เฮ้ เพื่อนๆ เหล่า Maker และสาย Dev ทั้งหลาย! ใครที่มีบอร์ด Raspberry Pi 4 หรือ Pi 5 ตั้งโชว์ไว้ที่บ้านเฉยๆ หรือกำลังมองหาหนทางอยากจะเอาบอร์ดจิ๋วของเราไปรันงานหนักๆ ระดับโรงงานหรือระบบอัตโนมัติ (Industrial IoT) บ้าง? วันนี้ Globalbyte มีของเจ๋งๆ มาป้ายยา บอกเลยว่าเปลี่ยนบอร์ดเดิมๆ ให้กลายเป็น Industrial Computer ได้แบบหล่อๆ ในงบประมาณที่ประหยัดสุดๆ มารู้จักกับนวัตกรรมชิ้นนี้กันเลย!
แปลงโฉม Raspberry Pi สู่โลกอุตสาหกรรมด้วย Waveshare Kit
โดยปกติแล้ว โซลูชันคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ในท้องตลาดมักจะมาในรูปแบบระบบสำเร็จรูปที่ใช้บอร์ด Compute Module (เช่น CM5) ซึ่งมีราคาสูงและปรับแต่งยาก แต่ชุดอุปกรณ์ "Isolated RS232 / RS485 / CAN / CAN FD Expansion Board For Raspberry Pi" จาก Waveshare ตัวนี้ จะช่วยให้เราสามารถนำบอร์ด Raspberry Pi 4B หรือ Raspberry Pi 5 ที่เรามีอยู่แล้วมาอัปเกรดระบบเชื่อมต่อและพอร์ตสื่อสารให้กลายเป็นคอนโทรลเลอร์เกรดโรงงานได้ทันที แถมยังมาพร้อมกับกล่องพลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (Eco-friendly) ที่รองรับการติดตั้งบนรางปีกนก (DIN Rail) หรือจะยึดผนัง (Wall Mount) ก็ทำได้ง่ายมากในราคาที่เข้าถึงได้สบายๆ
เจาะลึกสเปกและพอร์ตเชื่อมต่อระดับพระกาฬ (Specifications)
เรื่องพอร์ตเชื่อมต่อบอกเลยว่าจัดเต็มเพื่อรองรับมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างแท้จริง โดยระบบจะสื่อสารกับบอร์ดหลักผ่านอินเทอร์เฟซ SPI + UART และมาพร้อมกับช่องเชื่อมต่อแบบขันน็อต (Screw Terminals) ที่มีการแยกสัญญาณป้องกัน (Isolated Interfaces) เพื่อความปลอดภัยสูงสุด ดังนี้ครับ:
-
1x CAN FD: รองรับความเร็ว Baudrate ตั้งแต่ 5kbps ไปจนถึง 8 Mbps ขับเคลื่อนด้วยชิปจับคู่ MCP2518FD + MCP2562FD
-
1x CAN Bus: รองรับความเร็ว Baudrate ตั้งแต่ 5kbps ไปจนถึง 1 Mbps ขับเคลื่อนด้วยชิป MCP2515 + SN65HVD230
-
2x RS485: รองรับความเร็ว Baudrate ตั้งแต่ 300 bps ไปจนถึง 921600 bps ขับเคลื่อนด้วยชิป SC16IS752 + SP485
-
1x RS232: รองรับความเร็ว Baudrate ตั้งแต่ 300 bps ไปจนถึง 921600 bps ขับเคลื่อนด้วยชิป SP3232EEN
การจ่ายพลังงานและขนาดตัวเครื่อง
ในส่วนของระบบภาคจ่ายไฟ ชุดคิทนี้ออกแบบมาให้มีความยืดหยุ่นสูงมาก โดยเพื่อนๆ สามารถเลือกใช้งานแหล่งจ่ายไฟได้ทางใดทางหนึ่งระหว่าง:
- จ่ายไฟ 5V ผ่านพอร์ต USB Type-C บนบอร์ดอะแดปเตอร์แปลงสำหรับ Pi5 (Connector Adapter B)
- จ่ายไฟกระแสตรงช่วงกว้าง 7-36V DC wide voltage input ผ่านช่องขันน็อต (Screw Terminals) ซึ่งเหมาะมากๆ กับแรงดันไฟในตู้คอนโทรลอุตสาหกรรมทั่วไป
ตัวกล่องมีมิติอยู่ที่ 154.6 × 83.7 × 59 มิลลิเมตร และมีน้ำหนักอยู่ที่ 323 กรัม (น้ำหนักเฉพาะชุดอุปกรณ์ ไม่รวมบอร์ด Raspberry Pi)
จุดเด่นด้านการขยายระบบเพิ่มเติม
นอกจากพอร์ตอุตสาหกรรมด้านบนแล้ว ตัวเครื่องยังดึงความสามารถดั้งเดิมของ Raspberry Pi มาใช้ได้อย่างครบถ้วน เช่น Gigabit Ethernet, พอร์ต USB 4 ช่อง และพอร์ต HDMI ขนาดเต็ม (ใช้งานผ่านตัวแปลงอะแดปเตอร์ที่มีมาให้ในชุด) ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับผู้ที่ใช้งานร่วมกับ Raspberry Pi 5 คุณยังสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ความเร็วสูงผ่านอินเทอร์เฟซ PCIe ได้ ไม่ว่าจะเป็น NVMe SSD, พอร์ต GbE เพิ่มเติม หรือโมดูลเซลลูลาร์ 4G LTE/5G ก็ลุยได้ไม่มีสะดุด!
