ControllerFromZero: Controller: เริ่มต้นจากศูนย์

โดยพื้นฐานของผู้เขียนแล้วเดินทางสายช่างอิเลคโทรนิกส์มาก่อนที่จะผันตัวเองมาเป็นโปรแกรมเมอร์ และเป็นโปรแกรมเมอร์สาย Database แต่ในเส้นเลือดมันเต็มไปด้วยควันตะกั่ว ถึงแม้จะทิ้งหัวแร้งบัดกรีไปกว่า 20 ปี (แบบจริงๆ จังๆ แต่ก็มีต่อสายบ้างประปราย) ถึงกระนั้นในใจก็ยังคิดเรื่องการเชื่อมต่อ การควบคุมสิ่งต่างๆ ผ่านระบบคอมพิวเตอร์เสมอ โดยคิดถึงเรื่องการเขียนโปรแกรมควบคุมฮาร์ดแวร์ อินพุต เอาท์พุตแบบต่างๆ

ถึงแม้ว่าจะเขียนโปรแกรมด้วย Visual FoxPro เป็นหลักมาจะครบ 20 ปี แล้วซึ่งโดยหลักการแล้ว VFP เป็นโปรแรกมที่ใช้สำหรับสร้างระบบงานเก็บข้อมูล แต่ก็สามารถเชื่อมต่อควบคุมอุปกรณ์ผ่าน Serial และ Pararell Port ได้ โดยใช้ Win32API เป็นตัวช่วย เรียกได้ว่า VB ทำได้อย่างไร VFP ทำได้ 95% (เผื่อไว้สักเล็กน้อยเพราะบางเรื่องก็จนปัญญาจริงๆ หรือซับซ้อนมากเกินไป)

เมื่อ 4-5 ปีก่อนก็เริ่มคิดเรื่องการนำเอาไมโครคอนโทรลเลอร์มาใช้อีกครั้งหนึ่ง แต่ตอนนั้นเครื่องมือ และอุปกรณ์ในการหัดเขียนไมโครคอนโทรลเลอร์มีมากจนเลือกไม่ถูกประกอบกับเวลาส่วนใหญ่ใช้ในการพัฒนาระบบเน็ตเวิร์ก และระบบ VoIP เป็นส่วนใหญ่ (รวมไปถึงการถ่ายรูป) เป็นอันว่าโครงการที่คิดไว้ก็เป็นหมัน พับเก็บไปเรียบร้อย

ล่าสุดเมื่อเดือนสองเดือนก่อน กลับมารื้อฟื้นงานคอนโทรลเลอร์อีกครั้ง ในเรื่องการสร้างนาฬิกาและป้ายบอกพิกัดบนรถโดยสาร และนี่แหละที่เป็นต้นเหตุให้ได้เรียนรู้เรื่องไมโครคอนโทรลเลอร์อีกครั้งหนึ่ง

เมื่อได้เข้าไปที่ร้าน ThaiEasyElec ครั้งหนึ่งกับน้องชายที่เก่งในด้านอิเลคโทรนิกส์ และได้เห็นอุปกรณ์ต่างๆ ได้พูดคุยกับพนักงานที่ร้านสอบถามไปเรื่อยเปื่อย แต่ก็คิดจะเริ่มเรียนรู้อีกสักครั้ง

หลังจากนั้น 4-5 วัน ก็คิดเรื่องอุปกรณ์สลับเครื่องพิมพ์ เพื่อแก้ไขปัญหาการคลิกตั้งค่า Default Printer ในวินโดว์ เพราะระบบมีโปรแกรมหลายระบบ และแต่ระบบต้องกำหนดเครื่องพิมพ์ให้เป็น Default ก่อนถึงจะทำงานได้ แม้ว่าจะพยายามตั้งเครื่องให้แสดงเครื่องพิมพ์ก่อนพิมพ์จริงแล้วก็ตาม ผู้ใช้ก็ไม่พอใจ คงติดระบบเดิมที่สั่งพิมพ์โดยไม่ต้องคิดอะไรเลย

