่มี 3-axis Accelerometer และ Gyroscope สำหรับติดตามการเคลื่อนไหวและการหมุน
Sensor ต่อกับ ESP32 ด้วยอะไร?
Source ระบุว่า Sensor Boards เชื่อมกับ ESP32 ผ่าน I²C เพื่อช่วยลดจำนวนสายภายใน Assembly
Prototype เริ่มจาก PCB ขนาดเล็กเลยหรือไม่?
ไม่ Electronics ถูกทดสอบบน Breadboard ก่อน แล้วจึงถูกย้ายไป Zero PCB ที่เล็กกว่า
ทำไมต้องถอด Connector ออก?
Project มีเป้าหมายด้านขนาดและน้ำหนัก ผู้สร้างจึงลด Connector และส่วน PCB ที่ไม่จำเป็น พร้อม Solder Components โดยตรงมากขึ้น
Housing ทำอย่างไร?
ใช้ Custom 3D-printed Enclosure สำหรับยึด Electronics ใน Form Factor ขนาดเล็ก
มีไฟล์ STL ให้โหลดไหม?
Source ที่ใช้ในบทความนี้ ไม่ได้ให้ Link สำหรับ Download STL ของ Enclosure
ส่งข้อมูลกลับ Ground Station แบบ Real-Time หรือไม่?
ไม่ใช่ใน Prototype ปัจจุบัน Source ระบุว่ายังไม่มี Dedicated Telemetry System และข้อมูลถูกเก็บไว้ เพื่อ Recover ภายหลัง
Prototype นี้เคยขึ้นสู่อวกาศแล้วหรือยัง?
ยัง Source ระบุว่า เป็น Ground-built Prototype และยังไม่ได้ Launch เข้าสู่วงโคจร
Freezer Test หมายความว่าผ่านสภาวะอวกาศแล้วไหม?
ไม่ Freezer Test ใน Project ใช้ดูการตอบสนองของ Temperature Measurement เท่านั้น ไม่ใช่ Space Qualification Test
มี Dashboard หรือไม่?
มี Source ระบุว่าใช้ Dashboard สำหรับ Monitor Measurement และจัดการ Recorded Data ที่สามารถ View, Download หรือ Delete ได้
มี Battery ขนาดเท่าไร?
Source ระบุว่ามี Battery Connection แต่ไม่ได้ให้ Battery Capacity หรือ Runtime จึงไม่ควรเดาตัวเลขเพิ่มเติม
21 กรัมที่น่าสนใจ ไม่ใช่เพราะตัวเลขอย่างเดียว
ถ้ามองแค่ผลลัพธ์สุดท้าย Project นี้ดูเหมือน:
“เอา ESP32 กับ Sensor ยัดลงกล่องเล็ก ๆ แล้วชั่งได้ 21 กรัม”
แต่ Journey จริง มีตั้งแต่:
Breadboard → Zero PCB → ลด Connector → Direct Soldering → I²C → ลด Wiring → 3D-printed Enclosure → Final 21 g
นี่คือบทเรียนสำคัญของงาน Electronics ที่มีข้อจำกัดด้าน Size และ Weight: เราไม่ได้ลดแค่ Board แต่ต้องไล่ดูทุกอย่างรอบ Board
และในเวลาเดียวกัน Function สำคัญอย่าง Environmental Sensing, Motion Sensing, Compute และ Data Storage ก็ยังต้องอยู่ครบ
ส่วนภารกิจที่ยากกว่ามากอย่าง การส่ง Hardware จริงขึ้นสู่อวกาศ ยังเป็นโจทย์ในอนาคต ไม่ใช่สิ่งที่ Prototype 21 กรัมนี้ทำสำเร็จแล้ว
อ่านต้นฉบับก่อนนำแนวคิดไปทำจริง
เนื่องจาก Project เกี่ยวข้องกับการลดขนาด Electronics, Sensor, IMU, Data Storage และ Mechanical Design หากจะนำแนวคิดไปสร้างต่อ แนะนำให้เปิดต้นฉบับและวิดีโอ ควบคู่กับบทความนี้
References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ
กำลังทำ Electronics Prototype แล้วอยากลดขนาดให้จริงจังขึ้น?
ถ้ากำลังทำ Project ที่ใช้ ESP32, Environmental Sensor, IMU, Development Board หรืออุปกรณ์ Maker สามารถเข้ามาดูสินค้า หรือสอบถามทีม Globalbyte เพื่อช่วยเลือกอุปกรณ์ ที่เหมาะกับโจทย์ของคุณได้
ส่วนใครที่ Design Enclosure, Sensor Housing หรือกล่อง Electronics ไว้แล้ว และมี STL / 3D Model สามารถส่งไฟล์ให้ทีม Globalbyte ช่วยประเมินบริการรับปริ้นท์ 3D สำหรับงาน Prototype ได้เช่นกัน
บทความนี้ไม่ได้ยืนยันว่า ESP32-C3 Mini, BME680 หรือ BMI323 รุ่นเดียวกับต้นฉบับ มี Stock พร้อมจำหน่าย แนะนำให้สอบถามผ่าน LINE OA ก่อนเลือกซื้อ
