สร้างเครื่องตรวจวัดฝุ่น PM2.5 ด้วยตัวเอง

Trin Veerasiri
Feb 5 · 5 min read

ฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 ยังคงกลับมาเยี่ยมเยือนประเทศไทยของเราในทุกๆต้นปี และอาจเป็นต้นเหตุก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพได้ ในบทความนี้จะนำเสนอวิธีการสร้างเครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่นด้วยตนเอง เพื่อใช้ในการมอนิเตอร์ปริมาณฝุ่นในอากาศบริเวณที่เราหายใจ

เป้าหมายของบทความนี้คือ แชร์ความรู้จากการลองต่อเครื่องตรวจวัดฝุ่น PM2.5 ขึ้นมาใช้เอง แล้วเกิดความคิดว่าถ้าเปิดเป็น Open hardware มีผู้สนใจและทำตามเพิ่มขึ้น ต่างคนต่างส่งปริมาณฝุ่นในบริเวณที่ตัวเองอยู่ขึ้นมารวมบน cloud จะทำให้มีข้อมูลมากขึ้น และอาจนำข้อมูลเหล่านั้นไปวิเคราะห์ให้เกิดประโยชน์ได้ครับ

*NOTE
เบื้องต้นในบทความนี้เครื่องตรวจวัดฝุ่นยังทำงานแบบ offline นะครับ แต่ผมได้เลือกใช้ NodeMCU เป็นตัวอย่าง เผื่อในอนาคตสามารถแก้ไขให้ส่งค่าเหล่านั้นขึ้น cloud ได้ เพื่อพัฒนาเป็นระบบเก็บข้อมูลสำหรับวิเคราะห์สถานการณ์ฝุ่นต่อไปครับ
ตอนนี้วัดตัวใครตัวมันไปก่อนนะครับ 555+

สารบัญ

เนื้อหาของบทความจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ จะอ่านเรียงตามลำดับก็ได้ หรือ จะข้ามไปยังส่วนที่ถูกใจโดยตรงเลยก็ได้ครับ

Part 1: ภาพรวมการตรวจวัดคุณภาพอากาศในไทย
ส่วนนี้จะทบทวนภาพรวมของระบบตรวจวัดคุณภาพอากาศในไทย เราสามารถดูข้อมูลได้จากที่ไหน และมีข้อมูลอะไรให้เราดูบ้าง ตลอดจนหลักการและเหตุผลที่ต้องทำเครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่นด้วยตัวเอง
หัวข้อย่อย

Part 2: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอุปกรณ์
เหมาะสำหรับผู้ที่มีความสนใจปูความรู้พื้นฐานก่อนต่อวงจรอิเลคทรอนิกส์ เพื่อการประยุกต์ในอนาคต ในกรณีที่เซนเซอร์ที่ list ขาดตลาด ถ้าเราเข้าใจพื้นฐานการติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ก็จะทำให้สามารถพลิกแพลงได้
หัวข้อย่อย

Part 3: เริ่มลงมือต่อวงจรกัน
สำหรับผู้ที่มีความสนใจแน่วแน่ว่าต้องการลองทำเครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่น ผู้อ่านที่ต้องการทำเครื่องแต่มีเวลาน้อย ข้ามมา Part นี้ได้เลยครับ

หัวข้อย่อย

Part 4: ตัวอย่างเครื่องที่เสร็จแล้ว
ส่วนนี้จะแสดงรูปและวิดีโอการทำงานของเครื่องที่เสร็จแล้ว

Part 5: สรุปผล และสิ่งที่ควรพัฒนาต่อในอนาคต


1. ภาพรวมการตรวจวัดคุณภาพอากาศในไทย

ขอเริ่มต้นจากการทบทวนข้อมูลที่มีอยู่แล้ว และประชาชนทั่วไปสามารถเข้าถึงได้อย่างเว็บไซต์และแอพของกรมควบคุมมลพิษครับ

AIR4THAI ของกรมควบคุมมลพิษ

ปัจจุบันมีสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศของกรมควบคุมมลพิษที่คอยทำหน้าที่ตรวจวัดคุณภาพอากาศอยู่ โดยสามารถเข้าไปดูข้อมูลได้จาก Air4Thai ซึ่งมีทั้งแบบเว็บและแอพบนมือถือ เมื่อเข้าไปที่เว็บ เราจะพบกับน้องลูกโป่งทำหน้าบึ้งตึงอยู่ เพราะอากาศไม่ค่อยดี ตัวอย่างดังรูปด้านล่าง

