โครงการพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

บทที่ 1

บทนำ

1.1   ความเป็นมาและความสำคัญของการสร้างโครงการ

ปัจจุบันสำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา(สอศ.) มีสถานการศึกษาในสังกัด จำนวน         ๔๑๕ แห่ง ทั้งวิทยาลัยสารพัดช่าง วิทยาลัยการอาชีพ วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยี กระจายอยู่ทั่วประเทศ ทำหน้าที่ผลิตและพัฒนากำลังคนในระดับฝีมือ ระดับเทคนิคและระดับเทคโนโลยี ให้ตอบสนองและสอดคล้องกับการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมและอาจกล่าวได้ว่า การก้าวสู่ทศวรรษที่ ๗ นี้ เป็นก้าวย่างสำคัญของการปฏิรูปการอาชีวศึกษา ในยุคของการเปลี่ยนแปลงที่แปรผันไม่ว่าจะเป็นด้านเศรษฐกิจสังคมตลอดจนผู้นำระดับสูง อย่างไรก็ตามเลขาธิการคณะกรรมการการอาชีวศึกษา(สอศ.)ยังถือเป็นความท้าทายในการพัฒนากำลังคนทั้งปริมาณและคุณภาพมุ่งสู่ความเป็นเลิศและมาตรฐานสากลเสริมสร้างประสิทธิภาพรวมทั้งแสวงหาความร่วมมือกับภาคีเครือข่ายทั้งในประเทศและต่างประเทศ ปลูกจิตอาสาสร้างสรรค์สังคมเพิ่มขีดความสามารถของครูและผู้เรียนยุคใหม่ทั้งหลายทั้งมวลนี้ ก็เพื่อเตรียมความพร้อมประเทศไทยก่อนก้าวสู่การเป็นประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน (ASEAN Economic Community) หรือ AEC ในปี ๒๕๕๘

          ในวาระนี้ สำนักงานคณะกรรการการอาชีวศึกษาได้เตรียมความพร้อมถึงอนาคตของการอาชีวศึกษาไทยตลอดจนนโยบายต่างๆ ที่กำลังเร่งดำเนินการให้ลุล่วงไว้อย่างน่าสนใจ ไม่ว่าจะเป็นความคืบหน้าของสถาบันคุณวุฒิวิชาชีพ (องค์การมหาชน) ที่ขณะนี้ ดร.ศศิธารา พิชัยชาญณรงค์สงคราม ยังรั้งตำแหน่งรักษารักษาการผู้อำนวยการสถาบันฯเป็นการชั่วคราวเพื่อวางฐานรากและนโยบายต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการรับรองมาตรฐานวิชาชีพ รับรองสมรรถนะบุคคลให้กับผู้สำเร็จอาชีวศึกษา รวมทั้งกำลังคนในตลาดแรงงานให้มีความรู้ความสามารถตรงตามความต้องการของสถานการประกอบการเพื่อสร้างสรรค์บรรทัดฐานค่าตอบแทนที่เป็นธรรมซึ่งยังเกี่ยวโยงไปถึงการเตรียมกำลังคนเข้าสู่ตลาดแรงงานของประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน โดยที่การผลิตและพัฒนากำลังคนด้านอาชีวศึกษาเข้าสู่ภาคอุตสาหกรรม เกษตรและบริการ   จะกลายเป็นภารกิจหลักของสอศ. ซึ่งได้วางยุทธศาสตร์ไว้ดังนี้

           1) การปรับปรุงหลังสูตรเพื่อให้การยกระดับสมรรถนะกำลังคน ความสามารถของผู้ประกอบการและแรงงานด้านอาชีวศึกษาเป็นที่ยอมรับในกลุ่มอาเซียน มาตรฐานการอาชีวศึกษา ที่เชื่อมโยงและเป็นที่ยอมรับในกลุ่มสมาชิกอาเซียน (Thai Vocational Standard Capability Building)

                2) การสร้างความร่วมมือในกรอบความร่วมมืออาเซียนASEAN Plus และ ASEAN Minus ระดับทวิภาคีและพหุภาคี

          3)การเป็นศูนย์กลางการศึกษาและฝึกอบรมอาชีวะศึกษาในระดับภูมิภาคนานาชาติ(VocationalEducationHub)

          หลายเรื่องที่เราทำมีความรุดหน้าไปมาก และหลายเรื่องที่เป็นเรื่องใหม่ในการพัฒนาคุณภาพของผู้เรียนสายวิชาชีพเช่น การทดสอบทางการศึกษาระดับชาติด้านอาชีวศึกษา(V-NET) ซึ่งสถาบันทดสอบทางการศึกษาแห่งชาติ (สทศ.) จะจัดสอบให้ในระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช.) ชั้นปี๓ และระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง (ปวส.) ชั้นปี๒ ช่วงเดือนมกราคมปี ๒๕๕๘ ผลการทดสอบที่ได้จะกลายเป็นตัวชี้วัดคุณภาพผู้เรียนสถานศึกษาเป็นรายโรงเรียนซึ่งนั้นยังเชื่อมโยงไปสู่การประเมินคุณภาพภายนอก จากสำนักงานรับรองมาตรฐานและประเมินคุณภาพสถานศึกษา(สมศ.) เป็นการประกันคุณภาพที่เห็นผลและจับต้องได้ ที่สำคัญยังช่วยยกระดับความเชื่อมั่นในศักยภาพของเด็กอาชีวะในสายตาของผู้ประกอบและภาคอุตสาหกรรมแขนงต่างๆ อีกด้วย ดร.ศศิธารา กล่าว

          นี่คือภาพของอนาคตข้างหน้า แต่อย่างไรเสีย หากมองย้อนไปในวันวานการอาชีวศึกษา ก็ยังคงมีบทบาทสำคัญในฐานะผู้ให้บริการสังคมอยู่ทุกขณะเช่น โครงการร่วมด้วยช่วยประชาชนตรวจรถก่อนใช้ ปลอดภัยแน่นอนในช่วงเทศกาลปีใหม่และสงกรานต์ โครงการอาชีวศึกษาร่วมใจต้านภัยหนาวตัดเย็บซ่อมแซมเสื้อกันหนาวผ้าห่มอุปกรณ์สร้างความอบอุ่นไปมอบให้แก่ประชาชนผู้ประสบภัยหนาวในเขตภาคเหนือภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคกลางบางพื้นที่ โครงการบ้านน้ำใจดำเนินการสร้างบ้านให้นักเรียนที่เรียนดีความประพฤติดีแต่มีฐานะยากจนที่ตกอยู่ใน

          สภาวะยากลำบากให้มีที่อยู่อาศัยที่ปลอดภัย หรือโครงการศูนย์ซ่อมเพื่อชุมชน Fix It Center เพื่อชุมชนถาวรประจำ อบต.จำนวน ๑,๒๐๐ จุด ยกระดับช่างชุมชนและการให้บริการซ่อมบำรุงเครื่องมือทำมาหากิน เครื่องใช้ไฟฟ้าเครื่องจักรกลเกษตรแก่ประชาชน เป็นต้น โครงการเหล่านี้ยังเป็นการประสบการณ์แก่ผู้เรียน ทั้งในด้านการฝึกงานวิชาชีพและปลูกฝังสำนึกการบริการสังคม นอกจากนี้ได้เน้นเครือข่ายความร่วมมือทุกภาคส่วนให้เข้ามาร่วมรับผิดชอบและมีบทบาทในการจัดการอาชีวศึกษาร่วมกันมากขึ้น

          ผลของงานเหล่านี้ ช่วยทำให้การอาชีวศึกษาเป็นที่รู้จักกับสังคมมากขึ้นและกลุ่มเป้าหมาย นักเรียนที่จบชั้น ม.ต้น ต่างต้องการเข้าสู่ระบบอาชีวศึกษามากขึ้น เพราะมองเห็นการมีงานทำในอนาคตและเหนือสิ่งอื่นใด คือเราภูมิใจที่ได้ส่งเสริมพัฒนาผู้เรียนให้เป็นแรงงานฝีมือที่มีทักษะเชี่ยวชาญ ที่มีคุณภาพ มีคุณธรรม มีจรรยาบรรณทางวิชาชีพ รับผิดชอบต่อสังคมและพึ่งพาตนเองได้

          จากนโยบายของสำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษาวิทยาลัยโดยแผนกวิชาได้นำมาปฏิบัติให้เกิดเป็นรูปธรรม การจัดรายวิชาที่สอดคล้องกับความต้องการของตลาดแรงงาน การจัดให้นักศึกษาได้ใช้ความคิดสร้างสรรค์ การทำงานเป็นทีม ตลอดจนการมีส่วนร่วมของการจัดการเรียนการสอน ซึ่งทำให้ผู้เรียนมีวิวัฒนาการการแสดงออก การใช้ทักษะ ความสามารถในการแสดงออกอย่างเต็มที่

          จากคำอธิบายรายวิชาโครงการศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับการบูรณาการความรู้ ทักษะ ประสบการณ์เพื่อวางแผนพัฒนางานในสาขาวิชา ด้วยกระบวนการทดลอง สำรวจประดิษฐ์คิดค้น หรือการปฏิบัติงานเชิงระบบ การเลือกหัวข้อโครงการ การศึกษาค้นคว้าข้อมูลและเอกสารอ้างอิง การเขียนโครงการ การดำเนินโครงการการเก็บรวบรวมข้อมูลวิเคราะห์และแปลผลการสรุปผลการดำเนินงานการจัดทำรายงานการนำเสนอผลงานการใช้สื่อโสตทัศน์ประกอบการนำเสนอผลงานโครงการ

          จากคำอธิบายรายวิชา ผู้จัดทำโครงการได้คิดค้นโครงการซึ่งมีประโยชน์และสามารถนำไปต่อยอดในเชิงพาณิชย์ โดยการศึกษาความจำเป็นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับท้องถิ่น และความเป็นไปได้โดยได้จัดทำโครงการเครื่องวัดปริมาณฝุ่นละอองและควันในอากาศแสดงผลด้วยจอผลึกเหลวชนิดตัวอักษร

1.2 วัตถุประสงค์

          1.2.1 เพื่อสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

          1.2.2 เพื่อประสิทธิภาพของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

          1.2.3 เพื่อหาความพึงพอใจของผู้ใช้พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

1.3 ขอบเขตของโครงการ

          1.3.1 สามารถควบคุมพัดลมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือได้ด้วยระบบไร้สาย

          1.3.2 ลดต้นทุนการผลิต

1.4 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

          1.4.1 อำนวยความสะดวกต่อผู้ใช้งานและง่ายต่อการควบคุมด้วยระบบไร้สาย

          1.4.2 ได้ศึกษาอุปกรณ์ที่ใช้กับพัดลม 2 ระบบควบคุมด้วยแอพพลิเคชั่นมือถือ

1.5 นิยามศัพท์เฉพาะ

          พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ หมายถึง พัดลมปรับความเร็วตามอุณหภูมิและควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือสามารถแสดงค่าอุณหภูมิด้วยจอ LCD และควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือด้วยเซ็นเซอร์ Bluetooth HC-06

  

บทที่ 2

เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

การจัดทำโครงการเรื่องพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือคณะผู้จัดทำได้ศึกษาค้นคว้าเอกสารเกี่ยวกับการจัดทำ มีรายละเอียดดังนี้

           2.1 พัดลม (Fan)

           2.2 Arduino

           2.3 DHT11

           2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

 2.5 Relay 4 Chanel

           2.6 Bluetooth HC-06

           2.7 Switch

           2.8 LED

          มีรายละเอียดดังนี้

2.1 พัดลม (FAN)

2.1.1 ประเภทและหลักการทำงานของพัดลม(Type and principle of operation of fan)

        มาตรฐาน JIS กำหนดไว้ว่า พัดลมที่มีแรงดันลมต่ำกว่า 1,000 (mm-น้ำ) เรียกว่า พัดลม (fan) ส่วนพัดลมที่มีแรงดันลมตั้งแต่ 1,000 (mm-น้ำ) ขึ้นไป แต่ไม่ถึง 10 (m-น้ำ) (0.1 MPa) เรียกว่า โบลเวอร์ (blower) ทั้งสองชนิดเรียกรวมๆ กันว่า พัดลม

        พัดลมมีหลายชนิดตามขนาดอัตราไหลและความดันของของไหลที่ลำเลียงและตามหลักวัตถุประสงค์การใช้งานดังตาราง 1 แบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้เป็นแบบ centrifugal ซึ่งทำงานด้วยการให้แรงหนีศูนย์กลางให้เกิดกระแสในทิศทางตั้งฉากกับแกน แบบ axial flow ซึ่งสร้างกระแสของไหล (อากาศ) ในทิศทางเดียวกับเพลา แบบ cross flow ซึ่งมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างทั้งสองแบบข้างต้น และแบบอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เพื่อสามารถติดตั้งและเชื่อมต่อกับท่อต่างๆ ได้สะดวก พัดลมแบบ centrifugal บางครั้งดูภายนอกแล้วจะมีลักษณะเหมือนกับแบบ axial flow โดยทั่วไปพัดลมแบบ axial flow จะเหมาะกับความดันต่ำ-อัตราไหลสูง ส่วนแบบ centrifugal จะเหมาะกับความดันสูง

 ตารางที่ 1 ประเภทของพัดลม

อย่างไรก็ตามพัดลมแบบ axial flowที่สามารถรองรับความดันได้พอสมควรและแบบ centrifugal ที่รองรับอัตราไหลได้พอสมควรก็พอมีอยู่พัดลมแบบ multi-blade บางครั้งก็เรียกว่าพัดลมแบบ sirocco นิยมใช้กันมากที่สุดกับการปรับอากาศและระบายอากาศการจำแนกพัดลมสามารถแบ่งได้เป็นประเภทใหญ่ๆตามลักษณะการเคลื่อนที่ของอากาศได้2 ลักษณะดังนี้

2.1.1.1 พัดลมแบบหมุนแรงเหวี่ยง (Centrifugal flow or radial fans)

พัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือพัดลมซึ่งมีการไหลของอากาศในแนวรัศมีจะประกอบด้วยใบพัดหมุนอยู่ภายในตัวเรือนของพัดลม(Fan house)ชุดใบพัดจะประกอบด้วยแผ่นใบเล็กๆประกอบเข้าด้วยกันเป็นลักษณะกงล้อความดันของอากาศจะถูกทำให้มีค่าสูงขึ้นภายในตัวเรือนของพัดลมซึ่งสามารถเพิ่มค่าให้สูงขึ้นได้ด้วยการเพิ่มขนาดความยาวของใบพัดซึ่งจะทำให้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางภายในระบบมีค่ามากขึ้นอากาศจะไหลผ่านเข้าไปในท่อทางเข้าโดยมีทิศทางขนานกับแกนของใบพัดและไหลออกในทิศทางตั้งฉากกับแกนของเพลาใบพัดในท่อทางออกพัดลมประเภทนี้จำแนกตามลักษณะรูปร่างของใบพัดเป็น 3 แบบ คือ

