รูปที่ 7.1 เซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมแบบใช้แสงอินฟราเรด

💧7.1 บทนำ

เซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมหรือระดับของเหลว (Liquid Level Sensor)
เป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทสำคัญในระบบสมาร์ตอาคาร ระบบป้องกันน้ำท่วม
และระบบอัตโนมัติด้านของเหลว โดยเฉพาะในพื้นที่เสี่ยง เช่น ห้องน้ำ ห้องเซิร์ฟเวอร์
พื้นที่ใต้อาคาร หรือถังเก็บน้ำ

เซนเซอร์แบบไม่สัมผัสน้ำโดยตรง เช่น Gravity Liquid Level Sensor จาก DFRobot
ใช้หลักการ โฟโตอิเล็กทริก (photoelectric)
โดยส่งแสงอินฟราเรดจากไดโอดและตรวจจับการสะท้อนกลับด้วยโฟโต้ทรานซิสเตอร์
เมื่อตัวเซนเซอร์สัมผัสหรืออยู่ใกล้น้ำ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณไฟฟ้า
ซึ่งนำไปประมวลผลเพื่อใช้งาน เช่น สั่งหยุดปั๊มน้ำ แจ้งเตือน หรือเก็บข้อมูลผ่านระบบ IoT

รูปที่ 7.2 ชุดเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึม

💧7.2 ส่วนประกอบของโมดูล

โมดูลเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมแบบอินฟราเรด ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังนี้:

1. IR LED (Infrared LED)

ส่งแสงอินฟราเรดเข้าสู่หัวเซนเซอร์ ซึ่งแสงนี้จะสะท้อนกลับแตกต่างกันเมื่อสัมผัสกับน้ำ

2. หัวเซนเซอร์

ส่วนสัมผัสน้ำหรือตรวจจับระดับน้ำ โดยจะส่งผลต่อการสะท้อนของแสงอินฟราเรดที่ปล่อยจาก IR
LED

3. Photo Transistor

ตรวจจับแสงอินฟราเรดที่สะท้อนกลับจากหัวเซนเซอร์ เพื่อแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

4. Comparator

เปรียบเทียบสัญญาณที่ได้จาก Photo Transistor กับค่า Threshold ที่กำหนดไว้
เพื่อระบุว่ามีน้ำรั่วหรือไม่

5. Digital Output

ส่งค่าผลลัพธ์ออกในรูปแบบสัญญาณดิจิทัล (HIGH/LOW) ไปยังบอร์ดควบคุม เช่น ESP32 หรือ
MCU อื่น ๆ เพื่อประมวลผลต่อ

รูปที่ 7.3 Block Diagram
แสดงหลักการทำงานของเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมแบบอินฟราเรด

💧7.3 หลักการทำงานของเซนเซอร์

• เซนเซอร์จะปล่อยแสงอินฟราเรดออกจาก IR LED

• หากมีน้ำอยู่ในบริเวณตรวจจับ แสงจะสะท้อนกลับสู่ Phototransistor

• แรงดันที่เกิดจาก Phototransistor จะถูกเปรียบเทียบกับค่า Threshold

• หากระดับน้ำถึงจุดที่ตั้งไว้ → สัญญาณ Digital จะเป็น HIGH (หรือ LOW
  แล้วแต่โมดูล)

• บอร์ด ESP32 จะอ่านค่าและสั่งงานอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ เช่น Relay, Buzzer หรือ
  OLED

รูปที่ 7.4 แสดงลักษณะการติดตั้งในการใช้งานจริง

💧7.4 อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

ตารางที่ 7.1: รายการอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง

💧7.5 การเชื่อมต่อกับบอร์ด

เชื่อมต่อเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่ว ที่คอนเนคเตอร์ WATER LEAK บนบอร์ด Smart Building
IoT (Sensor Board) เพื่อให้ ESP32 ประมวลผล

รูปที่ 7.5 การเชื่อมต่อโมดูลเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่ว

💧7.6 ตัวอย่างโค้ดและการแสดงผล

Example Code 7.1: ตรวจจับสถานะน้ำรั่ว

• อ่านค่า Digital จากเซนเซอร์ผ่านขา GPIO33

• แสดงผล “Water Leak Detected!” หรือ “No Leak” บน Serial Monitor และ
  OLED

• ปรับใช้ร่วมกับการควบคุมรีเลย์หรือแจ้งเตือนผ่านเสียง

รูปที่ 7.6 ตัวอย่างโค้ดตรวจจับสถานะน้ำรั่ว พร้อมแสดงผลผ่าน Serial Monitor และ
OLED

💧การประยุกต์ใช้งาน

เซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานจริงได้หลากหลาย เช่น

• ระบบตรวจสอบการรั่วของน้ำใต้พื้นหรือผนัง

• ระบบแจ้งเตือนน้ำล้นจากถังพักหรือบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำ

• ระบบควบคุมปั๊มน้ำอัตโนมัติเมื่อระดับน้ำต่ำ

• ระบบความปลอดภัยในอาคารอัจฉริยะ (Smart Building)
  เพื่อลดความเสียหายจากน้ำรั่ว

✅ สรุปผลการเรียนรู้

• ผู้เรียนสามารถอธิบายหลักการทำงานของเซนเซอร์ตรวจจับน้ำรั่วซึมได้

• ผู้เรียนสามารถเชื่อมต่อโมดูลกับบอร์ด Smart Building IoT
  ได้อย่างถูกต้อง

• ผู้เรียนสามารถอ่านค่าสถานะ Digital Output
  จากเซนเซอร์เพื่อนำไปใช้ในการควบคุมหรือแจ้งเตือน

• ผู้เรียนสามารถวิเคราะห์ระดับความแม่นยำและปัจจัยที่ส่งผลต่อความผิดพลาดของเซนเซอร์ได้

• ผู้เรียนมีแนวคิดในการประยุกต์ใช้งานเซนเซอร์ในสถานการณ์จริงอย่างมีประสิทธิภาพ

✅ กิจกรรมการทดลอง (Lab Exercise)

1: เขียนโค้ด ตรวจสอบสถานะน้ำรั่วผ่าน OLED

• อ่านค่าจาก Liquid Level Sensor

• แสดงสถานะบน OLED

• บันทึกผลลัพธ์

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

2: เขียนโค้ด แจ้งเตือนด้วยเสียงเมื่อพบการรั่ว

• เพิ่มการควบคุม Buzzer

• ทดสอบสถานการณ์รั่ว/ไม่รั่ว

• วิเคราะห์ผล

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

3: เขียนโค้ด ควบคุม Relay ตามสถานะน้ำรั่ว

• อ่านค่าจากเซนเซอร์

• สั่งงาน Relay เพื่อเปิด/ปิดปั๊มน้ำ

• เขียนโค้ดให้ตอบสนองแบบเรียลไทม์

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

📝 พื้นที่สรุปผลการเรียนรู้

🔹 หลังจากทำกิจกรรมและศึกษาข้อมูลจากชุดฝึกนี้ ฉันได้เรียนรู้ว่า…

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

🔹 ความเข้าใจเพิ่มเติมที่ได้รับจากใบงานนี้คือ…

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

🔹 ข้อเสนอแนะ/ข้อสงสัยเพิ่มเติม

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

“อย่ารอให้หยดสุดท้ายถึงจะลงมือแก้”

“Don’t wait for the last drop to act.”