Author: kampanart.c

หลังจากตอนที่แล้วเราได้ทำการ setup โปรแกรมที่เราต้องการ

ในตอนนี้ขอพูดถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงกันบ้าง เพื่อให้ดูเหมือนเข้าสู่ยุค IoT (Internet Of Things) มากขึ้น นั่นคือจอ LCD ระดับเบื้องต้น ขนาด 16×2 ดังรูปนี้

ซึ่งอุปกรณ์ตัวนี้ สามารถแสดงผลได้ 2 แถว แถวละ 16 ตัวอักษร ซึ่งเพียงพอในระดับเบื้องต้นสำหรับการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมครับ

โดยในตลาดจะมีขายหลายรุ่น เช่น 16×2, 20×4 ไปจนถึง 128×64 อีกทั้งยังมี จอสีประเภท TFT 2.4 นิ้ว, 3 นิ้ว, 3.2 นิ้ว, 4 นิ้ว เป็นต้น และมีแบบหน้าจอสัมผัสให้เลือกใช้งานอีก มากมาย

 

การเชื่อมต่อจอ 16×2 กับบอร์ด Raspberry Pi 3

โดยทั่วไปแล้ว จะต้องทำการเชื่อมต่อดังรูปด้านล่างนี้

 

         

การเชื่อมต่อแบบ 4 bits (ซ้าย) – การเชื่อมต่อแบบ 8 bits (ขวา)

จะเห็นว่าเป็นการเชื่อมต่อที่ยุ่งยาก ใช้สายหลายเส้น และยากต่อการปรับเปลี่ยนการใช้งาน ดังนั้นจึงมึโมดูลที่เข้ามาช่วยตรงนี้คือ I2C

 

I2C คืออะไร

I2C คือบัสการเชื่อมต่ออนุกรมแบบ Synchronous ด้วยสายสัญญาณเพียง 2 เส้น (แต่จริงๆ ต่อ 4 เส้น ได้แก่ SDA, SLC, +5V และ GND) โดยจะมีสายสัญญาณข้อมูล คือ SDA (Serial Data Line) และสายสัญญาณนาฬิกา คือ SLC (Serial Clock Line) โดยแบ่งการทำงานออกเป็น 4 โหมดตามความเร็วดังนี้

1. Normal Mode ความเร็ว 100Kbps
2. Fast Mode ความเร็ว 400Kbps
3. Fast Mode Plus ความเร็ว 1Mbps
4. High Speed ควาามเร็ว 3.4Mbps

 

ซึ่งเมื่อเป็นการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ทำให้เราสามารถใช้งาน I2C ได้มากกว่าหนึ่งอุปกรณ์บนสายเพียง 2 เส้น โดยจะเลือกติดต่อกับอุปกรณ์ใดได้ด้วยการกำหนดที่อยู่ (Address) ของ Hardware ให้กับอุปกรณ์

 

และเนื่องด้วยความง่ายของการใช้งานของ I2C ทำให้อุปกรณ์จอ LCD ส่วนใหญ่จะทำการติดตั้งมาพร้อมกับจอแล้ว ดังรูป

          

I2C Module คือโมดูลสีเข้มในรูป
บอร์ดสีเขียวคือ ด้านหลังของจอ LCD 16×2 ซึ่งได้ทำการเชื่อมต่อเรียบร้อยแล้ว

 

เริ่มทำการเชื่อมต่อกับ Raspberry Pi

โดย I2C จะต้องทำการเชื่อมต่อ 4 เส้น คือ +5V, GND, SDA, SLC กับ Pinout ของ Raspberry Pi 3

ดูจากข้อมูล Alternate Function เราจะต้องทำการต่อสาย SDA ที่ Pin 3, SCL ที่ Pin 5
และ +5V ที่ Pin 2 หรือ ส่วน GND นั้นมี Pin 6, 9, 25, 39, 14, 20, 30 หรือ 34 ให้เลือก

 

     

จากนั้นทำการ Power On Raspberry PI 3 ขึ้นมาครับ จะพบว่าหน้าจอ LCD ติดพร้อมไฟ Backlight (แต่ไม่มีตัวอักษรอะไรแสดง เพราะเรายังไม่ได้โปรแกรมครับ)

 

หน้าจอสามารถปรับ Contrast (ความเข้มของตัวอักษร) และสามารถ เปิด/ปิด ไฟ backlight ได้ด้วย Jumper บนโมดูล I2C ครับ

 

ตอนต่อไป จะเป็นการเริ่มเขียน Python เพื่อแสดงผลตัวอักษร

 

