SparkFun OpenScale – IoT เป็นเครื่องชั่งอัจฉริยะ IoT ที่ใช้ SparkFun Electronics และทำงานบนแพลตฟอร์ม ESP32 โดยมาพร้อมฮาร์ดแวร์และเฟิร์มแวร์แบบโอเพ่นซอร์ส ใช้งานได้ทันที ช่วยให้อ่านค่าน้ำหนักจากโหลดเซลล์ได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องเขียนโค้ดเองตั้งแต่ต้นสำหรับการใช้งานพื้นฐาน
ตัวระบบรองรับการขยายสัญญาณผ่านชิป HX711 แบบ 24 บิต พร้อมฟังก์ชันคาลิเบรต, การชดเชยอุณหภูมิ (ใช้เซนเซอร์ TMP102 บนบอร์ด และสามารถเพิ่มโพรบ DS18B20 ภายนอกได้) รวมถึงการสื่อสารและตั้งค่าผ่านพอร์ตซีเรียลด้วยเมนูข้อความที่ใช้งานง่าย นอกจากนี้ยังรองรับ Wi-Fi สำหรับแสดงข้อมูลแบบเรียลไทม์ และอัปเดตเฟิร์มแวร์แบบ OTA ได้ โดยไม่ต้องใช้แอปเฉพาะเพียงใช้โปรแกรมเทอร์มินัลทั่วไปและเว็บเบราว์เซอร์ก็สามารถดูข้อมูลได้ อีกทั้งยังมีพอร์ต Qwiic connector สำหรับเชื่อมต่อเซนเซอร์หรือจอแสดงผลเพิ่มเติม บอร์ดทำงานด้วยไฟ 5V ใช้กระแสโดยทั่วไปประมาณ 80–100 mA รองรับอัตราการส่งข้อมูลที่เลือกได้ระหว่าง 10 หรือ 80 SPS และมีการปรับค่าเกนได้ เพื่อให้เหมาะกับการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูงในงานมอนิเตอร์ระยะยาว
สเปคของ SparkFun OpenScale – IoT :
- Wireless module – ESP32-PICO-MINI รองรับ Wi-Fi 2.4GHz และ Bluetooth/BLE พร้อมสายอากาศ PCB ในตัว
- โหลดเซลล์ (Load Cell) – HX711 ตัวขยายสัญญาณโหลดเซลล์แบบ ADC ความละเอียด 24 บิต รองรับโหลดเซลล์แบบ 4 หรือ 5 สาย
- เซนเซอร์
- เซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบดิจิทัล TMP102 (เชื่อมต่อผ่าน I²C) บนบอร์ด
- ขั้วต่อ screw terminal 3 พิน สำหรับเซนเซอร์ DS18B20 แบบ 1-Wire ภายนอก (ออปชัน)
- USB – พอร์ต USB Type-C สำหรับจ่ายไฟและตั้งค่าผ่าน serial configuration (ใช้ชิป CH340C USB-to-Serial converter)
- การขยาย – คอนเนคเตอร์ SparkFun Qwiic
- อื่นๆ
- LED แสดงสถานะ: Power, Status, TX และ RX
- ปุ่ม Reset และ Boot
- อินเทอร์เฟซซีเรียลภายนอก (TX1, RX1, 5V และ GND) (ออปชัน)
- อัตราการส่งข้อมูลเลือกได้ (ค่าเริ่มต้น 10 SPS หรือ 80 SPS ผ่านจัมเปอร์)
- พลังงาน
- แรงดันไฟฟ้าอินพุต – 5V
- การใช้กระแส – โดยทั่วไป 80–100 mA
- มีเรกูเลเตอร์ RT9080 3.3V บนบอร์ด (สำหรับ ESP32)
- ขนาด – 55.88 x 46.99 มม. (2.2 x 1.85 นิ้ว)
บอร์ด SparkFun OpenScale รุ่นเดิมก็เป็นฮาร์ดแวร์โอเพ่นซอร์สเช่นกัน (ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega328P) ที่พัฒนาโดย SparkFun Electronics โดยออกแบบมาเพื่อให้อ่านค่า คาลิเบรต และตั้งค่าโหลดเซลล์ (เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก) ได้ง่ายที่สุด แต่รุ่นนี้ไม่มีการเชื่อมต่อไร้สาย และมีฟังก์ชันใกล้เคียงกับชุดเครื่องชั่งดิจิทัลที่ใช้ STC89C52 ร่วมกับ HX711 ที่เคยนำเสนอไปในปี 2017
