โครงการการสร้างหุ่นยนต์ทำสะอาดช่วยงานในสถานการณ์โควิด 19

การสรางหุนยนตท ําความ สะอาดชว ยงานใน สถานการณโ ควิด 19 บทเรีย น

ความเปน มาและความ สําคญั การสรางหุนยนต (robot) หรอื เครอ่ื งจกั รกลหรือหนุ ท่มี ีเครอื่ งกลไกอยูภายใน เพ่ือให สามารถทํางานไดห ลายอยา งรว มกบั มนษุ ย หรือทํางานแทนมนษุ ย และสามารถจัดลําดับ แผนการทํางานกอนหรือหลังได เพอ่ื ใหส อดคลองอา งอิงแผนพฒั นาชาตกิ บั นโยบาย Thailand 4.0 โดยมเี ปา หมายสาํ คัญในการขบั เคล่ือนประเทศ และพัฒนาเด็กใหม ีทักษะใน ศตวรรษที่ 21 ผา นการจดั การ เรยี นการสอนท่ที าํ ใหนักเรยี นมอี งคความรู มาบรู ณาการเชิง สรางสรรค เพือ่ สรา ง และพฒั นา นวัตกรรมตา ง ๆ จงึ มแี นวคดิ ในการสรางหนุ ยนตทําความ สะอาดชวยงานสถานการณโควิด 19 โดยใชสือ่ การเรียนรูออนไลน โดยการเรยี นรูแ บบ STEMจะทําใหผูเรยี นเกิดการบูรณาการความรู19 เพ่ือทกั ษะความคดิ สรา งสรรคแ ละทกั ษะ การทาํ งานรวมกับผอู ่นื โดยใช STEM เพอื่ ใหน กั เรียนไดมคี ุณลักษณะการเรยี นรู ใน ศตวรรษที่ 21 และสอดคลองนโยบาย Thailand 4.0

คุณลักษณะ ปจ จบุ ัน เทคโนโลยนี นั้ สามารถพัฒนาใหเ จาหุนยนตทําความสะอาด นัน้ ฉลาดข้ึนและตอบโจทยก บั การใชช ีวิตมากที่สดุ ซ่งึ ก็มีท้ังฟเ จอรท ่ี หลากหลาย และการพัฒนาระบบความสามารถ เพอ่ื เพิ่มขดี จาํ กัดใหกับ มนั และจะชวยใหป ระหยัดแรงและประหยัดเวลาในการทําความสะอาด เหน่ือยนอยลง ไมตอ งมาทาํ เอง

หลกั การ / กระบวนการ หุนยนตจ ะทาํ งานไดด วยการควบคมุ แบบอตั โนมัติ โดยมีการกาํ หนดเปาหมาย และมีการควบคมุ อปุ กรณใหทาํ งานตามเปาหมาย ท่ีกําหนดไว ดว ย อปุ กรณควบคุมประกอบดวย ๒ สวนใหญๆ ไดแ ก ระบบทางกลของหุนยนต และระบบควบคมุ หุนยนต

ขอ ดี / ขอ ● ขอ ดี จํากัด ชวยใหมเี วลามากข้ึน การใชห ุนยนตทําความสะอาดน้นั ชว ยใหม ีเวลาในการทาํ อยางอน่ื ไดม ากข้ึน เน่ืองจากวาไมต องเสียเวลามาทําความสะอาดบานอยางเชน การกวาดบาน หรอื ถบู านดว ยตัวเอง ● ขอ จาํ กัด ตอ งทาํ ความสะอาดบอ ยๆ หุนยนตท าํ ความสะอาดนนั้ จะตอ งจดั การสิ่งสกปรกทีอ่ ยู บนพ้ืนตลอดเวลา ทาํ ใหตัวของหนุ ยนตท ําความสะอาดเองนนั้ มคี วามสกปรกสะสม อยมู ากพอสมควร