 - แบบใบพัดตรง (Straight blade หรือ Radial fans)

พัดลมชนิดนี้มีจำนวนใบน้อยที่สุดประมาณ 6 ถึง 20 ใบ และใบพัดจะอยู่ในระนาบรัศมีจากเพลา ใบพัดหมุนด้วยความเร็วรอบอย่างต่ำประมาณ 500-3000 รอบ/นาที ดังนั้นจึงเหมาะกับงานที่ต้องการปริมาตรการไหลน้อยๆ และมีค่าความดันของอากาศสูงๆ

 - แบบใบพัดโค้งไปข้างหน้า (Forward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดโค้งไปข้างหน้าในทิศทางเดียวกับการหมุนชุดใบพัดจะมีจำนวนแผ่นใบพัดประมาณ 20 – 60 ใบ ชุดใบพัดจะมีลักษณะคล้ายกับกรงกระรอก (Squirrel cage) เพลาใบพัดจะมีขนาดเล็กหมุนด้วยความเร็วรอบที่สูงกว่าพัดลมชนิดใบพัดตรงการทำงานของพัดลมชนิดนี้มีเสียงเบาที่สุดมีข้อเสียคือมีโอกาสที่มอเตอร์จะทำงานเกินกำลังและมีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่เสถียรดังนั้นจึงไม่ควรใช้กับงานหรือระบบที่มีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา พัดลมชนิดนี้จะให้ค่าความดันลมและอัตราการไหลของอากาศสูงที่สุด

 - แบบใบพัดโค้งไปข้างหลัง (Backward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดเอียงไปข้างหลังในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของใบพัดจะมีจำนวนใบพัดประมาณ 10 –50 ใบ และเป็นพัดลมที่มีความเร็วรอบสูง ไม่ก่อให้เกิดเสียงดังเกินควรไม่มีลักษณะที่มอเตอร์จะทำงานเกินกำลังและไม่มีช่วงการทำงานที่ไม่เสถียรเหมาะที่จะใช้งานระบายอากาศและอากาศที่ใช้ต้องสะอาดด้วยเนื่องจากสามารถที่จะควบคุมความดันและปริมาณลมได้ง่าย พัดลมชนิดนี้จะมีราคาสูงกว่าชนิดอื่นๆเมื่อเทียบขนาดเท่ากัน

ภาพประกอบที่ 1 แสดงการไหลของอากาศผ่านตัวพัดลมแบบหมุนเหวี่ยง

ภาพประกอบที่ 2 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

ภาพประกอบที่ 3 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง

 

2.1.1.2 พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)

พัดลมแบบนี้อากาศจะไหลขนานกับแกนของใบพัดและตั้งฉากกับระนาบการหมุนของใบพัดชุดใบพัดจะถูกติดตั้งบนแกนเพลาขับของมอเตอร์ต้นกำลังซึ่งอยู่ภายในตัวพัดลมทำให้มอเตอร์สามารถระบายความร้อนออกไปกับอากาศที่ถูกขับเคลื่อนพัดลมชนิดนี้มีราคาถูกการทำงานของพัดลมมีเสียงดังและมีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่เสถียรจึงเหมาะกับงานระบายอากาศมีขนาดเล็ก เคลื่อนย้ายง่าย สามารถแบ่งได้ 2 ลักษณะคือ

- พัดลมที่ให้ลมหมุนเป็นเกลียว (Tube axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี้ มีโครงสร้างประกอบด้วยชุดใบพัดซึ่งหมุนอยู่ภายในท่อรูปทรงกระบอก ลมที่ถูกขับเคลื่อนให้ผ่านชุดใบพัดจะหมุนเป็นเกลียว มีลักษณะการไหลแบบปั่นป่วน พัดลมชนิดนี้ให้ค่าความดันลมปานกลาง

ภาพประกอบที่ 4 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Tube axial fans

- พัดลมที่ให้ลมในแนวเส้นตรง (Vane axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี้ จะมีแผ่นครีบเพื่อใช้ในการบังคับการไหลของอากาศ ที่ถูกขับเคลื่อน ติดตั้งอยู่ภายในตัวเรือนของพัดลม บริเวณท่อทางออกบริเวณด้านหลังชุดใบพัด เพื่อช่วยให้การไหลของอากาศที่ถูกขับเคลื่อน มีทิศทางเป็นเส้นตรงมากที่สุด ซึ่งจะช่วยลดลักษณะการไหลของอากาศปั่นป่วนลดลง และลดพลังงานสูญเสียเนื่องจากการไหลของอากาศปั่นป่วนภายในระบบให้น้อยลง ทำให้ประสิทธิภาพการใช้งานและราคาสูงกว่าพัดลมชนิด Tube axial fans

ภาพประกอบที่ 5 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Vane axial fans

2.1.2 คุณลักษณะและสมรรถนะการทำงานของพัดลม(Characteristics and performance of fan)

ขณะที่พัดลมทำงานจะทำให้อากาศเกิดการเคลื่อนที่ได้ด้วยค่าความดันต่างที่เกิดขึ้นเมื่ออากาศเคลื่อนที่ออกไประยะทางที่เพิ่มมากขึ้นจะทำให้ความดันลดลงถ้านำค่าความดันในช่วงต่างๆมาเขียนกราฟเทียบกับอัตราการไหลของอากาศที่ได้ในช่วงความดันนั้นๆถ้าค่าความดันดังกล่าวเป็นค่าความดันรวมของระบบเมื่อนำค่าความดันรวมที่ลดลงของระบบมาหักออกจากค่าความดันความเร็วจะได้กราฟอีกเส้นซึ่งแสดงถึงความดันสถิตของระบบเราสามารถนำกราฟดังกล่าวไปใช้ในการเลือกจุดทำงานที่เหมาะสมที่ของพัดลมชนิดนั้นได้

ภาพประกอบที่ 6 แสดงการหาจุดทำงานของพัดลมที่เหมาะสมจากกราฟคุณลักษณะ

เนื่องจากปริมาณอากาศที่ได้จากพัดลมตามที่กำหนดจากผู้ผลิต ปกติแล้วได้จากการทดสอบ ณ สภาวะแวดล้อมมาตรฐาน เช่น ที่อุณหภูมิ 15 °C ความกดดันบรรยากาศแวดล้อมเท่ากับ 1 บาร์ และความสูงเทียบเท่ากับระดับน้ำทะเล ปานกลาง เป็นต้น ซึ่งสภาวะดังกล่าวอาจแตกต่างจากสภาวะจริงที่ติดตั้งใช้งาน จึงทำให้สภาวะการใช้งานไม่เป็นไปตามข้อกำหนด

เนื่องจากสมรรถนะของพัดลมจะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมต่างๆ อาทิ อุณหภูมิ ความเร็วรอบ และความหนาแน่นของอากาศ ดังนั้น The Air Moving and Condition Association (AMCA) จึงได้พัฒนามาตรฐานการทดสอบพัดลมขึ้นและได้ทำการทดสอบเพื่อหากราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดต่างๆ ดังนี้

2.1.2.1 พัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า (Forward curved blade fans)

 ภาพประกอบที่  7 แสดงสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

จากรูปที่ 7 แสดงให้เห็นว่า เมื่อเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างมีค่าสูงขึ้นจะทำให้ค่ากำลังงานที่ป้อนให้เพลา ของพัดลมมีค่าสูงขึ้นตามไปด้วย ซึ่งมีผลทำให้มอเตอร์ของพัดลมทำงานเกินกำลังในขณะที่ความต้านทานของระบบมีค่าลดลง ดังนั้น จึงไม่ควรใช้พัดลมชนิดนี้กับระบบที่มีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ช่วงที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของพัดลมชนิดนี้คือ ช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างประมาณ 30 – 50 % ซึ่งจะทำให้การทำงานของพัดลมมีค่าประสิทธิภาพสูงสุด เส้นกราฟค่าความดันสถิตจะมีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่มีความเสถียรภาพคือช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างในช่วงไม่เกิน 40 % ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ปริมาตรที่เปิดกว้างให้อากาศเข้าสู่ตัวเรือนของพัดลมในช่วงนี้

2.1.2.2 พัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง (Backward curved blade fans)

ภาพประกอบที่ 8 กราฟสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง

จากรูปที่_8 จะเห็นได้ว่าช่วงที่เหมาะสม สำหรับการทำงานของพัดลมชนิดนี้ คือ ช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างให้อากาศเข้าสู่ตัวเรือนของพัดลม มีค่าประมาณ 50 – 65 % ซึ่งจะทำให้การทำงานของพัดลมชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงสุด ค่าประสิทธิภาพของพัดลมจะมีค่าสูงสุดเมื่อใช้กำลังงานในการขับเพลาของพัดลมสูงด้วยเช่นกัน พัดลมชนิดนี้จะไม่มีลักษณะที่มอเตอร์จะทำงานเกินกำลังและไม่มีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่มีเสถียรภาพ

                2.1.2.3 พัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดตรง (Straight curved blade fans)

กราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดนี้ จะเหมือนกับกราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า กล่าวคือเส้นกราฟกำลังงานของพัดลมจะมีค่าสูงขึ้นเรื่อยๆ แม้ว่าค่าความดันของระบบจะลดลงก็ตาม แต่ความเร็วของอากาศที่ไหลผ่านตัวเรือนพัดลมชนิดนี้จะมีค่าต่ำกว่าพัดลมชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

2.1.2.4 พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)

ภาพประกอบที่ 9 แสดงกราฟสมรรถนะของพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน

จากรูปที่ 9 จะเห็นว่าเส้นกราฟของเฮดสถิตและเฮดรวมของพัดลมชนิดนี้จะลดลงและเพิ่มขึ้น ในช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรเปิดให้อากาศเข้าสู่ตัวเรือนพัดลมมีค่าอยู่ประมาณ 30 – 50 % ถ้าพัดลมชนิดนี้ทำงานอยู่ในช่วงดังกล่าวจะก่อให้เกิดความไม่เสถียรภาพขึ้นภายในระบบ และช่วงที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของพัดลมก็คือ ช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างประมาณ 55 – 75 % ซึ่งจะทำให้การทำงานของพัดลมมีประสิทธิภาพสูงสุด สามารถขับเคลื่อนอากาศได้ปริมาณที่มาก และใช้กำลังงานในการขับเลื่อนไม่มากจนเกินไป เส้นกราฟการทำงานของพัดลมจะค่อนข้างแบนราบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในช่วงการทำงานที่มีค่าเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรเปิดกว้างประมาณ 40 % นั่นคือกำลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนพัดลมภายในช่วงดังกล่าวจะมีค่าค่อนข้างคงที่

2.1.2.5 กฎการแปรผันและกฎความคล้ายของพัดลมและปั๊ม

อัตราไหลของของไหลจะแปรผันตามความเร็วรอบของพัดลม ความดันสูญเสียในท่อลมและท่อน้ำที่ต่ออยู่กับพัดลม จะแปรผันตามกำลังสองของความเร็วของกระแส (ความเร็ว) นั่นคือ แปรผันตามอัตราไหลกำลังสองนั่นเอง ดังนั้น หากความเร็วรอบเปลี่ยนแปลง ความดันจะแปรผันตามกำลังสองของความเร็วรอบ และกำลังขับเพลาจะแปรผันตามกำลังสามของความเร็วรอบตาม ความสัมพันธ์นี้เรียกว่ากฎการแปรผัน ซึ่งแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้

ในสูตรข้างต้น V1, V2 แทนอัตราไหล n1, n2 แทนความเร็วรอบ P1, P2 แทนความดัน W1, W2 แทนกำลังขับเพลา

นอกจากนี้เมื่อเดินเครื่องพัดลมที่มีลักษณะคล้ายกันภายใต้สภาวะที่คล้ายกัน (เช่น จุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด) และสมมติว่าประสิทธิภาพของพัดลมเท่าเดิมแล้ว การไหลภายในปั๊มทั้งหมดจะมีลักษณะคล้ายกัน โดยความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลาง D ความเร็วรอบ n กับอัตราไหล ความดัน และกำลังขับเพลาจะคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้ซึ่ง เรียกว่า กฎความคล้ายของพัดลม

กฎการแปรผันและกฎความคล้ายบอกเราว่าหากเรามีพัดลมที่มีกำลังมากเกินไป (มีขนาดใหญ่เกินไป) ไม่เพียงแต่การลดขนาดท่อลมเพื่อให้เกิดแรงต้านมากขึ้นเท่านั้น แต่หากเราเปลี่ยนขนาดของพัดลม (ใบพัด) หรือความเร็วรอบ ก็สามารถลดการใช้พลังงานลงอย่างมีประสิทธิผลอีกด้วย วิธีการนี้เป็นกลวิธีอนุรักษ์พลังงานที่สำคัญอย่างหนึ่งในการเลือกใช้หรือดัดแปลงอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยของไหล

2.1.3  การควบคุมการทำงานของพัดลม (Operation control of fan)

ระบบปรับอัตราการไหลของพัดลมให้เหมาะสมกับภาระการใช้งาน เรียกว่า ระบบปริมาตรอากาศแปรผัน(VAV:Variable_Air_Volume)

วิธีการควบคุมอัตราการไหลแปรผัน

ภาพประกอบที่ 10 วิธีการควบคุมอัตราการไหลหลายๆ แบบ

                                        

2.1.3.1 วิธีการเลือกระบบการขับเคลื่อนของพัดลม

ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องปรับปริมาณลม การเดินเครื่องด้วยความเร็วคงที่ก็เพียงพอแล้ว ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟสแบบกรงกระรอก สำหรับพัดลมที่มีขนาดปานกลางและขนาดใหญ่ ก็จะใช้มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีเพาเวอร์แฟกเตอร์และประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำ ในกรณีนี้จะมีปัญหาตอนสตาร์ทเครื่องเท่านั้น ในรูป 11 ได้แสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะความเร็ว-แรงบิด ภายใต้เงื่อนไขที่ปิดวาล์วขาเข้า แต่เปิดวาล์วขาออกและวาล์วบายพาส แต่ในพัดลม axial flow จะใช้วิธีเปลี่ยนมุมใบพัดแปรผัน จากรูปนี้ จะเห็นว่าแรงบิดตอนสตาร์ทเครื่องจะไม่เป็นปัญหา

โดยทั่วไปแล้วพัดลมแบบเทอร์โบจะให้ปริมาณลมมาก และเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดก็จะมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย ดังนั้น เมื่อเทียบกับภาระอื่นๆ แล้ว โมเมนต์ความเฉื่อยจะมีค่าสูงกว่ามาก ซึ่งหากสตาร์ทมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟสแบบกรงกระรอกด้วยวิธีจ่ายแรงดันไฟฟ้าเต็มที่ (full-voltage starting) สุดท้ายแล้ว ความร้อนที่เทียบเท่าพลังงานขับเคลื่อนที่สะสมในโมเมนต์ความเฉื่อยจะเกิดขึ้นที่ขดลวดโรเตอร์ ดังนั้น จึงจำเป็นที่จะต้องพิจารณาว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของขดลวดกรงกระรอกจะมีปัญหาหรือไม่

