โครงงานเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ ศฝช.อุตรดิตถ์

โครงงานวทิ ยาศาสตรป์ ระเภทส่งิ ประดษิ ฐ์ [ดึงดดู คว
เร่อื ง เครอ่ื งตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทติ ย์
ก สนใจขอ
ผู้จัดทาโครงงาน
ผอู้ า่ นขอ
1. นายศริ รุจน์ พรมจีน คุณดว้ ยค
2. นายธนาศกั ดิ์ คาปล้อง อา้ งองิ ท่ีย
3. นายชัยรตั น์ ขวัญวงค์ เยี่ยมจาก
เอกสาร
ใช้พ้ืนทน่ี
เพ่ือเนน้
จุดสาคัญ
เม่อื ต้องก
วางกล่อง
ขอ้ ความ
ส่วนใดก
ตามของ
หน้าน้ี ก
เพยี งแค่ล
กล่อง
ข้อความ
มา]

ครทู ี่ปรึกษาโครงงาน

นายชยั เดช ใจกนั ครผู ้ชู ่วย

นางสาวอาทติ ยา ศรลี าฉมิ ครูประจากลมุ่ ประกาศนยี บัตร (ปวช.)

ศนู ยฝ์ กึ และพฒั นาอาชีพราษฎรไทยบริเวณชายแดนอตุ รดติ ถ์

สานกั งาน กศน.

รายงานฉบับนี้เปน็ สว่ นหนึ่งของการประกวดโครงงานวทิ ยาศาสตร์
สาหรับนักศกึ ษา กศน./ ระดับประเทศ

“ดา้ นการใช้และการอนรุ กั ษพ์ ลงั งานไฟฟา้ เพอ่ื ชีวติ และสังคม”
ประจาปงี บประมาณ 2564

ณ ศนู ยว์ ิทยาศาสตร์เพือ่ การศกึ ษารงั สิต

ก

หวั ข้อโครงงาน เรอ่ื งเครือ่ งตดั หญา้ แบบเดินตามพลงั งานแสงอาทติ ย์
ชือ่ ผู้จัดทา
นายศิรรจุ น์ พรมจนี นกั ศึกษา
ครทู ป่ี รึกษา นายธนาศักดิ์ คาปลอ้ ง นกั ศกึ ษา
สถานศกึ ษา นายชยั รตั น์ ขวัญวงค์ นกั ศกึ ษา
ปีการศกึ ษา
นายชัยเดช ใจกัน ครผู ชู้ ว่ ย

นางสาวอาทิตยา ศรลี าฉิม ครปู ระจากลุ่มประกาศนยี บัตร (ปวช.)

