Skip to content
BranchesTags

Latest commit

 

History

16 Commits

Folders and files

NameName
Last commit message
Last commit date
docs
docs
 
 
scripts
scripts
 
 
src
src
 
 
.editorconfig
.editorconfig
 
 
.gitignore
.gitignore
 
 
README.md
README.md
 
 
mvnw.cmd
mvnw.cmd
 
 
pom.xml
pom.xml
 
 

Repository files navigation

Java Smart Solutions

จาก Java Basic สู่ OOP และ Desktop App ผ่านโปรเจกต์จริง

เรียน Java ผ่าน Case Study Smart Factory Machine Monitor โดยพัฒนาโค้ดชุดเดียวอย่างต่อเนื่องจากโปรแกรม Console ไปสู่ Business Logic แบบ OOP และ Dashboard ด้วย JavaFX

ทุกบทใช้รูปแบบ สร้างโครงไฟล์ → เพิ่มโค้ดทีละช่วง → รันดูผล → ทำ Challenge จึงไม่ต้องคัดลอกโค้ดก้อนใหญ่ในครั้งเดียว ส่วนโค้ดฉบับเต็มเก็บไว้ในโฟลเดอร์ src สำหรับใช้ตรวจคำตอบและต่อยอด โปรเจกต์ใช้ JDK 21, Maven Wrapper และ JavaFX 21

เส้นทางการเรียนรู้

Repo นี้วางเส้นทางจาก Java Console ไปสู่ระบบ Smart Factory แบบ Full Stack และ IoT โดยสามระยะแรกมีบทเรียนแล้ว ส่วนระยะที่ 4–7 และ Optional Track 4V เป็น Roadmap สำหรับพัฒนาในอนาคต ยังไม่มี EP หรือ Source Code ให้ทำตาม

ระยะ Track ผลลัพธ์ปลายทาง สถานะ
1 Java Basic Smart Factory Console มีบทเรียนแล้ว
2 Java OOP Smart Factory Core มีบทเรียนแล้ว
3 Java Desktop Application JavaFX Dashboard มีบทเรียนแล้ว
4 Spring Boot REST API นำ OOP Core ให้บริการผ่าน HTTP และ JSON Roadmap — ยังไม่มีบทเรียน
4V Vaadin Flow Web UI ทางเลือก Java-first หลัง Spring Boot สำหรับ Dashboard ภายใน Optional Roadmap — ยังไม่มีบทเรียน
5 Angular และ TypeScript สร้าง Frontend ที่มี Component, Service และ DI Roadmap — ยังไม่มีบทเรียน
6 Smart Factory Web Dashboard เชื่อม Angular กับ Java API เป็นระบบเดียว Roadmap — ยังไม่มีบทเรียน
7 MQTT, Database และ IoT Device รับข้อมูลจริง บันทึกประวัติ และอัปเดต Dashboard Roadmap — ยังไม่มีบทเรียน

Angular ยังคงเป็นเส้นทางหลักสำหรับ Full-stack แบบแยก Frontend/Backend ส่วน Vaadin เป็น Optional Track สำหรับผู้ที่ต้องการพัฒนา Web UI ด้วย Java และ OOP ต่อเนื่องจาก JavaFX

หัวข้อในอนาคตจะสอนด้วยแนวทาง Modern OOP โดยใช้ Composition เป็นหลัก ใช้ Inheritance เฉพาะความสัมพันธ์แบบ is-a แยก Business Rule ออกจาก Framework และใช้ Interface, Value Object, Dependency Injection รวมถึง Test เพื่อให้ระบบเปลี่ยน UI, Database หรือช่องทางรับข้อมูลได้โดยไม่ต้องรื้อ Domain Core

ดูขอบเขต Future Roadmap และหลัก Modern OOP

เลือก Playlist

Playlist 1 — Java Basic Lab: Smart Factory Console

พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับสร้างโปรแกรมตรวจอุณหภูมิเครื่องจักรจากไฟล์ Java เพียงไฟล์เดียว

EP เนื้อหา เปิดบทเรียน
1.1 ติดตั้ง JDK และโปรแกรมแรก เริ่มโปรแกรม Java
1.2 Variable, Data Type และ Constant เก็บข้อมูลให้ถูกชนิด
1.3 Operator และ Type Casting คำนวณค่า Sensor
1.4 String และ Output Formatting สร้างรายงาน Console
1.5 รับข้อมูลด้วย Scanner รับค่าจากผู้ใช้
1.6 if/else และ Logical Operator สร้างกฎแจ้งเตือน
1.7 switch และเมนูคำสั่ง สร้าง Console Menu
1.8 for, while และ do-while ทำงานซ้ำด้วย Loop
1.9 Array และ Enhanced for เก็บเครื่องจักรหลายเครื่อง
1.10 Method และ Console Capstone รวมเป็น Mini Project

ผลลัพธ์ของ Playlist: โปรแกรม Console แสดงเครื่องจักรและแจ้ง WARNING เมื่ออุณหภูมิสูง

Playlist 2 — Java OOP in Action: Smart Factory Core

เปลี่ยนข้อมูลแบบ Array เป็น Object และออกแบบ Business Logic ที่ Console กับ Desktop App ใช้ร่วมกันได้

EP เนื้อหา เปิดบทเรียน
2.1 Class และ Object จาก Array สู่ Object
2.2 Field, Method และ Constructor สร้าง Object ที่พร้อมใช้
2.3 Encapsulation และ Validation รักษากติกาของ Object
2.4 Enum และ State จำกัดสถานะเครื่องจักร
2.5 Composition และ Value Object รวม SensorReading กับ Machine
2.6 Inheritance และ Abstract Class สร้าง FactoryDevice
2.7 Interface กำหนดสัญญา Maintainable
2.8 Polymorphism ใช้ Type กลางร่วมกัน
2.9 Collection, Optional และ Stream ค้นหาและสรุปข้อมูล
2.10 Service, Exception และ Test จบ Smart Factory Core

ผลลัพธ์ของ Playlist: โมเดล OOP ที่ตรวจ Sensor, เปลี่ยนสถานะ และวางแผนบำรุงรักษาได้

Playlist 3 — Java Desktop Workshop: Smart Factory Dashboard

นำ OOP Core มาสร้าง Desktop Window App ที่เพิ่มเครื่องจักร รับค่า Sensor และอัปเดต Dashboard ได้

EP เนื้อหา เปิดบทเรียน
3.1 JavaFX, Maven, Stage และ Scene เปิดหน้าต่าง JavaFX แรก
3.2 Layout Pane แบ่งพื้นที่หน้าจอ
3.3 JavaFX CSS สร้าง Theme
3.4 Controls และ Form รับข้อมูลเครื่องจักร
3.5 Event, Property และ Binding อัปเดต UI อัตโนมัติ
3.6 Validation และ Alert ตรวจข้อมูลก่อนบันทึก
3.7 TableView และ ObservableList แสดงรายการเครื่องจักร
3.8 CellFactory และ Summary Card แยกสีและสรุปสถานะ
3.9 เชื่อม Service และ CRUD ใช้ OOP Core กับ UI
3.10 Task, Thread และ Timeline จำลอง Sensor แบบ Live
3.11 FXML และ Controller แยก View จาก Logic
3.12 ภาษาไทย Runtime Image และ IoT เตรียมส่งมอบและต่อยอด

ผลลัพธ์ของ Playlist: Smart Factory Desktop Dashboard ที่ใช้งานและต่อยอดได้

ดูภาพรวมโปรเจกต์และหัวข้อ Java ที่ใช้

สิ่งที่จะได้สร้าง

ระบบติดตามเครื่องจักรในโรงงานที่ทำได้ดังนี้

  • แสดงรหัส ชื่อ ตำแหน่ง และสถานะของเครื่องจักร
  • รับค่าอุณหภูมิและแรงสั่นสะเทือนจากเซนเซอร์จำลอง
  • เปลี่ยนสถานะเป็น WARNING เมื่อค่าผิดปกติ และเป็น EMERGENCY_STOP เมื่ออุณหภูมิตั้งแต่ 100 °C
  • แจ้งเตือนบำรุงรักษาเมื่อทำงานครบ 500 ชั่วโมงหรือมีสถานะผิดปกติ
  • เพิ่ม ลบ และบำรุงรักษาเครื่องจักรผ่านหน้าต่าง Desktop
  • จำลองค่าเซนเซอร์ครั้งเดียวหรืออัปเดตอัตโนมัติทุก 2 วินาที
  • ทดสอบ Business Logic ด้วยสคริปต์เดียว โดย Maven Wrapper จัดการ Dependency ให้

หัวข้อ Java ที่ใช้

ระดับ หัวข้อ สิ่งที่เห็นในโครงการ
Basic ตัวแปร, Data Type, Array ชื่อเครื่องและค่าอุณหภูมิ
Basic if/else, switch, loop ตรวจค่าเตือน เลือกเครื่อง วนแสดงข้อมูล
Basic Method แยกกฎตรวจอุณหภูมิออกจาก main
OOP Class และ Object Machine, SensorReading
OOP Encapsulation field เป็น private และแก้ค่าผ่าน method
OOP Inheritance Machine extends FactoryDevice
OOP Interface Machine implements Maintainable
OOP Polymorphism รับ Machine เป็น FactoryDevice หรือ Maintainable
Java API Enum, List, Optional, Stream สถานะ คลังข้อมูล การค้นหา และสรุปผล
Desktop JavaFX, FXML, CSS Stage, Scene, TableView, Binding, Task และ Timeline
Quality Exception และ Test ตรวจข้อมูลผิด กรณีรหัสซ้ำ และกฎแจ้งเตือน
ดูวิธีติดตั้ง โครงสร้างไฟล์ และคำสั่งรัน

เครื่องมือที่ต้องมี

  • JDK 21 LTS
  • Terminal หรือ PowerShell
  • Editor ใดก็ได้ เช่น VS Code, IntelliJ IDEA หรือ Apache NetBeans

ไม่ต้องติดตั้ง Maven แยก เพราะ mvnw.cmd จะดาวน์โหลด Apache Maven รุ่นที่โครงการกำหนดและตรวจ Checksum ก่อนใช้งานครั้งแรก

ตรวจสอบว่า Java พร้อมใช้งาน:

java -version
javac -version

ถ้าคำสั่ง javac หาไม่เจอ แสดงว่าติดตั้งเฉพาะ Java Runtime หรือยังไม่ได้เพิ่มโฟลเดอร์ bin ของ JDK ลงใน PATH

โครงสร้างโปรเจกต์

Java_OOP_DesktopApp/
├─ README.md
├─ docs/
│  ├─ FUTURE_ROADMAP.md             # ขอบเขตระยะที่ 4–7 และ Optional Track 4V
│  ├─ playlist-01-java-basic/       # EP 1.1–1.10
│  ├─ playlist-02-java-oop/         # EP 2.1–2.10
│  └─ playlist-03-java-desktop/     # EP 3.1–3.12
├─ mvnw.cmd                         # Maven Wrapper สำหรับ Windows
├─ pom.xml                          # JavaFX และ Build Configuration
├─ scripts/
│  ├─ build.ps1
│  ├─ check-encoding.ps1
│  ├─ run-basic.ps1
│  ├─ run-oop.ps1
│  ├─ run-desktop.ps1
│  └─ test.ps1
└─ src/
   ├─ main/java/
   │  ├─ module-info.java
   │  └─ smartfactory/
   │     ├─ basic/BasicDemo.java
   │     ├─ model/
   │     ├─ oop/OopDemo.java
   │     ├─ service/SmartFactoryService.java
   │     └─ ui/
   ├─ main/resources/smartfactory/ui/  # FXML และ CSS
   └─ test/java/smartfactory/SmartFactoryTest.java

เริ่มแบบเร็วบน Windows

เปิด PowerShell ที่โฟลเดอร์โปรเจกต์ แล้วเลือกคำสั่งตามตอนที่ต้องการ

1. Java Basic

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\run-basic.ps1

โปรแกรมจะให้เลือกเครื่องจักรหมายเลข 1–3 ตัวอย่างผลลัพธ์:

=== KOPES Smart Factory ===
1. Mixer        อุณหภูมิ  65.5 °C -> NORMAL
2. Conveyor     อุณหภูมิ  82.3 °C -> WARNING
3. Water Pump   อุณหภูมิ  58.0 °C -> NORMAL

เลือกเครื่องจักรที่ต้องการดู (1-3): 2
คุณเลือก: Conveyor

2. Java OOP

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\run-oop.ps1

ผลลัพธ์ส่วนท้ายควรเป็น:

ทั้งหมด 3 เครื่อง | ต้องตรวจ/บำรุงรักษา 2 เครื่อง

3. Desktop Window App

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\run-desktop.ps1

หน้าต่าง Dashboard จะเปิดขึ้นมา จากนั้นทดลองตามลำดับนี้:

  1. เลือก M-001 ในตาราง
  2. ใส่อุณหภูมิ 85 และแรงสั่น 3
  3. กด อัปเดต Sensor แล้วสังเกตสถานะเปลี่ยนเป็น ต้องตรวจสอบ
  4. กด บำรุงเสร็จแล้ว แล้วสถานะจะเป็น ปิดเครื่อง
  5. กด เริ่ม Auto Sensor เพื่อดูข้อมูลเปลี่ยนทุก 2 วินาที

4. Run Test

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\test.ps1

ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง:

PASS: 5 tests

รัน Maven โดยตรง

โปรเจกต์ JavaFX มี Module และ Dependency จึงใช้ Maven แทนการต่อ --module-path ด้วยตนเอง:

.\mvnw.cmd clean compile
.\mvnw.cmd javafx:run
.\mvnw.cmd -Dexec.mainClass=smartfactory.SmartFactoryTest -Dexec.classpathScope=test exec:java
ดูแผนที่บทเรียนและซอร์สโค้ด

แผนที่บทเรียนและซอร์สโค้ด

Playlist 1 — Java Basic Lab

เริ่มจากไฟล์เดียวและเห็นผลทันที ครอบคลุมตัวแปร String, double, array, loop, method, if/else, switch และ Scanner

Playlist 2 — Java OOP in Action

แก้ปัญหา array หลายชุดที่ต้องจำ index ให้ตรงกันด้วย Machine และ SensorReading แล้วต่อยอด Encapsulation, Inheritance, Interface, Polymorphism, Collection และ Exception

Playlist 3 — Java Desktop Workshop

ใช้ OOP และ Service ชุดเดิม สร้าง UI ด้วย JavaFX Stage, Scene, Layout Pane, TableView, Property Binding, CSS, FXML และ Background Task

บทสรุปของทั้งสาม Playlist

ทดสอบกฎที่สำคัญ ได้แก่ ค่าปลอดภัย ค่าอุณหภูมิสูง การบำรุงรักษา และรหัสซ้ำ จากนั้นต่อยอดเป็นฐานข้อมูลหรือรับข้อมูลจริงจาก IoT

ดู Architecture กติกา และแนวทางต่อยอด

ภาพรวมการออกแบบ

flowchart LR
    Sensor[SensorReading] --> Machine
    Device[FactoryDevice] -->|extends| Machine
    Contract[Maintainable] -->|implements| Machine
    Machine --> Service[SmartFactoryService]
    Service --> Console[OopDemo]
    Service --> Controller[DashboardController]
    FXML[FXML View] --> Controller
    CSS[JavaFX CSS] --> FXML
Loading

แนวคิดสำคัญคือ หน้าจอไม่ควรเป็นเจ้าของกฎธุรกิจ กฎว่าอุณหภูมิเท่าไรจึงเตือนอยู่ใน Machine ส่วนการค้นหา เพิ่ม ลบ และสรุปผลอยู่ใน SmartFactoryService ดังนั้น Console และ Desktop App จึงใช้ logic ชุดเดียวกันได้

กติกาของ Case Study

เงื่อนไข ผลลัพธ์
อุณหภูมิต่ำกว่า 80 °C และแรงสั่นต่ำกว่า 7 mm/s RUNNING
อุณหภูมิตั้งแต่ 80 °C แต่ต่ำกว่า 100 °C WARNING
อุณหภูมิตั้งแต่ 100 °C EMERGENCY_STOP
แรงสั่นตั้งแต่ 7 mm/s โดยอุณหภูมิต่ำกว่า 100 °C WARNING
ชั่วโมงทำงานตั้งแต่ 500 ควรบำรุงรักษา
บำรุงรักษาเสร็จ ชั่วโมงกลับเป็น 0 และสถานะ OFFLINE
เพิ่มรหัสเดิมซ้ำ แม้ตัวพิมพ์เล็ก/ใหญ่ต่างกัน แสดงข้อผิดพลาด

กติกาเหล่านี้เป็นค่าจำลองสำหรับการเรียน ไม่ใช่มาตรฐานความปลอดภัยของเครื่องจักรจริง

จะเปลี่ยนเป็น Case Study อื่นได้อย่างไร

โครงสร้างเดิมสามารถเปลี่ยนชื่อและกฎได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแนวคิด Java

Smart Factory Smart Farm Smart Home IoT Environment
Machine Greenhouse RoomDevice MonitoringStation
อุณหภูมิ/แรงสั่น ความชื้นดิน/แสง อุณหภูมิ/พลังงาน PM2.5/CO₂
WARNING ต้องรดน้ำ ใช้พลังงานสูง คุณภาพอากาศอันตราย
Maintenance เติมน้ำ/ปุ๋ย ตรวจอุปกรณ์ เปลี่ยน Sensor

ตัวอย่างโจทย์ต่อยอด:

  1. เพิ่ม EnergyMeter extends FactoryDevice
  2. ให้ EnergyMeter implements Maintainable
  3. เพิ่มค่า power consumption และกฎแจ้งเตือนของตัวเอง
  4. เก็บ FactoryDevice หลายชนิดใน collection เดียวกัน
  5. ใช้ Polymorphism วนแสดงข้อมูลโดยไม่ต้องถามชนิดทุกครั้ง

Checklist หลังเรียนครบทั้งสาม Playlist

  • รัน Basic Demo และอธิบายทุก Data Type ได้
  • เปลี่ยนค่าอุณหภูมิแล้วทำนายผลก่อนรันได้
  • อธิบายความต่างระหว่าง Class กับ Object ได้
  • บอกได้ว่า field ใดถูก Encapsulation และเพราะอะไร
  • อธิบาย extends กับ implements ได้
  • เพิ่มเครื่องจักรจากหน้าจอได้
  • ทำให้เกิดสถานะ WARNING ด้วยตนเองได้
  • รัน Test ผ่านทั้ง 5 กรณี
  • เพิ่มกฎธุรกิจใหม่พร้อม Test อย่างน้อย 1 ข้อ
ดูวิธีแก้ปัญหาที่พบบ่อย

ปัญหาที่พบบ่อย

javac is not recognized

ติดตั้ง JDK และเพิ่ม <ตำแหน่ง JDK>\bin ลงใน PATH จากนั้นปิดและเปิด Terminal ใหม่

PowerShell ไม่อนุญาตให้รัน Script

ใช้รูปแบบนี้ ซึ่งเปลี่ยนนโยบายเฉพาะ process ที่กำลังรัน:

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\run-desktop.ps1

ภาษาไทยใน Terminal เป็นเครื่องหมายคำถาม

chcp 65001
[Console]::OutputEncoding = [System.Text.UTF8Encoding]::new()

แล้วรันคำสั่งอีกครั้ง ไฟล์ script ในโปรเจกต์ตั้งค่านี้ให้อัตโนมัติแล้ว

ตัวอักษรไทยใน Popup เป็นสี่เหลี่ยมหรืออ่านไม่ออก

โปรเจกต์ตั้ง Locale เป็น th-TH และเลือกฟอนต์ภาษาไทยให้อัตโนมัติ โดยตรวจตามลำดับ Leelawadee UI, Tahoma, Noto Sans Thai และฟอนต์สำรองของ Java

ตรวจ Encoding ของไฟล์ทั้งหมดก่อน Build:

powershell -ExecutionPolicy Bypass -File .\scripts\check-encoding.ps1

ถ้ายังไม่แสดงภาษาไทย ให้ติดตั้งฟอนต์ภาษาไทยอย่างน้อยหนึ่งชุดแล้วเปิดโปรแกรมใหม่ ห้ามแก้ข้อความไทยที่อ่านไม่ออกด้วยการเปลี่ยนเป็น Unicode escape เพราะจะทำให้โค้ดในบทเรียนอ่านยาก

เปิด Desktop App ไม่ได้บน Server หรือ Container

JavaFX ต้องใช้ระบบที่มีหน้าจอ Desktop ถ้าทำงานบนเครื่องแบบ headless ให้รันเฉพาะ Basic, OOP, Build และ Test

License และการนำไปใช้

สามารถนำโค้ดไปใช้เรียน ทำ Workshop และต่อยอดเป็นโครงการส่วนตัวได้ ปรับชื่อโครงการ เกณฑ์แจ้งเตือน และรูปแบบหน้าจอให้เข้ากับงานได้ตามต้องการ

About

Learn modern Java from Basic and OOP to JavaFX through a Smart Factory case study, with future Spring Boot, Vaadin, Angular, MQTT, Database and IoT tracks.

Topics

desktop-applicationiotjavajava-basicjava-oopjava-swingjava-tutorialobject-oriented-programmingsmart-factory

Resources

Readme
Activity

Stars

0 stars

Watchers

0 watching

Forks

0 forks
Report repository

Releases

Packages

Contributors

Languages