         ในกรณีที่ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟสตาร์ทเครื่องในปริมาณมากได้ หรือในกรณีต้องสตาร์ทเครื่องบ่อยๆจะใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบโรเตอร์พันขดลวด แต่ถ้าหากเดินเครื่องมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกด้วยความเร็วแปรผันโดยใช้อินเวอร์เตอร์ ก็จะทำให้ปัญหาในตอนสตาร์ทเครื่องหมดไป และยังมีประสิทธิภาพในการอนุรักษ์พลังงานอย่างมากอีกด้วย ดังนั้น ในระยะหลังนี้ จึงมีการนำการขับเคลื่อนด้วยความเร็วแปรผันโดยใช้อินเวอร์เตอร์มาใช้ในการสตาร์ทเครื่อง และในการเดินเครื่องปกตินั้น จะสลับเอาไฟฟ้าของการไฟฟ้ามาจ่ายใช้งานต่อไป

ในการปรับปริมาณลม ทำได้ด้วยกลไกเชิงกล เช่น ระบบ variable pitch airfoil และด้วยการควบคุมความเร็ว การใช้กลไกนั้นจะมีราคาถูกแต่หากใช้งานในช่วงกว้างจะทำให้ประสิทธิภาพการส่งลมลดลงในระยะหลัง จากที่มีเป้าหมายการประหยัดไฟฟ้า ทำให้มีการนำระบบควบคุมแบบที่ใช้อินเวอร์เตอร์ที่มีคุณภาพสูงมาใช้ในเครื่องระบายอากาศ ดักฝุ่น เครื่องส่งและระบายอากาศในอุโมงค์ชนิดต่างๆ

        การขับพัดลมและโบลเวอร์ขนาดกลางและขนาดใหญ่ด้วยความเร็วไม่คงที่ด้วยกระแสสลับ ได้นำมาใช้เป็นผลดีในช่วงที่เกิดวิกฤตน้ำมันในยุคปี 1970 โดยริเริ่มการใช้ thyristor inverter ในปัจจุบัน อินเวอร์เตอร์ที่มีราคาต่ำ มีขนาดเล็ก แต่มีความสามารถสูงนั้น ได้ถูกผลิตขึ้นจากการพัฒนาด้าน power electronics และการเดินเครื่องด้วยความเร็วแปรผันที่ได้นำเอาข้อดีของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกมาใช้ ก็มีแนวโน้มว่าจะเป็นที่แพร่หลายได้อย่างรวดเร็ว โดยเริ่มจากพัดลมและโบลเวอร์ ขนาดกลางและขนาดใหญ่ซึ่งมีประสิทธิภาพในการอนุรักษ์พลังงาน สูงจนถึงที่มีขนาดเล็ก

ภาพประกอบที่ 11 คุณลักษณะความเร็ว-แรงบิด ภายใต้เงื่อนไขที่ปิดวาล์วขาเข้า แล้วเปิด  วาล์วขาออและวาล์วบายพาส

2.1.4 แนวทางการอนุรักษ์พลังงานในพัดลม

2.1.4.1 จุดที่ต้องมีการตรวจสอบในการอนุรักษ์พลังงานในระบบพัดลม มีดังต่อไปนี้

- พัดลมจ่ายลมออกไปในปริมาณที่มากกว่าที่จำเป็นต้องใช้หรือไม่

- พัดลมเดินเครื่องที่ประสิทธิภาพสูงหรือไม่

- กรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณลม พัดลมยังคงที่สมรรถนะที่ดีแม้ในช่วงปริมาณลม     น้อยๆ   

- วิธีควบคุมปริมาณลมมีประสิทธิภาพสูงสอดคล้องกับความต้องการของโรงงานหรือไม่

- ในเรื่องความต้านทานของท่อความเร็วลมสูงเกินไปหรือไม่ มีความต้านทานที่ไม่จำเป็น เช่น มีท่องอมากเกินไปหรือไม่

          2.1.4.2 ประเด็นสำคัญในการอนุรักษ์พลังงานในพัดลม

- การลดปริมาณลม – ความดันให้เหมาะสมกับที่ภาระต้องการ

- การควบคุมการเดินเครื่องให้เหมาะสมกับการเปลี่ยนแปลงปริมาณที่ภาระต้องการ

       

                     2.1.4.3 ปัญหาเฉพาะตัวพัดลม ได้แก่

- การเลือกใช้พัดลมที่มีประสิทธิภาพสูงและมีคุณลักษณะเหมาะกับการใช้งาน

- ไม่มีฝุ่นละอองสะสมที่ตัวถังและใบพัดที่ทำให้การไหลของกระแสอากาศลดลง

- ลดการรั่วไหลจาก Labyrinth seal ของ shaft seal และ balance disk

2.2 Arduino

Ardiono มีผู้ริเริ่มเป็นชาวอิตาเลียน ดังนั้นจึงอ่านออกเสียงไปในทางอิตาเลียนว่า อาดูยโน่ หรือบางคนก็อ่านว่า อาดูโน่ หรือ อาดูยอีโน่ก็ได้ เรื่องมันก็เริ่มต้นในปี2005 ผู้ริเริ่มของ Arduino ชื่อว่า Massimo Banzi และ David Cuartielles ซึ่งอาศัยอยู่ในเมือง Ivrea ทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี สองคนนี้ตั้งใจสร้างอุปกรณ์ประเภทไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูกที่นักเรียนนักศึกษาสามารถเข้าถึง และซื้อหามาเป็นเจ้าของได้ โรงงานเล็กๆในเมืองที่ว่านี้ก็ถูกใช้เป็นที่ผลิตบอร์ด Arduino เวอร์ชั่นแรก โดยใช้ชื่อโครงการของพวกเขาว่า Arduin of Ivrea

นอกจากจะตั้งใจให้ราคาของอุปกรณ์นั้นถูกเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลอื่นๆ ในท้องตลาดแล้ว  พวกเขายังตั้งใช้ให้ Arduino สามารถพัฒนาโดยโปรแกรมที่ "แจกฟรี" ภายใต้เงื่อนไขในการใช้งานลักษณะ Open Souce ดังนั้นจึงเลือกใช้การพัฒนาบนพื้นฐานของระบบ Wiring

สำหรับบางคนก็ยังไม่แน่ใจว่าไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร ไมโครคอนโทรลเลอร์จะว่าไปแล้วก็เปรียบเหมือนกับสมองของมนุษย์ครับ คือมีหน้าที่คิด คำนวณทางคณิตศาสตร์ คำนวณทางลอจิก สั่งการ  มีส่วนความจำเพื่อใช้เป็นข้อมูลในการคำนวณ หรือ ประมวลผลต่างๆ "แต่จะไม่สามารถทำงานได้เอง" โดยไม่มีมือ เท้า แขน ขา หรือ ตา หู จมูก ซึ่งเปรียบได้กับอุปกรณ์ส่วนควบ (Accessories) อื่น เช่น เซนเซอร์ มอเตอร์  ระบบสื่อสารผ่านอินเตอร์เน็ต ระบบแสดงผลผ่านจอภาพ เป็นต้น   

 ดังนั้นโดยสรุปคือ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่ในการคิดคำนวณ รับค่าจากระบบวัดผลภายนอก เข้ามาประมวลผล เพื่อสั่งการตอบสนองออกไปที่อุปกรณ์ต่อเชื่อมอื่นๆ ตัวมันเองเดียวๆ จะทำอะไรไม่ได้มากไปกว่าการคิด   

ไมโครคอนโทรเลอร์ในปัจจุบันก็มีอยู่หลายยี่ห้อ เช่น PIC ของบริษัทไมโครชิพ Z80 MCS-51 ARM-Cortex AVR และอื่นๆอีกมาก  Arduino ก็เป็นไมโครคอนโทรเลอร์แบบหนึ่งที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ต่างจากยี่ห้ออื่นๆ คือ การเป็น Open Source  ซึ่งทำให้ได้เปรียบเรื่องราคา และจำนวนผู้ใช้งานทั่วโลก

Arduino เวอร์ชั่นแรกปรากฏต่อสายตาชาวโลกในเดือนกันยายน ปี 2006 เรียกชื่อว่า Arduino Mini และก็เล็ก ราคาขายในเมืองไทยก็ตกอยู่ไม่กี่ร้อยบาท (แต่ตอนนี้ไม่มีขายแล้ว)

ภาพประกอบที่ 12 Arduino เวอร์ชั่นแรก Arduino Mini

ถึงปัจจุบัน Arduino มีบอร์ดหลายแบบให้เลือกใช้งานตามความถนัดและความเหมาะสมมากกว่า 20 รุ่น แต่ละรุ่นก็มีขนาด ความจุ ความเร็ว จำนวนขาพอร์ตอินพุต เอาท์พุต แตกต่างกันออกไป มีตั้งแต่ราคาหลักสองสามร้อยบาทไปจนกระทั่งพันกว่าบาท นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ต่อพ่วง(Shield) ให้อีกสารพัด ราคาก็เป็นไปตาม concept เดิม คือสมเหตุสมผลสุดๆ ทำให้เป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

สาเหตุที่ราคาถูกก็สามารถสรุปได้ดังนี้

-          ระบบเป็นแบบ Open Source ไม่มีลิขสิทธิ์ในการนำไปใช้งานต่อเชิงพาณิชย์ แถมแจกไฟล์ที่ใช้ในการสร้างต้นแบบให้ฟรีๆ ทำให้ประเทศผู้ผลิตอย่างจีนสามารถนำไปผลิตได้ในราคาสบายๆ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องค่าลิขสิทธิ์

-          ซอฟแวร์ หรือ Arduino IDE ที่ใช้ในการพัฒนายังแจกให้ฟรี ดาวน์โหลดกันได้อย่างถูกกฎหมายเอาไปใช้งานต่อ สร้างผลิตภัณฑ์แล้วขายต่อ ก็ไม่ต้องเสียเงินให้แบบไมโครคอนโทรลเลอร์เจ้าอื่นๆ

-          มีซอฟแวร์ (แบบฟรีๆ) ที่สร้างโดยคนใจดี เข้ามาร่วมอุดมการณ์ (เช่น Fritzing และ Processing) กันอีก ทำให้เกิดเป็นชุมชนขนาดใหญ่ที่มีเครื่องไม้เครื่องมือเข้ามาให้ใช้กันฟรีๆเยอะมาก ทั้ง Blog และ website สารพัด

-          ชุมชนคนใช้ Arduino ในต่างประเทศมีอยู่มากมาย หาได้จากWebsite ดังๆ เช่น Arduino.cc,  Makezine.com, instructables.com  เว็บพวกนี้แจกแบบร่างและไฟล์ติดตั้ง (Sketch) ให้ฟรีๆ เอาไปสร้างโดยหาวัสดุเอารอบๆตัว

บอร์ด Arduino มีด้วยกันหลักๆ ประมาณ 9 บอร์ดดังนี้

2.2.1 Arduino Uno

คำว่า Uno เป็นภาษาอิตาลี ซึ่งแปลว่าหนึ่ง เป็นบอร์ด Arduino รุ่นแรกที่ออกมา มีขนาดประมาณ 68.6x53.4mm เป็นบอร์ดมาตรฐานที่นิยมใช้งานมากที่สุด เนื่องจากเป็นขนาดที่เหมาะสำหรับการเริ่มต้นเรียนรู้ Arduino และมี Shields ให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด Arduino รุ่นอื่นๆที่ออกแบบมาเฉพาะมากกว่า โดยบอร์ด Arduino Uno ได้มีการพัฒนาเรื่อยมา ตั้งแต่ R2 R3 และรุ่นย่อยที่เปลี่ยนชิปไอซีเป็นแบบ SMD 

ภาพประกอบที่ 13 บอร์ด Arduino Uno R3           

ภาพประกอบที่ 14 บอร์ด Arduino Uno SMD

2.2.2 Arduino Duo

ภาพประกอบที่ 15 บอร์ด Arduino Duo

Duo เป็นภาษาอิตาลี แปลว่า สอง เป็นรุ่นที่เพิ่มพอร์ตให้มากขึ้นเป็น 54 พอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุต และ 12 พอร์ตอนาล็อกอินพุต 2 พอร์ตอนาล็อกเอาต์พุต เพิ่มพื้นที่โปรแกรมเป็น 512KB สามารถใช้งานพื้นที่ได้เต็มไม่มี Bootloader เนื่องจากสามารถใช้กับพอร์ต USB ได้โดยตรง มีขนาดบอร์ด 101.52x53.3mm สามารถใช้ Shields ของ Arduino Uno ได้ แต่บางตัวจำเป็นต้องแก้ขาให้ถูกต้อง จากรูปที่ 4 จะเห็นได้ว่าบอร์ดได้เปลี่ยนมาใช้ชิปไอซีแบบ SMD จึงไม่นิยมนำมาใช้ในแบบ Standalone แต่นิยมนำมาใช้ในงานที่จำเป็นต้องพื้นที่โปรแกรมมากขึ้น ทำงานที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น บอร์ด Arduino Duo ใช้ชิปไอซีเบอร์AT91SAM3X8E ซึ่งเป็นชิปไอซีที่ใช้เทคโนโลยี ARM Core สถาปัตยกรรม 32 บิต เร่งความถี่คริสตอลขึ้นไปสูงถึง 84Mhz จึงทำให้สามารถงานด้านการคำนวน หรือการประมวลผลอัลกอริทึมได้เร็วกว่า Arduino Unoมาก แต่เนื่องจากชิปไอซีทำงานที่แรงดัน 3.3V ดังนั้นการนำไปใช้งานกับเซ็นเซอร์ควรระวังไม่ให้แรงดัน 5V ไหลเข้าบอร์ด ควรใช้วงจรแบ่งแรงดันเพื่อช่วยให้ลอจิกลดแรงดันลงมาให้เหมาะสม

2.2.3 Arduino Leonardo

ภาพประกอบที่ 16 บอร์ด Arduino Leonard

บอร์ด Arduino Leonard เป็นบอร์ดที่เลือกใช้ชิปไอซีเบอร์ ATmega32u4 ที่รองรับการเชื่อมต่อกับพอร์ต USB ได้โดยตรง ทำให้บอร์ดสามารถเขียนโปรแกรมเพื่อจำลองตัวเองให้เป็นเมาส์ หรือคีย์บอร์ดได้ ทำงานที่แรงดัน 5V ทำให้ไม่มีปัญหากับเซ็นเซอร์ หรือ  Shields ที่ใช้งานกับ Arduino Uno

 

 2.2.4 Arduino MEGA ADK

 

