เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. แปลงค่า accelerometer และ gyroscope เป็นมุมและขนาด แล้ววาดเป็นกราฟ polar
2. ใช้ baseline และ dead-band ตัดการสั่นเล็ก ๆ ก่อนวาด และคำนวณว่าถ้าใช้ moving average แทน จะเพิ่มความหน่วงเท่าไรที่คาบเวลาอ่าน 50 ms
3. ออกแบบการแสดงผลที่ผู้ใช้อ่านทิศทางได้ในหนึ่งวินาที

ก่อนเริ่ม

• ผ่านบทเรียนก่อนหน้ามาแล้ว: fw-stack.m03.l04
• บอร์ด: TESAIoT Dev Kit
• แพลตฟอร์ม: PSoC Edge E84 · ModusToolbox
• เวลาโดยประมาณ: เนื้อหา 15 + ฝึกตาม 25 + แล็บ 20 + เช็กความเข้าใจ 5 = 65 นาที

ดูของจริงก่อน

ก่อนอ่านโค้ด ให้ทายว่าหน้าจอนี้มี object อะไรบ้าง และอะไรเปลี่ยนเมื่อผู้ใช้แตะหรือเมื่อค่าเซนเซอร์เปลี่ยน

แนวคิด — baseline จับครั้งเดียวตอน boot

เฉลี่ย accel X/Y + gyro Z ของ 30 ตัวอย่างแรก (~1.5 วิที่ 50 ms/ตัวอย่าง) แล้วไม่คำนวณใหม่อีกเลย

ไม่ใช่ moving-average/low-pass ต่อเนื่อง — ไม่เพิ่ม latency แต่ถ้าท่าตอน boot ไม่ใช่ท่าใช้งานจริง จะผิดไปตลอด

แนวคิด — มุม/ขนาดจากส่วนต่างจาก baseline

acc_dx = acc_g_x - baseline_x, acc_dy แบบเดียวกัน → ใช้แค่ X/Y ของส่วนต่าง ไม่รวม Z ไม่ใช่ raw magnitude

atan2f(acc_dy, acc_dx) — radar ชี้ทาง "ที่ความเร่งเพิ่งเปลี่ยนจากตอน boot" ไม่ใช่ทิศรวมปัจจุบัน

แนวคิด — dead-band สองเกณฑ์ก่อนขยับเข็ม

motion_active จริงเมื่อ acc_xy_delta ≥ 0.06g หรือ gyr_z_delta ≥ 12°/s เท่านั้น

ไม่ถึง → บังคับมุม = 0 ไม่วาดเข็มเลย — กัน atan2() ของเวกเตอร์เกือบศูนย์ให้มุมสุ่ม

ต่างจาก low-pass: ไม่เพิ่ม latency เลย เป็นการตัดสินใจต่อตัวอย่างเดียว

แนวคิด — 3 ระดับความแรงจาก score ที่ normalize

acc_score = delta/0.45g, gyr_score = delta/140°/s → ใช้ค่าที่มากกว่า

< 0.35 LOW (เขียว) · 0.35–0.80 MEDIUM (เหลืองอำพัน) · ≥ 0.80 HIGH (แดง)

ไม่มีใน README ต้นทางเลย — ทำให้อ่านทั้ง "แรงแค่ไหน" (สี) และ "ทางไหน" (มุม) พร้อมกัน

แนวคิด — จอจริงใช้ lv_scale เข็มเดียว ไม่ใช่ canvas+trace

README ต้นทาง: lv_canvas วาด 4 ring + trace 64 จุด

โค้ดจริง: lv_scale widget สำเร็จรูป (dial 0-360°) + เข็มเดียวด้วย lv_scale_set_line_needle_value()

เข็มซ่อนเมื่อนิ่ง ไม่มี trace history เลย — gyro แสดงผ่าน dual-ring arc gauge แยกต่างหาก

แนวคิด — ทักษะที่ฝึกในบทเรียนนี้

บทเรียนนี้พัฒนาทักษะต่อไปนี้ (ตามระดับ 1–5 ของหลักสูตร)

• sys.dsp (ระดับ 2)
• gui.hmi (ระดับ 3)
• sys.sensors-actuators (ระดับ 2)

ตัวอย่างสมบูรณ์ — มุมและ dead-band

โค้ดจาก tesaiot/developer-hub (Apache-2.0) · commit 9a8e3ed · radar_presenter.c

acc_dx = sample.acc_g_x - s_baseline_acc_x;
acc_dy = sample.acc_g_y - s_baseline_acc_y;
acc_xy_delta_g = sqrtf((acc_dx*acc_dx)+(acc_dy*acc_dy));

motion_active = s_baseline_ready &&
    ((acc_xy_delta_g >= RADAR_STILL_ACC_DELTA_G) ||
     (gyr_z_delta_abs_dps >= RADAR_STILL_GYR_DELTA_DPS));

angle_deg = motion_active ?
    (atan2f(acc_dy, acc_dx) * RADAR_DEG_PER_RAD) : 0.0f;

ตัวอย่างสมบูรณ์ — เข็มเดียวบน lv_scale

radar_view.c

s_view.radar_scale = lv_scale_create(radar_card);
lv_scale_set_mode(s_view.radar_scale, LV_SCALE_MODE_ROUND_INNER);
lv_scale_set_range(s_view.radar_scale, 0, 360);

s_view.radar_needle = lv_line_create(s_view.radar_scale);
lv_scale_set_line_needle_value(s_view.radar_scale,
    s_view.radar_needle, 18, 0);
/* Hide needle in STILL state. */
lv_obj_add_flag(s_view.radar_needle, LV_OBJ_FLAG_HIDDEN);

จุดที่มักพลาด

• บอร์ดไม่ราบตอน boot → เข็มค้างชี้ทิศเดียวแม้วางนิ่ง — baseline จับครั้งเดียว
• คิดว่า magnitude มาจากทั้งสามแกน — จริงใช้แค่ X/Y ส่วนต่างจาก baseline
• เอา dead-band ออกเพื่อให้ "ไวขึ้น" — เข็มจะส่ายสุ่มตอนบอร์ดนิ่งสนิท
• คิดว่ามี canvas+ring 4 วง+trace — จริงคือ lv_scale เข็มเดียว ไม่มีประวัติเก็บไว้

ตัวอย่างสมบูรณ์ — build และ flash

# ในโฟลเดอร์ master template (ดูบทเรียน 1.1)
# 1) ลบไฟล์ของ episode เก่าใน proj_cm55/apps/
# 2) คัดลอกไฟล์ทั้งหมดของ episode นี้ลงใน proj_cm55/apps/
make build
make program     # flash ผ่าน KitProg3

หรือเปิด ตัวอย่างนี้บน Developer Hub แล้ว flash เฟิร์มแวร์สำเร็จรูป

ฝึกเติม / แล็บ

1. ทาย ก่อนแก้: เลือกค่าหนึ่งค่าที่ README ของตัวอย่างอธิบายไว้ในส่วน How แล้วเขียนว่าจะเห็นอะไรเปลี่ยนบนจอหรือใน log
2. แก้และรัน build + flash แล้วเทียบกับที่ทายไว้ ถ้าไม่ตรง ให้หาว่าเข้าใจส่วนไหนผิด
3. ทำเพิ่ม ต่อยอดหนึ่งอย่างที่ตัวอย่างยังไม่มี แล้วเก็บภาพหรือวิดีโอไว้ใน portfolio

เช็กความเข้าใจ

• atan2 ใช้ทำอะไรในการหาทิศ
• dead-band ต่างจาก moving average อย่างไรในแง่ความหน่วงของจุดบน radar
• สีหรือขนาดของจุดควรสื่อข้อมูลอะไร

คำตอบอยู่ใน README ของตัวอย่างและในโค้ด ถ้าตอบข้อใดไม่ได้ ให้กลับไปอ่านส่วน Why / What / How อีกครั้ง

ไปต่อ

• ทบทวนเป้าหมายทั้ง 3 ข้อของบทเรียนนี้ก่อนไปต่อ
• ถ้าตอบคำถามหน้าที่แล้วไม่ได้ครบ กลับไปอ่าน README ของตัวอย่างส่วน Why / What / How อีกครั้ง
• พร้อมแล้วไปเปิดบทเรียนถัดไปในโมดูลเดียวกัน

แหล่งอ้างอิง

• README ของ episode · โฟลเดอร์โค้ด · commit 9a8e3ed
• เปิดตัวอย่างนี้บน Developer Hub
• โค้ดเป็นของ Developer Hub และอ้างอิงด้วยลิงก์ ไม่ได้คัดลอกเข้าคลังนี้

เครดิต

"TESAIoT Firmware Stack: เฟิร์มแวร์ภาษา C บน TESAIoT Dev Kit" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

ตัวอย่างโค้ดเป็นผลงานของ TESAIoT Firmware Stack โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (TESA) ใน tesaiot/developer-hub รายละเอียดการให้เครดิตอยู่ที่ ATTRIBUTION.md

ภาพหน้าจอในสไลด์นี้มาจาก tesaiot/developer-hub (int_ep05_bmi270_radar_view) ที่ commit 9a8e3ed