e25vbe.radio / open engineering notes / fire early-warning concept
แนวคิดเปิด — ไม่ใช่สินค้า

คนไม่ได้ตายเพราะไฟ
คนตายเพราะอากาศหมดก่อนหนีทัน

บันทึกแนวคิดระบบเตือนอัคคีภัยล่วงหน้าด้วยกล้องความร้อน (thermal imaging) ร่วมกับระบบระบายควันอัตโนมัติ พัฒนาต่อยอดจากการพูดคุยทางวิศวกรรมหลายรอบ หลังเหตุเพลิงไหม้สถานบันเทิงในกรุงเทพฯ เผยแพร่แบบเปิด (open concept) เพื่อให้ใครก็นำไปต่อยอด ทดสอบ หรือผลักดันเป็นมาตรฐานได้

สถานะของเอกสารนี้ นี่คือแนวคิดระดับ R&D ที่อยู่ระหว่างการทดสอบต้นแบบ (prototype) ยังไม่ผ่านการรับรองมาตรฐานใด ๆ ตัวเลขด้านเวลาตรวจจับ อัตราการระบายอากาศ และต้นทุน เป็นการประมาณการเชิงวิศวกรรมเบื้องต้น ไม่ใช่ผลการทดสอบที่ยืนยันแล้ว ห้ามใช้แทนระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้ตามกฎหมาย และไม่รับประกันความปลอดภัยชีวิตหรือทรัพย์สินในทุกกรณี
สำหรับทุกคน

ปัญหาคืออะไร แล้วไอเดียนี้ช่วยอะไร

ระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้แบบเดิม เช่น เครื่องตรวจจับควัน ต้องรอให้ควันลอยขึ้นไปสะสมถึงเพดานก่อนถึงจะทำงาน ในสถานที่เพดานสูง มืด และมีคนพลุกพล่านอย่างผับหรือร้านอาหารกึ่งกลางแจ้ง กว่าระบบจะเตือน ไฟมักลุกลามไปมากแล้ว และสิ่งที่คร่าชีวิตคนจริง ๆ ในเหตุการณ์แบบนี้ มักไม่ใช่เปลวไฟ แต่คือก๊าซพิษจากควัน โดยเฉพาะไฮโดรเจนไซยาไนด์ ที่เกิดจากการเผาไหม้วัสดุกันเสียง เช่น โฟมโพลียูรีเทน

01 — เห็นไฟเร็วขึ้น

ใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนแทนตา มองเห็นจุดร้อนผิดปกติตั้งแต่ระดับพื้นหรือผนัง ก่อนที่ควันจะลอยขึ้นไปถึงเพดาน

02 — ซื้อเวลาให้คนหนี

เมื่อตรวจพบ ระบบสั่งเปิดพัดลมระบายควันโดยอัตโนมัติ ดันชั้นควันพิษให้อยู่สูงกว่าระดับหัวคนให้นานที่สุด

เป้าหมายไม่ใช่การดับไฟ แต่คือการซื้อเวลาในช่วง 60–120 วินาทีแรก ซึ่งจากการคำนวณเบื้องต้น คือช่วงเวลาที่ตัดสินว่าคนจะหนีออกมาทันหรือไม่

ภาพรวมระบบ

ระบบทำงานอย่างไร

ระบบประกอบด้วยสองส่วนที่ทำงานร่วมกัน: กล้องความร้อนที่คอยเฝ้ามองหาความร้อนผิดปกติ และระบบระบายอากาศที่จะเปิดทำงานทันทีเมื่อได้รับสัญญาณ

