โปรเจกต์นี้ทำอะไร?

เป้าหมายของโปรเจกต์คือ สร้าง Node สำหรับ Monitor ฝุ่น PM2.5 และ PM10 แล้วเก็บข้อมูลเป็นกราฟย้อนหลัง แทนการอ่านค่าจาก Sensor เฉพาะเวลาที่เสียบคอมพิวเตอร์

ระบบจึงแบ่งได้เป็นสามส่วน:

SDS011 วัด PM2.5 และ PM10 ยังไง?

SDS011 ใช้หลักการ Optical Scattering: มีแหล่งกำเนิดแสงภายใน Sensor และตรวจแสงที่กระเจิงจากอนุภาคในอากาศ เพื่อนำมาประเมิน Particulate Matter

Architecture ตั้งแต่ Sensor ถึง Cacti

ESP32 ไม่ได้ทำ Data Logging ระยะยาวเอง แต่ทำหน้าที่เป็น Sensor Node: อ่านค่า, ใส่ข้อมูลลง Display, แล้ว Push Measurement ไปยัง Server

ต้องใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง?

Wiring ESP32 กับ SDS011 ผ่าน UART

OLED Wiring มี Conflict ใน Source ต้องระวัง

Instructions ปี 2019 เขียนว่า:

• SCL → D21
• SDA → D22

แต่ Code ใช้:

SSD1306Wire display(0x3c, 21, 22);

และ Constructor ของ ThingPulse SSD1306Wire เรียง Parameter เป็น:

address, sda, scl

VCC ของ OLED ใน Build ต้นฉบับถูกต่อกับ 3 V ของ ESP32 และ Ground ต่อร่วมกัน

Arduino ESP32 Setup: อะไรจากปี 2019 ที่ควรอัปเดต?

Build Instructions เดิม ใช้ Arduino IDE และเพิ่ม ESP32 ผ่าน Boards Manager ซึ่ง Concept ยังใช้ได้

แต่ URL Package Index ใน Tutorial ปี 2019 เป็น URL รุ่นเก่า ขณะที่ Official Espressif Documentation ปัจจุบัน ใช้ Stable Package Index ชุดใหม่

หลังติดตั้งให้เลือก Board ที่ตรงกับ ESP32 Hardware จริง ไม่ควรเลือก “ESP32 Pico Kit” เพียงเพราะ Tutorial เก่าเคยใช้ชื่อดังกล่าว

ทำไมผู้สร้างต้องแก้ SDS011 Sleep Library?

Instructions ระบุชัดว่า SDS011 Library ที่ผู้สร้างใช้ในตอนนั้น มีปัญหากับ Sleep Function

ผู้สร้างจึงแก้ Function และแนบ Library Pack ที่แก้ไว้แล้วเป็น libraries.rar ในหน้า Hackaday.io

หนึ่งรอบของ Firmware ทำอะไรบ้าง?

ดู Code Wake → Read → Sleep จาก Project จริง

Snippet ด้านล่างตัดมาจาก esp32_sds011_V2.ino ใน GitHub ของผู้สร้าง เพื่อให้เห็น Core Sensor Flow โดยไม่คัดลอก Firmware ทั้งไฟล์

my_sds.wakeup();
delay(2500);

err = my_sds.read(&p25, &p10);

/* Project sends values to its remote server here */

my_sds.sleep();

ส่ง PM2.5/PM10 ไป Server ผ่าน HTTP GET

Firmware ต้นฉบับ สร้าง HTTP Request แยกสำหรับ:

• PM10
• PM2.5

แล้วเรียก WebService ให้เขียน Measurement ลง File ที่ Server

IIS / .NET Server ทำหน้าที่อะไร?

Backend ของ Project เดิม ไม่ได้ใช้ Cloud IoT Platform แต่ใช้ Windows Server ที่ประกอบด้วย:

• IIS
• .NET WebService
• Text Files
• PowerShell
• Cacti

WebService รับ Filename และ Content จาก HTTP Request แล้วเขียน Measurement ลง Directory ที่ Cacti จะนำไปใช้ต่อ

ทำไม Sensor Offline แล้ว PowerShell เขียนค่า 0?

