เค้าโครงโครงงาน


แบบเสนอเค้าโครงโครงงาน


หัวข้อโครงงาน                                   การประดิษฐ์เรือบังคับวิทยุเพื่อการตรวจวัดอุณหภูมิของแหล่งน้ำ

ชื่อนักเรียน                                           นายคมสัน            ศิริมาจันทร์

นายสุทธิสิทธิ์       เสริฐสุวรรณกุล

ระดับชั้น                                               มัธยมศึกษาปีที่ 5

ชื่อครูที่ปรึกษา                                     นายชยุตม์             พรายน้ำ

                                                                นายสดใส              ส่งเสริม

นายธรรมธีร์         โพธิพีรนันท์

                                                                โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห์  สิงหเสนี)

ชื่อที่ปรึกษาพิเศษ                                นางสาวดวงตวัน สุรฤกษ์ 

                                                                ภาควิชาไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ปีการศึกษา                                           2554

……………………………………………………………………………………………………….


ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

แหล่งน้ำหลายแหล่งนั้นเมื่อมองด้วยตาเปล่าเราจะไม่ทราบถึงคุณภาพของแหล่งน้ำนั้นๆ  จึงต้องมีการตรวจสอบค่าบางอย่างเพื่อวัดระดับคุณภาพของแหล่งน้ำก่อน เช่น อุณหภูมิ ค่า pH ซึ่งสำหรับบางแหล่งน้ำที่คุณภาพต่ำ เช่น มีความเป็นกรดหรือเบสที่สูงมาก อาจเป็นอันตรายแก่ผู้ตรวจสอบได้แม้แต่เพียงเข้าใกล้หรือสัมผัส ผู้จัดทำได้เห็นถึงปัญหาในเรื่องนี้จึงได้จัดทำโครงงานการประดิษฐ์เรือบังคับวิทยุเพื่อวัดอุณหภูมิของน้ำ เพื่อความสะดวกสบายและลดความเสี่ยงแก่ผู้ที่ต้องการตรวจสอบค่าอุณหภูมิของแหล่งน้ำที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ และช่วยตรวจสอบได้ว่าแหล่งน้ำนั้นมีคุณภาพดีพอที่จะไม่เกิดอันตรายต่อสัตว์น้ำที่อาศัยอยู่และยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ตรวจสอบกับสถานการณ์น้ำท่วมขังได้อีกด้วย

การทำโครงงานชิ้นนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อฝึกการใช้ความคิดสร้างสรรค์ในสิ่งใหม่ๆ โดยโครงงานชิ้นนี้มีชื่อว่า การประดิษฐ์เรือบังคับวิทยุเพื่อการตรวจสอบอุณหภูมิของแหล่งน้ำโดยเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ต่างๆด้านฟิสิกส์อิเล็กทรอนิกส์ การต่อวงจร และ การเขียนโปรแกรมคำสั่งโดยใช้ภาษาซีเพื่อให้เรือและเซ็นเซอร์ตรวจวัดทำงาน โดยผ่านคอนโทรลเลอร์ ซึ่งจะสามารถส่งข้อมูลกลับมายังจอแสดงผลบนคอนโทรลเลอร์ได้ เป็นการช่วยอำนวยความสะดวกและความปลอดภัยแก่ผู้ใช้งานและผู้ต้องการตรวจวัด ทางกลุ่มได้คิดสร้างสรรค์ และ ศึกษาค้นคว้า เพื่อเป็นแนวทางในการประดิษฐ์


วัตถุประสงค์

               

เพื่อประดิษฐ์เรือบังคับวิทยุเพื่อการตรวจสอบอุณหภูมิของแหล่งน้ำ

 

นิยามศัพท์

ภาษาซี คือ ภาษาคอมพิวเตอร์ใช้สำหรับพัฒนาโปรแกรมทั่วไป เพื่อใช้งานบนระบบปฏิบัติการยูนิกส์ ต่อมาถูกนำไปใช้ในระบบปฏิบัติการต่าง ๆ จนถูกใช้เป็นภาษาพื้นฐานสำหรับภาษาอื่น เช่น ภาษาจาวา (Java) ภาษาพีเอชพี (PHP) ภาษาซีชาร์ป (C#) ภาษาซีพลัสพลัส (C++) ภาษาเพิร์ล (Perl) ภาษาไพทอล (Python) หรือภาษารูบี้ (Ruby)

ตัวอย่างรหัสต้นฉบับสำหรับ Turbo C++ 3.0

#include <stdio.h>
void main() {

printf("hello");

getchar();
}

 

ขอบเขตของการศึกษา

 