⚠️ ข้อควรระวังด้านฮาร์ดแวร์: แม้ว่าชุดคิทนี้จะรองรับการใช้งานร่วมกับบอร์ดขยาย Raspberry Pi HAT และบอร์ดมาตรฐาน HAT+ ต่างๆ ผ่านหัวพิน GPIO 40 พิน แต่การรองรับนั้นจะเป็นไปได้เพียง "บางส่วน" เท่านั้น (Partial compatibility) เนื่องจากข้อจำกัดเรื่องความสูงภายในตัวกล่องพลาสติก และอาจมีโอกาสเกิดสัญญาณรบกวนกับการทำงานของระบบบัส SPI/UART เดิมได้ ดังนั้นเพื่อนๆ สายโมดิฟายต้องวางแผนและตรวจสอบระยะพิกัดให้ดีก่อนใช้งานนะครับ
ระบบซอฟต์แวร์และการเริ่มต้นใช้งาน (Software Support)
สำหรับฝั่งซอฟต์แวร์และการเขียนโค้ดควบคุม ชุดบอร์ดขยายนี้ได้รับการสนับสนุนเป็นอย่างดีจากไลบรารียอดนิยมมากมาย ทำให้เหล่านักพัฒนาเขียนโปรแกรมควบคุมได้ไม่ยาก เช่น ไลบรารีภาษา C สำหรับชิป Broadcom BCM2835 ที่พัฒนาโดย Mike McCauley, ไลบรารี wiringPi ที่ชาว Maker คุ้นเคย ตลอดจนแพ็คเกจภาษา Python ต่างๆ ยิ่งไปกว่านั้น ทาง Waveshare ยังได้เตรียมไฟล์ไดอะแกรมวงจร (Schematics PDF) และซอร์สโค้ดตัวอย่างสำหรับการใช้งาน RS-485 และ CAN bus ไว้ให้อย่างครบถ้วนบนหน้าวิกิของพวกเขาอีกด้วย
⚠️ คำเตือนเรื่องความซับซ้อนของระบบบัส: เนื่องจากการตั้งค่าระบบสื่อสารในงานอุตสาหกรรม เช่น แพรตฟอร์ม CAN Bus หรือโปรโตคอล RS485 มีรายละเอียดทางเทคนิคที่ค่อนข้างซับซ้อนและต้องอาศัยความเข้าใจเฉพาะทาง หากเพื่อนๆ อ่านแล้วรู้สึกว่าเข้าใจยากหรือต้องการดูโค้ดตัวอย่างฉบับเต็มเพื่อความชัวร์ แนะนำให้เข้าไปศึกษาเพิ่มเติมที่เว็บต้นฉบับและคู่มือหลักก่อนลงมือปฏิบัติงานจริงนะครับ
สรุปขั้นตอนการประกอบแบบ Step-by-Step
สำหรับใครที่ได้อุปกรณ์มาแล้ว สามารถประกอบใช้งานได้ตามขั้นตอนง่ายๆ ดังนี้เลย:
-
ขั้นตอนที่ 1 (เตรียมอุปกรณ์): ตรวจเช็คสิ่งที่มีมาให้ในกล่อง ซึ่งจะประกอบไปด้วย บอร์ดอินเทอร์เฟซ RS232 RS485 CAN ที่ติดตั้งอยู่ในตัวกล่องพลาสติกเรียบร้อย, สายแพ 40 พิน (Ribbon cable), บอร์ดอะแดปเตอร์แปลงสำหรับ Pi5 (Connector Adapter B) และชุดน็อตยึด
-
ขั้นตอนที่ 2 (เชื่อมต่อสายสัญญาณภายใน): นำสายแพ 40 พินเชื่อมต่อเข้ากับพอร์ต GPIO ของ Raspberry Pi 4B หรือ Pi 5 เข้ากับบอร์ดขยาย ในกรณีที่ใช้งาน Pi 5 ให้ติดตั้งบอร์ดอะแดปเตอร์แปลง Pi5 Connector Adapter (B) เข้าไปด้วยตามคู่มือ
-
ขั้นตอนที่ 3 (ประกอบลงกล่อง): ค่อยๆ จัดวางบอร์ด Raspberry Pi ลงในตำแหน่งยึดภายในกล่องพลาสติก จากนั้นขันน็อตยึดโครงสร้างให้แน่นหนาและเข้าล็อกพอดี
-