Image for post
เว็บ Air4Thai เมื่อกดที่หมุดแสดงตำแหน่งสถานี ก็จะมีน้องลูกโป่งหน้าตาบึ้งตึงมาบอกค่า AQI ครับ

ค่าที่วัดได้จะเป็นค่าดัชนีคุณภาพอากาศ AQI (Air Quality Index) ซึ่งเป็นค่าตัวแทนค่าความเข้มข้นของสารมลพิษทางอากาศ 6 ชนิด ดังนี้

  1. ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน (PM2.5)
  2. ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 10 ไมครอน (PM10)
  3. ก๊าซโอโซน (O3)
  4. ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)
  5. ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2)
  6. ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)

ในหน้าเว็บจะมีสูตรคำนวณ และโปรแกรมทดลองคำนวณค่า AQI ให้ด้วยครับ สามารถไปทดลองเล่นได้ที่ link นี้ครับ

ในกรณีที่เรามีความสงสัย อยากรู้ว่าสารมลพิษแต่ละชนิดมีปริมาณอยู่เท่าไร ก็สามารถกดเข้าไปดูแบบละเอียดได้อีก ดังรูปด้านล่างครับ

Image for post
รายละเอียดฝุ่นและก๊าซแต่ละชนิดในแต่ละสถานี

ถ้าเราไม่ได้อยู่ใกล้กับสถานีตรวจวัดปริมาณฝุ่นล่ะ???

เรามาโฟกัสกันที่เจ้าตัวร้ายที่ต้องการตรวจจับในขณะนี้ นั่นก็คือ ฝุ่น PM2.5 ขั้นแรกให้เราเข้าไปดูในเว็บของกรมควบคุมมลพิษ เพื่อดูว่าตำแหน่งที่เราอยู่ใกล้กับสถานีตรวจวัดใดบ้าง แล้วประเมินความเสี่ยงคร่าวๆก็ได้ครับ

Image for post

มาถึงตรงนี้ท่านผู้อ่านคงมีคำถาม เช่น

  • ถ้าบ้านเราอยู่ที่จุดสีแดงซึ่งอยู่ไกลจากสถานีตรวจวัด (อย่างในภาพด้านบน) ปริมาณฝุ่นบริเวณที่เราอยู่จะยังเท่ากับที่สถานีหรือไม่
  • ในที่ร่มอย่างเช่น ห้องนอนจะมีฝุ่น PM2.5 เล็ดลอดเข้ามาหรือไม่

เราสามารถตรวจวัดได้ด้วยเครื่องมือวัดปริมาณฝุ่นแบบพกพา เมื่อเปิดเครื่องก็จะสามารถมอนิเตอร์ปริมาณฝุ่นรอบตัวเราได้ทันที ซึ่งเครื่องมือเหล่านี้ก็สามารถหาซื้อได้ตามร้านค้า Online อย่างเช่นเจ้า Xiaomi PM2.5 Detector ที่นิยมใช้กันครับ

ความแตกต่างระหว่างของเครื่องแบบพกพากับเครื่องวัดของกรมควบคุมมลพิษ คือ

  • เครื่องแบบพกพาจะสนใจแค่ฝุ่นเท่านั้น ในขณะที่เครื่องวัดของกรมควบคุมมลพิษจะสามารถวัดสารมลพิษที่เป็นก๊าซอื่นๆได้ด้วย
  • เครื่องแบบพกพาส่วนมากใช้เซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่นแบบ Laser Scattering ซึ่งอาจทำให้ค่าที่วัดได้เกินความเป็นจริงในกรณีที่อากาศมีความชื้นสัมพัทธ์สูง (เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในหัวข้อถัดไปครับ)

ถ้าท่านผู้อ่านสนใจการทำงานของสถานีตรวจวัดอากาศของกรมควบคุมมลพิษก็มีคนอธิบายเอาไว้แล้วครับ ตาม โพสต์ นี้ครับ

ทำไมต้อง DIY?

ทีนี้ก็มาถึงเหตุผลที่จัดทำบทความนี้ขึ้นมา ก็คือ ทำไมต้องทำเครื่องวัดเอง ซื้อเอาได้มั้ย???

