คุณรู้ไหมครับว่า มลพิษทางอากาศคร่าชีวิตผู้คนไปถึง 7 ล้านคนในทุกๆ ปี! และที่น่าเศร้าคือคนที่ได้รับผลกระทบหนักที่สุดมักจะไม่รู้ตัวด้วยซ้ำว่ากำลังสูดดมอากาศแย่ๆ เข้าไป ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (Particulate Matter) จึงถูกเรียกว่าเป็น "ภัยเงียบ (Silent Killer)" อย่างแท้จริงครับ

องค์การอนามัยโลก (W.H.O) แนะนำว่าควรมีเซนเซอร์วัดฝุ่น 1 ตัวในทุกๆ 100 เมตร แต่ความจริงคือเรามีเซนเซอร์เฉลี่ยแค่ 0.02 ตัวต่อ 100 เมตรเท่านั้น (ขาดแคลนถึง 100 เท่า!) นี่จึงเป็นที่มาของ Project Good1 (Open Source Air Quality Sampler) โปรเจกต์ DIY ที่ตั้งใจจะให้ทุกคนสามารถเข้าถึงเครื่องวัด AQI ได้ในราคาประหยัด และสร้างเองได้ง่ายๆ ครับ

เป้าหมายและอุปกรณ์ที่ต้องใช้ (Supplies)

โปรเจกต์นี้ถูกออกแบบมาเพื่อชาว Maker อย่างแท้จริง โดยมีเป้าหมายหลักคือ:

• ชิ้นส่วนต้องราคาถูก (รวมแล้วต่ำกว่า $25 หรือไม่เกินพันบาท)
• ไม่ต้องบัดกรีชิ้นส่วน SMD ที่ตัวเล็กจิ๋ว (ใช้แค่หัวแร้งธรรมดาก็ทำได้สบายๆ)
• อะไหล่หาซื้อง่าย, ใช้แบตเตอรี่ 18650 ที่ชาร์จซ้ำได้
• เคสปรับแต่งได้ตามการใช้งาน, เฟิร์มแวร์เป็น Open Source, มีแอปมือถือ และเชื่อมต่อ Home Assistant ได้

(แอบกระซิบ: ถ้าเพื่อนๆ กำลังมองหาไมโครคอนโทรลเลอร์, เซนเซอร์วัดคุณภาพอากาศ, แบตเตอรี่, หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานเพื่อทำโปรเจกต์นี้ แวะไปช้อปของดีราคาโดนใจได้ที่ Globalbyte เลยครับ มีครบทุกอย่างที่คนรักงาน DIY ต้องการ!)

Step 1-2: จาก Breadboard สู่แผ่น PCB ขนาดจิ๋ว

ทุกโปรเจกต์ควรเริ่มจากความยุ่งเหยิงครับ! เราต่อวงจรบน Breadboard เพื่อทดสอบลอจิกและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ต่างๆ ก่อน พอแน่ใจว่าวงจรทำงานได้จริง ก็ถึงเวลาออกแบบแผ่น PCB เพื่อให้เครื่องของเราพกพาได้ครับ

ข้อดีคือเราออกแบบให้ PCB แผ่นนี้มีขนาดเล็กเพียง 52mm x 30mm และใช้เทคนิคเจาะรูเสียบขาอุปกรณ์ล้วนๆ (Through-hole) ทำให้มือใหม่ที่มีแค่หัวแร้งบัดกรีธรรมดาก็สามารถประกอบมันขึ้นมาได้ ไม่ต้องพึ่งเครื่องเป่าลมร้อนหรือแหนบคีบชิ้นส่วน SMD เลยครับ

Step 3: เลือกเซนเซอร์ตัวไหนดี? (จัดมาให้หมด!)

การจะวัดค่า AQI ได้แม่นยำ อย่างน้อยต้องมีข้อมูล: อุณหภูมิ, ความชื้น, PM2.5, PM10 และ CO2 ครับ

• อุณหภูมิและความชื้น: ผู้ชนะคือ DHT22 ครับ แม่นยำ ทนทาน ราคาดีเยี่ยม
• CO2: เลือกใช้เซนเซอร์ตระกูล MQ-135 เพราะราคาถูกและทำงานได้น่าเชื่อถือ
• ฝุ่น Particulate Matter (PM): อันนี้น่าปวดหัวสุดครับ เพราะในตลาดมีตั้งแต่ราคา 100 กว่าบาทไปจนถึง 2,000 กว่าบาท! เราเลยแก้ปัญหาด้วยการ "ทำให้บอร์ดเรารองรับเซนเซอร์ฝุ่นเกือบทุกรุ่น" ซะเลย!