ปัญหาการสลับเครื่องพิมพ์ด้วยการคลิก Set As Default Printer นั้นมีปัญหาหนึ่งที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง คือ ผู้ใช้เผลอไปคลิก Offline ทำให้พิมพ์งานไม่ออก และเดือดร้อนโทรหาไอทีซัพพอร์ตเป็นประจำ กว่าจะแก้ไขได้ก็ใช้เวลาไปหลายนาที (ถึงแม้จะไม่ได้เกิดขึ้นทุกวัน แต่ปัญหามักจะเกิดเช้ามืดหรือกลางคืน ซึ่งเป็นเวลาไม่ปกติ)

หลักการสร้างอุปกรณ์ก็คิดไว้ง่ายๆ แค่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์รับค่าอินพุทจากสวิทช์แล้วส่งค่าการเลือกหรือการกดนั้นกลับไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ และโปรแกรมที่อยู่ในเครื่องคอมฯ จะทำหน้าที่เปลี่ยนเครื่องพิมพ์ให้เอง โดยผู้ใช้ไม่ต้องคลิกอะไรทั้งสิ้น เพียงแค่กดปุ่ม หรือหมุนสวิทช์ โดยที่อุปกรณ์นั้นก็จะมีไฟ LED แสดงตำแหน่งที่เลือก

แนวคิดง่ายๆ นี้ได้รับคำตอบจากพนักงานในร้าน ThaiEasyElec บอกว่า "งานแบบนี้คอนโทรลเลอร์อะไรก็ทำได้ไม่ซับซ้อน pic ก็ยังไหว แต่ถ้าจะให้ดีก็ Arduino เพราะมีบอร์ดมีคนนิยมใช้งานเยอะ และมีไลบรารีต่างๆ เยอะแยะ..."

สุดท้ายก็จบด้วยการซื้อ Spark Pro Micro 5V เพราะเห็นว่ามีขนาดเล็ก เหมาะสำหรับเอาไปลงก่อนที่ไม่ใหญ่มากนัก และมี Port USB ให้เรียบร้อย ที่จะเชื่อมต่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์

หลังจากนั้นอีก 1 วัน ก็ทดลองสร้างต้นแบบ และลองสร้างดูโดยใช้ LED เป็นตัวแสดงสถานะลำดับที่ 1-2-3 จากนั้นก็เขียนโปรแกรมอ่านค่าจาก Serial Port จาก Visual FoxPro 6.0 ก็สามารถอ่านและใช้งานได้ การทดลองครั้งนี้ LED ขาดไปสองตัว เพราะเผลอต่อตรงไม่มี R คั่นไว้สักนิด

จากนั้นก็เริ่มศึกษามากยิ่งขึ้นก็อยากได้บอร์ดของ Arduino แท้ๆ สักบอร์ดหนึ่ง ในหนังสือทั่วไปก็นิยมบอร์ด Arduino UNO R3 แต่ที่ร้านของหมดอีกหลายวันถึงจะได้ เลยตัดสินใจซื้อบอร์ด Arduino Leonardo พร้อมกับ LCD 16x2 เพื่อแสดงผลแทนการใช้ LCD และซื้อแบบ I2C เพราะใช้ขาสัญญานน้อยกว่าแบบ Pararell

กลับมาถึงก็เริ่มลงมือทดสอบ LCD แต่ทำอย่างไรก็ไม่ขึ้นข้อความมีแค่ไฟแบ็คไลท์สว่างอย่างเดียว เขียนโปรแกรมตามตัวอย่างแล้ว ต่อสายแบบตัวอย่างในเว็บก็ไม่ได้สักที วันรุ่งขึ้นพยายามอีกรอบก็ไม่สำเร็จ เลยส่ง e-mail ไปสอบถามพนักงานซัพพอร์ทได้รับคำตอบกลับมาภายในไม่ถึงครึ่งชั่วโมงว่า บอร์ด Leonardo มีขา SDA และ SLC แยกต่างหาก ให้ลองใช้งานขานั้นโดยตรง และก็ใช้ได้ จึงเริ่มต้นเขียนโปรแกรมส่งข้อมูลไปให้ LCD อีกครั้งหนึ่ง เพื่อเอามาแทน LED