คำตอบคือได้ครับ และอาจจะได้ในราคาที่ถูกกว่าด้วย!!!

อ้าว แล้วจะทำเองทำไมให้เหนื่อย ท่านผู้อ่านคงจะมีความถามเหล่านี้ขึ้นในหัว งั้นเรามาดูข้อดีกันบ้างครับ

  1. รวมพลังข้อมูล
    การสร้างเครื่องมือวัดขึ้นมาเองมีข้อดีคือ สามารถเพิ่มเติมฟังก์ชันต่างๆเข้าไปได้ง่าย ฟังก์ชันหนึ่งที่คิดว่าจะเป็นประโยชน์ก็คือ เครื่องวัดแต่ละเครื่องส่งค่าขึ้นมาบน cloud ตรงกลางเพื่อแสดงผล ข้อมูลจะทรงพลังขึ้นเมื่ออยู่รวมกัน เราจะสามารถดูเทรนด์การเคลื่อนตัวของฝุ่น และสามารถระบุปัญหาและวิธีแก้ไขได้ชัดเจนขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้ประชาชนในพื้นที่ห่างไกลสามารถรู้ข้อมูล และป้องกันตัวเองจากฝุ่นได้ด้วย
    ข้อมูลจะมีเยอะขึ้นได้ตามจำนวน hardware ดังนั้น hardware ต้องมีราคาถูกและเข้าถึงได้ง่ายด้วยครับ
  2. เพิ่มเซนเซอร์เพื่อกรองค่าที่ได้จากการวัดที่คลาดเคลื่อนออกไป
    เครื่องวัดปริมาณฝุ่นบางชนิดใช้วิธี Laser Scattering กล่าวคือ ปล่อยคลื่นแสง ผ่านช่องที่รับฝุ่นละอองเข้า และจะมีแผ่นรับแสง ซึ่งจะสามารถวัดกระจายของความเข้มแสงที่ตกกระทบ เนื่องจากเมื่อแสงผ่านฝุ่นละออง จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสง วิธีการทำงานดังกล่าวจะส่งผลให้อ่านค่าได้สูงเกินไปเมื่ออากาศมีความชื้นสัมพัทธ์สูง เนื่องจากไอน้ำปริมาณมากจะทำให้ความเข้มแสงลดลงได้เช่นเดียวกับฝุ่น สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้จากบทความวิจัยนี้ ที่ Figure 10 ครับ
    ดังนั้นจึงควรมีเซนเซอร์ที่ใช้วัดความชื้นและอุณหภูมิ เพื่อคำนวณความชื้นสัมพัทธ์ ใช้ในการพิจารณาประกอบด้วย ซึ่งเครื่องวัดปริมาณฝุ่นตามท้องตลาดบางตัวไม่ได้มีฟังก์ชันนี้ครับ

2. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอุปกรณ์

อุปกรณ์ที่ต้องเตรียม

1. NodeMCU V2
2. จอแสดงผล OLED
3. เซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิ AM2320
4. เซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่น Plantower Laser PM2.5 Dust Sensor PMS7003

ทำความรู้จักอุปกรณ์แต่ละตัว

อุปกรณ์ที่เตรียมสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ คือ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และเซนเซอร์

  1. ไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารและประมวลผลค่าที่ได้รับจากเซนเซอร์ เปรียบได้กับสมองที่คอยรับความรู้สึกจากส่วนต่างๆของร่างกายนั่นเอง ในที่นี้เราเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ชื่อว่า NodeMCU V2 ซึ่งสามารถต่อสัญญาณอินเทอร์เน็ตเพื่อส่งค่าขึ้น cloud ทำให้สามารถดูข้อมูลฝุ่นที่เครื่องวัดได้จากทุกมุมของโลก (ที่มีสัญญาณเน็ต)
  2. เซนเซอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดค่าสภาพแวดล้อม ในกรณีนี้เราทำการวัดปริมาณฝุ่น, ความชื้น และอุณหภูมิ ค่าที่เซนเซอร์วัดได้จะถูกส่งไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อประมวลผลต่อไป

จะต่อเซนเซอร์อย่างไร?

