SenseView คืออะไร?

SenseView เป็น Modular IoT Environmental Monitoring Platform ที่พัฒนาขึ้นโดยมี ESP32-C6 เป็นหัวใจของ Sensor Node

ระบบเก็บข้อมูลสภาพแวดล้อมหลายประเภท แล้วส่งแบบไร้สายผ่าน Zigbee ไปยัง Gateway ก่อนนำข้อมูลเข้า Backend เพื่อเก็บและสร้าง Dashboard

Project ถูกพัฒนาขึ้นเดิม เป็นส่วนหนึ่งของ Master's Thesis ที่เกี่ยวข้องกับ IoT-enabled Environmental Monitoring สำหรับงานวิจัยเมล็ดที่ผ่าน Plasma Treatment

ส่วนการทดลองทางชีววิทยา ไม่ได้อยู่ใน Scope ของ Project นี้ ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้ จึงสามารถมองเป็น Environmental Monitoring Platform ที่นำไปศึกษาแนวคิดต่อได้ทั้ง:

• Agriculture
• Smart Greenhouse
• Research Laboratory
• Precision Farming
• Environmental Monitoring
• IoT Sensor Network

หัวใจของ Project อยู่ที่ Architecture ไม่ใช่ Sensor ตัวเดียว

ถ้าดูแบบย่อที่สุด Flow ของ SenseView คือ:

แต่ถ้าขยายให้เห็น Software แต่ละ Layer จริง ๆ จะได้:

Software Stack ที่ใช้ใน Project

Sensor Node ใช้อะไรบ้าง?

SenseView ใช้ Sensor หลัก 4 กลุ่ม เพื่อเก็บข้อมูลทั้งอากาศ, แสง และสภาพดิน

Sensor แต่ละตัวรับผิดชอบอะไร?

BME680 — สภาพอากาศรอบ Node

BME680 ใช้เก็บค่า Temperature, Humidity และ Atmospheric Pressure ใน SenseView

TSL2591 — แสง

TSL2591 ใช้วัด Ambient Light Intensity และ Firmware มีการปรับ Gain ตามระดับแสงที่อ่านได้

SCD40 — CO₂

SCD40 ใช้วัด Carbon Dioxide Concentration และส่งค่า CO₂ เป็นหนึ่งใน Zigbee Measurements

SEN0193 — ความชื้นในดิน

SEN0193 เป็น Capacitive Soil Moisture Sensor ที่อ่านค่าผ่าน ADC ของ ESP32-C6

แต่ค่าที่อ่านจาก ADC ยังไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ความชื้นโดยตรง ต้องผ่าน Calibration ด้วยค่า Dry / Wet Reference ก่อน

I²C, ADC และ GPIO ใช้ขาไหน?

Sensor Digital 3 ตัว ได้แก่ BME680, TSL2591 และ SCD40 แชร์ I²C Bus เดียวกัน

ส่วน Soil Moisture และ Battery Monitoring ใช้ Analog Input

อ่าน ADC ได้ ไม่ได้แปลว่าได้เปอร์เซ็นต์ความชื้นแล้ว

Firmware แปลง Raw Soil ADC เป็น Moisture Percentage โดยใช้ค่า Reference ที่ Calibrate ระหว่างสภาพ Dry และ Wet

Battery Voltage ก็ไม่ได้ใช้ Raw ADC ตรง ๆ เช่นกัน แต่คำนวณผ่าน Voltage Divider และ Calibration Factor ที่กำหนดใน Firmware

จาก Dev Board ต่อสาย ไปสู่ Custom 2-layer PCB

SenseView ไม่ได้เริ่มด้วย Custom PCB ตั้งแต่วันแรก

ผู้สร้าง Validate Sensor Node บน Development-board Prototype ก่อน แล้วค่อยย้าย Hardware เข้าสู่ PCB แบบ 2 Layer ที่ออกแบบด้วย KiCad

Project Files มีทั้ง KiCad Project, Gerber, BOM และ Schematic ให้ตรวจต่อใน GitHub

Firmware บน ESP32-C6 ทำมากกว่าอ่าน Sensor

Firmware พัฒนาด้วย Arduino Framework และรับผิดชอบตั้งแต่:

• Initialize I²C
• Initialize ADC
• Initialize Sensor
• Sensor Acquisition
• Data Processing
• Zigbee Endpoints
• Battery Monitoring
• Soil Moisture Calibration
• Light Gain Adjustment
• Local Irrigation Logic

Current GitHub มี Firmware หลักชื่อ PlantSensorNode_4.ino

#define SOIL_MOISTURE_PIN 2
#define BATTERY_ADC_PIN   3
#define I2C_SDA_PIN       5
#define I2C_SCL_PIN       6
#define VALVE_GPIO_PIN    4

#define SOIL_AIR_VALUE    2300
#define SOIL_DRY_VALUE    2150
#define SOIL_WET_VALUE    1500

#define LOW_THRESHOLD     30
#define HIGH_THRESHOLD    45
#define MAX_ON_TIME       (20UL * 60UL * 1000UL)

Irrigation Logic มี แต่ Demo ใน Thesis ไม่ได้เปิดวาล์วจริง

Firmware เปรียบเทียบ Soil Moisture Percentage กับ Threshold แล้ว Trigger GPIO เมื่อค่าความชื้นต่ำกว่าระดับที่กำหนด

Logic จึงสามารถใช้เป็นฐาน สำหรับ Control Output ที่เกี่ยวข้องกับ Irrigation ได้

ดังนั้นจุดที่ Demonstrate จริงคือ:

ESP32-C6 เป็น Zigbee Sensor Node ไม่ใช่ Coordinator

ใน SenseView ESP32-C6 ทำหน้าที่เป็น Zigbee Sensor Node ที่ส่ง Measurement ไปหา Central Coordinator

Coordinator ที่ Project ใช้คือ:

Sonoff Zigbee USB Dongle

ฝั่ง Host Computer รัน Zigbee2MQTT เพื่อจัดการ Zigbee Network, Pair Node และรับ Measurement

Zigbee2MQTT ทำให้ข้อมูล Sensor เข้ามาอยู่ในโลก MQTT

หลังจาก ESP32-C6 Join Zigbee Network แล้ว Zigbee2MQTT จะเปิด Measurement ออกผ่าน MQTT

ขั้นต่อไปคือ Mosquitto MQTT Broker ซึ่งรับผิดชอบ Message ที่ถูก Publish จาก Zigbee2MQTT

Telegraf คือสะพานจาก MQTT ไป Database

Telegraf Subscribe MQTT Topic ที่มีข้อมูล SenseView แล้ว Process Message เหล่านั้น ก่อนส่งไปยัง InfluxDB

จุดสำคัญในการ Configure คือการกำหนด:

MQTT Topic ที่ Telegraf ต้อง Subscribe

เพราะถ้า Topic ไม่ตรง Pipeline ช่วง Zigbee/MQTT อาจทำงานแล้ว แต่ Database ก็ยังไม่ได้รับ Measurement

InfluxDB เก็บข้อมูลพร้อม Timestamp

เมื่อ Telegraf รับข้อมูลจาก MQTT แล้ว Measurement จะถูกเขียนเข้า InfluxDB

InfluxDB ใช้เป็น Time-series Database ซึ่งเหมาะกับข้อมูลที่มีค่าเปลี่ยนตามเวลา

เช่น:

• อุณหภูมิช่วงเช้ากับช่วงบ่าย
• CO₂ ที่เปลี่ยนตามเวลา
• Soil Moisture ที่ค่อย ๆ ลดลง
• Battery Voltage / Battery Level ตาม Runtime

ทำให้ระบบไม่ได้ดูได้แค่ “ตอนนี้กี่องศา” แต่ยังย้อนดู Historical Trend ได้ด้วย

Grafana Dashboard แสดง 7 Metrics หลัก

เมื่อ Measurement อยู่ใน InfluxDB Grafana จะถูกใช้สร้าง Dashboard สำหรับดูข้อมูล

Dashboard จึงใช้ดูได้ทั้ง:

• Real-time Overview
• Historical Trends
• การเปลี่ยนแปลงของ Environment ตามเวลา
• ระดับ Soil Moisture
• สถานะแบตเตอรี่

