Tag Archives: z-wave

Home Automation – Part 2 (Z-Wave)

ครั้งที่แล้ว ผมเล่าเรื่องของระบบ บ้านอัจฉริยะ smart home หรือ home automation ว่ามันแบ่งออกเป็นหลายระบบ แต่ละระบบ ก็มีข้อดี ข้อเสีย แตกต่างกันไป แล้วในที่สุดได้ตัดสินใจเลือก Z-Wave และก็ได้ทิ้งท้ายว่า แม้ว่าจะเลือก Z-Wave เพราะว่ามีอุปกรณ์รองรับมากมาย แต่ว่ามันก็มีหลายอย่างที่ต้องพิจารณา และเดี๋ยวในวันนี้ผมจะมาต่อด้วยเรื่องของ Z-Wave

What you need to know to get started with Z-Wave ?

อย่างที่ได้เคยอธิบายไปว่า Protocol ที่ใช้เชื่อมต่อ Home Automation มีหลายโปรโตคอล ซึ่งในแต่ละโปรโตคอล จะมีอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้งาน แตกต่างกัน ซึ่งโปรโตคอลที่นิยมอย่าง Zigbee หรือ Z-Wave จะมีอุปกรณ์ 2 ประเภทที่ต้องใช้คือ

  • อุปกรณ์ควบคุม หรือเรียกว่า Z-Wave Controller
  • อุปกรณ์ไฟฟ้าที่รองรับ Z-Wave หรือเราอาจจะเรียกว่า Z-Wave Devices

สำหรับอุปกรณ์ตัวแรก Z-Wave Controller จะเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการ ควบคุม ซึ่งอาจจะเป็น Z-Wave Remote Control ที่หน้าตาเหมือนๆกับรีโมทอันเล็กๆ เพื่อเอาไว้ควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ อย่าง สวิตช์ไฟ  หรือ ปลั๊กไฟ

ส่วนอย่างที่สอง Z-Wave Devices มันก็คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่รองรับสัญญาณ Z-Wave เช่น หลอด LED

Z-Wave Devices

อุปกรณ์ Z-Wave นั้นโดยทั่วไปก็จะมี สวิตช์ไฟ , ปลั๊กไฟ , เซ็นเซอร์ต่างๆ อย่างเช่น อุณหภูมิ แสง เป็นต้น ในการเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยทั่วแล้ว เราไม่ต้องพิจารณาอะไรมากมาย อย่างเช่นสวิตซ์เปิดปิดไฟ เราอาจจะพิจารณาแค่ สีสัน จำนวนสวิตซ์ที่จะใช้งาน แต่ถ้าหากเป็นสวิตซ์ไฟแบบ Z-Wave แล้ว มันกลับมีรายละเอียดหลายอย่างที่จะต้องพิจารณาอยู่พอสมควร

In-wall Switch (สวิตช์เปิดปิดไฟแบบฝังผนัง )

อย่างแรกที่เราจะต้องพิจารณา เมื่อเลือกสวิตซ์เปิดปิดไฟแบบฝังผนัง ก็คือกระแสไฟฟ้า (Voltage) อันที่จริงแล้วถ้าหากเราซื้อสวิตซ์ไฟแบบธรรมดา ประเด็นนี้เราไม่ต้องพิจารณาเลย เพราะก็รู้กันอยู่แล้วว่าสวิตซ์ไฟที่ขายในไทยนั้นทำมาสำหรับกระแสไฟฟ้า 220V แต่เนื่องจากเราไม่สามารถหาสวิตซ์ไฟที่มี Z-Wave ในไทยได้ ก็ต้องสั่งจากเวป ซึ่งเวปที่ผมมักจะใช้อยู่บ่อยๆก็คือ Amazon  และหากเราไปค้นดูสวิตซ์ไฟก็จะพบว่ามีให้เลือกหลายยี่ห้อมากมาย อย่างเช่น ยี่ห้อ GE หรือ Lutron แต่ปัญหาหลักของมันก็คือรองรับกระแสไฟฟ้าแค่ 110V เท่านั้น ไม่สามารถใช้กับกระแส 220V ในไทยได้

ดังนั้นแล้วการซื้ออุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆในเวป Amazon US นั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย เพราะมันมีแต่อุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้า 110V ทั้งนั้น

ทำไงละ ?

เนื่องจากในประเทศไทยใช้ไฟฟ้าที่ 220V , 50 Hz. ซึ่งมันจะใช้กระไฟฟ้าคล้ายกับยุโรปคือ 230V, 50 Hz  ดังนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าจากไทย กับ ยุโรป จะใช้ร่วมกันได้ ทางออกของผมก็คือ ซื้อสั่งซื้อสวิตช์ไฟฝังผนังจาก ยุโรป ก็น่าจะสามารถใช้งานได้แล้ว .. แต่ว่า ..