เซนเซอร์แต่ละแบบอาจมีวิธีการส่งข้อมูลไม่เหมือนกัน วิธีการตรวจสอบ คือ การดู datasheet ของเซนเซอร์ตัวนั้น โดย search ใน Google ด้วยชื่อเซนเซอร์ต่อด้วยคำว่า “pins” หรือ “datasheet” ดูตัวอย่างจากรูปด้านล่าง

Image for post
ตัวอย่างการ search หา pin ของอุปกรณ์ว่าใช้ทำอะไรบ้าง

ให้เลือกดูภาพที่แสดงว่าขาไหนต้องไปต่อกับอะไรบ้างดังรูปด้านล่าง

Image for post
ตารางมุมขวาบนจะบอกว่าแต่ละขาทำหน้าที่อะไรบ้าง ภาพจาก Arduitronics

ถ้ามีความเข้าใจตรงนี้ก็จะสามารถเปลี่ยนไปใช้เซนเซอร์ประเภทอื่นได้ ในกรณีที่เซนเซอร์บางชนิดขาดตลาด ตัวอย่างเช่น ในบทความนี้เลือกใช้ AM2320 ในการวัดความชื้นและอุณหภูมิ แต่วันนึง AM2320 ขาดตลาด เราอาจเปลี่ยนไปใช้เซนเซอร์ตระกูล DHT แทน ให้ลอง search หาวิธีการต่อคร่าวๆไว้ก่อน จะได้ไม่เสียเงินซื้อของมาแล้วต่อไม่ได้ครับ

รูปแบบการสื่อสารของเซนเซอร์

เซนเซอร์ที่เลือกใช้อาจมีการสื่อสารที่ไม่เหมือนกันซึ่งสามารถดูได้จาก datasheet ตามตัวอย่างข้างต้น เราต้องต่อ pin เหล่านั้นให้ตรงกับ pin ของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่รองรับการสื่อสารดังกล่าวด้วยจึงจะสามารถใช้งานได้ เซนเซอร์ที่เลือกใช้มีการสื่อสารอยู่ 2 แบบ คือ
1. Serial communication
การสื่อสารประเภทนี้ใน datasheet จะระบุขา Rx (รับ), Tx (ส่ง) วิธีการต่อเซนเซอร์เข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องต่อไขว้กัน กล่าวคือ

  • ต่อ Rx ของเซนเซอร์เข้า Tx ของไมโครคอนโทรลเลอร์ (ให้เซนเซอร์รับค่าที่ส่งมาจากไมโครคอนโทรลเลอร์)
  • Tx เซนเซอร์เข้า Rx (ให้เซนเซอร์ส่งค่าที่อ่านได้ไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์)

เซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่น PMS7003 ใช้การสื่อสารแบบ Serial โดยเราสามารถตรวจสอบได้จาก datasheet ตาม link นี้ รายละเอียดแต่ละ pin สามารถดูได้ตามรูปด้านล่าง

Image for post
ภาพแสดง pin ของเซนเซอร์วัดฝุ่น PMS7003 (ภาพจาก link)

pin ที่ต้องใช้คือ

  • VCC (ไฟเลี้ยงเซนเซอร์)
  • GND (ground)
  • Rx (ขารับข้อมูลของเซนเซอร์)
  • Tx (ขาส่งข้อมูลของเซนเซอร์)

ให้เราเลือก pin ที่เป็น GPIO (general-purpose input/output หรือ pin เอนกประสงค์นั่นเอง) มาใช้เป็น Rx, Tx ของบอร์ด ในที่นี้เราเลือก D5 (GPIO14) และ D6 (GPIO12) ดูตัวอย่างการต่อได้ตามรูปด้านล่าง

Image for post
ภาพแสดงการเชื่อมต่อระหว่าง NodeMCU กับ PMS7003

ในขั้นตอนการเขียนโปรแกรมจะใช้ library SoftwareSerial ในการกำหนด pin ที่จะเป็น Rx, Tx ของ NodeMCU เนื่องจากการต่อตรงเข้าที่ Rx, Tx เดิมของ NodeMCU จะทำให้ไม่สามารถ Upload โปรแกรมลงบอร์ดได้ครับ

