รูปที่ 10.1 แสดงอุปกรณ์ดิจิตอลเพาเวอร์มิเตอร์รุ่น SDM120CT

⚡10.1 บทนำ

พลังงานไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญพื้นฐานในการดำเนินชีวิตและภาคอุตสาหกรรมในยุคปัจจุบัน
ไม่ว่าจะเป็นในภาคครัวเรือน อาคารสำนักงาน โรงงานผลิต
หรือโครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีต่าง ๆ ล้วนต้องพึ่งพาไฟฟ้าในการขับเคลื่อนระบบอัตโนมัติ
เครื่องจักร คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อัจฉริยะต่าง ๆ อย่างต่อเนื่อง

ในระบบ Smart Building หรือ Smart IoT การตรวจสอบการใช้พลังงานแบบเรียลไทม์
(Real-time Monitoring) และการเก็บข้อมูลด้านพลังงานเพื่อนำมาวิเคราะห์
ถือเป็นหัวใจสำคัญของการบริหารจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การลดค่าไฟฟ้า
การตรวจจับพฤติกรรมผิดปกติของโหลดไฟฟ้า
หรือการเพิ่มความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าในอาคาร

ดิจิตอลเพาเวอร์มิเตอร์ SDM120CT เป็นอุปกรณ์วัดพลังงานที่สามารถวัดค่าไฟฟ้าหลัก ๆ
ได้อย่างครอบคลุม เช่น แรงดัน (Voltage), กระแส (Current), กำลังไฟฟ้าจริง (Active
Power), กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย (Apparent Power), ตัวประกอบกำลัง (Power Factor)
และพลังงานสะสม (kWh) ซึ่งเหมาะสำหรับการติดตั้งในตู้ไฟของอาคารขนาดเล็กหรือระบบ Smart
IoT ที่ต้องการการวัดอย่างแม่นยำ พร้อมความสามารถในการสื่อสารผ่านโปรโตคอล RS485
Modbus RTU

ด้วยความสามารถในการวัดที่หลากหลาย ขนาดกะทัดรัด และราคาที่เหมาะสม SDM120CT
จึงเป็นทางเลือกที่นิยมในการนำไปใช้งานร่วมกับ ESP32 หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ต่าง ๆ
เพื่อสร้างระบบวัดพลังงานอัจฉริยะ เช่น ระบบตรวจสอบการใช้พลังงานแต่ละโซน,
ระบบแจ้งเตือนโหลดเกิน, หรือระบบคิดค่าบริการพลังงานในหอพักหรือสำนักงานร่วม เป็นต้น

รูปที่ 10.2 ชุด SDM120CT พร้อม CT Sensor สำหรับวัดพลังงานไฟฟ้าในระบบ IoT

⚡10.2 ส่วนประกอบโมดูล

โมดูล SDM120CT ประกอบด้วย:

• CT Input: รับสัญญาณจาก Current Transformer (กระแสสูงสุด 5 A)

• Voltage Input: วัดแรงดันไฟฟ้า 80–120% ของ Un (Nominal
  Voltage)

• Measurement & ADC: แปลงสัญญาณกระแสและแรงดันเป็นดิจิตอล

• Logic & Display: ประมวลผลข้อมูล แสดงผลบนหน้าจอ LCD
  พร้อมปุ่มเลื่อน

• Pulse Outputs: ส่งพัลส์ตามค่าการใช้ไฟฟ้า (kWh หรือ kVarh)

• RS‑485 Modbus Interface: สื่อสารระยะไกลผ่าน RS‑485/Modbus 

รูปที่ 10.3 รายละเอียดการต่อสายและขนาดของมิเตอร์ SDM120CT
สำหรับการใช้งานในระบบไฟฟ้า 1 เฟส.

⚡10.3 หลักการทำงานของเซนเซอร์

มิเตอร์นี้ทำงานโดยอ่านค่าจาก CT และแรงดันผ่าน ADC
แล้วประมวลผลเพื่อคำนวณพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น กำลังจริง (P = VI × pf) ความถี่ ฯลฯ
ผลลัพธ์จะถูกแสดงผ่านหน้าจอและส่งข้อมูลโดย RS485 Modbus RTU 

⚡10.4 การสื่อสารผ่าน RS485 Modbus

• สื่อสารแบบ RS485 เชื่อมต่อผ่านขา (A/B)

• Protocol: Modbus RTU

• ตั้งค่า ID (1–247), baud rate (1 200–9 600 bps), parity, stop
  bits

• สามารถอ่าน register เช่น พลังงาน, แรงดัน, กระแส, PF เป็นต้น 

รูปที่ 10.4 ตัวอย่างการสื่อสารแบบ RS485 Modbus RTU โดยมี Master เชื่อมต่อกับ
Slave