เนื่องจากยุโรปนั้นใช้ขนาดของ กล่องสวิตช์ไฟ เป็นคนละขนาดกับของประเทศไทย ดังนั้น หากเราซื้อสวิตช์ไฟจากยุโรป แม้ว่ามันจะใช้ไฟร่วมกันกับไทยได้ แต่สวิตซ์จะไม่สามารถใช้ร่วมกับกล่องไฟของบ้านเราได้

ในประเทศไทยใช้ขนาดประมาณ 11 x 7 CM เป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า เช่นดังรูป

ส่วนประเทศทางยุโรปอย่างสวีเดน สวิตช์ไฟฝังผนัง ที่ใช้กันคือขนาด 8 x 8 CM. ในลักษณะสี่เหลี่ยมจตุรัส

เราจะเห็นว่าขนาดของตัวสวิตช์ไฟ และกล่องไฟมันไม่เท่ากัน การแก้ปัญหาที่ผมคิดได้อย่างแรกก็คือเปลี่ยนสวิตช์ไฟ ไปใช้ขนาดของยุโรป แต่สิ่งที่จะตามมาก็คือ ต้องเจาะผนังบ้านใหม่ เพื่อเพิ่มขนาดกล่องไฟฝังผนัง และถ้าหากเราต้องการจะเปลี่ยนสวิตซ์ในอนาคต ก็ต้องหาสวิตซ์ตามมาตรฐานของยุโรป ซึ่งผมไม่ค่อยชอบกับทางออกแบบนี้สักเท่าไหร่ แต่จากข้อมูลที่มีอยู่ ณ เวลานั้น ผมก็เกือบจะสั่งสวิตซ์และกล่องไฟมาเปลี่ยนหมดทั้งบ้านไปละ จนกระทั่งคิดว่าลองดูอีกสักวันสองวัน ถ้าไม่ได้จริงๆก็คงต้องแก้ปัญหาด้วยวิธีนี้  ผมค้นข้อมูลเพิ่มเติมดู ก็พบทางออกอีกทาง นั่นก็คือ

ซื้อ Z-Wave Module  เอามาต่อกับสวิตช์ตัวเดิมในบ้าน ซึ่งวิธีการนี้ เราไม่ต้องไปเจาะผนังบ้านใหม่ แต่ว่า เราต้องแน่ใจว่า ขนาดของกล่องสวิตช์ไฟเรานั้น ใหญ่พอที่จะรองรับ Z-Wave Module

สำหรับ Z-Wave Module นั้นก็มีหลายยี่ห้อให้เลือกใช้ อย่างเช่น Fibaro Z-Wave Module หรือ Aeotec Nano Switch  ซึ่งมันจะเป็นอุปกรณ์ที่เอามาต่อเข้ากับสวิตซ์ไฟที่มีอยู่แล้ว เพื่อให้สวิตซ์ไฟสามารถเปิดปิดได้ด้วย Z-Wave

ปัญหาเรื่องของ ขนาดสวิตซ์ไฟ และกระแสไฟฟ้า ก็น่าจะจบแล้ว แต่ว่าสิ่งที่ต้องพิจารณาเพิ่มมันก็ยังไม่จบ (ห๊ะ อะไรนะ !! ยังไม่จบ ?) .. ใช่ครับมันยังไม่จบ และถึงตรงนี้ ผมจะขอพักเบรกไว้ก่อน เดี๋ยวมาต่อ ว่าทำไม แค่สวิตซ์ไฟง่ายๆแค่นี้ มันทำมันดูยุ่งยากจัง

Hub

แม้ว่าเราจะใช้ Z-Wave Remote Control เพื่อควบคุมอุปกรณ์ในบ้านได้ แต่มันก็ไม่ได้ฉลาดมากนัก เพราะ Z-Wave Remote นั้นมันก็เหมือนๆกับ Remote ทั่วๆไป ที่อาจจะทำหน้าที่แค่เปิดหรือปิด อุปกรณ์นั้นๆ ซึ่งถ้าหากเราต้องการจะความคุมอุปกรณ์ต่างๆ ผ่าน Internet นั้น มันต้องมีอุปกรณ์เสริมเข้ามา นั่นก็คือ Hub

Hub นั้นมันก็คือ Z-Wave Controller แบบหนึ่งที่ใช้สำหรับควบคุมอุปกรณ์ต่างๆที่รองรับ Z-Wave เหมือนกับ Remote และที่มากไปกว่านั้นคือมันทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่าง internet กับ อุปกรณ์เหล่านี้ รวมไปถึงเป็นสมองของระบบ Home Automation ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว บริษัทที่ทำอุปกรณ์ไฟฟ้า Z-Wave ก็มักจะทำ remote , แผงควบคุม หรือ hub ออกมาเป็นของตัวเอง อย่างเช่นบริษัท Firabo นี่ก็ทำปลั๊กไฟ, เซ็นเซอร์, กันขโมย แล้วก็มี hub ของตัวเองอย่างเช่น Home Center

ดังนั้นแล้ว Z-Wave Hub นั้นถือเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญมากสำหรับการทำ Home Automation เพราะถ้าขาดสิ่งนี้ไป ก็เหมือนกับบ้านทั่วๆไปที่มีรีโมทเปิดปิดแอร์ ปิดทีวี อะไรทำนองนั้น ฉะนั้นการเลือก Hub เพื่อมาใช้งานนั้นเป็นสิ่งสำคัญไม่น้อยไปกว่าการเลือกซื้ออุปกรณ์ไฟฟ้าเลย

นอกจากบริษัทที่ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าที่รองรับ Z-Wave จะผลิตตัว  Hub ของตัวเองแล้ว ก็ยังมีอีกหลายบริษัทที่ผลิตแต่ Hub ออกมาจำหน่ายโดยเฉพาะ อย่างเช่น