ศนู ยฝ์ กึ และพฒั นาอาชีพราษฎรไทยบรเิ วณชายแดนอุตรดิตถ์

พ.ศ. 2564

บทคดั ย่อ

การศึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์ เร่ืองเคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ มีวัตถุประสงค์
1.เพื่อเสริมสร้างทักษะและกระบวนการคิดทางวิทยาศาสตร์ 2.เพื่อประดิษฐ์เครื่องตัดหญ้าเดินตามพลังงาน
แสงอาทิตย์และทดสอบประสิทธิภาพ 3.เพ่ือเปรียบเทียบการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์กับการใช้นามัน
เชอื เพลงิ กับเครือ่ งตดั หญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตย์ท่ีประดิษฐ์ขึน ขันตอนท่ี1 ศึกษาปัญหาด้านการลดการ
ใช้พลังงานเครื่องตัดหญ้าเดินตามโดยศึกษาและพัฒนาจากเครื่องตัดหญ้าท่ีมีจุดเด่นมารวมกันในเคร่ืองเดียวและ
นามาปรับเปลี่ยนด้วยมอเตอร์จักรยานไฟฟ้า DC 24 โวลต์ ใช้คันเร่งในการบังคับเคร่ืองตัดหญ้า ขันตอนท่ี 2 ได้
ทาการศึกษารอบตัดของใบมีด สูงสุด 2,750รอบต่อนาที ขันตอนท่ี 3 ได้ทาการรอบการชาร์ตโดยแผงโซล่าเซลล์
ขนาด 12 โวลต์ 10 วัตต์ และแบตเตอรี่ขนาดกาลัง 12 โวลต์ จานวน 2 ก้อน การทดลอง ใช้พืนที่การทดลอง
จานวน 2 แปลงโดยแบ่งพืนที่แปลงละ 1 งาน 100 ตารางวา แปลงท่ี 1 โดยใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามโดยใช้
นามันเชือเพลิงแปลงท่ี2 โดยใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ ผลปรากฏว่า การตัดหญ้าโดยใช้
เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินพลังงานเชือเพลิง ใช้เวลา 30 นาที นามันเชือเพลิง 1 ลิตร ส่วนการใช้เครื่องตัดหญ้าแบบ
เดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เวลา 50 นาที 1 งาน และในรอบชาร์ต 1 รอบ สามารถตัดได้ 1 ไร่ 2 งาน
เปรียบเทียบราคาต้นทุน การประดิษฐ์เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ มีราคาต้นทุน 4,200 บาท
เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องตัดหญ้าแบบท่ัวไป ราคา 4,500 บาท พบว่าเคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงาน
แสงอาทิตย์ มีราคาถูกกว่า 300 บาท แต่ประหยัดพลังงานและไม่เสียค่าไฟฟ้า และค่านามันเชือเพลิง เพราะใช้
พลังงานแสงอาทิตย์ จากการสารวจความพึงพอใจกลุ่มตัวอย่าง จานวน 20 คน ท่ีทดลองใช้มีความพึงพอใจใน
ระดับดีมาก เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพและลดต้นทุนการประดิษฐ์ต่า
สอดคล้องกับสมมติฐานที่ตังไว้ ปัญหาและอุปสรรคในการปฏิบัติงานคือแบตเตอรี่มีขนาด A (แอมแปร์) น้อย
ต้องการใช้งานแบบเต็มประสิทธิภาพอาจจะติดขัดในเรื่องพลังงานการตัดหญ้า แนวทางในการพัฒนาควรเพิ่ม
รายละเอียดขอ้ ควรปฏิบัติและคาแนะนาในการทางาน เพ่ือช่วยให้ผู้ใช้งานได้อย่างม่ันใจและมีความปลอดภัย สรุป
เคร่ืองตดั หญา้ เดนิ ตาม พลงั งานแสงอาทิตย์สามารถใช้งานไดจ้ ริง โดยมีประสิทธิภาพในการตัดหญ้า ด้วยแบตเตอร่ี
ที่ต่อผ่านระบบโซล่าเซลล์ ซ่ึงสามารถตัดหญ้าได้คุณภาพใกล้เคียงกับการใช้เครื่องตัดหญ้าในปัจจุบันท่ีใช้นามัน
เชอื เพลิง ซง่ึ ลดนามนั เชือเพลิง และมนี าหนักเบา

