บทเรียน 3.1 — Virtual Device, behavior, event script และโมเดล 3D สำหรับ Twin

เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. กำหนด Virtual Device Model ที่มี identity เซ็นเซอร์อย่างน้อยสองชนิด (พร้อม unit, default, min/max) และเอาต์พุตที่สังเกตได้
2. เขียน behavior แบบ WHEN/THEN ที่ทดสอบได้ทั้งขาเข้าและขาออก และไทม์ไลน์ event script ที่รันซ้ำได้
3. ระบุเงื่อนไขของโมเดล 3D ที่พร้อมใช้กับ Twin (สเกลจริง origin ชัด UV พร้อม) และขั้นตอนส่งออกเป็น glTF Binary (.glb)

ก่อนเริ่ม

• ผ่าน บทเรียน 2.2 — แล็บ M02 มาแล้ว — โฮสต์ Twin (Bitstream Studio) พร้อมใช้
• ต้องมี Blender 4.5 สำหรับส่วน 3D (ลิงก์คู่มือในบทเรียนตรึงไว้ที่เวอร์ชันนี้)
• ทำได้ด้วยโหมด Simulator ของ Bitstream Studio

หมายเหตุ: บางเอกสารต้นฉบับอ้างปุ่ม scene ใน ble-flet แต่เครื่องมือนั้นยังไม่เผยแพร่ต่อสาธารณะ — ให้ใช้แผงใน Bitstream Studio แทน

ดูของจริงก่อน — Virtual Device Model คืออะไร

Virtual Device Model คือคำอธิบายซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์หนึ่งเครื่องในโลก Twin

Key phrase: Virtual Device คือ ข้อตกลง ระหว่างสคริปต์เทสของคุณกับ Twin — ไม่ใช่ datasheet ทั้งเล่ม

ตัวอย่างสมบูรณ์ — โครง JSON ของโมเดล (แนวคิด)

{
  "deviceId": "tesa-edge-demo-01",
  "sensors": [
    { "id": "temp", "type": "temperature", "unit": "C", "default": 25.0, "min": -10.0, "max": 85.0 },
    { "id": "btn_user", "type": "switch", "default": 0 }
  ],
  "actuators": [
    { "id": "led_status", "type": "led", "default": 0 }
  ],
  "behaviors": [
    { "when": "command.led == on", "then": "actuators.led_status = 1" },
    { "when": "sensors.temp > 40", "then": "emit event threshold_exceeded" }
  ]
}

เป็น template แนวคิดสำหรับเรียน — ฟิลด์จริงของเครื่องมืออาจชื่อต่างกัน ดูฉบับเต็ม (รวมเซ็นเซอร์ IMU) ใน README.md หัวข้อ 1.1

แนวคิด — เซ็นเซอร์และ scene presets

แนะนำลำดับเรียน: สวิตช์ + อุณหภูมิก่อน (สังเกตผลชัด) → เพิ่ม IMU เมื่อท่อข้อมูลพร้อม

แนวคิด — default, range และความซื่อสัตย์ของโมเดล

โมเดลไม่ต้องจำลองทุกบล็อกในซิลิคอน — ต้องเพียงพอต่อการทดสอบ logic เฟิร์มแวร์ตามโจทย์ของแล็บเท่านั้น

ตัวอย่างสมบูรณ์ — เขียน Behavior แบบ WHEN/THEN

WHEN user_button rising edge
THEN led_status = ON for 1 s AND log "btn"

เขียน behavior ให้ ทดสอบได้ทั้งขาเข้าและขาออก — ถ้ามีแต่ "ค่าขยับ" โดยไม่มีข้อตกลงว่าควรเกิดอะไร จะวัดไม่ได้ว่า logic ถูก

ตัวอย่างสมบูรณ์ — Event Simulation Script

t = 0–2 s   : idle (defaults)
t = 2–5 s   : temperature ramp +0.5 °C / step
t = 5.0 s   : press virtual switch ~200 ms
t = 6.0 s   : short IMU shake pulse
t = 7–10 s  : observe outputs / events
t = 10 s    : stop or loop

สำคัญคือ ลำดับเหตุการณ์ + ผลที่คาด + หลักฐาน ไม่ใช่ภาษาสคริปต์เฉพาะ — เก็บไทม์ไลน์ไว้ในโฟลเดอร์แล็บ แล้วรันชุดเดิมซ้ำเมื่อแก้เฟิร์มแวร์ในโมดูล 4+ ถ้าผลเปลี่ยนโดยไม่ตั้งใจ คือสัญญาณ regression

แนวคิด — บทบาทของ Blender สำหรับ Twin

Virtual Device อธิบาย ข้อมูลและพฤติกรรม — Blender เตรียม ตัวแทนภาพ 3 มิติ ที่ Twin/Sensor Studio แสดง