เพิ่มเติม

RS485 คือมาตรฐานการสื่อสารแบบอนุกรม
ที่รองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายตัวบนสายคู่บิดเกลียว (A/B) เส้นเดียวกัน
มีความสามารถส่งข้อมูลได้ไกล (สูงสุด ~1200 เมตร) และมีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนสูง
นิยมใช้งานในระบบอุตสาหกรรมและระบบควบคุม เช่น Modbus RTU หรือ SCADA Systems

⚡10.5 อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

ตารางที่ 10.1 รายการอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

⚡10.6 การเชื่อมต่อกับบอร์ด

การเชื่อมต่อเซนเซอร์ SDM120CT กับบอร์ด Smart Building IoT (Sensor Board)
ทำได้โดยใช้สายสื่อสาร RS485 ซึ่งต้องเชื่อมต่อให้ตรงขั้ว A และ B ตามมาตรฐานการสื่อสาร
Modbus RTU ดังนี้:

สำหรับการวัดพลังงานจริง ให้นำโหลดที่ใช้กับไฟฟ้า 220 VAC เช่น หลอดไฟหรือพัดลม
มาต่อใช้งาน โดย:

• นำ CT (Current Transformer) คล้องไว้บนสายไฟ “เพียงเส้นเดียว” ของโหลด
  (เช่น สาย L หรือ N)

• ห้ามคล้องทั้งสองเส้น เพราะจะทำให้กระแสเหนี่ยวนำหักล้างกัน
  จนค่าที่วัดได้เป็นศูนย์

• เชื่อมขา CT Sensor Output เข้ากับพอร์ตของ SDM120CT ตามตำแหน่งที่ระบุ (เช่น
  I1/I2)

รูปที่ 10.5 การเชื่อมต่อดิจิตอลเพาเวอร์มิเตอร์

รูปที่ 10.6 การต่อใช้งาน SDM120CT กับโหลดและ CT Sensor เพื่อวัดพลังงาน

⚡10.7 ตัวอย่างโค้ดและการใช้งาน

Example Code 10.1: อ่านค่าพลังงานและกระแสจาก SDM120CT ผ่าน Modbus
และแสดงผลบน Serial Monitor

รูปที่ 10.7 ตัวอย่างโค้ดการอ่านค่าพลังงานไฟฟ้าจาก SDM120CT ผ่านบัส RS485

⚡การประยุกต์ใช้งาน

• ใช้วัดการใช้ไฟฟ้าของบ้านหรือโรงงาน เพื่อบริหารค่าไฟและควบคุมโหลดอัตโนมัติ (เช่น
  ปั๊มน้ำ หรือแอร์)

• เชื่อมต่อ SDM120CT กับระบบ IoT/SCADA ผ่าน RS‑485
  เพื่อเก็บข้อมูลเรียลไทม์

• ใช้พัลส์เอาต์พุตร่วมกับมอเตอร์
  หรือปรับจูนพารามิเตอร์ของเครื่องจักรอัตโนมัติ

⚡สรุปผลการเรียนรู้

• ผู้เรียนเข้าใจความสำคัญของการตรวจวัดพลังงานไฟฟ้าอย่างแม่นยำ

• รู้จักส่วนประกอบและหลักการทำงานของ SDM120CT อย่างชัดเจน

• สามารถประยุกต์ใช้งานในระบบจริง ทั้งแสดงผล ควบคุม และเก็บข้อมูลผ่าน Modbus
  ได้

✅ กิจกรรมการทดลอง (Lab Exercise)

1. เชื่อมต่อ SDM120CT กับเสา CT และแหล่งไฟ 220 V, อ่านค่าแรงดัน กระแส
   และพลังงานผ่าน Serial Monitor เรียลไทม์

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

2. ปรับโหลด (เช่น เปิดปิดหลอดไฟ หรือใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า) แล้วบันทึกค่าที่อ่านได้ เช่น
   การเปลี่ยนแปลงกระแส/กำลังไฟ

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

3. ให้นำค่าที่วัดได้จาก SDM120CT เช่น แรงดัน (V), กระแส (A), กำลังไฟฟ้า (W),
   พลังงานสะสม (kWh) มาคำนวณเปรียบเทียบกับข้อมูลป้ายระบุของอุปกรณ์หรือโหลด
   แล้วอธิบายว่าอัตราการใช้พลังงานที่วัดได้นั้นเหมาะสมหรือไม่ เพราะเหตุใด

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

📝 พื้นที่สรุปผลการเรียนรู้

🔹 หลังจากทำกิจกรรมและศึกษาข้อมูลจากชุดฝึกนี้ ฉันได้เรียนรู้ว่า…

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

🔹 ความเข้าใจเพิ่มเติมที่ได้รับจากใบงานนี้คือ…

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

🔹 ข้อเสนอแนะ/ข้อสงสัยเพิ่มเติม

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………

“รู้จักพลังงาน คือจุดเริ่มต้นของการควบคุม”

“Understanding power is the beginning of
control.”