ผิดพลาดประการใด ขออภัยมา ณ โอกาสนี้ครับ

หลังจากเราได้ติดตั้ง OS แล้ว ต่อไปจะเป็นการเชื่อมต่อกับเครือข่าย LAN หรือ Wi-Fi

ถ้าเป็นสายแลน ก็ไม่ยากครับ เสียบสายเข้าไปเลย โดย default config eth0 จะเป็น DHCP Client อยู่แล้ว

ส่วน Wi-Fi นั้น จากการหาข้อมูลชิบBroadcom BCM43438 Wireless Controller นั้น เหมือนจะรองรับเฉพาะ 2.4GHz ครับ

 

ผมจะเลือกทำการ connect Wi-Fi ก่อนนะครับ หลังจากนั้นค่อยเซ็ตอัพวัน/เวลา และโปรแกรม

เรื่องของการ connect เข้า Wi-Fi ที่เป็น WPA2 Enterprise นั่นก็อาจจะเป็นปัญหาเบื้องต้นที่เจอครับ คือ โดย default แล้วนั้น จะไม่ support ดังรูปข้างล่างนี้ ทำให้ connect เข้าโดยตรงไม่ได้

ต้องทำการแก้ไขปัญหาดังนี้ครับ

1.เปิด terminal จากนั้นแก้ไฟล์ wpa_supplicant.conf โดยใช้คำสั่ง

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

 

2.เพิ่มบรรทัดต่อไปนี้เข้าไป

network={
ssid=“PSU WiFi (802.1x)“
priority=1
proto=RSN
key_mgmt=WPA-EAP
pairwise=CCMP
auth_alg=OPEN
eap=PEAP
identity=”YOUR_PSU_PASSPORT_USERNAME“
password=hash:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
phase1=“peaplabel=0”
phase2=“auth=MSCHAPV2”
}

 

เซฟไฟล์ด้วยการกด Ctrl + X ตอบ Y กด Enter กลับมาที่หน้าจอ Terminal ตามเดิม

ข้อมูลที่ท่านสามารถปรับแก้ได้คือตัวอักษรสีแดงด้านบน ได้แก่

ssid <= ชื่อ ssid ซึ่งบางที่อาจจะไม่ใช่ดังในตัวอย่าง

identity <= username ของ psu passport อยู่ภายใต้เครื่องหมาย ” ”

password=hash: มาจากการคำนวณ hash ด้วยคำสั่งต่อไปนี้

echo -n ‘YOUR_PASSWORD‘ | iconv -t utf16le | openssl md4

จากนั้นเอาค่ามาใส่แทนที่ xxxxxxxx ตามตัวอย่างข้างบน

 

3.เมื่อเรียบร้อยแล้วให้ restart service networking ซักครั้งหนึ่งด้วยคำสั่ง

sudo service networking restart

 

4.หากไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงอะไร ให้ reboot ซักครั้ง

sudo reboot

 

5.เมื่อ reboot กลับมาแล้ว ท่านจะพบว่ามีการเชื่อมต่อ SSID ตามที่ท่านได้เซ็ตเอาไว้เรียบร้อยแล้ว ดังรูปด้านล่างนี้

 

** คำสั่งที่ท่านพิมพ์ผ่าน Terminal จะถูกเก็บ History เอาไว้ รวมทั้งรหัสผ่านที่ท่านได้สร้างเป็น hash เอาไว้ ท่านจะต้องทำการเคลียร์ออก ด้วยคำสั่ง

history -c (เพื่อเคลียร์ทั้งหมด) หรือ

 

history | tail เพื่อดูหมายเลขบรรทัด เช่น 300  จากนั้นใช้คำสั่ง

history -d 300 เพื่อลบเฉพาะบรรทัดนั้น

 

เมื่อเสร็จเรื่องการเชื่อมต่อแล้ว จากนั้นควรทำการเซ็ตอัพวันเวลา / timezone ให้เรียบร้อย

เปิด Terminal จากนั้นพิมพ์คำสั่ง sudo dpkg-reconfigure tzdata

         

เลือก Asia และเลือก Bangkok กด Enter เป็นอันเสร็จสิ้นครับ

 

จากนั้นควรทำการ sync time เพื่อให้ได้เวลาที่ถูกต้อง

** ใน Raspbian Stretch ส่วนของ NTP จะไม่ได้ถูกติดตั้งโดยอัตโนมัติ จะต้องทำการติดตั้งก่อนด้วยคำสั่งต่อไปนี้

sudo apt install ntp

รอจนเสร็จ จากนั้นทำการ enable ด้วยคำสั่ง

sudo systemctl enable ntp

และสั่งอัพเดทวัน/เวลา ด้วยคำสั่ง

sudo timedatectl set-ntp 1

 