ส่วนบอร์ด OpenScale – IoT รุ่นใหม่เป็นแบบ Plug-and-Play ออกแบบมาให้สามารถใช้งานได้ทันทีโดยไม่ต้องเขียนโปรแกรม Arduino เพิ่มเติมเพื่ออ่านค่าพื้นฐาน ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับบอร์ดผ่าน Bluetooth/BLE (หมายเหตุ: อุปกรณ์ Apple ไม่รองรับการตั้งค่าผ่านเทอร์มินัล Bluetooth) หรือเชื่อมต่อผ่านสาย USB-C แบบ serial ที่ความเร็ว 115,200 bps นอกจากนี้บอร์ดยังสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi 2.4 GHz ภายในพื้นที่ เพื่อดูข้อมูลแบบเรียลไทม์และอัปเดตเฟิร์มแวร์แบบ OTA (Over-The-Air) ได้ อีกทั้งทาง SparkFun ยังเปิดเผยไฟล์ฮาร์ดแวร์ที่ออกแบบด้วย KiCad, ผังวงจร (schematics) และเฟิร์มแวร์ Arduino แบบโอเพ่นซอร์สไว้บน GitHub repository ซึ่งรวมถึงเอกสารประกอบการใช้งานอย่างละเอียดอีกด้วย
หลังจากตั้งค่า Wi-Fi (ผ่านเมนู serial ทาง Bluetooth หรือ USB) แล้ว บอร์ดจะเชื่อมต่อกับเครือข่าย 2.4 GHz ของคุณ และสตรีมข้อมูลน้ำหนัก/อุณหภูมิแบบเรียลไทม์ (แบบอ่านอย่างเดียว) ไปยังอุปกรณ์หรือเว็บเบราว์เซอร์ใด ๆ ภายในเครือข่ายเดียวกัน พร้อมรองรับการอัปเดตเฟิร์มแวร์แบบ OTA
จากลักษณะการใช้งาน บอร์ดนี้ถูกออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมในงานอุตสาหกรรมเป็นหลัก ซึ่งต้องมีการตรวจวัดน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง บอร์ดเครื่องชั่งดิจิทัลที่ใช้ HX711 ร่วมกับ ESP32 ลักษณะนี้มีใช้งานมาหลายปีแล้วตัวอย่างหนึ่งคือ TTGO T-Weigh ESP32 board ที่รองรับการเชื่อมต่อแบบ LoRa/LoRaWAN เพิ่มเติม
ระหว่างการเขียนยังพบโปรเจกต์ openScale ของ Oliexdev บน GitHub ซึ่งเป็นแอป Android แบบโอเพ่นซอร์สสำหรับติดตามน้ำหนักตัวและข้อมูลสุขภาพ โดยรองรับเครื่องชั่งอัจฉริยะ Bluetooth เชิงพาณิชย์หลากหลายรุ่น แต่ถึงแม้ชื่อจะเหมือนกัน แต่โปรเจกต์ SparkFun OpenScale นั้นเป็นคนละระบบกันโดยสิ้นเชิง และไม่สามารถใช้งานร่วมกับแอปดังกล่าวได้
บอร์ด SparkFun OpenScale – IoT วางจำหน่ายแล้วบนร้านของ SparkFun store ในราคา $44.95 (~1,500฿) ไม่รวมค่าจัดส่ง สำหรับผู้ใช้ที่ไม่ต้องการการเชื่อมต่อไร้สาย บอร์ด OpenScale รุ่นดั้งเดิมที่ใช้ ATmega328P ยังมีจำหน่ายในราคา $34.95 (~1,100฿) และอีกทางเลือกหนึ่งคือบอร์ด LilyGO T-Weigh ที่รองรับ LoRaWAN ซึ่งมีราคาประมาณ $32 (~1,000฿) บน AliExpress, วิดีโอด้านล่างแสดงตัวอย่างการตั้งค่าโหลดเซลล์ การคาลิเบรต และการวัดน้ำหนัก โดยใช้บอร์ด OpenScale รุ่นดั้งเดิมที่ใช้ ATmega (ไม่ใช่รุ่น IoT ใหม่)
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : SparkFun OpenScale IoT – An ESP32 board with HX711 ADC for smart scales with WiFi and Bluetooth connectivity
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT