บทเรียน 1.1 — หลักออกแบบเชิงอุตสาหกรรมและกล่องหุ้มตามสเกลจริง

เป้าหมาย

เมื่อเรียนจบบทเรียนนี้ คุณควรทำได้:

1. ตรวจแนวคิดผลิตภัณฑ์ด้วยสี่เลนส์ (Function, Form & Proportion, Material & Manufacturing, User Experience) และเลนส์ Electronics fit
2. คำนวณขนาดภายนอกของกล่องหุ้มจากขนาด PCB, clearance และความหนาผนัง
3. ตั้งหน่วย Blender เป็น Metric / Millimeters / Unit Scale 0.001 และ Apply Scale หลังปรับขนาด

คาถาประจำบทเรียน
ใน M01 ให้ ล็อกขนาดให้ตรงฮาร์ดแวร์ก่อน แล้วค่อยทำให้งาม — ถ้ากล่องหยาบ (block) ผิดตั้งแต่ต้น งานในโมดูลถัดไปจะแก้แพงทั้งหมด

ทำไม Industrial Design สำคัญกับอุปกรณ์ Edge AI

กล่องหุ้ม (enclosure) ของอุปกรณ์ Edge AI/IoT ต้องรับมือกับอย่างน้อย 5 เรื่อง

หลักสูตรนี้ใช้ Blender เพราะฟรี โอเพนซอร์ส และส่งออก glTF/GLB เข้า Twin host ได้ในโมดูล 4

Industrial-grade Design — สี่เลนส์ (+ หนึ่งเลนส์เสริม)

Electronics fit (เลนส์เสริมสำหรับอุปกรณ์ที่มี PCB) — ทุกมิลลิเมตรของกล่องต้องอ้างอิงชิ้นส่วนจริงหรือ placeholder ที่วัดแล้ว

ลำดับงาน enclosure ที่ใช้ในหลักสูตรนี้

1. โมเดล ชิ้นภายในก่อน (PCB, battery, connectors)
2. สร้าง เปลือกนอก แล้วเว้นผนัง + clearance
3. เจาะช่องพอร์ต / LED / เซ็นเซอร์
4. แยกฝาบน–ฐาน · เตรียมจุดยึด (bosses) ในโมดูลหลัง
5. ตรวจ interference ก่อนพิมพ์

Concept sketch → Block model (โมดูลนี้) → Detailed model + materials (M02)
    → Motion clips (M03) → Twin + validation (M04–M05) → Print / fitment / report (M06)

Concept → Block → Final (ห้ามข้ามขั้น)

Block Model คือหัวใจของบทเรียนนี้ — ก่อนเปิด Blender ให้ตอบสั้น ๆ ก่อน: ผู้ใช้ถือเครื่องอย่างไร · พอร์ตไหนต้องเห็นจากภายนอก · เซ็นเซอร์ไหนต้องมีช่องเปิด · ฝาเปิดทางไหน

รายละเอียดผิวเร็วเกินไปบนสเกลผิด = งานสวยที่ใส่บอร์ดจริงไม่ได้

เก็บขนาดจริงก่อน แล้วคำนวณกล่องนอก

ลำดับที่แนะนำ: วัดบอร์ดจริงด้วยเวอร์เนีย (กว้าง × ยาว × หนา + ความสูงชิ้นส่วนสูงสุด) หรือเปิดเอกสารชุดประเมินผลที่ใช้ แล้วจดแหล่งที่มาของตัวเลขไว้เสมอ

outer_X ≈ PCB_X + 2×clearance + 2×wall
outer_Y ≈ PCB_Y + 2×clearance + 2×wall
outer_Z ≈ PCB_Z_stack + top_air + bottom_air + wall(s)

ในบทเรียนนี้ยังไม่ต้อง Solidify ผนังจริง — แค่วาด outer box ให้ใหญ่กว่า PCB ตามสูตรนี้ก็พอ

