บทที่ 3 เรื่อง ระบบเทคโนโลยีวิทย์คอม

บทท่ี • ระบบคืออะไร • ระบบทางเทคโนโลยี • การวเิ คราะห์ระบบทางเทคโนโลยีจุดประสงค์ของบทเรียน วเิ คราะห์ระบบทางเทคโนโลยีและประยุกต์ใช้ ระบบทางเทคโนโลยีได้อยา่ งเหมาะสม

บทท่ี 3 ระบบทางเทคโนโลยี หากนกั เรียนลองสงั เกตพัดลมจะพบวา่ ประกอบด้วยสว่ นตา่ งๆ เช่น ใบพัด มอเตอร์ สายไฟฟา้ ปุม่ กด บางครั้งพัดลมอาจไม่ทาํ งาน ซึง่ มีสาเหตมุ าจากปัญหา เช่น ไม่เสยี บปล๊ัก ปุ่มกดเสยี มอเตอร์ไม่หมุน แสดงให้เห็นวา่ ส่วนประกอบของพัดลมทางานสัมพนั ธก์ นั ซึ่งถา้ เราเขา้ ใจระบบทางเทคโนโลยีจะช่วยใหส้ ามารถ วิเคราะหส์ าเหตแุ ละแก้ไขได้ถกู ตอ้ ง สามารถดแู ลรักษา เทคโนโลยีได้อยา่ งมีประสทิ ธิภาพและใช้ไดน้ าน

3.1 ระบบ ระบบ (System) คือ กลมุ่ ของส่วนตา่ งๆต้งั แต่ 2 ส่วนขึ้นไปประกอบดว้ ยกนั และทาํ งานร่วมกนั เพอ่ื ใหบ้ รรลวุ ัตถุประสงค์เดียวกัน ระบบแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท ได้แก่ ระบบทพ่ี บในธรรมชาติ กบั ระบบทีม่ นุษยส์ ร้างข้ึน ระบบที่พบในธรรมชาติ คือ ระบบทธี่ รรมชาตสิ รา้ งขน้ึ หรือเป็นไปตามธรรมชาติ เชน่ ระบบลําเลยี งในพืช ระบบภมู ิคมุ้ กันร่างกาย ระบบยอ่ ยอาหาร ระบบหายใจ ระบบหายใจ

ระบบท่ีมนษุ ย์สร้างข้ึน คือ ระบบที่สร้างขนึ้ เพ่ืออาํ นวยความสะดวก หรือเพื่อประสทิ ธภิ าพการทาํ งานของมนุษย์ เชน่ ระบบไฟฟา้ ระบบบาํ บดั นาํ้ เสยี ระบบการให้นา้ํ พชื ระบบบําบัดนํ้าเสียแบบบงึ ประดษิ ฐ์นา้ํ เสยี สว่ นแรก สว่ นท่ีสอง นํ้าทงิ้ ระบายออก ปลกู พืชท่ีมีลกั ษณะ ใช้พูดลอยนํา้ หรอื แขวนลอยสงู พน้ นาํ้ และรากเกาะดนิ เช่น จอกแหน สาหรา่ ย สว่ นที่สาม เชน่ กก แฝก เพ่อื ช่วย ทําให้น้าํ สัมผสั อากาศ และแสงแดดชว่ ยเพ่ิม ใช้พืชลักษณะเดยี ว กรองและตกตะกอน กับส่วนแรก เพอื่ ชว่ ยกรอง ของสารอินทรีย์ ออกซเิ จนและลดความสกปรก สารแขวนลอยที่เหลอื อยู่ และลดปริมาณไนโตรเจน

ระบบทม่ี นุษยส์ รา้ งข้นึ คือ ระบบทสี่ รา้ งข้นึ เพ่อื อํานวยความสะดวก หรอื เพ่ือประสทิ ธิภาพการทํางานของมนุษย์ เชน่ ระบบไฟฟ้า ระบบบําบดั น้าํ เสีย ระบบการให้น้าํ พชื ใบ เร่อื ง ระบบทเี่ กดิ ข้นึ เองตามธรรมคําชี้แจง เขียนตัวอย่างของระบบทีเ่ กิดขน้ึ เลําดับที่ ระบบท่ีเกดิ ขน้ึ เอง ตามธรรมชาติ 1 2 3 4 5

งานมชาติและระบบท่ีมนุษยส์ รา้ งขึ้นเองตามธรรมชาตแิ ละระบบที่มนุษยส์ รา้ งข้นึ ระบบท่มี นษุ ย์สร้างขึ้น

3.2 ระบบทางเทคโนโลยี เทคโนโลยีช่วยให้การทางานหรอื การทากจิ กรรมตา่ งๆ มีความสะดวก รวดเร็ว แมน่ ยา ปลอดภัยและอาจจะลดคา่ ใช้จ่ายลงอกี ดว้ ย เทคโนโลยีจงึ ต้องมอี งคป์ ระกอบท่ที างานสอดคล้องและสมั พันธ์กันเพ่ือใหบ้ รรลวุ ัตถุประสงค์ กลา่ วได้ว่าเทคโนโลยีจะต้องทางานอยา่ งเป็นระบบ ซ่ึงเราเรยี กว่า ระบบทางเทคโนโลยี (Technological System) แผนภาพระบบทางเทคโนโลยี ตวั ปอ้ น (Input) คอื สิ่งที่ปอ้ นเขา้ สู่ระบบซึ่งอาจมีมากกว่า 1 อย่าง กระบวนการ (Process) คอื กจิ กรรมหรือการดาเนนิ การท่ีเกดิ ข้นึ ในระบบ เพ่ือทาใหเ้ กดิ ผลผลติ ตามวัตถปุ ระสงค์ ผลผลิต (Output) คอื ผลทไ่ี ด้จากการทางานร่วมกนั ของตวั ป้อนและ กระบวนการของระบบ ผลผลติ ยงั รวมถงึ สง่ิ ทีเ่ ปน็ ผลพลอยได้จากระบบ ซ่ึงเป็นสิง่ ที่เราต้องการหรือไมก่ ็ได้ เช่น ของเสีย เศษวัสดุ ขอ้ มลู ยอ้ นกลับ (Feedback) คือ ขอ้ มลู ทใ่ี ช้ในการควบคมุ หรือปอ้ นกลับ ให้ระบบทางานได้บรรลุตามวัตถุประสงค์ ซง่ึ อาจมไี ดใ้ นบางระบบ

ตัวอยา่ งองคป์ ระกอบระบบทางเทคโนโลยขี องจกั รยานตัวป้อน (Input) กระบวนการ (Process) ผลผลิต (Output) (แรงถบี บนั ได) (การหมนุ ของจานโซล่ ้อ (จักรยานเคลื่อนท)่ี ของจกั รยาน) จานหลัง โซ่ บนั ได จานหน้า ข้อมูลย้อนกลบั (Feedback) (ความเรว็ ) ระบบทางเทคโนโลยขี องจักรยาน มอี งคป์ ระกอบได้แก่ตวั ปอ้ น คอื แรงทเี่ ราถบี บนั ไดจกั รยาน สง่ ผลใหเ้ กดิ กระบวนการของระบบ คอื จานหน้าหมนุ ทาใหโ้ ชคเคลอื่ นทบี่ ังคบั ใหจ้ านหลัง และลอ้ จักรยานหมุนเกดิ ผลผลิต ของระบบ คอื การเคล่อื นที่ไปข้างหน้าของจักรยานเรว็ ความเร็วในการเคลือ่ นที่ของจักรยาน คือ ข้อมลู ยอ้ นกลบั ของระบบ ซ่งึ ส่งผลต่อตัวป้อนหรอื แรง ทเ่ี ราถบี บนั ไดจักรยาน เชน่ ถ้าเราตอ้ งการใหจ้ กั รยาน เคลอื่ นที่เรว็ ขึน้ ตอ้ งเพิ่มแรงถบี จักรยานให้เรว็ มากข้ึน

ตัวอย่างองค์ประกอบระบบทางเทคโนโลยีของเตาแก๊สตวั ปอ้ น (Input) กระบวนการ (Process) ผลผลติ (Output)(แก๊สหุงตม้ ประกายไฟจดุ นา) (การทางานของเตาแกส๊ ) (เปลวไฟความร้อนบนหัวเตาแก๊ส) ระบบทางเทคโนโลยขี องเตาแกส๊ มอี งค์ประกอบได้แก่ ตวั ปอ้ น คอื แก๊สหุงตม้ ท่ีไหลเข้าสู่เตาและประกายไฟจุดนากระบวนการ คอื เม่ือเปดิ วาล์วควบคุมแก๊ส แกส๊ จะไหลเข้าหัวเตา และสมั ผัสกับประกายไฟจดุ นาบรเิ วณหัวเตา กอ่ ใหเ้ กดิ เปลวไฟ และความรอ้ นบนหวั เตาเปน็ ผลผลิต ของเตาแกส๊

ตวั อยา่ งองค์ประกอบระบบทางเทคโนโลยีของ การบําบดั นา้ํ เสยี โดยท่ัวไป กระบวนการ (Process) ตวั ป้อน ผลผลิต (Input) (Output)นา้ เสีย นา้ สะอาดโดยท่ัวไปมอี งค์ประกอบ ได้แก่ ตวั ป้อน คอื น้าเสียหรือน้าสกปรก ซ่งึ ไมส่ ามารถนามาใชป้ ระโยชนไ์ ด้ จะถกู ปอ้ นเขา้ สู่ กระบวนการ ประกอบดว้ ยการเตรียมการเพอื่ แยกสง่ิ สกปรก นา้ เสยี ทผี่ ่านมาออกมาจะมีตะกอนในถังตกตะกอนหลงั จากนั้นจะเข้าสถู่ งั เติมออกซิเจนและเตมิ แบคทเี รยี เพื่อยอ่ ยสลาย และกาจัดสารอนิ ทรียใ์ นน้า ผลผลติ คอื นา้ สะอาด ท่ีมคี ุณภาพและสามารถปลอ่ ยลงสแู่ หล่งนา้ ได้

3.3 การวเิ คราะห์ระบบทางเทคโนโลยี คอื การพิจารณาองค์ประกอบของระบบซง่ึ ประกอบไปดว้ ย ตวั ปอ้ น กระบวนการ ผลผลิตและข้อมลู ย้อนกลบั หากสว่ นใดสว่ นหน่งึ หายไปหรอื ทางานบกพร่อง ระบบจะไม่สามารถทางานสาเรจ็ ตามวตั ถุประสงค์ได้ การวเิ คราะหร์ ะบบชว่ ยให้เข้าใจความสาคญั ของการทางานซ่งึ นาไปสกู่ ารแกไ้ ขขอ้ บกพร่องและการดแู ลรกั ษาเทคโนโลยี ดังตัวอยา่ งต่อไปน้ีกระติกน้าํ รอ้ นไฟฟา้ กระติกนาํ้ รอ้ นไฟฟา้ตวั ป้อน คอื ไฟฟา้ นา้กระบวนการ คือ ไฟฟา้ ทาให้ลวดเกิดความร้อนและ ถ่ายเทความร้อนไปยังน้าในกระตกิผลผลิต คือ น้ารอ้ นข้อมูลยอ้ นกลบั คือ อณุ หภูมขิ องน้าตัวป้อน กระบวนการ ผลผลิต ขอ้ มลู ยอ้ นกลับ ระบบทางเทคโนโลยีของกระตกิ น้ําร้อนไฟฟ้า

