ระบบแสงสว่าง – การออกแบบและควบคุม Smart Lighting

“แสงสว่าง” ในระบบ Smart Home ไม่ใช่แค่เรื่องของการทำให้มองเห็น แต่เป็นเรื่องของการสร้างบรรยากาศ (Ambiance) และการประหยัดพลังงาน ในบทความที่ 4 นี้ เราจะเจาะลึกระบบ Smart Lighting ซึ่งถือเป็น “Hello World” หรือก้าวแรกของวงการ IoT แต่รู้หรือไม่ว่า การจะทำระบบไฟให้ดีนั้น มีเทคนิคซ่อนอยู่มากมาย ตั้งแต่การเลือกฮาร์ดแวร์ไปจนถึงหลักการควบคุมสัญญาณไฟฟ้า

---

1. รูปแบบการควบคุมแสงสว่าง (Control Types)

ในฐานะช่างเทคนิค เราต้องแยกแยะประเภทของการควบคุมให้ออก เพื่อเลือกใช้อุปกรณ์ให้ถูกประเภท:

1. On/Off Control: การสั่งเปิด-ปิดธรรมดา (ใช้ Relay หรือ Solid State Relay)
2. Dimming Control (หรี่ไฟ): การปรับความสว่าง (ใช้หลักการ PWM หรือ Phase Control)
3. CCT Control (Correlated Color Temperature): การปรับอุณหภูมิสี จากแสงขาว (Daylight) ไปจนถึงแสงส้ม (Warm White)
4. RGB Control: การผสมสีแดง เขียว น้ำเงิน เพื่อสร้างสีสันต่างๆ กว่า 16 ล้านสี

2. ทางเลือกอุปกรณ์: เปลี่ยนหลอด หรือ เปลี่ยนสวิตช์?

นี่คือคำถามโลกแตกของคนทำบ้านอัจฉริยะ ซึ่งมีข้อดีข้อเสียต่างกัน:

• ทางเลือก A: Smart Bulb (เปลี่ยนหลอด)
  • ข้อดี: ติดตั้งง่ายมาก แค่หมุนหลอดเก่าออก ใส่หลอดใหม่ ปรับสีได้หลากหลาย
  • ข้อเสีย: ห้ามกดปิดสวิตช์ไฟที่ผนัง เพราะถ้าตัดไฟ หลอดจะ offline สั่งงานไม่ได้ทันที (เหมาะกับโคมไฟตั้งโต๊ะมากกว่าไฟเพดาน)
• ทางเลือก B: Smart Switch (เปลี่ยนสวิตช์ผนัง)
  • ข้อดี: การใช้งานเป็นธรรมชาติ (User Friendly) ใครก็กดได้ และยังสั่งผ่านแอปได้แม้ปิดสวิตช์อยู่
  • ข้อเสีย: งานติดตั้งยากกว่า เพราะสวิตช์อัจฉริยะส่วนใหญ่ต้องการ “สายรหัส (Neutral Wire)” ซึ่งบ้านเก่ามักไม่มีเดินมารอที่บล็อกสวิตช์

3. เจาะลึกเทคนิค: PWM (Pulse Width Modulation)

สำหรับนักศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ การ “หรี่ไฟ” ในระบบ DC (เช่น ไฟเส้น LED Strip 12V) เราไม่ได้ใช้การลดแรงดันไฟตรงๆ แต่เราใช้เทคนิค PWM

• หลักการ: คือการสับสวิตช์ เปิด-ปิด ถี่ๆ เร็วมากจนตามองไม่ทัน
• Duty Cycle:
  • เปิดนาน/ปิดแป๊บเดียว = ไฟสว่างมาก (High Duty Cycle)
  • เปิดแป๊บเดียว/ปิดนาน = ไฟสว่างน้อย (Low Duty Cycle)
• การเข้าใจเรื่องนี้สำคัญมากในการเขียนโค้ดควบคุมไฟเส้น LED ให้เนียน ไม่กระตุก

4. การประยุกต์ใช้จริง: การสร้าง “Scene” (ซีน)

ความฉลาดของ Smart Lighting คือการกำหนดกลุ่มคำสั่ง หรือ “Scene” ตามพฤติกรรม:

• Welcome Home Scene: เมื่อ GPS ระบุว่าใกล้ถึงบ้าน หรือ ประตูรั้วเปิด -> สั่งเปิดไฟโรงรถและไฟหน้าบ้าน
• Movie Mode: สั่งปิดไฟหลัก (Main Light) -> สั่งเปิดไฟซ่อนฝ้า (Hidden Light) หรี่เหลือ 30% สีน้ำเงิน -> ปิดม่าน
• Good Night: สั่งปิดไฟทั้งบ้าน ยกเว้นไฟทางเดินห้องน้ำ (หรี่ 10%) เผื่อลุกมาเข้าห้องน้ำกลางดึก

บทสรุป

ระบบแสงสว่างที่ดีต้องผสมผสานระหว่าง “ความสะดวก” และ “เทคโนโลยี” การติดตั้ง Smart Switch อาจจะดูยุ่งยากในตอนแรกแต่ให้ผลลัพธ์การใช้งานที่ยั่งยืนกว่า ในบทความถัดไป เราจะขยับไปสู่เครื่องใช้ไฟฟ้าชิ้นใหญ่ที่กินไฟมากกว่าหลอดไฟ นั่นคือ “เครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปและการเปลี่ยนให้เป็น Smart Device” ครับ