Course 2 vs Course 3: ที่นี่ให้พื้นฐานที่ใช้งานกับ Twin ได้ — หลักสูตร Product Industrial Design จะลงลึก casing/industrial workflow/prototype

แนวคิด — แนวทางโมเดลอุปกรณ์ Edge/DevKit

1. ตั้งหน่วยเป็น เมตร (หรืออย่างน้อยสเกลสม่ำเสมอทั้งฉาก)
2. วาง origin ที่จุดที่มีความหมาย (มุมบอร์ด, แกนหมุนฝา, จุดวางบนโต๊ะ)
3. แยกชิ้นส่วนที่อาจขยับ (ฝา, ปุ่ม, LED) เป็น object คนละชิ้นถ้าจะ animate
4. คุมจำนวน polygon — webview Twin ไม่ต้องการ denseness ระดับฟิล์ม

Key phrase: Modeling ที่ดีสำหรับ Twin = อ่านรูปได้ + สเกลจริง + origin ชัด + พร้อม UV — ไม่ใช่รายละเอียดที่ render ภาพโฆษณาเท่านั้น

แนวคิด — Texturing และสิ่งที่ animation ส่งออกได้

Workflow ที่แนะนำ: Mesh ready → Unwrap UV → Principled BSDF → Base Color → ตรวจใน Material Preview → Export GLB

เชื่อมกับ Virtual Device: Timeline event script = เหตุการณ์ข้อมูล · Timeline ใน Blender = เหตุการณ์ภาพ — ใน Capstone (โมดูล 6) พยายามให้สองเส้นนี้เล่าเรื่องเดียวกัน

ตัวอย่างสมบูรณ์ — ส่งออกเป็น glTF Binary (.glb)

รูปแบบอื่น (FBX/OBJ/STL) มีที่ใช้ตอน prototype/พิมพ์ 3D — ในหลักสูตรนี้ให้โฟกัส GLB สำหรับ Twin

แนวคิด — เช็กลิสต์ก่อนลงมือสร้างจริง

ก่อนลงมือ Lab ตอบให้ได้:

1. อุปกรณ์นี้ทดสอบ logic ข้อไหน ของเฟิร์มแวร์/ผลิตภัณฑ์
2. เซ็นเซอร์ขั้นต่ำที่ต้องมีมีอะไรบ้าง (อย่างน้อย 2 ชนิด)
3. Behavior หนึ่งเส้นสังเกตที่จอไหน
4. สคริปต์เหตุการณ์ใช้เวลากี่วินาที และใครรันซ้ำได้บ้างในทีม
5. (แนะนำ) จะใช้โมเดล 3D จาก Blender หรือจากแพ็กสำเร็จรูป

ฝึกเติม/แล็บ

แล็บ: สร้าง Virtual Device และ event script

• กำหนด Virtual Device Model ของคุณเอง (identity + เซ็นเซอร์ ≥ 2 ชนิด + actuator)
• เขียน behavior อย่างน้อยหนึ่งเส้นที่ทดสอบได้ทั้งขาเข้าขาออก
• สร้างไทม์ไลน์ event script แล้วรันซ้ำอย่างน้อยสองรอบ
• (แนะนำ) เตรียมโมเดล 3D ใน Blender แล้ว export เป็น .glb

เช็กความเข้าใจ

1. ทำไมต้องใส่ min / max ให้เซ็นเซอร์ในโมเดล
2. ข้อใดเป็น behavior ที่ "ทดสอบได้" ตามแนวทางของบทเรียน
3. รูปแบบไฟล์ที่บทเรียนแนะนำสำหรับส่งโมเดลเข้า Bitstream Studio / Twin เว็บ

ไปต่อ

• Virtual Device Model ต้องมี identity, เซ็นเซอร์ที่มี unit/default/range และ actuator ที่สังเกตได้
• Behavior เขียนแบบ WHEN/THEN ที่ทดสอบได้ทั้งสองทาง · Event script เก็บไว้รันซ้ำเพื่อ regression
• Blender เตรียมตัวแทนภาพ 3D — ส่งออกเป็น glTF Binary (.glb) สำหรับ Twin
• พร้อมแล้วสำหรับ โมดูล 4 — Co-simulation ระหว่างเฟิร์มแวร์กับ Twin

บทเรียนโมดูล 4 →

แหล่งที่มา

"บทเรียน 3.1 — Virtual Device, behavior, event script และโมเดล 3D สำหรับ Twin" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย
(Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program
สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

เนื้อหาต้นฉบับโดย ผศ.ดร.สันติ นุราช ภาควิชาวิศวกรรมระบบควบคุมและเครื่องมือวัด คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (KMUTT) (https://github.com/drsanti) ภายใต้การสนับสนุนของสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (TESA)
นำเข้าจาก drsanti/TESAIoT-Courses — C2 (commit 287c218) ภายใต้สัญญาอนุญาต CC BY 4.0

ไม่มีภาพจากบุคคลที่สามในสไลด์ชุดนี้