ข

กิตติกรรมประกาศ

โครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทส่ิงประดิษฐ์ ด้านการใช้และอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าในชีวิตประจาวัน
เรื่องเคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ ประกอบด้วยการดาเนินงานหลายขันตอน นับตังแต่
การศึกษาข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล การทดลอง การนากระบวนการวิทยาศาสตร์มาแก้ปัญหาในโครงงาน
การจัดทาโครงงานเป็นรูปเล่ม การเผยแพร่ จนกระท่ังโครงงานนีบรรลุตามวัตถุประสงค์ท่ีกาหนดไว้ เพราะได้รับ
คาแนะนาและขอเสนอแนะจาก นางสาวฐปนา อินทร์มา ผู้อานวยการ ศูนย์ฝึกและพัฒนาอาชีพบริเวรชายแดน
ไทยอุตรดิตถ์ นายชัยเดช ใจกัน ครูผู้ช่วย ท่ีช่วยตรวจท่านเอกสาร นางสาวอาทิตยา ศรีลาฉิม ครูประจากลุ่ม
ประกาศนียบตั รวชิ าชีพ (ปวช.) ทีป่ รึกษาโครงงาน พร้อมด้วยคณะครูทุกท่านที่มีส่วนเกี่ยวข้อง ระหว่างการทดลอง
ชีแนะแนวทางพร้อมทังแก้ไขข้อบกพร่องต่าง ๆ ด้วยความเอาใจใส่เป็นอย่างดีมาตลอด และขอขอบคุณการไฟฟ้า
ฝ่ายผลิต ที่สนับสนุนและส่งเสริมการประกวดโครงงาน ท่ีให้การสนับสนุนในการจัดทาโครงงาน ขอขอบคุณครู
ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาพิษณุโลก และอีกหลายท่านที่ไม่สามารถกล่าวนามในข้างต้นได้ทังหมด
คณะผู้จัดทาขอขอบพระคุณเป็นอย่างสงู ณ โอกาสนี

นอกจากนีคณะผู้จัดทาหวังเป็นอย่างยิ่ง ว่าโครงงานวิทยาศาสตร์นีจะเป็นประโยชน์แก่ผู้ท่ีสนใจท่ัวไป
ขอมอบความดีและคุณประโยชน์ให้กับผู้มีพระคุณทุกท่านด้วยความเคารพอย่างย่ิง หากผิดพลาดประการใด
ทางคณะผจู้ ัดทาขออภยั มา ณ ทน่ี ีดว้ ย

คณะผ้จู ัดทา
21 กรกฎาคม 2564

สารบัญ ค

เร่อื ง หนา้
บทคัดย่อ ก
กติ ตกิ รรมประกาศ ข
สารบัญ ค
สารบญั ตาราง ฉ
สารบัญรปู ภาพ ช
บทท่ี 1 บทนา
1
ที่มาและความสาคัญ 1
แนวคิดในการทาโครงงาน 1
วัตถปุ ระสงค์ของโครงงาน 1
สมมตฐิ านของการศึกษาค้นควา้ 2
ตัวแปรทศ่ี ึกษา 2
ผลทคี่ าดวา่ จะไดร้ ับ 2
ขอบเขตของโครงงาน 2
นิยามศัพทเ์ ชิงปฏิบตั กิ าร 3
งบประมาณการผลติ 3
ระยะเวลาท่ีใช้ 3
บทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวขอ้ ง 4
ความรู้เก่ียวกบั มอเตอร์ DC 8
ความร้เู กย่ี วกับเซลล์แสงอาทติ ย/์ โซลาร์เซลล์ 11
บทที่ 3 วัสดอุ ปุ กรณ์และการศกึ ษา 11
วิธีการดาเนนิ งาน 11
ประชมุ วางแผนการดาเนนิ งาน 11
การออกแบบและประดิษฐ์เคร่ืองตดั หญา้ เดนิ ตามพลังงานแสงอาทติ ย์ 11
การประดิษฐ์โครงเคร่ืองตัดหญ้าเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์ 12
จดั เตรียมวสั ดุอุปกรณ์ 12
วิธีการประดิษฐเ์ คร่ืองตดั หญ้าเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์

บทที่ 4 ผลการดาเนินการ ง
ขันตอนท่ี 1
ขันตอนที่ 2 14
ขันตอนท่ี 3 14
ขนั ตอนที่ 4 15
16
บทท่ี 5 สรปุ อภปิ รายผล และขอ้ เสนอแนะ 17
สรปุ ผลการศึกษา 17
การทดลองประสทิ ธภิ าพ 17
ศกึ ษาเปรยี บเทยี บการใช้ไฟฟ้าจากพลงั งานแสงอาทติ ย์กับการใช้เครือ่ งตดั หญา้
แบบใช้นามันเชอื เพลิง 17
ศกึ ษาความพึงพอใจในการทดลองใชเ้ คร่ืองตดั หญ้าเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ 18
ข้อเสนอแนะ 18
19
บรรณานุกรม 20
ภาคผนวก 20
20
ภาคผนวก ก 21
วสั ดทุ ใี่ ชใ้ นการจดั ทาสิง่ ประดิษฐ์ 21
ภาคผนวก ข
ขนั ตอนการจัดทาส่ิงประดษิ ฐ์

