Agricultural Instrumentation & IoT
สื่อการสอน Part 2: เครื่องมือวัด การปรับสภาพสัญญาณ และสัญญาณดิจิทัล สำหรับงานเกษตรและระบบ IoT เรียบเรียงจากเอกสารประกอบการสอน INS01–INS03
บทเรียน
เครื่องมือวัดและวงจรพื้นฐาน
ระบบการวัดทั่วไป (Sensor → Transducer → Signal Conditioning → Output), การสอบเทียบ, ทบทวน R L C, กฎของ Kirchhoff, วงจรแบ่งแรงดัน และ Wheatstone bridge
เข้าสู่บทเรียน → บทที่ 2 · INS02การปรับสภาพสัญญาณและ Op-Amp
วงจร Op-amp พื้นฐาน 7 แบบ, ข้อจำกัดของ LM358, เดซิเบล, วงจรกรองความถี่ต่ำ, การขับโหลด และ Instrumentation amplifier
เข้าสู่บทเรียน → บทที่ 3 · INS03สัญญาณดิจิทัล ADC และ Interface
Quantization, DAC, SAR ADC, Sampling, ADC ของ ESP32 และ attenuation, UART / RS-485 / Modbus / I²C / SPI / 1-Wire / CAN
เข้าสู่บทเรียน →ภาพรวมรายวิชา
รายวิชาครอบคลุมพื้นฐานการวัดและเครื่องมือวัด ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ระบบฝังตัว IoT และ cloud computing รวมถึงโครงงานประยุกต์ใช้ IoT ในงานเกษตร
ผลลัพธ์การเรียนรู้ของรายวิชา (CLO)
- CLO1 เข้าใจและประยุกต์ใช้หลักการพื้นฐานของเครื่องมือวัดและ IoT ในการเกษตรสมัยใหม่
- CLO2 ออกแบบ วางแผน และสร้างระบบ IoT การเกษตรขนาดเล็ก โดยเลือกฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และเครือข่ายได้เหมาะสม
- CLO3 วิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลจากเซนเซอร์และ IoT เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
การประเมินผล
| องค์ประกอบ | สัดส่วน |
|---|---|
| ปฏิบัติการและงานที่มอบหมาย (Lab & Assignments) | 20% |
| โครงงาน (Term Project) | 20% |
| สอบกลางภาคและปลายภาค | 60% |
ตารางการเรียน Part 2
| สัปดาห์ | หัวข้อบรรยาย | ปฏิบัติการ / งานส่ง |
|---|---|---|
| 8 | Instrumentation Concepts; Electrical Properties & Circuit Review (บทที่ 1) | การบ้าน #1 |
| 9 | Signal Conditioning (Amplifiers) (บทที่ 2) | Lab 1–3: Voltage divider, LDR, Op-amp · รับอุปกรณ์ |
| 10 | IoT Platform & Dashboard | ส่งค่าหนึ่งค่าขึ้น dashboard แบบ end-to-end |
| 11 | Digital Signals (บทที่ 3) | อ่านค่าเซนเซอร์จริงบนโต๊ะทดลอง |
| 12 | Engineering Sensors: thermal, force, pressure, flow, movement | Lab 4 Digital Signals · Progress Report |
| 13 | Instrument Characteristics & Calibration | Lab 6 Thermistor/Thermocouple, Strain gauge/Pressure |
| 14 | — | ติดตั้งภาคสนาม (Field Installation) |
| 15 | Other Sensors for Agriculture | Progress Check · บันทึกข้อมูลต่อเนื่อง |
| 16 | Summary & Review | นำเสนอและสาธิตระบบ |
โครงงาน: Smart Irrigation แปลงสาธิต
โครงงานร่วมกับวิชา Irrigation Design ซึ่งรับผิดชอบระบบกายภาพ (โครงโซลาร์ ถังน้ำ ท่อไปยัง 4 โซน และแผนการจัดการน้ำ) ส่วนวิชานี้รับผิดชอบ ด้านข้อมูล: วัด แสดงผล และบันทึก — เซนเซอร์ วงจรอ่านค่า การสื่อสาร การสอบเทียบ dashboard และฐานข้อมูล
| กลุ่ม | ระบบย่อย | สิ่งที่วัด / อุปกรณ์หลัก |
|---|---|---|
| 1 | Weather Station | สภาพอากาศ ฝน รังสีดวงอาทิตย์ คำนวณ ET · SenseCAP S700-B + ESP32 (RS-485) ผ่าน WiFi |
| 2 | Pump Station | ระดับน้ำในถัง อัตราไหลเข้า-ออก กำลังไฟฟ้าโซลาร์ · ESP32, flow meter, power meter |
| 3–6 | Soil Sensor Nodes | ความชื้นดินรายโซน การสอบเทียบ การใช้พลังงานต่ำ · เซนเซอร์ RS-485 / Watermark / Capacitive / Tensiometer คู่กับการสื่อสาร Zigbee / LoRaWAN / LoRa P2P / WiFi (จับฉลาก) |