หลังจากที่บอร์ดสามารถอ่านอินพุทจากสวิทช์ และเอาท์พุทไปที่ LCD ได้แล้ว ก็ถึงเวลาปรับปรุงโปรแกรมที่จะรับข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ ปัญหาของ VFP คือ ไม่สามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ใน Windows 8 ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ในการเรียกใช้งาน Win32API ทำให้คิดถึงภาษา C ขึ้นมาทันที โดยมองข้าม VB ไปเพราะรูปแบบการเขียนโปรแกรมไม่ค่อยถูกใจผู้เขียนสักเท่าใดนัก

C# น่าจะเป็นทางเลือกที่ดีเพราะมีตัวอย่าง และเขียนได้ง่ายกว่าภาษา C++ โดย C# จะมี .Net Framework เป็นตัวจัดการให้

โปรแกรมแรกที่เขียนคือ Console Application เพื่อลองอ่าน Serial Port ก็ผ่านไปด้วยดี จึงอาจหาญสร้าง Windows Application Form (ตอนแรกกะจะไป WPF Application มันเสียเลยแต่ก็ยั้้งๆ ไว้เพราะคงต้องใช้เวลาศึกษาอีกเยอะ)

ใช้เวลาเขียน ศึกษา แก้ไขปัญหา ปรับปรุงอยู่ 2-3 วันก็เป็นที่เรียบร้อยครบถ้วนตามที่ต้องการ คือ

Auto start รันโปรแกรมหลังจากที่เปิดเครื่อง
ตรวจสอบ Port โดยแสดงรายชื่อ Com Port พร้อมทั้งแสดงรายละเอียดด้วย ผู้ใช้งานจะได้รู้ว่า Port ที่เลือกนั้นใช่บอร์ด Arduino หรือไม่
แสดงเครื่องพิมพ์ที่มีอยู่ในระบบเพื่อเลือกกำหนดว่าเครื่องพิมพ์อันไหนจะแสดงชื่ออะไรในจอ LCD เพื่อให้ดูได้ง่าย เช่น Epson L120 --> REPORT (เมื่อเลือก Epson L120 เป็น Default Printer ให้แสดงชื่อ REPORT ออกที่จอ LCD)
เก็บคอนฟิกค่าที่ตั้งไว้ ตรวจสอบเมื่อเริ่มต้นโปรแกรม ถ้าคอนฟิกเรียบร้อยให้ย่อโปรแกรมลง (Minimized เดิมคิดจะให้ซ่อนโปรแกรมไปเลยแต่ก็คิดว่าอาจจะต้องคลิกเรียกโปรแกรมมาใช้งานภายหลัง) แต่ถ้าคอนฟิกไม่ถูกต้อง หรือ ไม่ได้เสียบอุปกรณ์ให้แสดงหน้าจอเพื่อให้เลือกคอนฟิกโปรแกรมและอุปกรณ์ใหม่

สำหรับโปรแกรมนี้ยังขาดการตรวจสอบอยู่อย่างหนึ่งคือ ขณะที่ใช้งานไปหากผู้ใช้ถอดสาย USB ออก ให้แสดงหน้าจอโปรแกรมพร้อมให้ตรวจสอบ แก้ไขให้เรียบร้อย (จะเพิ่มเติมภายหลัง)

ปัญหาสำคัญที่แก้ไม่ตก คือ โปรแกรม Anti-Virus มองว่าโปรแกรมที่รันอยู่นั้นเป็น Virus เพราะโปรแกรมถูกรันใน Registy/.../Run

ทั้งหมดนี้คือ การเริ่มต้นจากศูนย์ เริ่มจากไม่รู้อะไรมากเลย อาศัยถามพนักงานขาย หาอ่านใน google ทั้งการเขียน Arduino C และ C# ซึ่งเป็นเรื่องที่สนุกสนาน ท้าทายความสามารถในการเรียนรู้เป็นอย่างยิ่ง จึงนำมาเล่าสู่กันฟังในที่นี้ และจะคอยอัพเดทอยู่เรื่อยๆ ครับ