ขอพูดถึง Hub จากสองเจ้านี้เพิ่มอีกสักหน่อย

Wink VS Smartthings

คือในโลกของ Home Automation ผลิตภัณฑ์จากสองบริษัทนี้ แทบจะเป็นสิ่งที่จะต้องมีแทบจะทุกบ้าน เพราะมันอำนวยความสะดวกต่างๆหลายอย่าง ในการต่อไฟเข้ากับ Hub สองตัวนี้จะใช้ไฟผ่านอแดปเตอร์แปลงไฟเป็นกระแสตรงเหมือนกับโน๊ตบุ๊ค หรือ iPhone นั่นแหละ ไม่ต้องต่อกับไฟฟ้ากระแสสลับตรงๆ ดังนั้นเราไม่ต้องห่วงเรื่อง Voltage ของไฟฟ้า

โดยทั่วไป Hub ไม่ว่าเจ้าไหนๆ (รวมถึง Fibaro) จะมี Mobile App ให้ใช้งาน และเราก็จะสามารถใช้ App เพื่อควบคุมอุปกรณ์ต่างๆภายในบ้านได้ สำหรับสองตัวนี้ก็เช่นกัน มี Mobile App มาให้ใช้เช่นเดียวกัน หน้าตาก็ประมาณในรูป

 

และนอกไปจากนี้เราสามารถเชื่อมต่อกับ Alexa ของ Amazon ได้ นั่นหมายถึงว่า เราสามารถสั่งงานด้วยเสียงผ่านทาง Alexa ได้ (ณ เวลาที่เขียนบทความนี้ ทำได้เฉพาะภาษาอังกฤษ)

Hub ทั้งสองรุ่นรองรับโปรโตคอล Z-Wave และ Zigbee ในอุปกรณ์เดียวกัน ไม่ได้จำกัดแค่ Z-Wave เพียงอย่างเดียว คือถ้าหากใครใช้ Zigbee ก็ยังสามารถซื้อมาใช้งานได้เช่นเดียวกัน

จากที่หาข้อมูลมา ผมสนใจตัว Wink Hub มากกว่า Smartthings เพราะว่า ตัว Mobile App นั้นมี User Interface ที่มันใช้งานง่ายกว่า

แต่ Smartthings นั้นจะมีแบตเตอรี่คอย backup ข้อมูล และมี community ที่ใหญ่กว่า wink มาก ส่วนหนึ่งก็เพราะว่า smartthings นั้นอนุญาติให้ custom module เองได้

เอาตรงๆ ผมคิดว่าจะตัดสินใจจะซื้อ Wink แต่สุดท้ายก็ไม่ได้ซื้อเพราะติดปัญหาอยู่อย่างหนึ่งนั่นก็คือ คลื่นความถี่

Z-Wave Frequency

พอหาข้อมูลเพิ่มเติมเรื่องของ Z-Wave แล้ว ก็พบว่า อุปกรณ์ Z-Wave ที่ใช้ในแต่ละประเทศนั้นใช้ช่วงของคลื่นสัญญาณ ไม่เท่ากัน กล่าวคือ

  • อเมริกา 908.42 MHz
  • ยุโรป 868.42 MHz

นั่นหมายถึงว่า ถ้าผมซื้ออุปกรณ์ที่ผลิตและใช้ใน us อย่าง wink เนี่ย มันจะเป็นความถี่ 908.42 MHz

หลายคนอาจจะคิดในใจว่า แล้วคลื่นความถี่มันมีผลยังไงอ่ะ ? ซื้อในอเมริกาก็ใช้คลื่น 908 ถ้าซื้อในยุโรปก็ 868 แค่นั้น ไม่น่าจะต้องคิดอะไรเยอะ .. เอาละครับ งั้นจากเรื่องที่ผมเบรกไว้ก่อนหน้านี้ เราขอย้อนกลับมาเรื่องของสวิตซ์ไฟอีกรอบ

จำได้ไหมครับ ว่าผมเล่าว่า เนื่องจาก ผมต้องหาอุปกรณ์ ที่รองรับกระแสไฟฟ้า 220V ซึ่งมันก็จะมีแต่อุปกรณ์จากยุโรป ดังนั้น หากซื้ออุปกรณ์จากยุโรป เราก็จะได้ใช้ Z-Wave ที่ความถี่ 868.42 MHz

และนี่ก็คือตัวปัญหาที่ใหญ่มาก เพราะว่าถ้าหากซื้อ Wink จาก US มา จะไม่สามารถใช้งานร่วมกับ Z-Wave Module จากยุโรปได้ เนื่องจากคลื่นความถี่ไม่เท่ากัน … Onz โอ้ววววว โน้วววววววววววว

ดังนั้นโครงการที่จะซื้อ Wink มาใช้งาน ก็ต้องพับไป ผมจึงลองไปดู Smartthing ใน Amazon แต่ก็พบว่า มันใช้ความถี่ 908.42 MHz เช่นเดียวกัน (เนื่องจากขายใน US) ความหวังที่จะใช้ Z-Wave ก็แทบจะพังทลาย อุตส่าห์คิดว่าแก้ปัญหาเรื่อง Voltage และขนาดกล่องไฟได้ กลับต้องมาตายเรื่อง Hub แค่นี้จริงๆนะเหรอ .. ก็นั่งคิดอยู่หลายวันว่า ซื้อ Zigbee มาใช้แทนดีไหม ก็ลองๆค้นข้อมูลดูอีก 2-3 วันแล้วก็ Bingo