2. I2C Bus
การสื่อสารแบบ I2C เป็น Parallel Communication แบบหนึ่ง วิธีสังเกตว่าเซนเซอร์ใช้การสื่อสารแบบนี้ให้ดูใน datasheet ของเซนเซอร์จะระบุขา SDA (data) กับ SCL (Clock) ให้ต่อเข้ากับ GPIO ของไมโครคอนโทรลเลอร์ จากนั้นในขั้นตอนการเขียนโปรแกรมจะใช้ library Wire เพื่อระบุ pin ของ NodeMCU ที่เราต่อไว้
ในกรณีนี้เรามีเซนเซอร์ที่ใช้ I2C Bus อยู่ 2 ตัว คือ OLED และ AM2320 นำสาย SDA (สีเขียว) ของทั้งคู่ต่อเข้าด้วยกัน ทำเช่นเดียวกันกับสาย SCL ดังรูป เซนเซอร์ทั้ง 2 จะถูกพบโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ address ต่างกัน เราจะใช้ address ของแต่ละอุปกรณ์ไปใช้ในการเขียนโปรแกรมต่อไป

Image for post

เซนเซอร์ยังต้องการไฟเลี้ยงโดยการต่อ VCC (Power supply) และ GND (Ground) ควรตรวจให้ดีว่าเซนเซอร์ต้องการไฟ 3.3V หรือ 5V เพื่อป้องกันเซนเซอร์เสียหายครับ สำหรับในส่วนของโปรแกรมเราจะลงรายละเอียดกันใน part หน้าครับ

3. เริ่มลงมือต่อวงจรกัน

3.1 Hardware

ภาพรวมของระบบ

ให้ต่อสายไฟตามรูปด้านล่าง โดยจุดสีเหลืองตรงจอกับ AM2320 คือ จุดเชื่อมต่อ ให้ต่อสายไฟเข้าหากันครับ

Image for post

3.2 Software

ให้เราลงโปรแกรม Arduino IDE บนเครื่องของเราก่อนครับ โปรแกรมนี้จะใช้ในการอัพโปรแกรมลงบนไมโครคอนโทรลเลอร์ครับ

ไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัวอย่างของเราคือ NodeMCU V2 ซึ่งใช้ chip esp8266 ต้องมีการลงโปรแกรมให้ Arduino IDE รู้จักกับบอร์ดประเภทนี้ก่อน โดยสามารถดูวิธีการลงได้ที่ link นี้ในหัวข้อ Installing with Boards Manager

Library

ในขั้นแรกเราต้องเตรียมไฟล์ library ที่ใช้สำหรับการรันโค้ดของเรา โดย library นี้คือโปรแกรมที่มีคนเขียนเอาไว้อยู่แล้ว เราสามารถนำมาใช้ได้เลยด้วยการเรียกคำสั่งสั้นๆเพียงบรรทัดเดียว เปรียบเสมือนเราเดินเข้าห้องสมุดแล้วหยิบหนังสือเล่มที่เราต้องการมาอ่าน ในนั้นก็จะมีความรู้ที่เราต้องการอยู่แล้ว ไม่ต้องลำบากไปค้นคว้าเองครับ

โค้ดจะใช้ library ทั้งหมด 4 ตัว ดังต่อไปนี้

  • espsoftwareserial เป็น library สำหรับกำหนด pin Rx และ Tx เพื่อใช้อ่านค่าจากอุปกรณ์ที่มีการสื่อสารแบบ Serial communication
    *ปกติ SoftwareSerial จะติดมากับ Arduino IDE อยู่แล้ว แต่ในกรณีนี้ผมเลือกใช้บอร์ดที่มี chip เป็น esp8266 จึงต้องลง SoftwareSerial ของ esp8266 แยกต่างหากครับ
  • PMS Library เป็น library สำหรับอ่านค่าเซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่น PMS7003
  • AM2320 เป็น library สำหรับอ่านค่าจากเซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิ AM2320
  • esp8266-oled-ssd1306 เป็น library สำหรับแสดงผลค่าออกทางหน้าจอ

วิธีการลง library มีอยู่หลายวิธี วิธีที่เราแนะนำคือ “Add .ZIP Library” มีวิธีการดังต่อไปนี้

  1. ในรายการ library ด้านบนจะมีแนบ link เข้าไปที่ GitHub ซึ่งเป็นเว็บที่ใช้เก็บโค้ด
  2. ให้คลิกที่ link หน้าต่างเว็บจะแสดง GitHub ของ library นั้นๆ
  3. ให้เอาลูกศรไปชี้ที่ปุ่มสีเขียวด้านขวามือ จะมี Drop down ลงมา ให้เราเราเลือก Download ZIP เราจะได้ไฟล์ ZIP ของ library ลงมาบนเครื่องของเรา
Image for post
เมื่อเข้ามาในหน้า GitHub แล้วให้คลิกที่ Download ZIP เพื่อโหลดไฟล์

