ทำไมต้องเป็น Offline Weather Station?

จุดแข็งของระบบ Offline คือข้อมูลพื้นฐานยังถูกแสดงและบันทึกต่อได้ แม้ไม่มี Router, Internet หรือ Cloud Dashboard

รูปแบบนี้เหมาะกับการทดลองในห้องเรียน, พื้นที่ภาคสนาม, จุดติดตั้งชั่วคราว หรือสถานที่ที่สัญญาณ Network ไม่สม่ำเสมอ

ระบบทำงานอย่างไร?

เมื่อครบ Interval 2 วินาที Firmware จะตรวจว่า Lark ยังตอบบน I²C หรือไม่ ถ้าพบ Sensor จึงอ่านข้อมูล Weather ชุดใหม่

ค่าที่อ่านได้จะถูกเพิ่มเข้า History Buffer, เขียนลง microSD และนำไป Refresh หน้าจอ

Hardware ที่ใช้

รู้จัก DFRobot Lark Weather Station

XIAO SAMD21 Plus เป็น Controller หลัก

XIAO SAMD21 Plus ใช้ Microchip ATSAMD21G18A Cortex-M0+ พร้อม Flash 256 KB และ SRAM 32 KB

รุ่น Plus เพิ่มสิ่งที่เหมาะกับ Project แบบพกพา เช่น:

• Li-ion / LiPo Battery Management
• Reset Button
• Boot Button
• Onboard WS2812 RGB LED
• Additional GPIO ผ่าน Backside Pads

XIAO Expansion Board รวม Peripheral สำคัญไว้แล้ว

Wiring และ I²C Bus

ขั้นประกอบหลักมีเพียง:

Storage สองชั้น: Lark 16 MB และ Project microSD

ติดตั้ง Arduino IDE, Board Package และ Libraries

Board Setting ที่ Project ใช้คือ:

Software และ Library หลัก:

• Arduino IDE 2.x หรือ arduino-cli
• Seeed SAMD Boards 1.8.6 หรือใหม่กว่า
• Adafruit SSD1306
• Adafruit GFX
• Adafruit NeoPixel
• Arduino SD
• DFRobot_LarkWeatherStation

Firmware อ่านข้อมูลใหม่ทุก 2 วินาที

if (now - lastSample >= 2000) {
  lastSample = now;
  larkLive = takeSample();

  if (!larkLive) {
    Serial.println("Lark: no data, sample skipped");
    drawScreen();
    return;
  }

  pushHist(live);
  logSd(live);
  drawScreen();
}

รับมือ Sensor หลุดโดยไม่รอ Timeout หลายรอบ

ก่อนเรียก getValue() Firmware จะ Ping I²C Address ของ Lark ก่อน

static bool larkPresent() {
  Wire.beginTransmission(LARK_ADDR);
  return Wire.endTransmission() == 0;
}

static bool takeSample() {
  if (!larkPresent()) return false;

  String t = kv("Temp");
  if (t.length() == 0) return false;

  live.temp  = t.toFloat();
  live.humi  = kv("Humi").toFloat();
  live.wind  = kv("Speed").toFloat();
  live.press = kv("Pressure").toFloat();
  live.alt   = kv("Altitude").toFloat();

  return true;
}

ถ้า Lark ไม่ตอบ Firmware จะ Skip Sample และ Home Screen แสดง LOST แทนการอ่าน Sensor ซ้ำทุก Field

บันทึกข้อมูลลง LARK.CSV

แต่ละ Record เก็บ:

• Temperature
• Humidity
• Wind Speed
• Pressure
• Altitude
• Wind Direction
• millis()

static void logSd(const Sample &s) {
  if (!sdOk) return;

  File f = SD.open("LARK.CSV", FILE_WRITE);
  if (!f) return;

  f.seek(f.size());

  f.print(s.temp, 2);  f.print(',');
  f.print(s.humi, 2);  f.print(',');
  f.print(s.wind, 2);  f.print(',');
  f.print(s.press, 2); f.print(',');
  f.print(s.alt, 2);   f.print(',');
  f.print(s.dir);      f.print(',');
  f.println(millis());

  f.close();
}

Expansion Board มี RTC แต่ CSV ใช้ millis()

Expansion Board มี RTC และรองรับ CR1220 แต่ Firmware ที่อยู่ใน Source ไม่ได้ใช้ RTC ทำ Date/Time Timestamp

Column สุดท้ายใน CSV คือ millis() ซึ่งเริ่มนับใหม่หลัง Reset หรือ Power Cycle

OLED, Graph, RGB LED และ Buzzer

USER Button ใช้ Cycle ผ่าน Screen:

• Home
• Temperature
• Humidity
• Wind
• Pressure
• Altitude
• LED Off

แต่ละ Sensor Screen มีกราฟย้อนหลัง 10 Samples และปรับ Scale ตาม Minimum / Maximum ของข้อมูลที่มี

แกลเลอรี Hardware และการใช้งาน

ดูวิดีโอทั้งหมดของ Project

Source ที่ตรวจพบมีวิดีโอหลักหนึ่งรายการ แสดงการประกอบ, OLED UI และ SD Card Logging ของระบบจริง

ไฟล์ดาวน์โหลด, Libraries และเอกสารทั้งหมด

Firmware ฉบับเต็มถูกแสดงอยู่ใน Hackster Tutorial แต่ยังไม่พบ Direct Public Attachment ของไฟล์ XIAO_SAMD21_LarkWeather.ino ที่ยืนยันได้ จึงใช้ลิงก์ไปยังบทความต้นฉบับแทนการสร้าง Download URL ขึ้นเอง

FAQ — Offline Weather Station ด้วย XIAO และ Lark

สรุป: Weather Station ที่ยังเก็บข้อมูลต่อได้โดยไม่พึ่ง Cloud

จุดเด่นของ Project นี้ คือการวาง Architecture ให้เรียบง่าย: Lark รับผิดชอบ Weather Sensing ส่วน XIAO SAMD21 Plus จัดการ Display, Interaction และ Local Storage

microSD ไม่ได้ทำหน้าที่เป็น Archive อย่างเดียว เพราะ Firmware ยังอ่าน 10 Rows ล่าสุด กลับมาใช้สร้าง Graph หลัง Restart

การตรวจ I²C ก่อนเรียก Sensor Library ยังเป็นตัวอย่างที่ดีของการออกแบบ Embedded UI ให้รับมือกับ Hardware ที่อาจถูกถอดหรือหลุด โดยไม่ทำให้ผู้ใช้ต้องรอ Timeout ซ้ำหลายรอบ

สำหรับ Maker ที่กำลังเริ่มทำ Weather Monitoring, Sensor Display หรือ Data Logger นี่เป็น Project ที่แสดงให้เห็นว่า ระบบ Offline ก็สามารถมีทั้ง UI, History และ Fault Handling ได้ครบในอุปกรณ์ขนาดเล็ก

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