กล้องความร้อน LWIR sensor ESP32-S3 · DUAL CORE CORE 1 heat-growth analysis CORE 0 storage · relay · wifi พัดลมระบายควันหลัก Motorized vane → พัดลมครัว ไซเรน + relay เข้า fire panel SD log + ส่งภาพขึ้น server เมื่อ Core 1 ตรวจพบพื้นที่ความร้อนขยายตัวต่อเนื่อง → สั่ง Core 0 ทริกเกอร์ทุก output พร้อมกัน
แผนภาพ 1 — สถาปัตยกรรมระบบระดับบอร์ดเดียว (ESP32-S3, dual core แบ่งหน้าที่เฝ้าดูและสั่งการ)
ชั้นควันร้อน + ก๊าซพิษ smoke layer โซนอากาศใส — ระดับหายใจของคน พัดลมดูดควัน ช่องลมเข้า (ถ่วงน้ำหนัก) Vane → พัดลมครัว
แผนภาพ 2 — ทิศทางอากาศ: ดูดออกทางหลังคา (บน) + ลมเข้าทางช่องถ่วงน้ำหนักที่ระดับต่ำ (ล่าง) เพื่อไม่ให้เกิดแรงดันลบจนเปิดประตูไม่ออก
สำหรับหน่วยงาน / ผู้กำหนดนโยบาย

ทำไมเรื่องนี้ควรผลักดันเป็นมาตรฐาน

งานยากที่สุดของแนวคิดนี้ไม่ใช่ฮาร์ดแวร์หรืออัลกอริทึม แต่คือการรับรองมาตรฐาน การประกันภัย และการบังคับใช้กฎหมาย ระบบนี้ถูกออกแบบให้เป็นชั้นเตือนภัยล่วงหน้า (pre-alarm layer) ที่ทำงานเสริมคู่กับระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้มาตรฐานเดิม ไม่ใช่สิ่งทดแทน — เพื่อหลีกเลี่ยงอุปสรรคด้านการรับรองในช่วงแรก และสามารถอ้างอิงโครงสร้างมาตรฐานที่มีอยู่แล้วอย่าง EN 54-10 (flame detector) หรือกลุ่ม ISO 7240 (video-based fire detection) แทนที่จะเริ่มเขียนมาตรฐานใหม่จากศูนย์

ประมาณการต้นทุนต่อร้าน (2569)

รายการประมาณการ
กล้องความร้อน ×3 จุด12,000–24,000 บาท
ESP32-S3 + SD + ตู้ + PSU ×3~1,500 บาท
Mini PC ประมวลผลกลาง~5,500 บาท
ติดตั้ง / เดินสาย5,000–10,000 บาท
รวมโดยประมาณ~25,000–40,000 บาท / ร้าน

ตัวเลขนี้เป็นการประมาณการจากส่วนประกอบที่มีขายจริงในท้องตลาด ณ ช่วงเวลาที่เขียน ไม่ใช่ราคาสินค้าสำเร็จรูป

แนวทางผลักดันที่เสนอ

เดือน 0–3

ต้นแบบ + ทดสอบเผาไหม้จริง

สร้าง prototype แล้ววัดเวลาตรวจจับจริงด้วยแหล่งความร้อนควบคุม (เทียน พลุขวด วัสดุจำลอง) ให้ได้ตัวเลขที่ยืนยันได้ ไม่ใช่ทฤษฎี

เดือน 3–9

Pilot ร้านจริง 3–5 แห่ง

เก็บสถิติ false alarm และภาพเหตุการณ์จริง เพื่อจูนอัลกอริทึมด้วยข้อมูลภาคสนาม ไม่ใช่ข้อมูลจำลองในห้องแล็บ

เดือน 9–24

เชื่อมประกันภัย + หน่วยงานท้องถิ่น

เสนอส่วนลดเบี้ยประกันให้ร้านที่ติดตั้ง และผลักเข้าเงื่อนไขต่อใบอนุญาตสถานบริการ ซึ่งปรับได้เร็วกว่าการแก้กฎหมายระดับ พ.ร.บ.