Test แบบ End-to-End ไม่ใช่เช็ก Sensor แยกทีละตัวแล้วจบ

หลัง Hardware และ Software ถูก Configure แล้ว ผู้สร้างทดสอบ Pipeline ตั้งแต่ต้นจนจบ:

ระบบยังถูก Test ด้วย Multiple Sensor Nodes เพื่อดูการสื่อสารและ Reporting ระหว่างหลาย Node กับ Central Gateway

Reporting ทุกวินาที vs Deep Sleep: Battery ต่างกันชัดมาก

Project ใช้ LiPo Battery ขนาด:

3.7 V, 1500 mAh

และใช้ Battery ก้อนเดียวกัน เปรียบเทียบ 2 Operating Modes

ผลนี้ชี้ให้เห็นว่า Reporting Frequency และ Sleep Behavior มีผลกับ Battery-powered IoT มากแค่ไหน

Enclosure ถูกออกแบบให้เป็นส่วนหนึ่งของ Node

Final Prototype ใช้ Blue Enclosure ที่ออกแบบใน SolidWorks และ 3D Print เพื่อเก็บ:

• PCB
• Battery
• Sensors

Enclosure ถูกออกแบบให้ Compact จนสามารถ Mount ลงบนกระถางต้นไม้ได้

Current GitHub มีบางอย่างอัปเดตจากข้อความใน Instructables แล้ว

ใน Step 10 ของ Instructables ผู้สร้างระบุในตอนเผยแพร่ว่า Enclosure Design Files ยังไม่ได้อยู่ใน Repository และอาจเพิ่มในอนาคต

แต่จาก Current GitHub Main ที่ตรวจในรอบนี้ Repository มี Folder:

enclosure/

และมีไฟล์:

SenseView_EnclosureV2.SLDASM

Current GitHub Roadmap มีอะไรต่อ?

Current Repository README แยก Future Improvements ไว้ เช่น:

• Wi-Fi Communication Backend
• Native Thread / Matter Implementation
• OTA Firmware Updates
• Further Power Optimization
• Configuration Interface
• Mobile Application

ดู Hardware และ Dashboard ของ SenseView เพิ่มเติม

เพื่อไม่ให้หน้า Blog ยาวด้วยรูปจำนวนมากตั้งแต่เปิดครั้งแรก รูปทั้งหมดนอกจาก Hero ถูกเก็บไว้ใน View more แบบ Pure CSS

View more — ดูภาพ Project เพิ่มเติม View less — ซ่อนภาพ

ถ้าอยากลองทำตาม ควรเริ่มจากตรงไหน?

FAQ: SenseView ESP32-C6

จุดที่ SenseView สอนดีมาก: IoT ไม่ได้จบตอน Serial Monitor มีตัวเลข

ถ้าเราเริ่มจาก ESP32 แล้วอ่าน Temperature ได้สำเร็จ นั่นคือจุดเริ่ม ไม่ใช่จุดจบของ System

SenseView พา Journey ต่อไปครบ:

และพอ Hardware เริ่มนิ่ง Project ก็ขยับจาก Dev Board ไป Custom PCB และ 3D-printed Enclosure เพื่อให้เหมาะกับการ Deploy และ Test ซ้ำ

สำหรับ Maker ที่เริ่มรู้สึกว่า “ทำ ESP32 อ่าน Sensor ได้แล้ว ต่อไปทำอะไรดี?” SenseView เป็นตัวอย่างที่ดีของการยกระดับ จาก Single-board Demo ไปเป็น End-to-End IoT Platform

Project นี้ค่อนข้างซับซ้อน แนะนำเปิดต้นฉบับควบคู่กัน

โดยเฉพาะตอนทำ Wiring, Soil Calibration, Zigbee Endpoint, Zigbee2MQTT, Telegraf Topic, PCB และ Battery Optimization ควรดู Original Project Files ก่อนลงมือจริง

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

• Instructables — SenseView: an ESP32-C6–Based Zigbee IoT Platform for Environmental Monitoring With MQTT, InfluxDB, and Grafana
• GitHub — niksaw/SenseView-IoT
• Current Firmware — PlantSensorNode_4.ino
• Current Enclosure — SenseView_EnclosureV2.SLDASM