ขั้นตอนที่ 4 (ต่อระบบไฟและสายสัญญาณใช้งาน): เลือกจ่ายไฟเข้าสู่ระบบ (ผ่านช่องขันน็อต 7-36V DC หรือพอร์ต Type-C 5V) จากนั้นต่อสายสัญญาณ RS232, RS485 หรือ CAN bus เข้ากับ Screw Terminals ภายนอกกล่องเพื่อเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องจักรหรือเซนเซอร์
-
ขั้นตอนที่ 5 (รันซอฟต์แวร์ทดสอบ): เปิดระบบ ทำการติดตั้งไลบรารีและรันโค้ดเพื่อเริ่มส่งผ่านข้อมูลได้ทันที
ตัวอย่างโค้ดคำสั่งสำหรับการเตรียมระบบเบื้องต้น
นี่คือตัวอย่างคำสั่งในสคริปต์คอมมานด์ไลน์สำหรับการอัปเดตระบบและติดตั้งแพ็คเกจที่จำเป็นในการเปิดใช้งานพอร์ตสื่อสารบน Raspberry Pi ของคุณ:
# 1. อัปเดตแพ็คเกจระบบของ Raspberry Pi ให้เป็นเวอร์ชันล่าสุด
sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y
# 2. ติดตั้งเครื่องมือและไลบรารีที่จำเป็นสำหรับการสื่อสาร (wiringPi และ Python-pip)
sudo apt-get install wiringpi python3-pip python3-spidev -y
# 3. ติดตั้งแพ็คเกจสำหรับการควบคุมระบบบัส CAN ผ่าน Python
pip3 install python-can
# 4. ตรวจสอบการเปิดใช้งานอินเทอร์เฟซ SPI และ UART ในคอนฟิกระบบ
sudo raspi-config
💡 แนะนำทริคเด็ดจาก Globalbyte: สำหรับชุดอุปกรณ์เปลี่ยน Pi เป็นคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมตัวนี้ ทาง Waveshare วางจำหน่ายบนสโตร์ออนไลน์ของบริษัทอยู่ที่ประมาณ $54.99, บน AliExpress ราคาประมาณ $60 และบน Amazon อยู่ที่ $68.99 ซึ่งถือว่าเป็นราคาที่คุ้มค่ามากเมื่อเทียบกับการซื้อคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมแบบสำเร็จรูป และถ้าเพื่อนๆ คนไหนกำลังมองหาบอร์ด Raspberry Pi 5 ของแท้, อะแดปเตอร์จ่ายไฟ, สายแพคุณภาพสูง หรือโมดูลเซนเซอร์ พิกัดต่างๆ ไปลองต่อใช้งานร่วมกับโปรเจกต์นี้ สามารถแวะมาเลือกช้อปสินค้าชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ IoT ได้ที่ร้าน Globalbyte ของเราได้เลยนะครับ! มีของพร้อมส่งทันใจ ไกด์ไลน์ชัดเจน เป็นกันเองแน่นอนครับ!
คำเตือนและความรับผิดชอบ (Disclaimer): เนื้อหาในบทความนี้ได้รับการแปล สรุป และเรียบเรียงข้อมูลมาจากแหล่งข้อมูลภาษาอังกฤษหลัก ข้อมูลบางส่วนรวมถึงสเปกทางเทคนิคอาจมีข้อผิดพลาดหรือความคลาดเคลื่อนจากการแปลได้ โปรดตรวจสอบรายละเอียดทางเทคนิคและคู่มืออย่างเป็นทางการที่เว็บไซต์ต้นฉบับของทางผู้ผลิตอีกครั้ง ก่อนลงมือดำเนินการประกอบฮาร์ดแวร์หรือจ่ายไฟใช้งานจริงกับอุปกรณ์ของคุณ
🛠️ สนใจสั่งซื้ออุปกรณ์หรือพูดคุยกับพวกเราชาว Maker?
หากคุณต้องการบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์คุณภาพสูง เซนเซอร์ หรืออยากปรึกษาโปรเจกต์เพิ่มเติม เลือกช่องทางติดต่อด้านล่างนี้ได้เลย!