4. จากนั้นไปที่ Arduino IDE ไปที่

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

แล้วเลือกไฟล์ .ZIP ที่เราโหลดลงมา

Image for post

โหลดโค้ดลงบนเครื่อง

ไปที่ GitHub และ copy โค้ดลงมาวางใน Arduino IDE ครับ

Compile

ขั้นตอนต่อไปคือการ Compile เป็นการตรวจสอบความถูกต้องของโค้ด ให้คลิกที่เครื่องหมายถูก ถ้า Compile สำเร็จจอด้านล่างของ Arduino IDE จะขึ้นคำว่า

“Done Compiling”

Image for post
ปุ่ม compile โค้ดตามเครื่องหมายลูกศรสีแดง

Upload

ต่อสาย micro USB เข้าที่ไมโครคอนโทรลเลอร์และต่อ USB อีกด้านเข้าที่คอมพิวเตอร์ สายที่ใช้ต้องเป็นสาย data เท่านั้น เพราะใช้ในการ upload ข้อมูล จากนั้นไปที่ Arduino IDE ให้เราเลือกประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้โดยไปที่

Tools > Boards > NodeMCUV2 (esp8266 ESP-12E Module)

ตามรูปด้านล่างครับ ถ้าท่านผู้อ่านใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบอื่นก็ให้เปลี่ยนไปเลือกให้ตรงของตัวเองครับ

Image for post

จากนั้นให้กด Upload ตามรูปด้านล่าง รอสักพักจะขึ้นว่า

“Done uploading”

เป็นอันเสร็จสิ้นกระบวนการอัพโปรแกรมลงไมโครคอนโทรลเลอร์

Image for post
ปุ่ม upload ตามเครื่องหมายลูกศรสีแดง

4. ตัวอย่างเครื่องที่เสร็จแล้ว

เมื่อทดลองแล้วว่าเครื่องมือทำงานได้ตามปกติ ผมจับเอาอุปกรณ์ทั้งหมดยัดใส่กล่อง เพื่อให้เคลื่อนย้ายได้สะดวกขึ้น เครื่องมือของเราก็จะมีหน้าตาหล่อเหลาตามระยะเวลาอันน้อยนิดครับ 555

Image for post
เครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่นที่เสร็จแล้ว
Image for post
ภายในเครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่น สายก็จะพันกันหน่อยๆ

มาดูแบบเป็นวิดีโอกันครับ

ผมลืมกลับกล้องด้วย ดูยากนิดนึงนะครับ 555

5. สรุปผล และสิ่งที่ควรพัฒนาต่อในอนาคต

เครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่น PM2.5 ตัวนี้นั้นได้ปรับปรุงให้สามารถวัดความชื้นสัมพัทธ์ เพื่อพยายามแก้ไขปัญหาของเซนเซอร์ประเภท Laser scattering ที่จะดูดไอน้ำเข้าไปวัดรวมกับฝุ่นด้วยถ้าอากาศมีความชื้นสัมพัทธ์สูง ทำให้เรามีเซนเซอร์ส่วนตัวราคาถูกที่สามารถวัดผลได้แม่นยำในระดับนึง แต่ก็ยังควรเช็คค่าจากสถานีวัดควบคู่ไปด้วยครับ

ในขั้นต่อไปควรทำการศึกษาว่าค่าที่วัดได้จากเครื่องมือแบบทำเองมีความแม่นยำขนาดไหน เมื่อเทียบกับค่าจากสถานีวัดของกรมควบคุมมลพิษ ตัวอย่างที่มีคนศึกษาไว้ และน่าสนใจให้ เช่น Figure 10 ในบทความนี้ โดยนำเซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่นแบบที่เราใช้ไปวัดเทียบกับเครื่องมือวัดฝุ่นที่ได้มาตรฐาน เก็บข้อมูลที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่างๆกัน แล้วเส้นตรงแทนข้อมูลดังกล่าว เพื่อนำสมการเส้นตรงนั้นมาปรับแก้ค่าของเซนเซอร์ให้ตรงกับค่าจากเครื่องที่ได้มาตรฐาน