ผมพบว่าล่าสุดทางซัมซุง smartthing ได้เปิดขายที่อังกฤษ ก็เลยเข้าไปดูรายละเอียด ก็พบว่า เห้ยยยยย มีขายและใช้คลื่น 868.42 MHz ด้วย ก็เลยสั่งซื้อ Smartthings จาก Amazon UK มา พร้อมกับซื้อ Firabo Z-Wave Module มาเพื่อจะเอามาต่อกับสวิตซ์ไฟที่บ้าน

ในที่สุดปัญหาทั้งหลายก็แก้ไขได้

เล่ามาซะเยอะ สรุปให้ง่ายๆ ก็แล้วกันคือ

  • US ใช้ความถี่ 908.42 MHz
  • Europe ใช้ความถี่ 868.42 MHz
  • ความถี่ไม่เหมือนกัน ใช้งานด้วยกันไม่ได้
  • ใน US ใช้ไฟ 110V
  • ในยุโรปใช้ไฟฟ้า 230V
  • เนื่องจากไทยใช้ไฟฟ้า 220V เราจึงต้องซื้ออุปกรณ์ไฟฟ้า เช่นสวิตซ์ไฟจากยุโรป เพราะทางนั้นใช้ไฟใกล้ๆกับบ้านเรา นั่นก็หมายถึงว่า เราต้องใช้ความถี่ 868.42 MHz ไปโดยปริยาย
  • แต่ถ้าจะซื้อสวิตซ์เปิดปิดหลอดไฟ จากยุโรป ก็จะติดปัญหาเรื่องขนาดของกล่องไฟ หากซื้อพวก Z-Wave Module มาต่อกับสวิตซ์เดิมน่าจะดีกว่า ไม่อย่างนั้นก็ต้องซื้อกล่องไฟมาจากยุโรปด้วย
  • เมื่อใช้คลื่นเดียวกับทางยุโรป หากจะซื้อ Hub ก็ต้องหาที่มันใช้คลื่นเดียวกันกับทางยุโรป

นั่นแหละครับ ที่เขียนๆมา จากการค้นคว้าหลายวัน และลองผิดถูกหลายๆอย่าง เกือบจะซื้อของผิดก็หลายที มาเขียนเล่าให้ฟังก็น่าจะพอเป็นข้อมูลให้ผู้ที่จะสนใจติดตั้ง Z-Wave มือใหม่ ไม่ต้องซื้อของผิดมาใช้นะครับ 🙂

ก่อนจากกันขอทิ้งท้ายไว้หน่อยเกี่ยวกับความถี่ Z-Wave ในไทย

คือเอาจริงๆแล้วอุปกรณ์ Z-Wave นั้นมีขายหลายประเทศนะครับ แต่ที่ไม่ค่อยมีที่ประเทศไทย ก็เพราะว่า  การจัดการบริหาร ความถี่นั้นเป็นของ กสทช  ซึ่งในช่วงคลื่น Z-Wave นี้ ได้เปิดใช้งานให้แค่อุปกรณ์ RFID ยังไม่ได้เปิดให้ Z-Wave ใช้งานอย่างเป็นทางการ เราจึงไม่เห็นอุปกรณ์พวกนี้เปิดขายในไทย  ที่ขายๆอยู่นี่เอาจริงๆ ผมว่าก็ผิด กฎหมายนะ .. เท่าที่หาข้อมูลมา เหมือนว่า ปีที่แล้ว ก็เปิดให้ประชาชนเสนอคำร้อง เข้าไปนะครับ ซึ่งส่วนตัวก็คิดว่า น่าจะอยู่ในช่วงกระบวนการพิจารณา ซึ่งก็ไม่รู้ว่านานแค่ไหน และผมก็หวังว่า กสทช จะเปิดให้ใช้ช่วงคลื่นเดียวกันกับยุโรปและจีน เราจะได้ใช้อุปกรณ์  Z-Wave ร่วมกับของยุโรปและจีนได้ทันทีเพราะใช้ไฟฟ้าเหมือนๆกัน .. แต่ถ้าหากเปิดช่วง 908.42 MHz นี่ เราก็จะแทบจะใช้อุปกรณ์ร่วมกับชาวบ้านเค้าไม่ได้เลย เพราะว่าช่วงนี้ ใช้แค่ที่อเมริกา แต่ว่าที่อเมริกา ดันใช้ไฟ 110V

ไว้คราวหน้าเดี๋ยวจะมาเขียน ตอนที่ 3 ต่อ

Home Automation : Part 1

เมื่อพูดถึงคำว่า อัจฉริยะ เชื่อว่าหลายคน น่าจะพอคุ้นหูกับคำๆนี้ เพราะหลายปีมานี่ มันได้ถูกใช้บ่อยเหลือเกิน ไม่ว่าจะเป็น จุดจอดแท็กซี่อัจฉริยะ  ป้ายรถเมล์อัจฉริยะ แต่มันก็ไม่ได้จะอัจฉริยะสมชื่อเลย  .. และสำหรับเรื่องของ อัจฉริยะ ที่ผมจะเล่าให้ฟังในวันนี้มันคือ “บ้านอัจฉริยะ” หรือ Smart Home  อันที่จริง มันก็ไม่ได้จะฉลาด อัจฉริยะ ขนาดน้านนนนนนนนน ..

