การพัฒนาบอร์ด Kidbright เพื่อสร้างสรรค์อุปกรณ์ IoT

บอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ Kidbright คืออะไร

บอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ (Microcontroller Board) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มีไมโครคอนโทรเลอร์เป็นส่วนประกอบหลัก ไมโครคอนโทรเลอร์ทำหน้าที่เหมือน “สมอง” ของอุปกรณ์ สามารถประมวลผลคำสั่งและควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ได้ตามโปรแกรมที่เขียนไว้ ตัวอย่างบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ที่นิยมใช้งาน เช่น Arduino, ESP32 และ Raspberry Pi Pico

Kidbright เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ที่ถูกพัฒนาในประเทศไทยเพื่อส่งเสริมการเรียนรู้ด้านการเขียนโปรแกรมและการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับนักเรียนและผู้เริ่มต้นใช้งาน จุดเด่นของ Kidbright คือการรองรับการเขียนโปรแกรมแบบบล็อก (Block-based Programming) ผ่านซอฟต์แวร์ KidBright IDE ที่ใช้งานง่าย

สำหรับวิชาครูต้นจะมีการให้นักเรียนได้ทดลองพัฒนา IoT ด้วยอุปกรณ์จริง ๆ กันครับ เพื่อให้พวกเรานั้นได้ลองดูว่าชอบการ Coding หรือไม่ ☺️

ส่วนประกอบของบอร์ด Kidbright

บอร์ด Kidbright มีส่วนประกอบสำคัญที่ช่วยให้สามารถสร้างสรรค์อุปกรณ์ IoT ได้ เช่น:

1.GPIO Pins (General Purpose Input/Output): ขาเชื่อมต่อสำหรับรับและส่งข้อมูลระหว่างบอร์ดกับอุปกรณ์อื่น เช่น เซนเซอร์หรือมอเตอร์

2.เซนเซอร์ตรวจจับอุณหภูมิ: บอร์ด Kidbright มีเซนเซอร์ตรวจจับอุณหภูมิติดตั้งมาด้วยคือ T731

3.เซนเซอร์ตรวจแสง: บอร์ด Kidbright มีเซนเซอร์ตรวจจับแสงติดตั้งมาด้วยคือ LDR

4.จอแสดงผล LED Matrix: สำหรับแสดงผลข้อมูลหรือข้อความ โดยมี IC HOLTEK HT16K33 (หมายเลขที่ 13)

5.ปุ่มกด: สำหรับการควบคุม โดยสามารถเขียนโปรแกรมเพื่อให้ทำงานตามเงื่อนไขที่ตั้งไว้ได้

6.พอร์ต Micro-USB: ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เพื่อเขียนโปรแกรมและจ่ายพลังงานให้แก่บอร์ด

7.ลำโพง Buzzer: ใช้สำหรับการแสดงคำสั่งออก (OUTPUT) ในรูปแบบเสียง

8.ปุ่ม Reset: ใช้สำหรับการเริ่มต้นการทำงานของบอร์ดใหม่ (Restart)

9.ช่องต่ออุปกรณ์เสริม: บอร์ด Kidbright สามารถต่ออุปกรณ์เสริมได้เช่น IKB-1 เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานของโปรแกรม

10.พอร์ต USB: ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกเพื่อจ่ายพลังงาน

Wi-Fi หรือ Bluetooth Module : สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายและการสื่อสารไร้สาย ซึ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ IoT บอร์ด Kidbright ก็มีตัว ESP-WROOM-32 ซึ่งเป็นตัวสำหรับการควบคุมการสั่งงานทั้งหมดภายในบอร์ด หากต้องการใช้บอร์ด Kidbright ในการพัฒนาโปรแกรมแบบจริงจัง เราสามารถใส่ถ่าน CR2032 เพื่อทำหน้าที่จ่ายไฟเลี้ยงการทำงานให้ตัวควบคุม ESP-WROOM-32 สามารถทำให้บอร์ดจำสถานะของ NTP Server (เวลาปัจจุบันของบอร์ด) และค่าต่าง ๆ ได้

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์สำคัญอื่น ๆ เช่น

หมายเลข 14 | AMS1117 สำหรับการควบคุมแรงดันให้คงที่ ณ 3.3 Volt

หมายเลข 15 | 7940NI สำหรับทำหน้าที่เป็น I2C RTC (Real Time Clock) หากมีการใส่ถ่าน CR2032 ก็จะสามารถจดจำเวลาได้ 

หมายเลข 16 | FTDI FT231XQ เป็นล่ามคนสำคัญของบอร์ดที่จะควบคุมการสื่อสารระหว่าง คอมพิวเตอร์ (ที่ต่อผ่าน Micro-USB) กับ ESP-WROOM-32 เพื่อให้สามารถควบคุมระบบได้

การติดตั้งโปรแกรม

การเริ่มต้นใช้งาน Kidbright เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ IoT สามารถทำได้ตามขั้นตอนดังนี้:

1. 1. ดาวน์โหลดและติดตั้ง KidBright IDE
      

       

      • • เข้าไปที่เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ KidBright Download – Coding at School
      • • ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ KidBright IDE เวอร์ชันล่าสุดที่รองรับระบบปฏิบัติการของเราเอง (Windows, macOS หรือ Linux)
      • • ติดตั้งซอฟต์แวร์ลงในคอมพิวเตอร์
          • Kidbright IDE คือโปรแกรมสำหรับการเขียนโปรแกรมในการควบคุมอุปกรณ์ Kidbright
          • FTDI Driver เนื่องจาก Kidbright version 1.3 ใช้ IC สื่อสารเป็น TD231XQ ทำให้ต้องใช้ Driver ที่เข้ากันได้ (หากใช้ version 1.1 หรือ 1.2 ต้องใช้ Cypress Driver)