เมือ่ วิเคราะห์องคป์ ระกอบระบบทางเทคโนโลยขี องกระตกิ น้าร้อนไฟฟา้ ทีต่ ้มนา้ และรักษาอณุ หภูมิของน้าใหร้ ้อนอยูเ่ สมอตัวป้อนเขา้ สรู่ ะบบ คอืไฟฟ้าและน้า กระบวนการของระบบคอื กระแสไฟฟ้าผ่านไปยงั ลวดความรอ้ นทาให้ลวดเกดิ ความรอ้ นและถ่ายเทไปยังนา้ ท่ีอยใู่ นกระตกิ ส่งผลใหน้ ้ามีอุณหภมู ิสูงข้นึ เรอ่ื ยๆ จนถึงอุณหภูมิท่กี าหนดไว้ได้ผลผลิต คือ นา้ รอ้ น จากนั้นเทอรโ์ มสตทั จะตดั กระแสไฟฟ้าในวงจรหลักแต่กระแสไฟฟ้าจะผา่ นไปยงั ลวดความรอ้ นชุดรักษาอุณหภูมิของนา้ เพอ่ื ทาให้นา้ ร้อนคงที่ตลอดเวลา ดังนน้ั อุณหภูมขิ องนา้ คือ ขอ้ มูลยอ้ นกลบั ท่ีควบคุมระบบให้ทางานบรรลตุ ามวัตถุประสงค์ แสดงใหเ้ หน็ วา่ องค์ประกอบของระบบทางานสมั พันธก์ ัน ดังนน้ั เมื่อเกดิ ปญั หาหรือขอ้ บกพรอ่ ง เช่น น้าในกระติกไมร่ อ้ นสามารถหาสาเหตแุ ละแนวทางการแกไ้ ขปญั หา รวมทัง้ แนวทางการดูแลรักษาไดจ้ ากการวิเคราะห์ระบบทางเทคโนโลยี เช่น พจิ ารณาท่ตี วั หม้อนึ่งไฟฟา้โดยตรวจสอบทีข่ ้วั ปลั๊กหรือสังเกตวา่ เสยี บปลัก๊ ไฟแลว้ หรอื ไม่ พิจารณาที่กระบวนการ เช่น ตรวจสอบเทอร์โมสตทั ว่าชารุดหรือเสยี หายหรือไม่

ตู้อบพลงั งานแสงอาทิตย์ตัวปอ้ น คือ แสงอาทิตย์ อาหารท่ตี ้องการอบแหง้กระบวนการ คอื พ้ืนอะลมู ิเนยี มสีดาดูดกลืนความร้อนจากแสงอาทติ ย์ ทาใหเ้ กดิ ความร้อนสะสมและการหมุนเวียนอากาศภายในตู้ผลผลติ คอื น้าร้อนขอ้ มลู ย้อนกลบั คอื อณุ หภมู ิของน้า ระบบทางเทคโนโลยขี องตอู้ บพลงั งานแสงอาทติ ย์

เมื่อวิเคราะห์ระบบเทคโนโลยขี องตอู้ บพลังงานแสงอาทติ ยจ์ ะพบว่า...ตัวป้อนเขา้ สรู่ ะบบ คือ แสงอาทิตย์และอาหารท่ีต้องการอบแหง้ เช่น กลว้ ยปลาสลิด โดยกระบวนการทางาน คอื อาศยั หลักการไหลเวยี นความร้อนเพื่อระเหยนา้ หรอื ความชน้ื ออกจากอาหาร เมื่อแสงอาทติ ย์สอ่ งผา่ นตูอ้ บวัสดผุ ิวสดี าภายในตู้อบจะทาหนา้ ที่ดูดกลืนความรอ้ นสะสมไวท้ าให้อณุ หภูมิสงู ขึ้น ส่งผลใหน้ ้าหรือความชน้ื ระเหยออกมา ผลผลิตที่ได้ คือ อาหารอบแห้งแสดงใหเ้ ห็นว่าองคป์ ระกอบของระบบทางานสัมพันธ์กนั ดังนนั้ เมือ่ เกิดปญั หาหรือขอ้ บกพรอ่ ง เชน่ อาหารในตูอ้ บไม่แหง้ตามท่ตี ้องการ เราสามารถหาสาเหตแุ นวทางการแกป้ ญั หาและแนวทางการดูแลรกั ษาได้ จากการวเิ คราะห์ระบบทางเทคโนโลยี เชน่ พิจารณาตวั ป้อนโดยสงั เกตวา่ แสงอาทติ ยเ์ พยี งพอหรือไม่ พจิ ารณาทีก่ ระบวนการโดยสงั เกตวสั ดุของตู้อบเช่นกระจกวา่ อยู่ในสภาพที่สามารถใชง้ านได้ดอี ยหู่ รอื ไม่

การรดน้าํ อตั โนมตั แิ บบวัดความชื้นของดินตวั ป้อน คอื คา่ ความชื้นในดนิ น้ากระบวนการ คอื เซ็นเซอรต์ รวจวดั ความชืน้ ในดนิ ส่งสญั ญาณใหป้ ๊ัมนา้ ทางานผลผลิต คอื ละอองนา้ จากหวั สปริงเกอร์ขอ้ มูลย้อนกลบั คือ ความชนื้ ในดินตวั ปอ้ น กระบวนการ ผลผลติ ขอ้ มูลยอ้ นกลบัระบบทางเทคโนโลยกี ารรดน้ําอัตโนมตั แิ บบวดั ความช้ืนของดิน