ผมว่าเปลี่ยนใหม่ดีกว่า ถ้าหากเราเรียกมันใหม่ด้วยภาษาที่ไม่ได้ฟังเวอร์วังอลังการ มันควรจะใช้คำว่า Home Automation หรือ ระบบบ้านอัตโนมัติ น่าจะดูตรง และสื่อความหมาย มากกว่าที่จะใช้คำว่า Smart Home แล้วมาเรียกเป็นภาษาไทยแบบเท่ๆว่า บ้านอัจฉริยะ นี่ถ้าเติม 4.0 ไปก็คงจะดู digital เข้ากับสมัยนี้มาก :p

เข้าเรื่องเลยดีกว่า คือพอดีว่าผมกำลังซื้อบ้านใหม่ และด้วยความที่ผมก็คุ้นเคยกับ Embedded System , IOT แล้วก็พวก Mobile App มาบ้าง ก็เลยสนใจอยากทำระบบ ควบคุม ต่างๆภายในบ้าน ด้วยมือถือดูบ้าง เผื่อว่าวันหนึ่งอยู่ต่างประเทศ อยากจะเปิดไฟรอบบ้านเพื่อเพิ่มความปลอดภัย หรือ ลืมรดน้ำต้นไม้ก็สั่งให้มัน รดน้ำเอง รวมไปถึงระบบกล้อง CCTV กันขโมย อะไรแบบนั้น ผมเลยเริ่มต้นลองหาข้อมูลในกูเกิ้ลศึกษาดู แต่ก็พบว่า ข้อมูลภาษาไทย หรือเวปไทยนั้น มีข้อมูลน้อยมากๆ คือ เวลาที่หาข้อมูลเนี่ย พวกเวป Smart Home ในไทยก็มีหลายเวปนะ แต่ว่า ขายของกันอย่างเดียว ประมาณว่า อยากได้แบบนั้น แบบนี้ ก็โทรสอบถามที่บริษัท เสร็จแล้วเค้าก็คิดราคามาให้ อะไรทำนองนั้น หรือไม่ก็มีเป็นคลิป demo ให้ดูว่า เออ อุปกรณ์มันเชื่อมต่อกับมือถือได้ เปิด ปิด ไฟได้ โดยที่เราก็ยังไม่ได้รู้เลยว่าหลักการทำงานยังไง ใช้ระบบอะไร เกิดอยากจะซื้ออุปกรณ์มาเพิ่มมันเชื่อมต่อกันได้ไหม และสุดท้ายที่ผมจะเจอบ่อยก็คือ เวปโปรเจคของทาง Arduino  หรือ Raberrry Pi ทำเป็นโครงงาน ต้องซื้ออุปกรณ์เสริม มาบัดกรี ทำวงจร เขียนโปรแกรม ปิดเปิดไฟ อะไรทำนองนั้น ซึ่งดูแล้วมันออกไปทางโครงงานทดลองมากกว่า ยังไม่เห็นว่ามีใครเอาไปใช้งานจริงจัง แบบติดทั้งบ้าน ผมก็ไม่แน่ใจว่าถ้าเอามันมาใช้งานแบบจริงจัง มันจะโอเคไหม ? เสียแล้ว ซ่อมยังไง อะไรแบบนั้น อันที่จริงมันก็พอจะมีเวปที่อธิบายเรื่องพวกนี้บ้าง ในเชิงของวิชาการ แต่มันทาง IOT กับไฟฟ้าซะเยอะมาก อธิบายแบบหลักการไฟฟ้า ซึ่งคนทั่วๆไป  หรือแม้กระทั่งคน IT เองก็ไม่น่าจะเข้าใจได้ง่ายสักเท่าไหร่

จากการที่ตะบี้ตะบันนั่งหาข้อมูลในเน็ทมาร่วมสองสัปดาห์ ผมก็ได้ข้อมูลมาในระดับหนึ่ง เลยมาเขียนสรุปไว้ใน blog  เผื่อว่าสักวัน ใครที่คิดอยากจะเริ่มทำ Home Automation จะได้ไปต่อได้ถูก ไม่ต้องเสียเวลาค้นหาหลายเวป แล้วก็นั่งทำความเข้าใจแต่ละอย่าง และผมเชื่อว่าเมื่อคุณอ่านบทความนี้จบ ก็พอจะรู้ concept คร่าวๆของโลก Home Automation แล้วว่ามันประกอบไปด้วยอะไรบ้าง เวลาไปหาซื้ออุปกรณ์ จะได้เข้าใจได้มันทำงานยังไง ใช้อะไรเชื่อมต่อ จะได้ตัดสินใจได้ถูกต้อง และไม่ต้องเสียเงินซื้อของลองผิด ลองถูก ผมว่าพวกคุณคงไม่อยากจะรื้อปลั๊กไฟตามผนังบ้านมาเปลี่ยนใหม่ บ่อยๆ ใช่ไหมละ ?