ปี 2–5

เสนอมาตรฐานหมวดใหม่

ผลักดันมาตรฐานหมวด "image-based fire detection" ต่อหน่วยงานมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง โดยอ้างอิงโครงสร้าง EN 54 / ISO 7240 ที่มีอยู่แล้ว

สำหรับวิศวกร / เมกเกอร์

รายละเอียดทางเทคนิค

สเปกอ้างอิงของต้นแบบที่กำลังทดสอบอยู่ในขณะนี้

Controller

ESP32-S3 N16R8 — dual-core LX7, 16 MB flash, 8 MB PSRAM. Core 0: I/O + relay + WiFi. Core 1: heat-growth analysis จาก PSRAM buffer

Thermal sensor

ทดสอบด้วย Mileseey TR256i (256×192, UVC บน Linux) — ความละเอียดสูงกว่า FLIR Lepton 3.5 ในราคาที่ต่ำกว่า

ตรรกะแยกแยะไฟจริงจากความร้อนหลอก

ห้ามใช้ threshold อุณหภูมิเดี่ยว ๆ ต้องพิจารณาพฤติกรรมของความร้อนตามเวลา (spatio-temporal) ผ่าน state machine 4 ระดับ:

STATE 0 ไม่มี blob > 60°C STATE 1 พบ blob เริ่ม tracking STATE 2 พื้นที่ขยายตัวต่อเนื่อง STATE 3 ยืนยันไฟ → trigger
แผนภาพ 3 — state machine 4 ระดับ ไล่จาก candidate ไปจนถึงยืนยันเหตุ ก่อนสั่งทริกเกอร์ระบบทั้งหมด
ลอจิกไฟแช็ก / บารากุไฟไหม้ลุกลาม
Area growth rateคงที่ขยายตัวต่อเนื่องทุกเฟรม
Spatial persistenceเคลื่อนที่ / หายไปเร็วอยู่กับที่ ต่อเนื่อง
Morphologyจุดเล็ก คงรูปแผ่กว้าง ไร้ทิศทาง

หลุมพรางที่พบระหว่างออกแบบ

ฟิสิกส์ของเลนส์

เลนส์ไวด์แองเกิลสำหรับมือถือเป็นกระจก/พลาสติกทั่วไป ซึ่งทึบแสงต่อคลื่น LWIR (8–14 μm) โดยสิ้นเชิง แปะแล้วภาพความร้อนดับทันที ต้องใช้เจอร์เมเนียมหรือ ZnSe เท่านั้น — แก้ด้วยตำแหน่งติดตั้งมุมห้อง (corner mount) แทนการซื้อเลนส์พิเศษ

แรงดันลบ

ดูดควันออกโดยไม่มีช่องลมเข้าระดับต่ำ จะสร้างแรงดันลบจนประตูทางออกเปิดไม่ได้ — ต้องมีช่องลมเข้าแบบถ่วงน้ำหนัก (gravity-damped louver) ที่เปิดเองเมื่อเกิดแรงดันลบ ไม่พึ่งพาไฟฟ้า

คราบจากเครื่องพ่นควัน

ผับใช้ fog/haze fluid ทุกคืน คราบไกลคอลจะเกาะเลนส์จนความไวลดลงโดยไม่มีใครรู้ตัว ต้องมี self-diagnostic เช็ก contrast ของภาพ และแจ้งเตือนให้เช็ดเลนส์เป็นระยะ

รายการทดสอบก่อนใช้งานจริง

  • ยืนยันว่ากล้องส่งข้อมูล radiometric จริง (°C ต่อพิกเซล) ไม่ใช่แค่ภาพ normalize
  • Burn-in ต่อเนื่อง 7 วัน 24 ชม. เพื่อตรวจ drift และการสะสมความร้อนของกล้อง
  • วัด field of view จริงกับวัตถุขนาดที่ทราบ แล้วทดสอบเผาที่ระยะ 3 / 4 / 6 เมตร
  • พ่นหมอกจาก fog machine ซ้ำหลายคืน วัดความไวก่อน-หลัง เพื่อยืนยันปัญหาคราบเลนส์
  • ทดสอบพัดลมระบายควันกับช่องลมเข้า วัดแรงดันในห้องขณะทำงาน ต้องไม่เกิน ~50 Pa ที่ประตู