การประยกุ ตใชงาน ● ในอนาคตระบบอตั โนมตั แิ ละปญญาประดิษฐ เขา มามบี ทบาทในชวี ิตประจาํ วนั และ จะมีความสาํ คญั มากยิ่งขึ้นในอนาคตทาํ ใหต น ทนุ การผลติ ลดลงและเพ่ิม ประสทิ ธิภาพการทํางานเพ่ิมขึ้น ยังมีการพฒั นาเทคโนโลยดี านตา งๆ หุนยนตจะถกู พฒั นาใหมีความสามารถมากขน้ึ จนสามารถทาํ งานพ้นื ฐานไดหลายอยา งเชน การ ดูดฝุน ทําความสะอาดบา น และการจัดของภายในบา น

องคป ระกอบของหุน ยนต ภาคเซนเซอร เปน ภาคทส่ี าํ คญั ในการตรวจจบั หาสถานะตาง ๆ และตาํ แหนงของตัวเอง

ภาคควบคมุ ภาคนี้เปนหวั ในหลกั ของหนุ ยนตเ พราะเปน ตัวประมวลผลและสังการเรา สามารถท่ี จะทําใหห ุนยนตของเรามีสมองสามารถคิด และตัดสินใจ ควบคมุ ภาคเมคคานิค ภาคที่เปลี่ยนพลงั งานไฟฟาเปน พลงั งานกล ไปควบคมุ ระบบการทาํ งานของ หุนยนต เชน การเดิน

ภาคไดรเวอร เน่ืองจากภาคคอนโทรนจะสง เอา พุต เพ่ือไปควมคุม เมคคานิค ในระบบ สัญญาณดจิ ิตอลซ่งึ มแี รงดนั และกระแสนอย ไมเพียงพอที่จะขบั เมคคานิค ไดโ ดยตรง

ภาคจา ยไฟ สว นใหญในหุน ยนตท ่ัวไปจะมีแหลงจา ยไฟอยา งนอย 2 ชดุ ใหญๆ ดว ยกันคอื ภาคจา ยไฟใหกับภาคคอนโทรน (5 V.) และ ภาคจายไฟใหกับเมคคานคิ

โครงสรา งการประกอบหนุ ยนต 1. ตดั แผน อะคริลิค ขนาด กวา ง 5 นวิ้ ยาว 12 นิว้ จาํ นวน 2 แผน , ขนาด กวาง 5 นว้ิ ยาว 12 นิ้ว จํานวน 2 แผน , ขนาด กวาง 5 น้ิว ยาว 6 น้วิ จํานวน 2 แผน

2. เจาะรู ดัง 3. ประกอบมอเตอรและใสล อ ภาพ ที่แผนอะครลิ ิค

4. ติดต้งั มอเตอรไ ดรเ วอร 5. ตดิ ตัง้ arduino และตอ L298 และตอสายดังภาพ สายไปท่ี มอเตอร ไดรเวอร L298 ดังภาพ

6. ประกอบแผน แผน อะครลิ ิคที่ 7. ประกอบแบตเตอรแี่ ละเสยี บสาย เหลือ ดงั ภาพ ไฟ ดังภาพ

8. ประกอบ SG90 RC และตอ สาย 9.ติดต้งั Sensor ดงั ภาพ ไฟ ดังภาพ

10. ตดิ ต้งั ตวั เช็ดพน้ื ไวดา นลา ง 11. ใสห ลอดไวที่ตวั ขวดน้ํา และ ของหนุ ยนต ตดิ ตั้งบนตวั เครอ่ื ง

12. เติมนํา้ และนํ้ายาถูพื้นลงใน 13. เสร็จสมบรู ณ ขวด จากนั้นปดฝาทม่ี หี ลอด

การเขยี นโปรแกรมควบคุมหนุ ยนต เพื่อสั่งการใหห นุ ยนตเ คลื่อนไหว และสามารถทาํ งานแทนมนษุ ย ได เพ่อื ทําใหกระบวนการทาํ งานรวดเรว็ และถกู ตองมากข้ึน โดย ใหหนุ ยนตท ํางานแทนมนษุ ย ซ่ึงมักจะนําไปใชใ นวงการ อตุ สาหกรรมตา งๆหรือการใชงานภายในบา นหรือครัวเรอื น