       ภาพประกอบที่ 17 บอร์ด Arduino MEGA ADK R3

บอร์ด Arduino MEGA ADK ใช้ชิปไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmaega2560 มีชิปไอซี USB Host เบอร์ MAX3421e มาให้บนบอร์ด ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือแอนดรอยผ่าน OTG มีพอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุตจำนวน 54 พอร์ต มีอนาล็อกอินพุตมาให้ 16 พอร์ต ทำงานที่ความถี่ 16MHz บอร์ด Arduino MEGA ADK จะแตกต่างกับบอร์ด Arduino Duo ตรงที่ชิปบนบอร์ดนั้นฉลาดไม่เท่า และใช้ความถี่ต่ำกว่า ดังนั้นจึงไม่เหมาะจะนำไปใช้กับงานคำนวณ แต่เหมาะสำหรับงานที่ใช้การเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือแอนดรอยด์มากกว่า

 

2.2.5 Arduino Mega 2560

ภาพประกอบที่ 18  บอร์ด Arduino Mega 2560 R3

บอร์ด Arduino Mega 2560 จะเหมือนกับ Arduino MEGA ADK ต่างกันตรงที่บนบอร์ดไม่มี USB Host มาให้ การโปรแกรมยังต้องทำผ่านโปรโตคอล UART อยู่ บนบอร์ดใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega2560

2.2.6 Arduino Micro

ภาพประกอบที่ 19  บอร์ด Arduino Micro

บอร์ด Arduino Micro ออกแบบให้มีขนาดที่เล็ก และทันสมัยกว่าบอร์ด Arduino Mini หรือ Arduino Nano เนื่องจากบนบอร์ดใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega32u4 ซึ่งมาพอร์ต USB สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง และมีดิจิตอลอินพุตเอาต์พุตมากถึง 20 พอร์ต มีพื้นที่เก็บโปรแกรมขนาด 32KB แต่ต้องใช้พื้นที่สำหรับ Bootloader ไป 4KB มีขนาดเพียง 48x18mm เนื่องจากบอร์ดใช้ชิปไอซีตัวเดียวกับ Arduino Leonardo ทำให้สามารถทำให้บอร์ดจำลองตัวเองเป็นเมาส์หรือคีย์บอร์ดเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้

2.2.7 Arduino Nano

ภาพประกอบที่ 20 บอร์ด Arduino Nano

บอร์ด Arduino Nano ออกแบบมาให้มีขนาดเล็ก และใช้กับงานทั่วๆไป ใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega168 หรือเบอร์ ATmega328 (มีรุ่น 2.3 กับ 3 ตอนซื้อต้องเช็คดีๆก่อน) โปรแกรมผ่านโปรโตคอล UART มีชิปUSB to UART มาให้ ใช้ Mini USB เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ มีพอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุต 14 พอร์ต มีพอร์ตอนาล็อกอินพุต 8 พอร์ต บนบอร์ดยังมีเรกกูเลเตอร์ สามารถจ่ายไฟได้ตั้งแต่ 7 – 12V เพื่อให้บอร์ดทำงานได้ (จ่ายไฟที่ขา VIN)กรณีมีแหล่งจ่ายไฟ 5V อยู่แล้วก็จ่ายเข้าได้เลยที่ขา 5V

2.2.8 Arduino Mini

 

ภาพประกอบที่ 21 บอร์ด Arduino Mini

บอร์ด Arduino Mini มีขนาดเล็กกว่าบอร์ด Arduino อื่นๆอยู่มาก แต่ยังคงความสามารถไว้เท่ากับบอร์ด Arduino Uno R3 แถมยังมีพอร์ต A6 และ A7 เพิ่มขึ้นมา ทำให้บอร์ดมีอนาล็อกอินพุตเพิ่มมากขึ้น จากเดิมมี 6 พอร์ต เพิ่มเป็น 8 พอร์ต เนื่องจากบอร์ด Arduino Mini เน้นที่ขนาดเล็ก ดังนั้นจึงไม่สามารถทำการโปรแกรมได้โดยตรง หากต้องการโปรแกรมบอร์ดจำเป็นต้องซื้อโมดูล USB to UART มาใช้แยกตางหาก แต่ข้อดีของการไม่สามารถเสียบโปรแกรมได้โดยตรงคือหากโปรเจคอยู่ตัวแล้ว ความเสี่ยงที่จะถูกนำมาเขียนโปรแกรมเข้าไปใหม่ก็จะลดน้อยลง บอร์ด Arduino Mini ยังคงมีรูปแบบคล้ายๆกับ Arduino เดิม คือใช้ชิป ATmega328 ที่ความถี่ 16MHz ภายในบอร์ดสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟ 7 – 12V มาจ่ายได้ หากมีแหล่งจ่ายไฟ 5V ก็สามารถนำมาจ่ายได้เลย

2.2.9 Arduino Pro Mini

ภาพประกอบที่ 22 บอร์ด Arduino Pro Mini

บอร์ด Arduino Pro Mini เป็นบอร์ดที่แตกต่างจากบอร์ด Arduino Mini คือย้ายช่อง A4 A5 A6 A7 ออกมาภายในบอร์ด เพื่อให้บอร์ดมีขนาดที่เล็กลงกว่าเดิมอีก และมีให้เลือกใช้ทั้ง 5V และ 3.3V ก่อนซื้อจึงควรดูให้แน่ใจเสียก่อน บอร์ด Arduino Pro Mini ได้ใช้ไอซีเบอร์ ATmega328 เช่นเดิม แต่มีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อย ทำให้ไอซีดูเต็มบอร์ดมากขึ้น และในโมเดลที่ใช้แรงดันไฟ 3.3V ลดความถี่ลงเป็น 8MHz ใช้พื้นที่ Booloader น้อยลง เหลือเพียง 500B การโปรแกรมยังคงต้องใช้โมดูล USB to UART ในการเชื่อมต่อเพื่อโปรแกรมเช่นเดิม

2.3 DHT11

ภาพประกอบที่ 23 แสดง DHT11

2.3.1 ประโยชน์ของSensor

- ใช้วัดความชื้นสัมพัทธ์

- ใช้วัดอุณหภูมิ

แต่ก่อนที่เราจะมารู้จักกับsensorนี้ เราควรจะมารู้จักกับความชื้นและอุณหภูมิก่อน

2.3.1.1ความชื้น (Humidity)

             ความชื้น คือปริมาณไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งมีสัดส่วนที่แตกต่างกันไปในแต่ละท้องที่ ถ้าอากาศมีความชื้นต่ำ น้ำก็จะระเหยได้มาก แต่ถ้าอากาศมีความชื้นสูง น้ำก็จะระเหยได้น้อย โดยความชื้นนั้นมีหลายประเภท ได้แก่ ความชื้นสัมบูรณ์, ความชื้นจำเพาะ และความชื้นสัมพัทธ์ แต่เนื่องจากDHT 11/22 Relative Humidity and Temperature Sensorเป็นsensorที่สามารถวัดได้แค่ ความชื้นสัมพัทธ์ ดังนั้นความชื้นที่เราควรจะรู้จักต่อไปคือ “ความชื้นสัมพัทธ์”

ความชื้นสัมพัทธ์ คืออัตราส่วนของปริมาณไอน้ำในอากาศต่อปริมาณไอน้ำที่ทำให้อากาศอิ่มตัว(อากาศอิ่มตัว คืออากาศที่มีไอน้ำอยู่เต็มที่และไม่สามารถรับเพิ่มได้อีกแล้ว ณ อุณหภูมิหนึ่ง)

ภาพประกอบที่ 24 แสดงสูตรการหาค่าความชื้นสัมพัทธ์

2.3.1.2อุณหภูมิ (Temperature)

                              อุณหภูมิ คือปริมาณความร้อน ถ้าอากาศร้อน ปริมาณความร้อนก็จะมาก แต่ถ้าอากาศเย็น ปริมาณความร้อนก็จะน้อย

2.3.2 หลักการทำงาน

ภาพประกอบที่ 25 แสดงการส่งสัญญาณ Pull down voltage

เริ่มจาก MCU จะส่งสัญญาณ pull down voltage ไปยัง DHT11 โดย ถ้าเป็น DHT 11 จะใช้เวลาส่ง down voltage อย่างต่ำ 18 ms แต่ถ้าเป็น DHT22 จะใช้เวลาอย่างต่ำ 1 ms และ  MCU  จะ pull up voltage เพื่อรอการตอบสนองจาก DHT ประมาณ 20-40 us หลังจากนั้น DHT จะส่งสัญญาณ pull down voltage เวลา 80 us เป็นการตอบสนองไปยัง MCU แล้ว DHT ก็จะ pull up voltage เพื่อเตรียมส่งข้อมูล โดยในการส่งข้อมูลแต่ละบิต DHT จะมีการ pull down voltage 50 us                  

                                  

                 ภาพประกอบที่ 26 แสดงหลักการทำงาน DHT11

                     ภาพประกอบที่ 27 แสดงการส่งสัญญาณ Pull up voltage 70 us

หลังจาก DHT มีการ pull down voltage 50 us เพื่อเป็นการบอก MCU ว่าจะส่งข้อมูล 1 บิต โดยการส่งบิตค่า “0” DHT จะทำการส่งสัญญาณ pull up voltage 26-28 us และ ส่งบิตค่า “1” DHT จะทำการส่งสัญญาณ pull up voltage 70 us

          โดยการส่งข้อมูลของ DHT11 คือ จะส่งทั้งหมด 40 บิต โดยจะแบ่งเป็น 5 ส่วน ส่วนละ 8 บิต ซึ่ง 8บิตแรกจะเป็นค่าหน้าทศนิยมของอุณหภูมิ, 8บิตที่สองเป็นค่าหลังทศนิยมของอุณหภูมิ, 8บิตที่สามจะเป็นค่าหน้าทศนิยมของความชื้น, 8บิตที่สี่เป็นค่าหลังทศนิยมของความชื้น และ 8บิตสุดท้ายคือเป็นค่าที่ตรวจสอบว่าข้อมูล error หรือไม่

                              

ภาพประกอบที่ 28 แสดงการส่งข้อมูลของ DHT11 5 ส่วน

และ การส่งข้อมูลของ DHT22 คือ จะส่งทั้งหมด 40 บิต โดยจะแบ่งเป็น 3 ส่วน สองส่วนแรกส่วนละ 16 บิต และส่วนสุดท้าย 8 บิต ซึ่ง 16บิตแรกและ 16บิตที่สอง หมายถึงค่าอุณหภูมิและค่าความชื่นตามลำดับ ที่รวมทั้งค่าหน้าและหลังทศนิยม โดย ตัวเลขหลักหน่วยจะหมายถึงตัวหลังทศนิยม และ 8บิตสุดท้ายคือเป็นค่าที่ตรวจสอบว่าข้อมูล error หรือไม่

2.3.4 โครงสร้างภายใน DHT11

ภาพประกอบที่ 29 แสดงโครงสร้างภายใน DHT11 

2.3.4.1 Resistive Humidity Sensing Component : เซนเซอร์ความชื้นที่จะวัดการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าของตัวกลางดูดความชื้น การทำงานของเซนเซอร์ก็คือดูดซับไอน้ำและไอออนที่แตกตัว เป็นผลให้ค่าความนำไฟฟ้าของตัวกลางเพิ่มขึ้น โดยช่วงเวลาการตอบสนองของเซนเซอร์อยู่ในช่วง 10 ถึง 30 วินาที

2.3.4.2 NTC Temperature Sensor Thermistor : เป็นเซนเซอร์ที่ความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่มีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานสูงมาก ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 0 °C NTC มีความต้านทาน 10kΩ แต่ที่อุณหภูมิ 100 °C NTC จะมีความต้านทานลดลงเหลือเพียง 200Ω เท่านั้น ด้วยความไวต่อการเปลี่ยนแปลงมาก เทอร์มิสเตอร์แบบนี้จึงเหมาะกับงานที่ต้องการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิที่ชัดเจน แต่เทอร์มิสเตอร์มีคุณสมบัติไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานจึงจำกัดอยู่ในช่วงแคบ ๆ เป็นช่วง ๆ ไปเช่น ช่วง 50-150 °C หรือ 150-250 °C เป็นต้น

2.3.5 Schematic Diagram

                             ภาพประกอบที่ 30 แสดงตัวอย่าง Schematic Diagram

 จากภาพจะเห็นว่า มีการให้ Level Shifter Module 5V to 3V เนื่องจาก DHT11 ใช้กับไฟ 5V ไม่ได้ ต้องไปใช้กับ 3 V แทน

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

ภาพประกอบที่ 31 แสดงตัวอย่าง LCD

คำว่า LCD ย่อมาจากคำว่า Liquid Crystal Display ซึ่งเป็นจอที่ทำมาจากผลึกคริสตอลเหลว หลักการคือด้านหลังจอจะมีไฟส่องสว่าง หรือที่เรียกว่า Backlight อยู่ เมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปกระตุ้นที่ผลึก ก็จะทำให้ผลึกโปร่งแสง ทำให้แสงที่มาจากไฟ Backlight แสดงขึ้นมาบนหน้าจอ ส่วนอื่นที่โดนผลึกปิดกั้นไว้ จะมีสีที่แตกต่างกันตามสีของผลึกคริสตอล เช่น สีเขียว หรือ สีฟ้า ทำให้เมื่อมองไปที่จอก็จะพบกับตัวหนังสือสีขาว แล้วพบกับพื้นหลังสีต่างๆกัน

จอ LCD จะแบ่งเป็น 2 แบบใหญ่ๆตามลักษณะการแสดงผลดังนี้

- Character LCD เป็นจอที่แสดงผลเป็นตัวอักษรตามช่องแบบตายตัว เช่น จอ LCD ขนาด 16x2 หมายถึงใน 1 แถว มีตัวอักษรใส่ได้ 16 ตัว และมีทั้งหมด 2 บรรทัดให้ใช้งาน ส่วน 20x4 จะหมายถึงใน 1 แถว มีตัวอักษรใส่ได้ 20 ตัว และมีทั้งหมด 2 บรรทัด

- Graphic LCD เป็นจอที่สามารถกำหนดได้ว่าจะให้แต่ละจุดบนหน้าจอกั้นแสง หรือปล่อยแสงออกไป ทำให้จอนี้สามารถสร้างรูปขึ้นมาบนหน้าจอได้ การระบุขนาดจะระบุในลักษณะของจำนวนจุด (Pixels) ในแต่ละแนว เช่น 128x64 หมายถึงจอที่มีจำนวนจุดตามแนวนอน 128 จุด และมีจุดตามแนวตั้ง 64 จุด

ในบทความนี้จะกล่าวถึง Character LCD เพียงอย่างเดียว เนื่องจากใช้งานได้ง่าย และนิยมใช้งานในโปรเจคทั่วๆไปมากกว่าครับ