Image for post

แกน Y คือค่าที่วัดได้จากเครื่องมือที่ได้มาตรฐาน แกน X คือ ค่าที่ได้จากเซนเซอร์ PMS7003 สีของข้อมูลแทนความชื้นสัมพัทธ์ค่าต่างๆ เมื่อ fit curve จะได้สมการสำหรับปรับแก้ค่าของ PMS7003 ที่อ่านให้ใกล้เคียงกับค่าจริงได้ครับ

ผมตั้งใจว่าจะเขียนบล็อกนี้ให้เป็น Open hardware แชร์ความรู้จากการทดลองทำและ list ความรู้พื้นฐานและรายละเอียดอุปกรณ์ออกมาให้มากที่สุด เพื่อให้ท่านผู้อ่านที่สนใจลองทำตาม ในอนาคตเราจะสามารถเพิ่มฟังก์ชันที่ให้แต่ละเครื่องยิงข้อมูลมารวมกันบน cloud ได้ เมื่อข้อมูลอยู่รวมกันเยอะๆ ก็จะสามารถนำไปวิเคราะห์เพื่อหาสาเหตุและวิธีการแก้ไขที่ละเอียดขึ้นได้ครับ

ถ้าบทความนี้มีข้อผิดพลาดหรือตกหล่นตรงไหนก็ติชมได้ หรือท่านผู้อ่านมีไอเดียที่อยากนำเสนอก็สามารถคอมเม้นทิ้งไว้ด้านล่างได้เลยครับ

สุดท้ายจริงๆแล้ว

ก่อนจากกันในครั้งนี้ผมขอรวมแหล่งข้อมูลต่างๆที่ผมใช้อ้างอิงในบทความนี้ และคิดว่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่สนใจเรื่องฝุ่น PM2.5 ตรงนี้อีกสักทีครับ

  • Air4Thai ข้อมูลคุณภาพอากาศจากสถานีวัดทั่วประเทศไทย ให้ข้อมูลวิธีคิดดัชนีคุณภาพอากาศ ตลอดจนสามารถทดลองใส่ค่าเพื่อคำนวณเองได้ด้วย
  • วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย (วสท.) พึ่งมีการจัดอบรม DIY เครื่องตรวจวัดปริมาณฝุ่นในแบบที่คล้ายๆกับที่ผมทำไปครับ ถ้าท่านผู้อ่านสนใจก็กดติดตามเพจไว้ เผื่อจะมีการจัดกิจกรรมดีๆแบบนี้อีกครับ
  • ฝ่าฝุ่น เป็นเพจเฟซบุ๊คที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับฝุ่น ตลอดจนมีการดึงข้อมูลแรงและทิศทางลม และจุดร้อนที่ตรวจพบบนแผนที่มาทำนายปริมาณฝุ่นที่จะเกิดขึ้นในอนาคตด้วย
  • ยักษ์ขาววัดฝุ่น สมาคมยักษ์ขาวก่อตั้งขึ้นเพื่อเป็นตัวกลางในการตรวจติดตามปัญหาฝุ่นควันของประเทศไทย โดยเริ่มต้นจากจังหวัดเชียงราย และเครือข่ายจังหวัดในภาคเหนือ มีสถานีที่ติดตั้งและสามารถมอนิเตอร์ได้ในจังหวัดเชียงรายด้วยครับ
  • บทความ Evaluation of Low-Cost Sensors for Ambient PM2.5 Monitoring เป็นบทความที่ผมใช้ศึกษาเรื่องการนำเซนเซอร์ราคาถูกมาวัดปริมาณฝุ่น PM2.5 เทียบกับ TEOM 1400a
  • หลักการทำงานของเครื่องมือตรวจวัดปริมาณฝุ่น PM2.5 ที่อยู่ตามสถานีของกรมควบคุมมลพิษ จากเฟซบุ๊คของคุณ Ueno Ittipol ครับ

ไว้พบกันใหม่ สวัสดีครับ…

Welcome to a place where words matter. On Medium, smart voices and original ideas take center stage - with no ads in sight. Watch
Follow all the topics you care about, and we’ll deliver the best stories for you to your homepage and inbox. Explore
Get unlimited access to the best stories on Medium — and support writers while you’re at it. Just $5/month. Upgrade

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store