สำหรับการติดตั้ง Software เพิ่มเติมนั้น สามารถทำได้โดยการใช้ Add / Remove Software

(ขอกลับมาใช้ GUI บ้างครับ)

ด้วยการกดที่ ICON Raspberry เลือก Preferences > Add/Remove Software

 

จากนั้นท่านจะพบกับ package ให้เลือก ตามที่ท่านต้องการ จากนั้นกด Apply ได้ทันทีครับ

 

 

และบางครั้งการทำงานผ่านหน้าจอ console ของ Raspberry Pi เอง อาจจะลำบาก ยากต่อการเข้าถึง จึงแนะนำให้ติดตั้ง Remote Desktop ด้วยครับ (ในที่นี้ เนื่องจากผมทำงานกับ Windows ซะเป็นส่วนใหญ่ จึงขอติดตั้งเฉพาะ RDP นะครับ ส่วนวิธีอื่น (เช่น VNC) ท่านสามารถหาอ่านได้ทั่วไปเลยครับ)

 

ทำการติดตั้ง package RDP ด้วยคำสั่งต่อไปนี้

sudo apt-get install xrdp

 

เมื่อเรียบร้อยแล้วท่านก็จะสามารถเข้าผ่าน Remote Desktop บน Windows ได้ทันที

โดย default username จะเป็น pi และ default password ก็คือ raspberry ครับ

 

และสำหรับการใช้งานสำหรับคนไทย ขาดไม่ได้คือการเพิ่มคีย์บอร์ดภาษาไทย เพื่อให้พิมพ์ไทยได้ ด้วยวิธีการดังต่อไปนี้

 

คลิ๊กขวาบน Taskbar ด้านบน เลือก Panel Settings

 

เลือกแทบ Panel Applets จากนั้นกดปุ่ม Add

 

เลือก Keyboard Layout Handler จากนั้นกด Add

 

กด Preferences เพื่อแก้ไขค่าของ Keyboard Layout Handler

 

         

นำเครื่องหมายถูก หน้า Keep system layouts ออก (unchecked) จากนั้นกดปุ่ม Add เพื่อเพิ่ม Keyboard Layouts

เลือก th Thai จากนั้นกด OK ออกมาจากหน้าจอ Add Keyboard Layout

หากต้องการปรับปุ่มสลับภาษา สามารถเลือกได้ที่ Change Layout Option โดยมีให้เลือกตามความถนัด

 

จากนั้นสังเกตมุมขวาบน จะเห็นสัญลักษณ์ธงชาติ แสดงภาษาที่ใช้งานอยู่ ณ ขณะนั้นครับ

 

 

สำหรับตอนต่อไป จะเป็นการเชื่อมต่อกับ I2C Module กับจอ LCD ขนาด 16×2 เพื่อแสดงผลตัวอักษร และการเขียน Python เบื้องต้นครับ

 

ผิดพลาดประการใด ขออภัยมา ณ ที่นี้ครับ

 

ใน part นี้ขอพูดในส่วนของการติดตั้ง heat sink, ประกอบลงใน enclosure และติดตั้ง OS Raspbian ครับ

 

Heat Sink จำเป็นไหม

โดยส่วนตัวผมว่าจำเป็นครับ เพราะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อมีการทำงาน จะก่อให้เกิดความร้อน ความร้อนทำให้เกิดการเสื่อมของอุปกรณ์ และจากการหาข้อมูล พบว่าการติดตั้ง Heat Sink + พัดลม จะทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์ (โดยเฉพาะ CPU และ GPU) นั้นไม่สูงเกินไปครับ (อ้างอิงจาก https://www.youtube.com/watch?v=e6okZKRwnTQ)

 

 

Heat Sink อลูมิเนียมสีดำขนาดเล็ก เพียงพอต่อการใช้งานทั่วๆ ไป

 

ติดตั้งด้วยการใช้เทปกาวสองหน้าแบบนำความร้อน (ติดมากับ Heat Sink) แปะลงไปบนตัว CPU และ GPU ได้เลย
** กรณีที่ไม่มีเทปกาวสองหน้านำความร้อน ให้ใช้กาวซิลิโคน นำความร้อน แทนครับ **

 

Enclosure หรือกล่อง จำเป็นหรือไม่ ?