2.4.1 การเชื่อมต่อกับจอ Character LCD

การเชื่อมต่อจะมีด้วยกัน 2 แบบ คือ

2.4.1.1 การเชื่อมต่อแบบขนาน - เป็นการเชื่อมต่อจอ LCD เข้ากับบอร์ด Arduino โดยตรง โดยจะแบ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบ 4 บิต และการเชื่อมต่อแบบ 8 บิต ใน Arduino จะนิยมเชื่อมต่อแบบ 4 บิต เนื่องจากใช้สายในการเชื่อมต่อน้อยกว่า                                                                           

2.4.1.2 การเชื่อมต่อแบบอนุกรม - เป็นการเชื่อต่อกับจอ LCD ผ่านโมดูลแปลงรูปแบบการเชื่อมต่อกับจอ LCD จากแบบขนาน มาเป็นการเชื่อมต่อแบบอื่นที่ใช้สายน้อยกว่า เช่น การใช้โมดูล I2C Serial Interface จะเป็นการนำโมดูลเชื่อมเข้ากับตัวจอ LCD แล้วใช้บอร์ด Arduino เชื่อมต่อกับบอร์ดโมดูลผ่านโปรโตคอล I2C ทำให้ใช่สายเพียง 4 เส้น ก็ทำให้หน้าจอแสดงผลข้อความต่างๆออกมาได้

2.4.2 การใช้งาน Character LCD กับ Arduino

การเชื่อมต่อแบบขนานแบบ

การเชื่อมต่อแบบขนานแบบ 4 บิต สามารถต่อได้ตามวงจรด้านล่างนี้

ภาพประกอบที่ 32 แสดงการต่อ LCD แบบขนาน

เมื่อต่อวงจรเรียบร้อยแล้ว ต่อสาย USB เข้ากับบอร์ด Arduino จะเห็นกล่องสีเหลี่ยมทั้งหมด 16 ตัว (หากเป็นจอ 16x2) ในบรรทัดแรก หากไม่พบกล่อง ให้ปรับความชัดได้จาก VR ที่ต่ออยู่กับขา V0

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // RS, E, D4, D5, D6, D7

void setup() {

  lcd.begin(16, 2); // จอกว้าง 16 ตัวอักษร 2 บรรทัด

  lcd.print("LCDisplay"); // แสดงผลคำว่า Hello, world! ออกหน้าจอ

  lcd.setCursor(0, 1); // เลื่อนเคเซอร์ไปบรรทัดที่ 2 ลำดับที่ 0 (ก่อนหน้าตัวอักษรแรก)

  lcd.print("www.ioxhop.com"); // แสดงผลคำว่า www.ioxhop.com

  delay(3000); // หน่วงเวลา 3 วินาที

  lcd.clear(); // ล้างหน้าจอ

}

void loop() {

  lcd.setCursor(0, 0);

  lcd.print(" InFunction ");

  lcd.setCursor(0, 1);

  lcd.print(" void loop(){ ");

  lcd.clear(); // ล้างหน้าจอ

  delay(500); // หน่วงเวลา 0.5 วินาที

}

            2.4.3 การควบคุมไฟแบล็คไลท์

ย้ายขา A ที่ต่ออยู่กับขั้วบวก มาต่อที่ขา Digital Pin แทน จากนั้นใช้คำสั่ง pinMode() และ digitalWrite() สั่งเปิด-ปิดไฟแบล็คไลท์ได้แบบเดียวกับการควบคุมการติดดับของหลอด LED

  2.4.4 การเชื่อมต่อแบบอนุกรม (LCD I2C)

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม จะใช้งานโมดูล I2C Serial Interface Board Module มาเชื่อมต่อระหว่าง Arduino กับจอ LCD

วงจรที่เชื่อมต่อจะเป็นไปตามรูปนี้ (กรณีใช้บอร์ดรุ่นอื่น จะต้องต่อ SDA เข้า A4 และ SCL เข้ากับ A5)

                                ภาพประกอบที่ 33 แสดงการต่อ LCD แบบอนุกรม

ดาว์โหลดไลบารี่ได้จาก : LiquidCrystal_I2C.zip แล้วเพิ่มไลบารี่ตามขั้นตอต่อไปนี้ 

       ภาพประกอบที่ 34 แสดงการเพิ่ม Library ในโปรแกรม Arduino IDE

2.4.4.1 เปิดโปรแกรม Arduino IDE ขึ้นมา จากนั้นกดไปที่ Tool > Include Library > Add .ZIP Library

                               

  ภาพประกอบที่ 35 แสดงไลบารี่ได้ถูกเพิ่มเข้ามาแล้ว

2.4.4.2 เลือกไฟล์ที่ได้ดาว์โหลดไว้ในขั้นตอนที่แล้ว จากนั้นกดปุ่ม Openไลบารี่ได้ถูกเพิ่มเข้ามาแล้ว นำโค้ดต่อไปนี้อัพโหลดลงบอร์ด Arduino

2.4.4.3 ไลบารี่ได้ถูกเพิ่มเข้ามาแล้ว นำโค้ดต่อไปนี้อัพโหลดลงบอร์ด Arduino

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Set the LCD address to 0x27 in PCF8574 by NXP and Set to 0x3F in PCF8574A by Ti

LiquidCrystal_I2C lcd( 0x3F, 16, 2); // จอกว้าง 16 ตัวอักษร 2 บรรทัด รหัสประจำตัว 0x3F

void setup() {

  lcd.begin();

  lcd.print("LCDisplay"); // แสดงผลคำว่า Hello, world! ออกหน้าจอ

  lcd.setCursor(0, 1); // เลื่อนเคเซอร์ไปบรรทัดที่ 2 ลำดับที่ 0 (ก่อนหน้าตัวอักษรแรก)

  lcd.print("www.ioxhop.com"); // แสดงผลคำว่า www.ioxhop.com

  delay(3000); // หน่วงเวลา 3 วินาที

  lcd.clear(); // ล้างหน้าจอ

}

void loop() {

  lcd.setCursor(3, 0);

  lcd.print("InFunction ");

  lcd.setCursor(2, 1);

  lcd.print("void loop(){ ");

  delay(500); // หน่วงเวลา 0.5 วินาที

  lcd.clear(); // ล้างหน้าจอ

  delay(500); // หน่วงเวลา 0.5 วินาที

}

ตรง 0x3F หากอัพโหลดแล้วไม่สามารถใช้งานได้ (ไม่มีอะไรแสดงผลออกทางหน้าจอ) ลองแก้เป็น 0x27 แล้วอัพโหลดเข้าไปใหม่อีกครั้ง

                         ภาพประกอบที่ 36 การเปลี่ยนหมายเลขประจำตัว (I2C Address)

ในกรณีที่ต้องการต่อจอหลายๆจอโดยใชไมโครฯตัวเดียวกัน สามารถเปลี่ยนหมายเลขประจำตัว หรือ Address ได้จากการจั้มแนวยาว A0 หรือ A1 หรือ A2 ทำให้ A0 หรือ A1 หรือ A2 มีลอจิกเป็น 0 ทำให้หมายเลขประจำตัวเปลี่ยนไปดังตารางด้านล่างนี้

-          กรณีชิปบนโมดูลเป็นเบอร์ PCF8574

                        ตารางที่ 2 แสดงค่าโมดูลเบอร์ PCF8574

-          กรณีชิปบนโมดูลเป็นเบอร์ PCF8574A

 

 

                   ตารางที่ 3 แสดงโมดูลเบอร์ PCF8574A

 

2.4.5 ฟังก์ชั่นสั่งงานจอ LCD

lcd.clear()

> ใช้ล้างหน้าจอ เมื่อมีตัวอักษรใดๆอยู่บนหน้าจอ จะถูกล้างออกทั้งหมด

lcd.home()

> ใช้ปรับให้เคเซอร์กลับไปอยู่ที่ตำแหน่งแรกด้านซ้าย เมื่อใช้คำสั่ง lcd.print() จะไปเริ่มแสดงผลทางด้านบนซ้าย

lcd.setCursor(ลำดับตัวอักษรนับจากทางซ้าย, บรรทัด)

> ใช้ตั้งค่าเคเซอร์ เช่น lcd.setCursor(2, 0); หมายถึงเซ็ตเคเซอร์ไปตัวอักษรที่ 2 นับจากทางซ้าย และอยู่บรรทัดแรก เมื่อใช้คำสั่ง lcd.print() ตัวอักษรตัวแรกจะอยู่ลำดับที่ 3 นับจากทางซ้าย

lcd.write(ข้อมูลที่ต้องการเขียนออกไป)

> ใช้สำหรับเขียนข้อมูลออกไปทีละตัวอักษร

lcd.print(ข้อมูลที่ต้องการให้เขียนออกไป (รูปแบบข้อมูล)

> ใช้เขียนข้อมูลออกไปทั้งข้อความ

lcd.cursor()

> ใช้สั่งให้แสดงเคเซอร์บนหน้าจอ

lcd.noCursor()

> ใช้สั่งให้ไม่แสดงเคเซอร์บนหน้าจอ

lcd.display()

> แสดงตัวอักษรบนหน้าจอ

lcd.noDisplay()

> ปิดการแสดงตัวอักษรในหน้าจอ

lcd.scrollDisplayLeft()

> เลือนตัวอักษรไปทางซ้าย 1 ตัว

lcd.scrollDisplayRight()

> เลื่อนตัวอักษรไปทางขวา 1 ตัว

lcd.autoscroll()

> เลื่อนตัวอักษรไปทางขวาอัตโนมัติหากใช้คำสั่ง lcd.print() หรือ lcd.write() เมื่อตัวอักษรเต็มหน้าจอ

lcd.noAutoscroll()

> ปิดการเลื่อนตัวอักษรอัตโนมัติ

lcd.leftToRight()

> เมื่อใช้คำสั่ง lcd.print() หรือ lcd.write() ตัวอักษรจะเขียนจากซ้ายไปขวา

lcd.rightToLeft()

> เมื่อใช้คำสั่ง lcd.print() หรือ lcd.write() ตัวอักษรจะเขียนจากขวาไปซ้าย

2.4.6 การทำโหมดประหยัดพลังงาน ปิดหน้าจอ LCD

การปิดหน้าจอจะต้องนำคำสั่ง 2 ตัวมาใช้ คือ คำสั่งสำหรับให้หน้าจอไม่แสดงข้อความใดๆออกไป และคำสั่งปิดไฟแบล็คไลท์ ซึ่งการเชื่อมต่อทั้ง 2 แบบที่ได้กล่าวมา โค้ดจะแตกต่างกันเล็กน้อย ทาง IOXhop เขียนเป็นฟังก์ชั่นมาให้ใช้งาน และทดลองง่ายๆแล้ว ดังนี้

2.4.6.1 การเชื่อมต่อแบบขนาน

#include <LiquidCrystal.h>

#define BacklightPin 7

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {

  pinMode(BacklightPin, OUTPUT);

  digitalWrite(BacklightPin, HIGH);

  lcd.begin(16, 2);

  lcd.print("LCD Safe Mode"); // แสดงคำว่า LCD Safe Mode ออกทางหน้าจอ

}

void loop() {

  LCD_ON(); // เปิดหน้าจอ

  delay(1000); // หน่วงเวลา 1 วินาที

  LCD_OFF(); // ปิดหน้าจอ

  delay(1000); // หน่วงเวลา 1 วินาที

}

void LCD_ON() {

  lcd.display(); // เปิดการแสดงตัวอักษร

  digitalWrite(BacklightPin, HIGH); // เปิดไฟแบล็กไลค์

}

void LCD_OFF() {

  lcd.noDisplay(); // ปิดการแสดงตัวอักษร

  digitalWrite(BacklightPin, LOW); // ปิดไฟแบล็กไลค์

}

ขา A ของจอ LCD จะต้องต่ออยู่กับขา Digital pin 7 เพื่อให้สามารถควบคุมไฟแบล็คไลท์ได้

2.4.6.2 การเชื่อมต่อแบบอนุกรม (LCD I2C)

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

void setup() {

  lcd.begin();

  lcd.print("LCD Safe Mode"); // แสดงคำว่า LCD Safe Mode ออกทางหน้าจอ

}

void loop() {

  LCD_ON(); // เปิดหน้าจอ

  delay(1000); // หน่วงเวลา 1 วินาที

  LCD_OFF(); // ปิดหน้าจอ

  delay(1000); // หน่วงเวลา 1 วินาที

}

void LCD_ON() {

  lcd.display(); // เปิดการแสดงตัวอักษร

  lcd.backlight(); // เปิดไฟแบล็กไลค์

}

void LCD_OFF() {

  lcd.noDisplay(); // ปิดการแสดงตัวอักษร

  lcd.noBacklight(); // ปิดไฟแบล็กไลค์

}

2.5 Relay 4 Chanel

ภาพประกอบที่ 37 แสดงตัวอย่าง Relay

รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่ตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการทำงานด้วยไฟฟ้า Relayมีหลายประเภท ตั้งแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จนถึง Relay ขนาดใหญ่ที่ใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันออกไป แต่มีหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน สำหรับการนำ Relay ไปใช้งาน จะใช้ในการตัดต่อวงจร ทั้งนี้ Relay ยังสามารถเลือกใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ

                             

         ภาพประกอบที่ 38 สัญลักษณ์ในวงจรไฟฟ้าของรีเลย์

ภายใน Relay จะประกอบไปด้วยขดลวดและหน้าสัมผัส 

-          หน้าสัมผัส NC (Normally Close) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกติหน้าสัมผัสนี้จะต่อเข้ากับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด

-          หน้าสัมผัส NO (Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะลอยอยู่ ไม่ถูกต่อกับขา COM (Common) แต่จะเชื่อมต่อกันเมื่อมีกระแสไฟไหลผ่านขดลวด

-          ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ขึ้นอยู่กับว่า ขณะนั้นมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relay 1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชุด ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและลักษณะของงานที่ถูกนำไปใช้ จำนวนหน้าสัมผัสถูกแบ่งออกดังนี้

 สวิตช์จะถูกแยกประเภทตามจำนวน Pole และจำนวน Throw ซึ่งจำนวน Pole (SP-Single Pole, DP-Double Pole, 3P-Triple Pole, etc.) จะบอกถึงจำนวนวงจรที่ทำการเปิด-ปิด หรือ จำนวนของขา COM นั่นเอง และจำนวน Throw (ST, DT) จะบอกถึงจำนวนของตัวเลือกของ Pole ตัวอย่างเช่น SPST- Single Pole Single Throw สวิตช์จะสามารถเลือกได้เพียงอย่างเดียวโดยจะเป็นปกติเปิด (NO-Normally Open) หรือปกติปิด (NC-Normally Close) แต่ถ้าเป็น SPDT- Single Pole Double Throw สวิตช์จะมีหนึ่งคู่เป็นปกติเปิด (NO) และอีกหนึ่งคู่เป็นปกติปิดเสมอ(NC)ดัง

                                   

 

ภาพประกอบที่ 39 แสดงตัวอย่าง SPST และ SPDT 

ภาพประกอบที่ 40 แสดงตัวอย่างDPSTและ                           

             

2.5.1 Relay Module 4 Channels

ภาพประกอบที่ 41 แสดงตัวอย่าง Relay Module 4 Channels

Relay Module 4 Channels มีเอาต์พุตคอนเน็คเตอร์ที่ Relay เป็น NO/COM/NC สามารถใช้กับโหลดได้ทั้งแรงดันไฟฟ้า DC และ AC โดยใช้สัญญาณในการควบคุมการทํางานด้วยสัญญาณโลจิก TTL

คุณสมบัติ (Features) 

- รีเลย์เอาต์พุตแบบ SPDT จํานวน 4 ช่อง 

- สั่งงานด้วยระดับแรงดัน TTL 

- CONTACT OUTPUT ของรีเลย์รับแรงดันได้สูงสุด 250 VAC 10 A, 30 VDC 10 A 

- มี LED แสดงสถานะ การทํางานของรีเลย์และแสดงสถานะของบอร์ด 

- มีจัมพ์เปอร์สําหรับเลือกว่าจะใช้กราวด์ร่วมหรือแยก 

- มี OPTO-ISOLATED เพื่อแยกกราวด์ส่วนของสัญญาณควบคุมกับไฟฟ้าที่ขับรีเลย์ออกจากกัน

 

ตารางที่ 4 แสดงขาที่ใช้ในการเชื่อมต่อของ Relay Module 4 Channels

2.6 Bluetooth HC-06

ภาพประกอบที่ 42 แสดงตัวอย่างBluetooth HC-06

HC06 เป็นโมดูล Bluetooth ที่ใช้งานในการเชื่อมต่อกับสมาร์ทดีไวซ์ต่างๆ ให้สมาร์ทดีไวซ์สามารถสื่อสารกับไมโครคอนโทรเลอร์ (Arduino AVR PIC etc.) ได้ ผ่าน Serial port โมดูลรุ่น HC06 สามารถตั้งให้ใช้งานเป็นได้ทั้งโหมด Master (ให้อุปกรณ์อื่นมาเชื่อมต่อ) และโหมด Slave (เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น) การตั้งค่าต่างๆ เช่น ชื่ออุปกรณ์ รหัสผ่าน ทำได้ผ่าน AT Command ซึ่งจะต้องมีการต่อขาพิเศษเพื่อให้โมดูลเข้าโหมดการตั้งค่า หรือกดปุ่มบนโมดูลค้างไว้

2.6.1 HC06 กับอุปกรณ์ที่รองรับ

HC06 เป็นโมดูล Bluetooth ที่รองรับกับอุปกรณ์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน (05/08/2558) มีเพียง IPhone ที่ไม่สามารถใช้งานได้ เนื่องจาก IPhone ใช้ Bluetooth เวอร์ชั่น 4.0 ต้องใช้งานโมดูล HM-10 แทน ซึ่งเป็นโมดูล Bluetooth 4.0 จึงจะสามารถนำมาใช้งานกับ IPhone ได้

2.6.2 การใช้งาน HC-06 Bluetooth

                   2.6.2.1 เริ่มที่ Wiring Diagram กันก่อนเลย 

- Connect the HC-06 Ground (GND) pin to ground (duh!).

- Connect the HC-06 VCC pin to 5v.

- Connect the HC-06 TX/TXD pin to Arduino digital pin 4.

- Connect the HC-06 RX/RXD pin to Arduino digital pin 2.

ภาพประกอบที่ 43 แสดงขา RX pin ถูก design ให้ใช้แรงดัน 3.33 v

2.6.2.2. ติดตั้ง library สำหรับ hc-06 bluetooth

 ดาวโหลดได้ที่ http://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/AltSoftSerial.zip

เมื่อติดตั้ง library เรียบร้อยแล้วลองทดลอง program ไปที่ 

ภาพประกอบที่ 44 แสดงการการ Upload Library ลง Arduino

ทำการ Upload ลง Arduino 

2.6.2.3 เมื่อทุกอย่าง Ok เปิด Serial Monitor

ภาพประกอบที่ 45 แสดงการเปิด Serial Monitor

พิมพ์ AT แล้วกด ENTER จะได้

ภาพประกอบที่ 46 แสดงการเปิด Serial Monitor แล้วกด ENTER

2.7 สวิตซ์

           2.7.1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสวิตช์

           สวิตช์ คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในวงจร หรือกล่าวง่าย ๆ คือ อุปกรณ์เปิด ปิดกระแสไฟฟ้าภายในวงจรไฟฟ้า โดยใช้สัญลักษณ์ดังรูป

                                                  

                                         ภาพประกอบที่ 47 แสดงสัญลักษณ์ของสวิตช์

         สวิตช์ที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์มีหลายชนิด เช่น สวิตช์เลื่อน สวิตช์กระดก สวิตช์หมุน สวิตช์กด สวิตช์ไมโคร สวิตช์กุญแจ ฯลฯ

2.7.1.1 สวิตช์เลื่อน เป็นสวิตช์ชนิดหนึ่งที่ใช้เปิด ปิด การทำงานของอุปกรณ์ ใช้งานโดยกเลื่อน การควบคุมตัดต่อสวิตช์  ทำได้โดยผลักเลื่อนสวิตช์ขึ้นบนหรือลงล่าง  การเลื่อนสวิตช์ขึ้นบนเป็นการต่อ (ON) การเลื่อนสวิตช์ลงล่างเป็นการตัด (OFF)  นิยมใช้เป็นอุปกรณ์เปิด ปิด สิ่งของประเภทของเล่นเด็ก และเครื่องใช้ต่างๆ เช่น นาฬิกาปลุก ไฟฉาย

                            

                                             ภาพประกอบที่ 48 แสดงสวิตช์เลื่อน

                    2.7.1.2 สวิตช์กระดก  เป็นสวิตช์ที่ใช้งานโดยการกด เมื่อต้องการเปิดสวิตช์ก็ให้กดด้านที่ระบุว่าเป็นการเปิดสวิตช์ลง ส่วนอีกด้านที่เหลือก็จะกระดกขึ้น โดยส่วนใหญ่แล้วจะมีตัวอักษรระบุการทำงานบนตัวสวิตช์ เช่น เปิด ปิด On-OFF เราจะพบเห็นการใช้สวิตช์กระดกนี้กับหลอดไฟ ปลั๊กราง หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ 

ภาพประกอบที่ 49 สวิตช์กระดก  

2.7.1.3 สวิตช์กด  ใช้งานโดยการกดเปิด ปิด ในปุ่มเดียวกัน คือ กดปุ่มที่อยู่ส่วนกสวิตช์  กดปุ่มสวิตช์หนึ่งครั้งสวิตช์ต่อ (ON) และเมื่อกดปุ่มสวิตช์อีกหนึ่งครั้งสวิตช์ตัด (OFF) การทำงานเป็นเช่นนี้ตลอดเวลา  แต่สวิตช์แบบกดบางแบบอาจเป็นชนิดกดติดปล่อยดับ (Momentary) คือขณะกดปุ่มสวิตช์เป็นการต่อ (ON) เมื่อปล่อยมือออกจากปุ่มสวิตช์เป็นการตัด (OFF) ทันที   เช่น ปุ่มปิด เปิดโทรทัศน์ รีโมท คอมพิวเตอร์

                                         

                     ภาพประกอบที่ 50 สวิตช์กด  

                    2.7.1.4 สวิตช์แบบก้านยาว (Toggle Switch) เป็นสวิตช์ที่เวลาใช้งานต้องโยกก้านสวิตช์ไปมาโดยมีก้านสวิตช์โยกยื่นยาวออกมาจากตัวสวิตช์  การควบคุมตัดต่อสวิตช์  ทำได้โดยโยกก้านสวิตช์ให้ขึ้นบนหรือลงล่าง  ในการโยกก้านสวิตช์ขึ้นมักจะเป็นการต่อ (ON) และโยกก้านสวิตช์ลงมักจะเป็นการตัด (OFF) 

                                                 

                                              ภาพประกอบที่ 51  สวิตช์แบบก้านยาว

                   2.7.1.5 สวิตช์แบบหมุน (Rotary Switch) หรือเรียกว่าสวิตช์แบบเลือกค่า (Selector Switch) เป็นสวิตช์ที่ต้องหมุนก้านสวิตช์ไปโดยรอบเป็นวงกลม  สามารถเลือกตำแหน่งการตัดต่อได้หลายตำแหน่ง  มีหน้าสัมผัสสวิตช์ให้เลือกต่อมากหลายตำแหน่ง  เช่น 2, 3, 4  หรือ  5  ตำแหน่ง เป็นต้น  

                                           

                                             ภาพประกอบที่ 52 สวิตช์แบบหมุน

2.7.1.6 สวิตช์แบบไมโคร  (Microswitch) คือสวิตช์แบบกดชนิดกดติดปล่อยดับนั่นเอง  แต่เป็นสวิตช์ที่สามารถใช้แรงจำนวนน้อยๆ กดปุ่มสวิตช์ได  ก้านสวิตช์แบบไมโครสวิตช์มีด้วยกันหลายแบบ  อาจเป็นปุ่มกดเฉยๆ  หรืออาจมีก้านแบบโยกได้มากดปุ่มสวิตช์อีกทีหนึ่ง  การควบคุมตัดต่อสวิตช์  ทำได้โดยกดปุ่มสวิตช์หรือกดก้านคันโยกเป็นการต่อ (ON) และเมื่อปล่อยมือออกจากปุ่มหรือก้านคันโยกเป็นการตัด (OFF) 

                                                         ภาพประกอบที่ 53 สวิตช์แบบไมโคร  

                     2.7.1.7 สวิตช์แบบดิพ (DIP Switch) คำว่าดิพ (DIP) มาจากคำเต็มว่าดูอัลอินไลน์แพกเกจ (Dual Inline Package) เป็นสวิตช์ขนาดเล็กใช้งานร่วมกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นในรูปชิพ (Chip) ที่มีขนาดเล็กๆ หรือใช้งานกับไอซี (IC = Integrated Circuit) ลักษณะสวิตช์สามารถตัดหรือต่อวงจรได้  การควบคุมตัดต่อสวิตช์แบบดิพจะต้องใช้ปลายมปากกาหรือปลายดินสอในการปรับเลื่อนสวิตช์  สวิตช์แบบดิพมักถูกติดตั้งบนแผ่นวงจรพิมพ์  (Printed Cricuit Board) ใช้กับกระแสไม่เกิน 30mA ที่แรงดัน 30VD 

                                        ภาพประกอบที่ 54 สวิตช์แบบดิพ

2.7.2 การทำงานของสวิตช์

ส่วนประกอบพื้นฐานของสวิตช์จะมีส่วนที่เรียกว่า หน้าสัมผัส อยู่ภายในซึ่งคล้ายกับสะพานเชื่อมให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรไฟฟ้าได้ สวิตช์ทำหน้าที่เปิด ปิด วงจรไฟฟ้า ทำให้วงจรไฟฟ้าเกิดการทำงานอยู่ 2 ลักษณะคือ วงจรเปิดและวงจรปิด วงจรเปิด คือลักษณะที่หน้าสัมผัสของสวิตช์ไม่เชื่อมต่อกันทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลไปในวงจรได้ และวงจรปิด คือ การที่หน้าสัมผัสของสวิตช์เชื่อมต่อกันทำให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรได้

2.7.2.1 วงจรเปิด หน้าสัมผัสไม่เชื่อมต่อกัน กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลในวงจรได้ ทำใหอุปกรณ์ไฟฟ้าไม่ทำงาน แต่เรามักจะเรียกกันว่าเป็นการปิดสวิตช์ ซึ่งหมายถึงการปิดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้านั่นเอง

                                             

 

                                     ภาพประกอบที่ 55  แสดงสัญลักษณ์วงจรเปิด

                   2.7.2.2 วงจรปิด หน้าสัมผัสเชื่อมต่อกัน กระแสไฟฟ้าสามารถไหลในวงจรได้ ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงาน แต่เรามักจะเรียกกันว่าเป็นการเปิดสวิตช์ ซึ่งหมายถึงการเปิดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า

                                              

                 ภาพประกอบที่ 56 แสดงสัญลักษณ์วงจรปิด

สวิตช์มีหลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละรูปแบบจะถูกออกแบบและสร้างมาเพื่อการใช้งานในลักษณะที่แตกต่างกันไป นอกจากนี้แล้วสวิตช์บางประเภทยังบอกคุณลักษณะการทนกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าอีกด้วย ดังนั้นเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด จึงควรเลือกใช้สวิตช์ให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน และควรศึกษาคุณลักษณะเฉพาะของสวิตช์แต่ละรูปแบบให้เข้าใจก่อนตัดสินใจเลือกใช้

2.8 LED

          หลอดLED นั้นมีมานานแล้ว เริ่มปรากฏในแผงวงจรครั้งแรกเมื่อปี 1962 ซึ่งโดยช่วงแรกๆนั้น LED ให้ความเข้มแสงไม่มากนัก และมีใช้ในเฉพาะ ความถี่ในช่วงแสง infra-red ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ (ซึ่งเรายังคงเห็นรูปแบบการใช้งานในช่วงแสง infra-red นี้ตามอุปกรณ์ประเภทรีโมทคอนโทรลในเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนจนปัจจุบัน)ต่อมา LED ถูกพัฒนาให้สามารถเปล่งแสงที่มองเห็นได้ โดยแสงสีแดง ถูกคิดค้นขึ้นได้ก่อน แต่ก็ยังมีความเข้มแสงที่ต่ำอยู่ หลังจากนั้น LED ก็ถูกพัฒนาเรื่อยมาจนกระทั่งสามารถให้แสงที่ครอบคลุมย่านความถี่ตั้งแต่ infrared แสงที่มองเห็นไปจนถึงย่าน ultra violet หรือ UV ต่อจากนั้น LED ก็ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ในอุปกรณ์ไฟแสดงตามแผงควบคุมต่างๆ ในไฟแสดงตัวเลข seven segment และนาฬิกาดิจิตอล  ต่อมา LED ก็ถูกพัฒนาให้มีประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงมากขึ้น จึงทำให้เกิดการนำเอา LED มาใช้งานในการแสดงสัญญาณต่างๆ เช่น ไฟสัญญาณสำหรับการบิน ไฟสัญญาณจราจร และเนื่องด้วย LED มีข้อดีในหลายๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นด้านประหยัดพลังงาน ด้านการใช้งานได้นานขึ้น การบำรุงรักษาที่ต่ำ ด้านความทนทานของตัวหลอดเอง และขนาดก็เล็กมากเมื่อเทียบกับหลอดไส้อย่างเดิม ทั้งยังปิดเปิดง่ายขึ้นแล้ว นักวิจัยและบริษัทต่างๆจึงมุ่งเน้นพัฒนาประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงหรือความสว่างให้สูงขึ้นไปอีก เพื่อหวังที่จะนำเอา LED มาใช้เป็นไฟฟ้าแสงสว่างในชีวิตประจำวันเพื่อทดแทนหลอดไฟแบบที่มีใช้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน แต่ก็ติดปัญหาเรื่องการทำให้ LED มีแสงสีขาว เหมือนหลอดไฟทั่วไปไม่ได้                  ผ่านมาเกือบ 30 ปี จนกระทั่ง ในปี 1990 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คน ได้ร่วมกันพัฒนาจนประสบความสำเร็จ ซึ่งภายหลังทั้ง 3 คนนี้จึงได้รับการยกย่องและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2014 ที่ผ่านมา ในฐานะเป็นผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ ที่จะทำให้เกิดการปฏิวัติวงการทั้งโลก ด้านไฟฟ้าแสงสว่างและการใช้พลังงาน ในศตวรรษที่ 21 เลยทีเดียว

2.8.1 LED ในปัจจุบันและอนาคต

          จึงทำให้ในปัจจุบัน หลอด LED เริ่มนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่ว่าจะเป็น ไฟแสงสว่างรถยนต์ หรือไฟฟ้าแสงสว่างทั่วไป แต่ก็ยังติดปัญหาด้านต้นทุนการผลิตอยู่ แต่ในอนาคตอีกไม่นานเมื่อต้นทุนในการผลิตหลอดไฟLEDต่ำลงเรื่อยๆ เราคงได้เห็น หลอดไฟLED ได้โดยทั่วไปซึ่งจะมาแทนหลอดไฟในปัจจุบันไม่ต่างจากการเข้ามาแทนหลอดไส้ของฟลูออเรสเซนต์ เหมือนช่วงอดีตที่ผ่านมาแน่นอน

2.8.2 หลักการทำงานของ LED

เพื่อให้ทันต่อกระแส การเข้าใจและรู้หลักการทำงาน LED จึงน่าจะเป็นประโยชน์ เพื่อที่จะได้เปิดใจและยอมรับสิ่งที่กำลังจะกลายเป็นอนาคตของพวกเราทุกคน เริ่มจากคำย่อ LED

-          L-Light แสง

-          EEmitting เปล่งประกาย

-          DDiode ไดโอด

แปลรวมกัน ก็คือ " ไดโอดชนิดเปล่งแสง "

มีสัญลักษณ์ที่ใช้ในวงจรคือ

ภาพประกอบที่ 57 สัญลักษณ์ LED

ส่วนหน้าตาของ LED ที่เห็นกันบ่อย ๆ ในวงจร

ภาพประกอบที่ 58 ตัวอย่าง LED

ไดโอด คือ สารกึ่งตัวนำประเภทหนึ่ง ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทางเดียว ไดโอด นั้นมีใช้อยู่ทั่วไปในวงจรอิเลคทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้า ไดโอดทั่วไปมีสัญลักษณ์ คือ สัญลักษณ์ไดโอดต่างกันนิดหน่อยตรงที่ไม่มีลูกศรแสดงการเปล่งแสง

2.8.3 การต่อวงจร

หลักการต่อวงจรของ LED ไม่มีอะไรซับซ้อน เพียงจ่ายไฟบวกกระแสตรงเข้าที่ขา อาร์โนด (Anode) หรือขาที่ยาวกว่า และต่อไฟลบเข้ากับขา แคโธด(Cathode)หรือขาสั้น จะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมตัว LED ที่เรียกว่า Vf หรือ Farword Voltage เมื่อมีแรงดันตกคร่อม Vf ที่ว่านี้ ด้วยคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำภายใน LEDก็จะเปล่งแสงออกมา แต่เพื่อจำกัดไม่ให้กระแสไหลผ่าน LED มากจนเกินไป ก็จำเป็นต้องต่อ ตัวต้านทาน หรือ R หรือ Resistor อนุกรมเข้าไปในวงจร ดังรูปข้างล่าง

ภาพประกอบที่ 59 วงจรการต่อ LED

2.8.3.1 วิธีการหาค่า R ใช้สูตรง่ายๆ กฎของโอห์ม V=IR, V=(Vdc-Vf)

ส่วนคุณสมบัติสำคัญของไดโอด LED คือ แรงดันตกคร่อมหรือ Vf และกระแสไหลผ่านที่ทนได้สูงสุดหรือ Imaxตัวต้านทานหรือ R ที่ต่อไว้เพื่อจำกัดกระแส ก็มีความร้อนเกิดขึ้นดังนั้นสิ่งที่สำคัญในการออกแบบหลอดไฟที่ใช้ LED สิ่งหนึ่งคือการเลือก ตัวต้านทานหรือ R ที่มีอัตราการระบายความร้อนที่ดี เพื่อเอาความร้อนออกไปให้ไกลจากตัวหลอด LED

ภาพประกอบที่ 60 ตัวอย่าง R เพื่อจำกัดกระแสผ่าน LED

2.8.4 การระบายความร้อน

โดยหลักการแล้วใน LED แบบทั่วๆไปจะเปล่งแสงโดยไม่มีความร้อนเกิดขึ้น หรือเกิดขึ้นน้อยมากจนเราสามรถใช้มือเปล่าสัมผัสได้  แต่ใน Hi Power LED หรือ LED กำลังสูง ที่ให้แสงสว่างมากๆ มีความร้อนเกิดขึ้นมาก การออกแบบระบบระบายความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แผงระบายความร้อนหรือที่เรียกว่าฮีทซิงค์ (Heat Sink) ส่วนใหญ่ทำมาจาก อลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคือ หลอมขึ้นรูปได้ง่าย น้ำหนักเบา และพาความร้อนได้ดี

ภาพประกอบที่ 61 Hi Power LED

ภาพประกอบที่ 62 Heat sink แบบต่างๆ

การออกแบบฮีทซิงค์นอกจากจะคำนึงถึงการระบายความร้อนแล้ว ยังต้องคำนึงถึงให้รูปทรงเป็นตามลักษณะของหลอดไฟอีกด้วย การออกแบบระบบระบายความร้อนที่ดีจะช่วยให้อายุการใช้งานของหลอดไฟLED ยาวนานถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลงแต่ในทางตรงกันข้าม การออกแบบ heat sink ที่ไม่ดี ย่อมทำให้ความร้อนสะสมในหลอด LED มาก ผลก็คืออายุของ LED จะสั้นลงและไม่เป็นไปตามผู้ผลิตกำหนดไว้นั่นเอง

2.8.5 ข้อดีของหลอดLED

ข้อดีของหลอดLED มีมากมายหลายด้าน เมื่อเทียบกับหลอดไฟที่มีใช้ในปัจจุบันไม่ว่าจะเป็น หลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือชนิดอื่นๆ พอจะสรุปได้ดังนี้

-          หลอดLED ให้แสงสีขาวที่แท้จริง เหมาะกับงานที่ต้องการคุณภาพแสงที่สูง

แสงจากหลอดLED มีอัตราการกระพริบที่สูงมาก(แทบจะไม่มีการกระพริบ) จึงออกมาเป็นธรรมชาติ สบายตา ถนอมสายตา เหมาะสำหรับงานแสงสว่างทั่วไป

-          มีอายุการใช้งานนานกว่า

ข้อมูลจากการทดสอบของผู้ผลิตหลอดยืนยันว่าการใช้งานอย่างถูกวิธีและเหมาะสม สามารถที่จะทำให้หลอดLED มีอายุใช้งานได้ถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลง เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่มีอายุการใช้งานเพียงแค่ 1,000 ชั่วโมง หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีอายุการใช้งานประมาณ 10,000 ชั่วโมง เท่านั้น ถือว่า หลอดLED มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก

-          หลอดLED ให้แสงในทิศทางตรง

การที่หลอดไฟLED ให้แสงในทางตรงนั้นทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้รีเฟล็กซ์เตอร์ ในการบังคับทิศทางแสงและในส่วนมากรีเฟล็กซ์เตอร์ก็มีประสิทธิภาพต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของหลอดไฟต่ำลงไปด้วย ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำกว่า 40 เปอร์เซนต์ แต่หลอดLED นั้นให้แสงในทิศทางไปข้างหน้าตรงๆ ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ก็ได้ จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสูงกว่า 80 เปอร์เซนต์ และการที่หลอดLED ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ จึงเป็นการลดข้อจำกัดในการออกแบบ ทำให้นักออกแบบสามารถที่จะออกแบบรูปทรงง่ายได้ขึ้น ดังนั้นจึงทำให้ขนาดโดยรวมของหลอดไฟมีขนาดบางลงมาก

-          หลอดLED ทนต่อแรงกระแทก สั่นสะเทือน และทนการกัดกร่อนได้ดี

สามารถใช้หลอดLED ได้ในสภาพแวดล้อมไม่ดีหรือเลวร้าย เช่น สภาพที่มีการเคลื่อนไหวหรือสั่งมากๆ หรือสภาพที่มีภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงได้ดี แต่ถ้าเป็นหลอดอย่างอื่นอาจจะมีความเสียหายง่ายและใช้งานด้วยข้อจำกัดที่มากกว่า

-          ประหยัดค่าไฟ

ปัจจุบันหลอด LED สามารถให้ค่าอัตราความสว่างได้ถึง 80-120 ลูเมนต์/วัตต์ ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่ให้ค่าอัตราความสว่างอยู่ที่ 12-15 ลูเมนต์/วัตต ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์ ก็ให้ค่าอัตราความสว่างได้ที่ 40-80 ลูเมนต์/วัตต์  ซึ่งแนวโน้มว่าด้วยเทคโนโลยที่ีถูกคิดค้นขึ้นใหม่เรื่อยๆใหม่ ในอนาคต LED จะมีความสามารถให้ความสว่างเพิ่มขึ้นได้อีก (โดยล่าสุดมีสถิติบันทึกไว้ว่า มีผู้คิดค้น led ที่ให้แสงสว่างได้สูงถึง 300 ลูเมนต์/วัตต์)

ภาพประกอบที่ 63 กราฟแสดงปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของหลอดLED,หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดฮาโลเจน

-          หลอดLED ติดตั้งได้ในพื้นที่แคบและจำกัด และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้

เพราะหลอด LED อยู่ในสภาพมิดชิด มีความหนาน้อยกว่า และไม่มีประกายไฟเกิดขึ้นในขณะใช้งานหรือตอนเปิดปิด ดังนั้นแม้ในสภาพแวดล้อมเลวร้าย เช่น ติดไฟหรือระเบิดง่ายก็สามารถใช้หลอด LED ได้

-          หลอดLED ไม่เป็นอันตราย

ไม่มีสารปรอท หรือสารพิษ ในการบรรจุ ดังนั้นจึงไม่เป็นอันตรายทั้งต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

-          หลอดLED มีการบำรุงรักษาต่ำ

เนื่องจาก หลอดLED อยู่ในสภาพมิดชิด และอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า หลอดled จึงไม่ต้องการการบำรุงรักษาที่มากมายอะไร

-          หลอดLED ใช้งานในที่เย็นจัดได้

หลอดไฟled สามารถใช้งานในที่เย็นจัดได้ถึง -40 C โดยไม่ต้องมีการอุ่นไส้ และยังสามารถที่จะเปิดติดได้ทันที

-          หลอดLEDไม่มีรังสี UV

ไม่เป็นอันตราย ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตหรือUV ที่มีผลเสียต่อผิวหนังและสายตาของมนุษย์ และยังไม่มีรังสีอินฟราเรด หรือรังสีอื่นๆใด ที่เป็นอันตรายอีกด้วย

-          หลอดLED ใช้พลังงานคุ้มค่า ลดภาวะโลกร้อน

เพราะว่าพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลต์ ซึ่งในการผลิตก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจกและในการเลือกใช้หลอดไฟLED จึงทำให้มีส่วนช่วยลดการใช้พลังงาน ลดแก๊สเรือนกระจกและก๊าซพิษได้เป็นเท่าตัว อาคารที่ใช้ ก็มีกา็รปล่อยความร้อนน้อยลง จึงช่วยประหยัดค่าแอร์ได้อีกทางหนึ่ง นอกจากนั้นการใช้หลอดled ที่ทำให้เกิดการใช้พลังงานน้อยลงแล้ว นอกจากจะช่วยโลกช่วยประเทศชาติแล้ว ยังทำให้องค์กรมีภาพลักษณ์ที่ดีในสายตาสาธารณะชนได้อีกทางหนึ่งด้วย

-          หลอดLED คือ อนาคต

รัฐบาลของประเทศแทบทั่วโลกและองค์กรด้านสิ่งวแดล้อมต่างๆ ได้ให้ความสำคัญกับปัญหาเรื่องพลังงาน ปัญหาโลกร้อน ปัญหาขยะสารพิษ และปัญหามลภาวะ มากขึ้น ดังนั้นการใช้ หลอด LED ทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จึงเป็นอีกหนหนึ่งที่จำเป็นที่ทุกๆ ประเทศนำไปพิจารณาในการลดการใช้พลังงาน เห็นได้จากข้อมูลสื่อทั่วๆไป และโดยล่าสุดองค์กรที่มีชื่ออย่างโนเบล ได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี2014 ให้กับ 3 นักวิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่น ผู้คิดค้น led แสงสีน้ำเงิน และโนเบลยังประกาศด้วยว่า LED คือแสงสว่างใน ศตวรรษที่ 21

บทที่ 3

วิธีการดำเนินการ

โครงงานการออกแบบและสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1. เพื่อสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ 2. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ 3. เพื่อความพึงพอใจของผู้ใช้งานพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ คณะผู้จัดทำได้ศึกษาและหาข้อมูลตามเอกสารที่เกี่ยวข้องดังนี้

3.1 ศึกษาหลักการทำงานเพื่อหารายระเอียดเพื่อจัดทำพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ              

3.2 การออกแบบคำนวณและสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ       

3.3 การดำเนินงานสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

          3.4 การหาประสิทธิภาพพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

               มีรายละเอียดดังนี้

3.1 ศึกษาหลักการทำงานเพื่อหารายระเอียดเพื่อจัดการจัดสร้าง               

ศึกษาหลักการทำงานเพื่อหารายระเอียดเพื่อจัดสร้างโดยมีขั้นตอนต่างๆดังนี้

          3.1.1  การศึกษาข้อมูล

                   3.1.1.1 ระบบการทำงานของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือระบบออโต้สามารถปรับความเร็วตามอุณหภูมิได้ แสดงค่าอุณหภูมิและความเร็วของพัดลมบนจอ LCD เมื่ออุณหภูมิที่วัดได้อยู่ในค่าที่กำหนดไว้และระบบแมนนวล สามารถควบคุมความเร็วของพัดลมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือได้

                   3.1.1.2 อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือซึ่งประกอบไปด้วย พัดลม, Arduino, โมดูล, Bluetooth-hc06, โทรศัพท์มือถือแอนดรอยด์, DHT11

                   3.1.1.3 การออกแบบและคำนวณชิ้นส่วนต่างๆเพื่อนำใช้งานออกแบบรูปแบบการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือคณะผู้จัดทำได้รวบรวมเอกสารจากขั้นตอนต่างๆ ข้างต้นเพื่อนำมาออกแบบ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือตามที่ได้ออกแบบซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่างดังนี้ กำหนดวัตถุประสงค์การสร้าง วิเคราะห์วัสดุที่จะนำมาสร้างออกแบบโครงการ กำหนดหลักการทำงานดำเนินการสร้างทดลองใช้และประเมินผลการใช้งาน