(รุ่นที่รองรับได้แก่: ZH03, PMS5003, PMS9003, SPS30, SDS011, MPM14, ZH06 คุณสามารถเลือกซื้อตามงบประมาณที่คุณมีได้เลยครับ)

Step 4: แล้วค่า AQI คืออะไร? คำนวณยังไง?

AQI (Air Quality Index) ไม่ใช่ค่าดิบจากเซนเซอร์นะครับ แต่มันคือ "สูตรการคำนวณ" ที่แปลงความเข้มข้นของมลพิษให้ออกมาเป็นสเกลตัวเลขที่คนทั่วไปเข้าใจง่าย (อุณหภูมิและความชื้นไม่ได้นำมาคิดใน AQI แต่มีไว้ช่วยลดความคลาดเคลื่อนของเซนเซอร์ครับ)

ตัวอย่างการคำนวณ: สมมติเซนเซอร์จับฝุ่น PM2.5 ได้ 42 µg/m³ ซึ่งตกอยู่ในช่วงเกณฑ์ 35.5 - 55.4 (เทียบเท่าค่าดัชนี AQI ช่วง 101 - 150) เมื่อจับตัวเลขเข้าสูตร ก็จะได้ค่าดัชนีย่อยของ PM2.5 ออกมาเท่ากับ 117 ครับ

หลังจากเราคำนวณดัชนีย่อยของมลพิษทุกตัวแล้ว (PM1.0, PM2.5, PM10, VOC) ค่าตัวไหนที่สูงที่สุด ค่ารอบนั้นก็คือค่า AQI สุทธิของเราครับ! (ในกรณีนี้คือ 117 นั่นเอง)

Step 5-8: การออกแบบและ 3D Printing (เนียนไปกับชีวิตประจำวัน)

ผมไม่อยากให้เครื่องนี้ดูเหมือนกล่องสายไฟประหลาดๆ ที่อาจจะทำให้คนรอบข้างแตกตื่นเวลาเราหยิบขึ้นมาดูบนถนน (แหม ถือกล่องมีสายไฟโผล่มันดูอันตรายนี่นา) ผมเลยตั้งใจออกแบบให้มันดูเหมือน "พาวเวอร์แบงค์ (Power Bank)" ครับ!

การออกแบบด้วย Fusion360 เน้นให้ทุกชิ้นส่วนลงล็อคแบบ Snug fit ไม่ต้องใช้น็อตเลยแม้แต่ตัวเดียว ตัวเคสแบ่งเป็น 3 ชิ้นหลัก (ฐานสไลด์ตรงกลางสำหรับยึดอุปกรณ์, และฝาครอบซ้ายขวา) ซึ่งมันเจ๋งตรงที่คุณสามารถออกแบบฝาครอบใหม่ได้เรื่อยๆ ครับ

(ถ้าใครอยากพิมพ์เคสเนียนๆ ทนความร้อน แนะนำให้ใช้เส้นพลาสติก 3D Print เกรดดีๆ สีสวยๆ จาก Globalbyte เลยครับ พิมพ์งานออกมาสวยเป๊ะเหมือนของประกอบจากโรงงานแน่นอน!)

Step 9-11: อัปโหลด Firmware, ระบบเสียงเตือน และแอปพลิเคชัน

เฟิร์มแวร์ของโปรเจกต์นี้เป็น Open Source ซึ่งแปลว่าทุกคนสามารถดาวน์โหลดไปอัปโหลดลงบอร์ดได้ฟรีๆ ใช้งานได้ทันที

ทำไมเครื่องถึงร้องดังลั่น?
ตอนที่ผมอัปโหลดโค้ดเสร็จแล้วเปิดเครื่อง อยู่ดีๆ ลำโพง Buzzer ก็ส่งเสียงร้องเตือนลั่นเลยครับ! ปรากฏว่าค่า AQI ในห้องผมพุ่งปรี๊ดไปถึง 140! ระบบเลยส่งเสียงเตือนเพื่อให้เรา "รีบหนีออกจากบริเวณนี้" หรือเปิดเครื่องฟอกอากาศด่วนครับ (ถ้ารำคาญเสียง ก็กดปุ่มค้าง 5 วินาทีเพื่อปิดเสียงได้นะ)

เชื่อมต่อแอปมือถือ (Application)
ตัวเครื่องสามารถเชื่อมต่อกับแอปบนสมาร์ทโฟนผ่าน Bluetooth (BLE) ได้แบบ Offline เลยครับ ไม่ต้องง้อเน็ต บนแอปจะโชว์ค่ามลพิษทั้งหมดแยกเป็นรายตัว และสามารถกดส่งออกข้อมูล (Export) เป็นไฟล์ .txt เพื่อนำไปใช้วิเคราะห์หรือทำรีพอร์ตต่อได้สบายๆ เลยครับ