Home Automation

เล่าให้ฟังแบบเบสิกจาก Fundamental กันก่อนละกันว่า  Home Automation หรือ Smart Home ? เนี่ยมันคืออะไร

ระบบ Home Automation อย่างที่ได้บอกคร่าวๆไป มันคือระบบ ควบคุมอุปกรณ์ต่างๆภายในบ้าน อย่างเช่น อาจจะเปิด ปิด ไฟ ด้วยรีโมท หรือถ้าฉลาดขึ้นมาหน่อย ก็อาจจะเป็นระบบที่ เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน มันก็จะทำการเปิดปิดไฟนอกบ้านเอง อะไรแบบนี้ถือว่าเป็น Home Automation หรือถ้าให้มันเท่ ดู cool กว่านั้น ก็อาจจะควบคุมจากเวป จากมือถือได้ ทีนี้ก็น่าจะพอมองภาพออกนะครับว่าอะไรคือ Home Automation สรุปสั้นๆคือ เราสามารถสั่งให้มันทำอะไรสักอย่าง แบบ อัตโนมัติ หรือตามเงื่อนไขที่เรากำหนดไว้ ก็เรียกได้ว่าเป็น Home Automation

ในโลกของ Home Automation นั้นมีบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆมากมาย เช่น หลอดไฟ ,สวิตช์  ปลั๊ก เซ็นเซอร์ต่างๆ ซึ่งบริษัทต่างๆเหล่านี้ได้ร่วมมือกันก่อตั้งเป็นกลุ่ม (เรียกว่า Alliance) และกำหนด มาตรฐานต่างๆที่ใช้ในการ เชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆเข้าด้วยกัน หรือที่เรียกว่า Protocol ซึ่งมันก็มีหลายมาตรฐาน เพราะแต่ละบริษัทก็ร่วมมือกันตั้งกลุ่มของตัวเอง มันก็คล้ายๆกับ ไฟฟ้า นั่นแหละครับ บางประเทศใช้ 220V บางประเทศใช้ 110V  หรืออย่างปลั๊กไฟ ถ้าหากไปยุโรปก็ใช้ปลั๊กแบบหัวกลม สามขา ถ้าเป็นที่อังกฤษ ก็อีกแบบ ญี่ปุ่น ไทย ก็ใช้ขาแบนสองขา  ถ้าหากเอาอุปกรณ์ที่มีขา ไม่เหมือนเต้ารับ มันก็ใช้กันไม่ได้ อะไรแบบนั้น เช่นเดียวกัน Home Automation มันก็ต้องมีการกำหนดวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เช่นเดียวกัน

Protocol

จากการค้นข้อมูลมา พอจะสรุปได้ว่า Protocol ที่เค้าใช้กันก็จะมีหลักๆคือ

  • WiFi
  • Zigbee
  • Apple HomeKit
  • Z-Wave
  • X10
  • อื่นๆ (Insteon, Bluetooth, Thread)

เห้ยย ทำไมมันเยอะขนาดนี้ .. นั่นสิครับ ตอนผมเริ่มหาข้อมูล ผมก็ งงชิบหายเลย ว่าแต่ละอันมันคืออะไร และกว่าที่จะเข้าใจได้ว่า แต่ละอันมันทำงานยังไง ข้อดีข้อเสีย คืออะไร ผมก็ใช้เวลาหลายวันอยู่เหมือนกัน แต่พวกคุณไม่ต้องกังวล ไม่ต้องซีเรียส เพราะผมสรุปมาให้ง่ายๆแล้ว โคตรใจดีเลยม่ะ ?

ก่อนที่จะไปดูแต่ละอัน ลองคิดกันเล่นๆครับว่า ถ้าเดาจากชื่อเลย เนี่ย พวกคุณจะใช้อะไร ?

เดาว่า ก็น่าจะเป็น WiFi ใช่ไหมครับ ?

WiFi

ผมก็เหมือนๆกับคนทั่วๆไปแหละครับ ที่เวลาคิดเรื่อง ระบบความคุมในบ้าน ผ่านมือถือ นี่คงคิดเรื่อง ระบบ WiFi ก่อน เพราะว่าเราคุ้นเคยกับสัญญาณ แบบนี้อยู่แล้ว  ถ้าหากลองค้นหา คำว่า “ควบคุมไฟผ่านมือถือ” ใน Google  เนี่ยจะเจอเวปเกี่ยวกับโปรเจค Arduino หรือ Raspberry Pi ควบคุมไฟ มากมาย ซึ่งโปรเจคเหล่านี้มักจะเป็นการควบคุมผ่านทาง  WiFi แทบทั้งสิ้น คือประมาณว่า เอา Raspberry Pi ต่อ WiFi แล้วก็มี บอร์ด ความคุมไฟ จากนั้นเราก็สั่งงานผ่านตัว Raspberry อีกที อะไรทำนองนี้

แต่ว่า จริงๆแล้วระบบนี้ มันไม่ค่อยได้รับความนิยม เท่าไหร่นะครับ ว่ากันตามตรง ถ้าหากลองไปหาอุปกรณ์ไฟฟ้าง่ายๆ อย่างสวิชต์ไฟ เนี่ยจะเจอแบบที่ใช้ WiFi เนี่ยน้อยมาก หรือ ถ้าเจอ ก็อาจจะเจอยี่ห้อแบรนด์ไม่คุ้นชื่อจากจีน ถ้าจะมีของที่เป็น แบรนด์ดังหน่อย ก็จะมีของ Belkin ที่ทำออกมา อย่าง Belkin WeMo นี่ก็ใช้สัญญาณ WiFi แต่ผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าคนอื่นๆ เนี่ย ไม่ได้ใช้กันเลย