ตัวอย่างสมบูรณ์ (1) — ตั้งฉากและหน่วยใน Blender

• ท่าที่ 1 ติดตั้ง Blender (แนะนำสาย LTS) แล้ว File → New → General ลบ Cube เริ่มต้นถ้าต้องการฉากว่าง
• ท่าที่ 2 เปิด Scene Properties → Units ตั้ง Unit System = Metric, Length = Millimeters, Unit Scale = 0.001
• ท่าที่ 3 ตรวจกริด (Overlay → Grid) ให้เห็นช่วงงาน ~10–100 mm และเปิด Overlay → Measurements ใน Edit Mode เพื่ออ่านความยาวขอบ

ทำไมใส่ Unit Scale 0.001 เพราะคู่มือ Blender ใช้ค่านี้แปลงหน่วยภายในกับตัวเลขบน UI ให้พิมพ์ 80 แล้วได้ระดับมิลลิเมตรตรงกับความคิดแบบวิศวกรรม — ทั้งทีมต้องใช้สูตรหน่วยเดียวกัน มิเช่นนั้นตอน export Twin ในโมดูล 4 จะสเกลเพี้ยนคนละไฟล์

ตัวอย่างสมบูรณ์ (2) — PCB placeholder และ enclosure block

• ท่าที่ 4 สร้าง PCB placeholder Add → Mesh → Cube → ตั้ง Dimensions เช่น X=80 mm, Y=55 mm, Z=1.6 mm (หรือค่าที่วัดจริง) → ตั้งชื่อ PCB_placeholder → Set Origin → Origin to Geometry → Ctrl+A → Apply Scale
• ท่าที่ 5 สร้าง enclosure block Add → Mesh → Cube ชื่อ Enclosure_block → ตั้ง Dimensions ตามสูตรกล่องนอก → Origin to Geometry · Apply Scale → จัดตำแหน่งให้ PCB อยู่กลางช่องว่างภายใน (ดูจาก Wireframe)

หลัง Apply Scale ค่า Scale ในแผง Item ควรเป็น 1, 1, 1 ขณะที่ Dimensions ยังเป็นขนาดจริง — ยังไม่ต้องเจาะช่องพอร์ตในบทเรียนนี้ แค่ block ที่ "หุ้มได้"

(ทางเลือก) ถ้ามีแบตเตอรี่หรือจอแสดงผล ให้สร้าง Cube เพิ่มตามขนาดคร่าว ๆ จาก datasheet แล้ววางตรวจว่าไม่ชน PCB

Topology และนิสัยการตั้ง Origin

Optimization ในระดับบทเรียนนี้ คืออย่าเพิ่ม polygon จนกว่าสเกลและ clearance จะถูกล็อก — ถ้าใช้ Cube ตันเป็น block ยังไม่ต้องกังวลเรื่อง manifold ของเปลือกกลวง (จะสำคัญตอน export STL ในโมดูล 6)

บทเรียนนี้ส่งต่อให้โมดูลถัดไปอย่างไร

เช็กความเข้าใจ

ตอบคำถามใน quiz.yaml — สามข้อ ผูกกับเป้าหมายของบทเรียนนี้ข้อละหนึ่งคำถาม ลองตอบเองก่อนแล้วค่อยเทียบกับเฉลยในไฟล์

ฝึกเติม/แล็บ

ลงมือต่อที่ แล็บ: กล่องหุ้มแบบ block ตามสเกลฮาร์ดแวร์ (~90–120 นาที)

• ตั้งฉาก Metric + Millimeters ตามสูตรทีม
• สร้าง PCB placeholder ตามขนาดที่วัดหรือขนาดแล็บ (80 × 55 × 1.6 mm)
• สร้าง enclosure block ที่หุ้ม PCB ได้โดยมี clearance ตามบทเรียนนี้
• Apply Scale · ตั้งชื่อ object · บันทึก .blend + สกรีนช็อต
• กรอก scale-and-block-checklist.md