Project มี PowerShell Script ตรวจ Sensor Files และหาก File ไม่ถูก Update ภายในประมาณ 15 นาที Script จะเขียน 0 ลงไป

จุดประสงค์ของผู้สร้างคือ ไม่อยากให้กราฟเป็นเส้นตรงเดิม จนดูเหมือน Sensor ยังทำงานอยู่

สำหรับระบบ Data Logging ใหม่ การใช้ State เช่น Missing / Stale / Offline แยกจาก Measurement จะลดความเสี่ยงในการตีความผิด แต่แนวทางนี้เป็นข้อเสนอด้าน Data Quality ไม่ใช่สิ่งที่ Source เดิม Implement ไว้

สร้างกราฟ PM2.5/PM10 ด้วย Cacti

Workflow ฝั่ง Cacti ใน Tutorial แบ่งเป็นขั้นหลัก ๆ:

1. สร้าง Data Input Method สำหรับ PM2.5 และ PM10
2. สร้าง Data Source Template
3. สร้าง Graph Template
4. สร้าง Graph สำหรับ Sensor
5. ชี้ Data Source ไปยัง File ที่ WebService เขียนไว้
6. รอ Cacti Poll หลายรอบก่อนกราฟเริ่มแสดงข้อมูล

ผลลัพธ์คือกราฟ PM2.5/PM10 ย้อนหลัง

Instructions เตือนว่า Cacti ต้อง Poll ข้อมูลหลายรอบ ก่อนกราฟจะเริ่มแสดงผล จึงไม่ควรคาดหวังว่า สร้าง Graph เสร็จแล้วจะเห็น History ทันที

ข้อจำกัดของ SDS011 และเรื่องความชื้น

Reference ที่รวบรวมข้อมูลจาก SDS011 Datasheet ระบุ Relative Error ที่ 10% และ Humidity Working Range อยู่ถึงประมาณ 70%

สิ่งที่เหมาะกับ Project นี้มากกว่า คือใช้ดู:

• Trend ตามเวลา
• ความแตกต่างระหว่าง Location
• ช่วงที่ค่าฝุ่นเพิ่มหรือลด
• การทดลอง IoT / Data Logging

หากต้องใช้ข้อมูลเพื่อการตัดสินใจที่สำคัญ ควรเทียบกับสถานีหรือเครื่องมืออ้างอิง ที่เหมาะกับงานนั้น

Security: HTTP GET แบบต้นฉบับไม่ควรเปิดตรงออก Internet

Project ปี 2019 ใช้ Plain HTTP GET สำหรับส่ง Filename และ Measurement ไปยัง WebService

Source เดิมไม่ได้แสดง:

• TLS / HTTPS
• Device Authentication
• API Key
• Request Signing
• Input Validation Architecture แบบ Modern API

สำหรับระบบใหม่ ควรออกแบบ Server Endpoint ให้ Validate Filename / Content และจำกัดสิทธิ์ของ Device แต่รายละเอียดดังกล่าวเป็น Modern Security Recommendation ไม่ใช่ Feature ที่ Source ปี 2019 ระบุว่ามีอยู่แล้ว

ถ้าทำ Project นี้ใหม่ในปี 2026 ต้องตรวจอะไรบ้าง?

Source Code และไฟล์ต้นฉบับ

FAQ: ESP32 + SDS011 Air Quality Monitor

สิ่งที่น่าสนใจไม่ใช่แค่ Sensor แต่คือ Data Pipeline ทั้งระบบ

ESP32 + SDS011 เป็นคู่ที่เข้าใจง่ายสำหรับการเริ่มทดลอง Air Quality Monitoring เพราะ ESP32 มี Wi-Fi ในตัว ส่วน SDS011 ส่ง PM2.5/PM10 ออกมาให้ระบบนำไปใช้งานต่อได้

แต่ Project นี้น่าสนใจขึ้น เพราะผู้สร้างไม่ได้หยุดที่การอ่าน Sensor เขาพา Measurement ตั้งแต่ UART, OLED, Wi-Fi, HTTP, Windows Server ไปจนถึง Historical Graph ใน Cacti

ขณะเดียวกัน Source เก่าก็แสดงให้เห็นบทเรียนสำคัญ: Wiring Documentation อาจผิด, Library อาจมี Bug, Sensor Offline ต้องแยกจากค่าจริง และ Architecture ที่ใช้ Plain HTTP เมื่อปี 2019 ควรถูกทบทวนด้าน Security หากนำกลับมาสร้างใหม่ในปี 2026

ถ้ามองในมุม Maker นี่จึงเป็น Project ที่ดีสำหรับเรียนพร้อมกันทั้ง Sensor Interface, ESP32 Networking, Data Logging และ Dashboard โดยไม่จำเป็นต้องเริ่มจากระบบ Cloud ขนาดใหญ่

โปรเจกต์นี้มีหลายขั้น แนะนำอ่านต้นฉบับควบคู่กัน

• อ่านบทความ Measuring Particulate Pollution With The ESP32
• เปิด Air Pollution Monitoring Project บน Hackaday.io
• อ่าน Build Instructions ฉบับเต็ม
• ดู Source Code บน GitHub

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

• Hackaday — Measuring Particulate Pollution With The ESP32
• Hackaday.io — Air Pollution Monitoring Project
• Hackaday.io — Project Build Instructions
• GitHub — niriho/ESP32_SDS011
• GitHub — esp32_sds011_V2.ino
• Espressif — Arduino-ESP32 Installation Documentation
• World Air Quality Index Project — SDS011 Sensor Reference
• Cacti — Official Website