บอกเลยว่า ขึ้นอยู่กับบุคคลครับ ซึ่ง Enclosure ก็มีหลายแบบให้เลือกใช้ ทั้งแบบเป็นกล่องเดี่ยวๆ (แบบที่จะแสดงให้ดูนี้), แบบที่เป็น Stack, แบบอลูมิเนียมเพื่อระบายความร้อนแบบ Passive และอีกมากมายครับ ประเด็นคือ เลือกให้ตรงกับความต้องการดีกว่าครับ ทั้งนี้ก็เพื่อความเป็นระเบียบและเรียบร้อยของอุปกรณ์นั่นเองครับ

 

 

ผมเลือกใช้เคสที่เป็นอะคริลิค พร้อมช่องพัดลม เพื่อติดตั้งไว้ระบายความร้อนของ Heat Sink อีกทีนึงครับ

 

 

ประกอบเรียบร้อยพร้อมติดตั้งพัดลมครับ
** ผมติดตั้งพัดลมแบบดูดเข้านะครับ เพื่อให้ลมเย็นจากภายนอกปะทะกับ Heat Sink โดยตรง **

** พัดลมติดตั้งโดยใช้ไฟจาก GPIO PIN 4 (+5V) และ 6 (GND) ครับ **

 

พร้อมแล้วสำหรับการใช้งานครับ ต่อไปเตรียม microSD สำหรับติดตั้ง OS กันครับ

ถ้าหลายท่านเคยผ่านตา จะเห็นว่าส่วนใหญ่จะใช้โปรแกรม SD Card Formatter ครับ แต่ผมจะใช้อีกตัวนึงตามคำแนะนำของ raspberrypi.org

นั่นคือ Etcher ครับ

สิ่งที่ต้องมีคือ

• SD Card 8GB ขึ้นไป (Class 4 หรือ 10 แล้วแต่ท่านสะดวกเลยครับ ผมลองแล้ว ความเร็ว ไม่ต่างกันเท่าไหร่)
• Card Reader และ microSD Adapter *ถ้าจำเป็น
• 7-Zip หรือโปรแกรมสำหรับ Extract Zip File
• โปรแกรม Etcher ดาวน์โหลดได้ที่นี่
• ผมติดตั้ง Raspbian เพราะงั้นต้องมี image file ซึ่ง ดาวน์โหลดได้ที่นี่

** เมื่อเข้าไปหน้าดาวน์โหลด ท่านจะเป็น NOOBS และ RASPBIAN ให้เลือก RASPBIAN นะครับ ซึ่งจะได้ Latest Version **

** NOOBS (New Out Of the Box Software) คือตัวติดตั้งที่ออกมาจาก Official Raspberry Pi เอง โดยจะมีพื้นฐานจาก Raspbian นั่นเอง แต่มีการปรับให้สามารถทำการติดตั้งได้ง่ายขึ้น พร้อมโปรแกรมอื่นๆ สามารถเลือกติดตั้งได้ทันทีจาก internet **

 

Flash SD Card

   1.ทำการใส่การ์ดใน Card Reader จากนั้นเปิดโปรแกรม Ether

2.เลือก Image File จากนั้นกด Flash

         

3.รอจนเสร็จ

4.นำ microSD Card ไปใส่ใน Raspberry Pi จากนั้นทำการต่อสายอุปกรณ์ให้เรียบร้อย (Power, HDMI, Keyboard + Mouse)

** เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับ microSD Card ให้ทำการ Power Off ทุกครั้งก่อนถอด/ใส่ การ์ดนะครับ **

 

5.พร้อมแล้วสำหรับการ Power On (Raspberry Pi จะไม่มีสวิตซ์สำหรับเปิดนะครับ แค่เสียบเสีย micro USB ที่มีไฟ ก็จะทำการเปิดเองโดยอัตโนมัติ)

** เนื่องจากผมไม่มี Monitor ที่ Input HDMI ได้โดยตรง จึงต้องใช้ตัวแปลงจาก HDMI –> VGA ครับ **

 

    

รูปซ้าย รูประหว่างการ boot (ถ่ายไม่ค่อยทัน)

รูปขวา แสดงหน้า Desktop พร้อมใช้งานได้ทันทีครับ

 

ตอนหน้า จะเป็นเรื่องของการเซ็ตอัพทั่วๆไป, การเชื่อมต่อ Wi-Fi และการติดตั้งโปรแกรมพื้นฐานอย่างง่ายครับ

 

ผิดพลาดประการใด ขออภัยมา ณ โอกาสนี้ครับ

 