ตามที่ผมค้นเจอในเวป ก็พอจะมีบริษัทในไทย  ที่ทำอุปกรณ์พวก Home Automation (แบบ SME) อยู่บ้างนะครับ ซึ่งแทบจะทั้งหมด จะใช้สัญญาณแบบ Wifi หมดเลย ส่วนหนึ่งเพราะว่ามันทำง่าย มีบอร์ดราคาถูกให้ลองทำเล่นกัน ก็เลยไม่แปลกใจที่มีโปรเจคอย่าง Raberry Pi หรือ Arduino เต็มไปหมด แม้ว่ามันจะพัฒนาง่าย ทำเองก็ได้ แต่ปัญหาของ  Wifi คือ เมื่อเราเชื่อมต่อ อุปกรณ์หลายตัว มันจะตอบสนอง (response) ช้าลง และการใช้สัญญาณ  WiFi เนี่ยมันใช้พลังงานมากในการส่งและรับสัญญาณ ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพัฒนาอุปกรณ์ที่ใช้ถ่านไฟฉายหนึ่งก้อน แล้วให้มันทำงานอยู่ได้สัก 1 ปี เพราะอย่างที่บอกไปว่ามันกินไฟ ผมไม่ได้บอกว่า อุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณนี้มันไม่ดีนะ เพียงแต่มันไม่ได้รับความนิยมจากปัญหาที่ผมบอกไป

Apple HomeKit

สำหรับ แอปเปิ้ลโฮมคิท นั้น เปิดตัวมาได้ 2-3 ปีแล้ว ตัวของ Apple HomeKit นั้นใช้  Wifi ร่วมกับ Bluetooth ข้อเสียหลักๆ มันก็เหมือนๆกับ Wifi นั่นแหละครับ แถมมันผูกไว้กับ Apple เจ้าเดียว แล้วก็อุปกรณ์ต่างๆที่ออกมารองรับ ก็น้อยมากๆ เมื่อเทียบกับเจ้าอื่นๆ ในส่วนข้อดีของ Apple HomeKit คือ มันสามารถเชื่อมต่อกับ Siri ได้ แล้วก็ควบคุมอุปกรณ์ผ่านทาง iOS ได้โดยตรง ซึ่งถ้าหากที่บ้านมีทั้ง Apple TV , iPhone , iPad , Apple Watch เป็นสาวกเต็มตัวขนาดนี้แล้ว ก็อาจจะเป็นทางเลือกที่ดี

X10 (RF 433)

สำหรับโปรโตคอลแบบนี้ถือว่าค่อนข้างเก่า เพราะเกิดมานานแล้ว ตั้งแต่ปี 1975 หลักการของมันก็คือใช้สัญญาณ วิทยุความถี่ RF 433 เป็นตัวส่งสัญญาณ คืออะไรก็ตามที่ผมเห็นว่ามันใช้คลื่น 433 นี่ขอรวมเอาไว้ในหมวดนี้หมดเลยละกัน แม้ว่าบางอันอาจจะไม่ได้ใช้ Protocol X10 ก็ตาม พวกโครงงาน Raspberry Pi หรือ Arduino ก็นิยมนำมาใช้เหมือนกัน ข้อดีของมันคือ อุปกรณ์ส่วนมากจะราคาถูก แต่เนื่องจากความถี่ย่านนี้ ค่อนข้างต่ำ มันจึงถูกรบกวนได้ง่าย (มี noise ในสัญญาณเยอะ) และไม่ค่อยเสถียร นอกจากนี้ปัญหาหลักๆของ X10 คือมันช้ากว่าโปรโตคอลอื่นๆ และไม่มีการ encryption ข้อมูลเลย เหมือนๆกับ remote รถยนต์ ,ทีวี ,แอร์นั่นแหละครับ  ไม่มีการเข้ารหัสข้อมูล ซึ่งเราอาจจะไปเอารีโมทบ้านข้างๆ มาเปิดแอร์ บ้านเราได้ ซึ่งอันนี้ก็แบบเดียวกัน และอุปกรณ์ใหม่ๆที่รองรับ  X10 นั้นก็มีให้เห็นบ้าง ซึ่งมักจะเป็นอุปกรณ์จากจีน ดังเช่น BROADLINK , SONOFF (เจ้านี้ทำ Wifi ด้วย)

หรืออย่างของไทย ก็มี GRATIA (เข้าไปดูในเวปก็เห็นทำให้หมู่บ้านดังๆ หลายเจ้าอยู่ ขอนอกเรื่องนิดหนึ่ง ถ้าเข้าไปดูในเวป

นี่ผมเห็นบางหน้ามี แฝง Google Ad-sense อยู่ด้วย ไม่แน่ใจว่า ฝังเอง หรือว่าคนทำเวปแอบเนียนใส่มาให้)