จุดเดนทท่ี าํ ใหบ อรด Arduino เปน ท่ี นยิ ม • งายตอการพฒั นา มรี ปู แบบคําส่งั พื้นฐาน ไมซับซอนเหมาะ สําหรบั ผูเร่ิมตน • มี Arduino Community กลุมคนทีร่ วมกันพัฒนาท่แี ข็งแรง • Open Hardware ทําใหผใู ชสามารถนําบอรด ไปตอ ยอดใช งานไดห ลายดา น ราคาไมแพง • Cross Platform สามารถพฒั นาโปรแกรมบน OS ใดกไ็ ด

1. รปู แบบการเขยี นโปรแกรม Arduino

2. ข้นั ตอนการใชงานของโปรแกรม Arduino เขยี นโปรแกรมบนคอมพิวเตอร ผานทางโปรแกรม ArduinoIDE ซึง่ สามารถดาวนโหลดได เว็บไซต : https://www.arduino.cc/en/software

หลงั จากที่เขยี นโคดโปรแกรมเรยี บรอยแลว ใหผ ใู ชง านเลอื กรนุ บอรด Arduino ที่ใชแ ละหมายเลข Com port

กดปมุ Verify เพอื่ ตรวจสอบความถูกตองและ Compile โคด โปรแกรม จากน้นั กดปมุ Upload โคด โปรแกรมไปยังบอรด Arduino ผานทางสาย USB

3. เคา โครงของบอรด Arduino

โคด ที่ตอ งใสในตวั Arduino

การทดลองการใชง าน

อปุ กรณ Acrylic Sheet ขนาด 40x40 จํานวน 3 แผน ราคาแผน ละ 145 บาท คาสง 25 บาท รวมเปน 460 บาท DC Motors + Wheel 65 x 26mm. จาํ นวน 5 ชดุ ราคาชดุ ละ 155.19 บาท คา สง ฟรี คา ประกันภัยการจดั สงสินคา 115.52 บาท รวมเปน 749.47 บาท

Motor Driver L298 จาํ นวน 1 ตัว ราคาตวั ละ 94.89 บาท คา สง 40.94 คาประกันภยั การจัดสง สินคา 1.90บาท รวมเปน137.73บาท Arduino Board Uno R3 จํานวน 1 ตัว ราคาตัวละ 167.89 บาท คาสง 40.94 บาท คา ประกนั ภัยการจัดสงสินคา 3.36 บาท รวมเปน 212.19 บาท

Ultrafire Battery 18650 3.7V + กลองชารจ แบตเตอรรี่ 18650 จาํ นวน 1 ชดุ ราคาชดุ ละ 317.69 บาท คา สง 81.88 บาท คาสง ประกนั ภยั การจดั สงสนิ คา6.35บาท รวมเปน 405.92 บาท SG90 RC servo motor จาํ นวน 1 ตวั ราคาตวั ละ 158.37 บาท คา สง 40.94 บาท คาสงประกันภยั การจดั สง สนิ คา 3.17 บาท รวมเปน 202.48 บาท

Ultrasonic Sensor HC-SR04 จํานวน 1 ตวั ราคาตวั ละ 146.94 บาท คาสง 40.94 บาท คา สง ประกันภัยการจดั สง สินคา 2.94 บาท รวมเปน 190.82 บาท Jumper Wire จาํ นวน 1 ชุด ราคาชดุ ละ 129.80 บาท คาสง 40.94 บาท คาสง ประกันภัยการจดั สงสินคา 2.60 บาท รวมเปน 173.34 บาท

Switch จํานวน 1 ตัว ราคาตัวละ 45 บาท คา สง 22 บาท รวมเปน 67 บาท รวมราคาท้ังหมด 2,640.95 บาท

ผจู ดั ทาํ พรพรรณ คาํ ณฐั ญาวดี แกวสารทอง ธนาภา ชุณสาย อัญชลิตา ณัฐรยิ า ทงั สงิ ห 62121115042 62121115044 แกววรรณา เฮยี ง 62121115036 62121115047 62121115049

Thank You