เมือ่ วเิ คราะห์ระบบทางเทคโนโลยกี ารรดน้าอตั โนมตั แิ บบวัดความช้นื จะพบว่า... ตัวปอ้ นเขา้ สรู่ ะบบ คือ คา่ ความชื้นในดนิ และนา้ กระบวนการ คือ เมือ่ ค่าความชนื้ ในดินตา่ กวา่ คา่ ที่กาหนด เซ็นเซอร์ตรวจจบั และสง่ สัญญาณไปที่ ตู้ควบคุมและสัง่ ใหป้ ั๊มน้าทางาน น้าจึงถกู ส่งผา่ นทางท่อไปยังหัวสปรงิ เกอร์ และถูกปลอ่ ยออกมาเป็นละอองน้าซ่ึงเป็นผลผลิตของระบบ ถ้าความชน้ื ไม่พอระบบจะทางานต่อไป ดังนนั้ ขอ้ ความชนื้ ในดินคอื ข้อมูลยอ้ นกลบั ซงึ่ เป็นขอ้ มูลทีค่ วบคุมระบบใหท้ างานบรรลุวัตถุประสงคต์ ามที่ตอ้ งการ แสดงให้เห็นว่าองคป์ ระกอบมคี วามสัมพนั ธก์ นั ดังนัน้ เมอื่ เกดิ ปัญหา เชน่ ไม่มีละอองนา้ ออกจากหัวสปริงเกอร์ หรอื ละอองนา้ ถูกปลอ่ ยออกจากหัว สปริงเกอร์มากเกนิ ไป เราสามารถ หาสาเหตุและแนวทางแก้ปัญหา รวมถึงวิธกี ารดแู ลรกั ษาเทคโนโลยีได้ โดยการวิเคราะหร์ ะบบนนั้ เอง สรปุ ทา้ ยบท”ระบบทางเทคโนโลยมี ีองค์ประกอบ คอื ตวั ป้อน กระบวนการ ผลผลิต และบางระบบมีขอ้ มูลยอ้ นกลับ ซ่ึงมีความสัมพันธ์กัน ได้เทคโนโลยีตามวตั ถปุ ระสงค์และต้องทาความเข้าใจระบบเพอ่ื ช่วยให้สามารถแก้ไขและดูและใหม้ ีประสิทธิภาพและมีอายุยาวนาน

ใบ เร่ือง การวเิ คราะห์จากตวั อยา่ งการวเิ คราะหร์ ะบบทางเทคโนโลยใี นบทเรยี นต่อไปนี้ 1. กระติกนาํ้ ร้อนไฟฟ้า 2. ตอู้ บพลงั งานแสงอาทติ ย์ 3. การรดนํา้ อัตโนมัติแบบวดั ความชื้นของดนิคาํ ชแ้ี จง 1. ให้นกั เรียนอธบิ ายองคป์ ระกอบและการทางานของระบบทางเทคโนโลยที ีเ่ ลือกไว้หรือได้รับมอบหมาย 1 เรอื่ งในรูปแบบไดอะแกรม 2. ให้นักเรยี นเสนอแนวทางในการแก้ไขหากเทคโนโลยีเกิดปญั หาหรอื ข้อบกพรอ่ งรวมทั้งแนวทางในการดูแลรกั ษาเทคโนโลยี

งานระบบทางเทคโนโลยี ระบบทางเทคโนโลยขี อง___________________________ ตวั ปอ้ น(input) กระบวนการ(process) ผลผลิต(output___________________ ______________________ __________)____________________________ _________________________________________ ______________________ ___________________ ______________________ ___________________ ข้อมูลยอ้ นกลบั (feedback)(ถ้ามี) _________________________________ _________________________________ปัญหาหรอื ข้อบกพร่องทีอ่ าจเกดิ ขึ้น________________________สาเหตขุ องปญั หา 1.____________ 2._____________แนวทางการแกไ้ ขปัญหา 1.____________ 2._____________แนวทางการดแู ลรกั ษา 1.____________ 2._____________