Zigbee

Zigbee ออกมาตามมาตรฐานของ IEEE 802.15.4 ใช้ความถี่ที่ 915 MHz หรือใช้ความถี่ 2.4 GHz (ความถี่เดียวกับ Wifi) โปรโตคอล Zigbee นี้มีการเข้ารหัสด้วย AES128 และในปัจจุบันคือ version 3 มันได้ถูกออกแบบมาสำหรับ Home Automation ตั้งแต่แรก ดังนั้นมันจึงใช้พลังงานต่ำ และมีการทำงานเป็นลักษณะเครือข่าย mesh คือมันจะเชื่อมต่ออุปกรณ์ใกล้ๆตัวได้มากกว่า 1 อย่าง แล้วเมื่อมีการส่งสัญญาณ อุปกรณ์ต่างๆก็จะคอยทวนสัญญาณ กันไปเป็นทอดๆ และเนื่องจากมันมีการเข้ารหัส ก็ไม่ต้องกังวลใจในระดับหนึ่งว่าจะมีใครแอบมาเปิด อุปกรณ์ไฟฟ้าของคุณหรือเปล่า

ซึ่งเจ้าใหญ่ๆที่ทำก็จะมี LG, Logitech, Samsung รวมไปถึง Philips อย่างเช่น  Philips Hue lights ถ้าสังเกตดูจะเห็นว่า บริษัทส่วนมากจะมาทาง เอเชียกันหมดเลย ส่วนบริษัทคอมพิวเตอร์จากจีนที่หันมาทำอุปกรณ์ ที่เราพอจะคุ้นกับชื่อ ก็จะมี Xiomi ซึ่งก็ได้ทำ Xiomi Aquar Switch ออกมา รวมไปถึงลำโพงสั่งงานด้วยเสียง (ภาษาจีน) ข้อเสียเท่าที่ผมหาข้อมูลมาได้ก็คือ อุปกรณ์ที่ต่างยี่ห้อกัน มักจะทำงานร่วมกันไม่ค่อยราบลื่น หรือใช้กันไม่ได้ (ซึ่งผมก็ไม่เคยใช้ เลยบอกไม่ได้เหมือนกันว่าจริงหรือเปล่า)

Z-Wave

ตัวนี้ก็ออกมาตามมาตรฐานของ IEEE เช่นเดียวกันกับ Zigbee มีการเข้ารหัสเช่นเดียวกัน ได้ออกแบบมาสำหรับ Home Automation เหมือนกันดังนั้นมันจึงกินไฟน้อย และ Z-Wave ก็มีการทำงานเป็น mesh network เช่นเดียวกัน มันใช้ความถี่ในช่วง 800-900 MHz โปรโตรคอลนี้พัฒนามาตั้งแต่ปี 2001 ซึ่ง ณ ตอนนี้ ก็ได้พัฒนามาเป็น Z-Wave Plus เนื่องจากโปรโตคอลนี้มีบริษัทใหญ่ๆ สนับสนุน เป็นจำนวนมาก อย่างเช่น GE Electronic , Samsung , Honeywell, Bosh, Belkin  ดังนั้น มันจึงมีอุปกรณ์รองรับมากมาย เมื่อเทียบกับโปรโตคอลอื่นๆ

Insteon, Bluetooth, Thread

สำหรับโปรโตรคอลอื่นๆก็มีหลายอย่างครับ เช่น Insteon แต่อุปรกรณ์รองรับน้อย หรืออย่าง Thread นี้ก็พัฒนามาจาก Google อุปกรณ์ที่ใช้งานก็จะมี แต่ของ Nest (ถูก Google ซื้อไป) หรือ อย่าง Bluetooth นี่ก็ไม่ค่อยมีคนใช้ทำ Home Automation สักเท่าไหร่

What’s next ?

เราต้องกังวลไหม กับการเลือก โปรโตคอล จริงๆมันก็ไม่มีคำตอบตายตัวนะครับว่า จะใช้อะไร ถ้าเป็นสาวก Apple เลือกใช้ HomeKit ก็อาจจะโอเค ถ้าอยากเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ อย่างเช่น sensor หลายอย่าง ก็อาจจะเลือกเอา zigbee , z-wave หรือถ้ามีงบน้อย หันไปมอง RF433 ก็อาจจะโอเค หรือถ้ามาสาย Hack อยากทำเอง ก็ลองหา Rasberry Pi , Arduino มาต่อเองทำให้มันควบคุมผ่าน Wifi ก็ได้ แล้วแต่ต้องการเลย

จากที่เล่าให้ฟังทั้งหมดนั้น ตัวผมเอง ตัดสินใจเลือกใช้ Z-Wave ด้วยเหตุผลคือ มีผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าทำอุปกรณ์รองรับเป็นจำนวนมาก คือผมไม่ได้ต้องการแค่ควบคุมไฟ แต่อยากจะเชื่อมต่อพวก sensor อื่นๆ ด้วย การใช้ Z-Wave น่าจะเหมาะสมสุดละ  แต่เดี๋ยวไว้ Blog หน้า ผมจะมาเล่าให้ฟังว่า เห้ยยย มันไม่ได้ง่ายเลย กว่าที่จะมาเขียนๆ และสรุปให้ฟัง และแม้ว่าผมจะเลือก Z-Wave ที่มีอุปกรณ์หลายอย่างสุด แต่มันก็ยังเจอปัญหา  เดี๋ยวมาเล่าให้ฟังในครั้งหน้า ว่าผมเจออะไรมาบ้าง (ไม่ได้น่ากลัวหรอก แต่มันทำเอาผมสับสนอยู่หลายวัน)