1.ความละเอียดของอุณหภูมิที่วัดได้                               : ทศนิยม 1 ตำแหน่ง

2.ความแรงของน้ำ                                                              : น้ำนิ่ง

3.ขนาดของแหล่งน้ำในการทดลอง                                : 1 x 1 ตารางเมตร

4.ระยะเวลาที่เรืออยู่ในน้ำ                                                 : 5 นาที

5.เรือสามารถแล่นได้จริง ในระยะควบคุมประมาณ   : 30 เมตร



เอกสารที่เกี่ยวข้อง

 

ในการประดิษฐ์เรือบังคับวิทยุตรวจสอบอุณหภูมิและค่า pH คณะผู้จัดทำได้ศึกษาแนวคิด ทฤษฎี หลักการ และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง โดยมีเนื้อหาครอบคลุมถึงในด้านต่างๆ แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดังนี้

 

1.              ส่วนโปรแกรม

- Flash Magic

Flash Magic เป็นโปรแกรมสําหรับใช้ Download HEX File ให้กับหน่วยความจําโปรแกรมภายในตัวของไมโครคอนโทรลเลอร์ ตระกูล MCS51 ของ Philips ในกลุ่มเบอร์ที่รองรับการ Download ข้อมูลด้วยวิธีการแบบ ISP Download (In System Programming Download) ซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นโดย Embedded System Academy ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Philips โดยผู้ใช้สามารถทําการ Download โปรแกรมตัวนี้มาใช้งานได้ฟรีโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใดๆ จากเว็ปไซต์ของ WWW.ESACADEMY.COM

การทํางานของโปรแกรม Flash Magic นั้นจะสนับสนุนการ Download โปรแกรมแบบ HEX File จากคอมพิวเตอร์ PC ผ่านทางพอร์ตสื่อสารอนุกรมแบบ RS232 ไปให้กับหน่วยความจำโปรแกรม Flash Memory ภายในตัว CPU ตระกูล MCS51 เฉพาะที่ผลิตขึ้นโดย Philips เท่านั้น โดยการ Download สามารถทำได้ทั้งแบบ Manual และ อัตโนมัติ (Auto Download) ซึ่งในกรณีของการ Download แบบอัตโนมัตินั้น จะต้องออกแบบวงจรสำหรับเลือกโหมดการทำงานของ CPU โดยใช้สัญญาณ RTS และ DTR ของพอร์ตสื่อสารอนุกรม RS232 ได้ด้วย โดยจะใช้สัญญาณ DTR สำหรับทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของสัญญาณ Reset ของ CPU และใช้สัญญาณ RTS สำหรับกำหนดสภาวะโลจิกให้กับขาสัญญาณ PSEN ของ CPU


2.              ส่วนการรับส่งข้อมูล

-  HyperTerminal

HyperTerminal เป็นโปรแกรมที่ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ Telnet sites, bulletin board systems (BBSs), online services, บริการออนไลน์และ host computers  การเชื่อมต่อ HyperTerminal จะทำโดยใช้ modem, null modem cable (ใช้ในการเลียนแบบการสื่อสารโมเด็ม) หรือเชื่อมต่อ Ethernet

ความสามารถของ HyperTerminal ในการการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ เช่นการถ่ายโอนไฟล์ขนาดใหญ่จากเครื่องคอมพิวเตอร์ไปยัง คอมพิวเตอร์แบบพกพาของคุณโดยใช้พอร์ตอนุกรมมากกว่าที่จะต้องให้คุณตั้งค่า คอมพิวเตอร์พกพาของคุณบนเครือข่าย มันสามารถช่วยแก้ปัญหารหัสที่มาจากสถานีระยะไกล นอกจากนี้ยังสามารถสื่อสารกับคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าได้ด้วย ประโยชน์ที่ได้จากโปรแกรมนี้คือ ทำให้สามารถส่งข้อมูลจากเรือที่อยู่ไกลมาสู่ฝั่งได้

 

อุปกรณ์

 

1.             Xbee 1mW Wire Antenna Series 1 (WRL – 08665)

2.             USB RS232 CABLE

3.             DS 1820

4.             DC MOTER

5.             MCS51

6.             MRT – LCD204BL

7.             Lipo Battery

8.             เรือพลาสติก

9.             ใบพัดพลาสติก

10.      Joystick

11.      อุปกรณตกแต่ง

12.      เทอร์โมมิเตอร์

 

 

วิธีการประดิษฐ์

 

ตอนที่ 1 การเขียนโปรแกรม

1.             ติดตั้งโปรแกรม Flash Magic , MIDE51 , HyperTerminal ลงในคอมพิวเตอร์