    

Raspberry Pi (ราสเบอร์รี่ พาย) คือ เครื่องคอมพิวเตอร์ ขนาดเล็ก (ประมาณบัตรทั่วไป) ที่มีราคาถูกกว่าคอมพิวเตอร์ ราคาปกติมาก (1,xxx บาท ขึ้นอยู่กับว่าผลิตจากประเทศไหน China, UK หรือ Japan) สามารถต่อเข้ากับจอคอมพิวเตอร์ (ผ่าน HDMI) หรือจะใช้ตัวแปลง (HDMI to VGA)  และยังรองรับเมาส์/คีย์บอร์ด/อุปกรณ์อื่นๆ ผ่านทาง USB Port อีกทั้งยังสามารถต่อสายแลน (10/100 RJ45) ได้อีกด้วย (มี Bluetooth และ Wi-Fi 802.11n Controller On-Board)

 

 

         

 

 

Specification (ข้อมูลจาก: https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/)

SoC: Broadcom BCM2837
CPU: 4× ARM Cortex-A53, 1.2GHz
GPU: Broadcom VideoCore IV
RAM: 1GB LPDDR2 (900 MHz)
Networking: 10/100 Ethernet, 2.4GHz 802.11n wireless
Bluetooth: Bluetooth 4.1 Classic, Bluetooth Low Energy
Storage: microSD
GPIO: 40-pin header, populated
Ports: HDMI, 3.5mm analogue audio-video jack, 4× USB 2.0, Ethernet, Camera Serial Interface (CSI), Display Serial Interface (DSI)

 

 

(รูปจาก element 14)

Raspberry Pi ทำอะไรได้บ้าง ?

เรียกว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ desktop เครื่องหนึ่งเลยก็ว่าได้ อาจจะไม่พลังสูงเหมือนกับเครื่อง PC แต่ก็เพียงพอสำหรับเด็กๆ ลูกๆ หลานๆ ได้ใช้งาน พิมพ์งาน เล่นเกมจำนวนหนึ่ง และที่สำคัญสามารถฝึกการเขียนโปรแกรม (เช่น Python) ได้อีกด้วย ซึ่งสามารถใช้งานได้ทันที สามารถต่อ I/O (Input/Output) ร่วมกับเซนเซอร์ต่างๆ อีกทั้งสามารถทำเป็น Media Center ได้อีกด้วย

 

 

 

Raspberry Pi VS Arduino

ทั้งสองอย่างอย่างนี้ ถ้ามองกันจริงๆ แล้วแตกต่างกันพอสมควร โดยที่ Arduino (อา-ดู-อิ-โน่ หรือ อาดุยโน่) เป็น Microprocessor ตระกูล AVR เอาไว้รันโปรแกรมเล็กๆ หรือเอาไว้ต่อพ่วงกับอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เซนเซอร์, รีเลย์ ได้อย่างง่ายกว่า Raspberry Pi ซึ่งอย่างที่กล่าวเอาไว้ก่อนหน้า Raspberry Pi คือ คอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋ว สามารถลงระบบปฏิบัติการ (OS) ใช้งานแทนคอมพิวเตอร์ได้

 

แล้วจะเอา Raspberry Pi มาทำแบบ Arduino ได้มั้ย ?

คำตอบคือ ได้ครับ เนื่องจาก Raspberry Pi ก็มี GPIO (General Purpose Input Output) ให้จำนวนหนึ่ง สามารถคอนโทรลให้เป็น “1” หรือ “0” ได้ตามใจชอบ ด้วยการเขียนโปรแกรมควบคุมแต่ละ Pin (เหมือนกับ Microcontroller) ด้วยภาษา C หรือ Python

 

(รูปจาก https://www.raspberrypi.org/blog/introducing-pixel/)

แล้ว OS ที่จะเอามาติดบน Raspberry Pi มีอะไรบ้าง

โดยส่วนใหญ่จะเป็น OS ในตระกูลของ Linux ครับ ที่สามารถทำงานบน Processor ARM ได้ ซึ่งในเว็บของ raspberrypi.org นั้น แนะนำเป็น “Raspbian” นอกจากนี้ยังมี Windows 10 IoT ก็ยังสามารถใช้งานได้อีกด้วย ซึ่งมีโอกาสอาจจะได้ลองติดตั้งให้ดูครับ

 

ตอนหน้า จะเป็นเรื่องติดตั้ง OS “Raspbian” ให้กับ Raspberry Pi ครับ

 

ผิดพลาดประการใด ขออภัยครับ