         

3.1.2 การระบุรายละเอียดรายการวัสดุ

          ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนในการวางแผนเลือกใช้วัสดุ โดยพิจารณาเลือกใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติและประสิทธิภาพเหมาะสมกับชิ้นส่วนต่างๆ ของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือให้มีความทนทานต่ออายุการใช้งาน

          3.1.3 ศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

การสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ การออกแบบและคำนวณ การสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือคณะผู้จัดทำได้ใช้หลักการออกแบบและทฤษฎีต่างๆ ดังนี้

                             3.1.3.1 เริ่มการทำงาน

                             3.1.3.2 ศึกษาหาข้อมูล

                             3.1.3.3 ออกแบบเครื่อง

                             3.1.3.4 จัดหาอุปกรณ์

                             3.1.3.5 เริ่มสร้างเครื่อง

                             3.1.3.6 ทำการแก้ไข

                             3.1.3.7 ทำการทดลอง

                             3.1.3.8 สร้างเครื่องเสร็จ

                             3.1.3.9 ทำการวิเคราะห์และสรุป

                             3.1.3.10 นำเสนอ

3.2 การออกแบบ คำนวณ และการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

          การออกแบบ คำนวณ และการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

ให้สามารถทำงานได้ ตามวัตถุประสงค์ โดยมีรายละเอียดดังนี้

          3.2.1 การออกแบบพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

โดยคณะผู้จัดทำได้เริ่มจากการออกแบบวงจรบอร์ด พัดลม , Arduino , แอพพลิเคชั่น , โมดูล HC-06 , DHT11 , Relay 4 Channel , LCD จึงได้มีเขียนโปรแกรมคำสั่งภาษซี เพื่อมาสั่งการทำงานของวงจรและโปรแกรมแอพพลิเคชั่นสำหรับควบคุมพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือพบว่าโปรแกรมแอพพลิเคชั่นแอนดรอยด์และวงจรควบคุมผ่านอุณหภูมิจะสร้างความสะดวกสบายให้แกผู้ใช้งานในการเรียนการสอน

        

3.2.2 การคำนวณหาค่าประกอบต่างๆของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

จากการออกแบบพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือที่เหมาะสมโดยคณะผู้จัดทำได้ดำเนินการคำนวณ หาส่วนประกอบต่างๆของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือโดยมี

รายละเอียดดังนี้

3.2.2.1 พัดลม 16 นิ้ว                                 1 ตัว

3.2.2.2 บอร์ดArduino Uno r3                     2 บอร์ด

3.2.2.3 Relay 4 CH                                  1 บอร์ด

3.2.2.4 โมดูล HC-06                                  1 ตัว

3.2.2.5 DHT11                                        1 ตัว

3.2.2.6 LCD                                            1 ตัว

3.3 การดำเนินงานสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

          ภายหลังจากการศึกษาข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้อง คำนวณต่างๆ ออกแบบ และจัดเตรียมวัสดุเป็นที่เรียบร้อยแล้วจึงได้ทำการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือตามแบบที่กำหนดและทำการเพิ่มเติมบางส่วน ที่จำเป็นสามารถแบ่งออกเป็นส่วนๆได้ดังนี้

          3.3.1 โครงสร้างวงจรพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือมาควบคุมการทำงานของพัดลมด้วยแอพพลิเคชั่นมือถือ และควบคุมด้วยอุณหภูมิมีขั้นตอนการเขียนโปรแกรมควบคุมและทดลองด้วยโปรแกรม Arduino

          3.3.2 การออกแบบระบบการทำงานของวงจรและแบบจำลองพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

ภาพประกอบที่  64 แบบจำลองพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

          จากการออกแบบเป็นส่วนสมมุติฐานชิ้นงานที่สมบูรณ์เนื่องจากลักษณะของชิ้นงานและรูปแบบภายนอกที่กลุ่มผู้จัดทำออกแบบให้มีความทันสมัย สะดวกต่อการใช้งาน

 3.3.3 ขั้นตอนกระบวนการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

                                                        

ภาพประกอบที่ 65 กระบวนการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

3.4 การหาประสิทธิภาพพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

                   3.4.1 การประกอบวงจรพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

                      ภาพประกอบที่ 66 การต่อวงจรพร้อมสำหรับการประกอบชิ้นงาน

                            ภาพประกอบที่ 67 นำอุปกรณ์ประกอบลงในฐานของพัดลม

                     ภาพประกอบที่ 68 ชิ้นงานที่ประกอบเสร็จเรียบร้อย พร้อมใช้งาน

บทที่ 4

ผลการวิเคราะห์ข้อมูล

          การดำเนินโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1. เพื่อสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ 2. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ 3. เพื่อความพึงพอใจของผู้ใช้งานพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือโดยคณะผู้จัดทำโครงการ ได้นำเสนอผลการดำเนินการโครงการ และการวิเคราะห์ข้อมูลตามลำดับหัวข้อดังนี้

                   4.1 ขั้นตอนและวิธีการทดลอง พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

                   4.2 สัญลักษณ์ที่ใช้ในการเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล

                   4.3 แสดงค่าเฉลี่ยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ความคิดเห็นเกี่ยวกับการดำเนินโครงการ ด้านการออกแบบ ด้านการใช้งาน และด้านคุณภาพ มีรายละเอียดดังนี้

4.1 ขั้นตอนการทดลอง

          4.1.1 ตรวจสอบความพร้อมของชิ้นงาน

          4.1.2 เสียบปลั๊กโดยใช้ไฟ 220V to 9V เปิดสวิตช์เลือกโหมดที่ต้องการใช้งานในการทดลอง

          4.1.3 เชื่อมต่อ Bluetooth HC-06 เพื่อเปิดการใช้งานในโหมด Manual

          4.1.4 เปิดแอพพลิเคชั่นที่ใช้สำหรับควบคุมพัดลม

          4.1.5 เลือกโหมด Auto เพื่อใช้งานอัตโนมัติ

          4.1.6 สรุปผลการทดลอง

4.2 สัญลักษณ์ที่ใช้ในการเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล

          เพื่อให้การเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูลมีความสะดวก และง่ายต่อการทำความเข้าใจเกี่ยวกับผลการวิเคราะห์ข้อมูล ผู้ดำเนินโครงการจึงได้กำหนดลักษณ์ที่ใช้แทนตัวแปรและค่าสถิติต่างๆ ในการนำเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล ดังนี้

          X        แทน    ค่าเฉลี่ย

          S.D.     แทน    ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

4.3 แสดงค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

         ความคิดเห็นเกี่ยวกับการดำเนินโครงการ ด้านการออกแบบ ด้านการใช้งาน  และด้านคุณภาพ

ตารางที่ 5 แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านการใช้งานของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่นมือถือ

ความคิดเห็นด้านการออกแบบ	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
		S.D.
1. มีความทนทานแข็งแรง 2. มีความเหมาะสมกับการใช้งาน 3. เคลื่อนย้ายได้สะดวก 4. มีความทันสมัย 5. ใช้งานง่ายไม่ยุ่งยาก	3.9 4.3 3.9 4.4 4.1	.74 .48 .57 .7 .74	มาก มาก มาก มาก มาก
รวม	4.12	.64	มาก

ตารางประกอบที่ 5 พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านการใช้งานของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่าน     แอพพลิเคชั่นมือถือ

          โดยภาพรวมอยู่ในระดับดี ( = 4.12, S.D.= .64) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับมาก จำนวน 5 ข้อ คือ โดยมีข้อเฉลี่ย 3 อันดับแรกคือ มีความทันสมัย ( = 4.4, S.D.= .7) รองลงมาคือ ความเหมาะสม ( = 4.3, S. D.= .48) และ ใช้งานไม่ยุ่งยาก ( = 4.1, S.D.= .74 ) ตามลำดับ ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยต่ำสุดคือ สามารถนำไปใช้เชิงพาณิชย์ได้ ( = 3.9, S.D.= .57)

ตารางที่ 6  แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านการออกแบบของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

ความคิดเห็นด้านการใช้งาน	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
		S.D.
1. มีความปลอดภัยในการใช้งาน 2. ลดรายจ่ายเพิ่มรายได้ของผู้ใช้ 3. มีคู่มือการใช้งานชัดเจน 4. ช่วยประหยัดเวลาในการทำงาน 5. สามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้	4.5 4.1 4.2 4.2 4.2	.53 .74 .63 .63 .42	มาก มาก มาก มาก มาก
รวม	4.24	.59	มาก

ตารางประกอบที่ 6  พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านการออกแบบของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

          โดยภาพรวมอยู่ในระดับดี ( = 4.24, S.D.= .59) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับมาก จำนวน 5 ข้อ โดยมีข้อเฉลี่ย 3 อันดับแรกคือ มีความปลอดภัยในใช้งาน ( = 4.5, S.D.= .53) รองลงมาคือ ช่วยประหยัดเวลาในการทำงาน ( = 42, S. D.= .63) และ มีคู่มือการใช้งานชัดเจน ( = 4.2, S.D.= .63) ตามลำดับ ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยต่ำสุดคือ ลดรายจ่ายเพิ่มรายได้ของผู้ใช้ ( = 4.1, S.D.= .74)

ตารางที่ 7 แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านคุณภาพของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

ความคิดเห็นด้านคุณภาพ	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
	X	S.D.
1. ใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ 2. ใช้ได้ทั่วไปในทุกภูมิภาค 3. มีลดแรงงานในการผลิต 4. ลดต้นทุนในการผลิต 5. คุณภาพชีวิดีขึ้น	4.3 4.6 3.9 4.3 4.4	.67 .52 .74 .67 .52	มาก มากที่สุด มาก มาก มาก
รวม	4.3	.62	มาก

ตารางประกอบที่ 7 พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านคุณภาพของโครงการ พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้  ( = 4.3, S.D.= .62) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับมากจำนวน 1 ข้อ โดยมีข้อเฉลี่ย 5 อันดับแรก คือ ใช้ได้ทั่วไปในทุกภูมิภาค  ( = 4.6, S.D.= .52) รองลงมาคือ คุณภาพชีวิตดีขึ้น ( = 4.4, S. D.= .52) และ ลดต้นทุนในการผลิต ( = 4.3, S.D.= .67) ตามลำดับ ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยต่ำสุดคือ มีลดแรงงานในการผลิต ( = 3.9, S.D.= .74)

บทที่ 5

สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ

          การจัดทำโครงการครั้งนี้ เป็นการสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือซึ่งคณะผู้จัดทำโครงการ นำเสนอการสรุปผลการดำเนินโครงการ อภิปรายผล  และข้อเสนอแนะตามลำดับขั้นตอนดังต่อไปนี้

          5.1 สรุปผล

          5.2 อภิปรายผล

          5.3 ข้อเสนอแนะ

                   5.3.1 ข้อเสนอแนะในการประยุกต์ใช้

                   5.3.2 ข้อเสนอแนะในการขยายผลการวิจัย

5.1 สรุปผล

          5.1.1 วัตถุประสงค์

                   5.1.1.1 เพื่อสร้างพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

                   5.1.1.2 เพื่อหาประสิทธิภาพของพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ

                   5.1.1.3 เพื่อสำรวจความพึงพอใจของผู้ใจของผู้ใช้

พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่าน  แอพพลิเคชั่นมือถือ

          5.1.2 ขอบเขตของโครงการ

                   5.1.2.1 คุณสมบัติของโครงการ

                   5.1.2.2 ควบคุมพัดลมผ่านมือถือและอุณหภูมิ

                   5.1.2.3 ขั้นตอนการใช้งาน

                             1) ตรวจสอบความพร้อมของชิ้นงาน

2) เสียบปลั๊กโดยใช้ไฟ 220V to 9V เปิดสวิตช์เลือกโหมดที่ต้องการใช้งานใน  การทดลอง

                             3) เชื่อมต่อ Bluetooth HC-06 เพื่อเปิดการใช้งานในโหมด Manual

                             4) เปิดแอพพลิเคชั่นที่ใช้สำหรับควบคุมพัดลม

                             5) เลือกโหมด Auto เพื่อใช้งานอัตโนมัติ

                             6) สรุปผลการทดลอง

5.1.3 ผลการดำเนินโครงการ

          ผลการดำเนินโครงการพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ ได้ออกแบบสอบถามโดยให้ผู้เชี่ยวชาญทำการประเมิน มีรายระเอียดดังนี้

5.1.3.1 ด้านการออกแบบ อยู่ในระดับมาก ( = 4.12, S.D.= .64)

5.1.3.2 ด้านการใช้งาน อยู่ในระดับมาก ( = 4.24, S.D.= .59)

                   5.1.3.3ด้านคุณภาพ อยู่ในระดับมาก ( = 4.3, S.D.= .62)

5.2 อภิปรายผล

          การทดสอบพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือข้างต้นพบว่า พัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือ สามารถควบคุมพัดลมได้ในระยะไกลโดยใช้แอพพลิเคชั่นแอนดรอยด์สำหรับควบคุมพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือระบบเชื่อมต่อเป็นบลูทูธและอุณหภูมิระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ที่ใช้ควบคุมปรับความเร็วและอุณหภูมิของพัดลมใช้ไฟฟ้ากระแส 220V. to 9V. ผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือซึ่งจะทำให้สามารถควบคุมการเปิด-ปิดหรือความเร็วของพัดลมผ่านระบบควบคุมไร้สายประหยัดเวลาในการใช้งานมากและช่วยลดการใช้พลังงานอีกทั้งเพิ่มความสะดวกสบายให้แก่ผู้ใช้

 5.3 ข้อเสนอแนะ

          1) ควรศึกษาวิธีการใช้งานอย่างละเอียด

          2) ควรแนะนำการติดตั้งให้กับผู้ใช้งาน

          3) ควรนำไปใช้กับโทรศัพท์ที่เป็นระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์

          5.3.1 ข้อเสนอแนะในการประยุกต์ใช้

                   เราสามารถควบคุมพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือไปใช้งานโดยนำไปควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านได้  เช่น หลอดไฟ,หม้อหุงข้าว เป็นต้น                  

          5.3.2 ข้อเสนอแนะในการขยายผลของโครงการ

                   ในการจัดทำโครงการพัดลม 2 ระบบควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นมือถือผู้ดำเนินโครงการได้เสนอการขยายผลของโครงการโดยที่เพิ่มเซ็นเซอร์ DHT11 2 ตัว เพื่อให้สามารถตรวจจับอุณหภูมิได้แม่นยำขึ้น 

ที่มา : http://www.elec-cafe.com/dht11-temperature-and-humidity-with-lcd-display