2.             เขียนโปรแกรมสำหรับการตรวจวัดค่าอุณหภูมิ โดยใช้ Flash Magic

3.             เขียนโปรแกรมสำหรับการรับส่งข้อมูล โดยใช้ Flash Magic และ HyperTerminal

4.             ดาวน์โหลดโปรแกรมที่เขียนลงในบอร์ด MCS51

 

ตอนที่ 2 การประกอบส่วนตัวเรือและ Controller

1.             ดัดแปลงเรือพลาสติกให้มีพื้นที่ว่างในการใส่บอร์ด MCS51 มอเตอร์ แบตเตอร์รี่

และ Xbee 1mW Wire Antenna Series 1

2.             ติดตั้ง บอร์ด MCS51 มอเตอร์ แบตเตอร์รี่ และ Xbee 1mW Wire Antenna Series 1
ลงในตัวเรือ

3.             ดัดแปลง Joystick ให้เป็น Controller โดยติดตั้ง Xbee 1mW Wire Antenna Series 1 กับหน้าจอ (MRT – LCD204BL) เข้าไป และกำจัดปุ่มที่ไม่จำเป็นออก

4.             ตกแต่งให้สวยงาม

 

ตอนที่ 3 การตรวจสอบ

1.             นำตัวเรือไปไปลงแล่นในแหล่งน้ำ 3 แหล่งที่เราสร้างขึ้นมาเองตามขอบเขตการศึกษา

โดยแหล่งที่ 1 เป็นน้ำเย็น แหล่งที่ 2 เป็นน้ำร้อน และแหล่งที่ 3 เป็นน้ำที่อุณหภูมิห้อง

2.             กดอ่านค่าอุณหภูมิ แล้วบันทึกผล

3.             นำเทอร์โมมิเตอร์ไปวัดอุณหภูมิของแหล่งน้ำทั้ง 3 แหล่งนั้น บันทึกผล

4.             ทำซ้ำข้อ 1. – 4.  3 ครั้ง

5.             หาค่าเฉลี่ยและเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน แล้วสรุปผล

 

 

การทดลองครั้งที่

ค่า Temperature ที่วัดโดยเทอร์โมมิเตอร์

ค่า Temperature ที่แสดงบนจอแสดงผลบน Controller

หมายเหตุ

แหล่งน้ำที่ 1

แหล่งน้ำที่ 2

แหล่งน้ำที่ 3

แหล่งน้ำที่ 1

แหล่งน้ำที่ 2

แหล่งน้ำที่ 3

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

ค่าเฉลี่ย

 

 

 

 

 

 

 










ตารางบันทึกผลการทดลอง            

 

 

ค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิที่วัดโดยเทอร์โมมิเตอร์

ค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิที่แสดงบนจอแสดงผลบน Controller

 

% ความคลาดเคลื่อน

แหล่งน้ำที่ 1

 

 

 

แหล่งน้ำที่ 2

 

 

 

แหล่งน้ำที่ 3

 

 

 



ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

                1.             มีเรือที่สามารถตรวจสอบอุณหภูมิของแหล่งน้ำจากระยะไกล

                2.             ลดความเสี่ยงต่อความอันตรายเมื่อต้องการตรวจสอบอุณหภูมิจากแหล่งน้ำซึ่งไม่เหมาะแก่การเดินทาง

3.             สามารถนำไปต่อยอดในก 


เอกสารอ้างอิง

อรพิน ประวัติบริสุทธิ์. คู่มือเรียนภาษาซี ฉบับปรับปรุงใหม่. พิมพ์ครั้งที่ 1 . กรุงเทพฯ :
โปรวิชั่น บจก.

 

สุรเชษฐ์ วงศ์ชัยพรพงษ์. คัมภีร์ FLASH MX 2004 ACTIONSCIPT. พิมพ์ครั้งที่ 2. กรุงเทพฯ : เคทีพี คอมพ์ แอนด์ คอนซัลท์, บจก.

 

                Behrous A. Forouzan, Richard F. Gilberg. Computer Science. 2 nd ed. USA :
Brook/Cole

 

จรัส บุณยธรรมา. (ไม่ทราบวันที่แต่ง). เครื่องเล่นบังคับด้วยวิทยุ[ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก http://www.rmutphysics.com/charud/howstuffwork/rc-toy/thairc-toy.html วันที่สืบค้น (16กุมภาพันธ์ 2555)

 

(ไม่ทราบชื่อผู้แต่ง). (ไม่ทราบวันที่แต่ง). Hyperterminal [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb490827.aspx วันที่สืบค้น (27 มิถุนายน 2555)



Comments