สารบัญตาราง จ

ตารางที่ หน้า
1 ตารางแสดงราคาวสั ดุอปุ กรณ์ในการประดษิ ฐ์ 12
2 เปรยี บเทยี บช่ัวโมงการใช้งาน และคา่ นามัน 15
3 แบบสารวจความพึงพอใจในการทดลองใชง้ านส่ิงประดิษฐ์ 16
เครือ่ งตัดหญ้าเดินตามพลงั งานแสงอาทิตย์

สารบญั ภาพ ฉ

ภาพท่ี หน้า
1 ส่วนท่อี ยกู่ ับที่หรือสเตเตอร์ 5
2 แกนขัน 5
3 ขดลวดสนามแม่เหล็ก 5
4 โรเตอร์ 5
5 วงจรการทางานของมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงแบบอนกุ รม 6
6 มอเตอรห์ มนุ แบบเข็มนาฬกิ า 6
7 มอเตอรห์ มุนแบบทวนเข็มนาฬิกา 6
8 การใช้รเี ลยค์ วบคมุ มอเตอร์อย่างง่าย 8
9 โซลารเ์ ซลล์ 8
10 ชนดิ ของเซลล์แสงอาทติ ย์ 9
11 โครงสรา้ งของเซลลแ์ สงอาทติ ย์ 9
12 หลักการทางานของเซลล์แสงอาทติ ย์ 9
13 เครื่องมือ 11
14 พืนทที่ ดลองตัด 11
15 แยกโครงจกั รยาน 13
16 เชอื่ มโครงจักรยานเข้าด้วยกัน 13
17 เชอ่ื มประกอบอุปกรณ์เข้าด้วยกนั 13
18 ประกอบแบตเตอร่ี 13
19 ประกอบแผงโซลา่ เซลล์ 13
20 เดนิ สายไฟเข้ากับแผงโซล่าเซลล์ 13
21 ทดทองใช้เครื่องตัดหญา้ แบบเดินตามพลงั งานแสงอาทิตย์ 13
22 แสดงความพึงพอใจในการทดลอง 14
23 ภาพแสดงเคร่ืองตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ 15

8

1

บทท่ี 1
บทนา

1. ความสาคัญและท่ีมา
จากการเรียนวิชาพลังงานฟ้าในชีวิตประจาวัน พบว่าการใช้พลังงานทดแทนมีความสาคัญ

ในชีวิตประจาวันอย่างมาก ทงั ประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เน่ืองจาก ครอบครัวมีอาชีพ
ทางการเกษตรกรรมและบริเวณรอบบ้านตลอดจนหน่วยงานต่างๆมักจะ มีการปลูกหญ้าเพ่ือความสวยงามและ
รักษาหน้าดิน ให้มีความชุ่มชืน และในแต่ละครังการตัดหญ้าจะต้องจ่ายค่านามันเชือเพลิง และในปัจจุบันนามัน
เชอื เพลงิ มีแนวโน้มราคาสูงขึน

ดั ง นั น ค ณะ ผู้ จั ด ท า โ คร ง ง า น จึ ง ได้ ป ร ะดิ ษฐ์ เ ค รื่ อ ง ตั ด ห ญ้ า เ ดิ น แ บ บ ต า ม พ ลั ง ง า น แ ส ง อา ทิ ต ย์
โดยนาแสงอาทิตย์ท่ีร้อนมาเป็นพลังงานในการขับเคลื่อน เนื่องจากมีความสะดวกและง่ายต่อการใช้งาน
ซึ่งโดยทั่วไปเคร่ืองตัดหญ้าต้องใช้นามันเชือเพลิง จึงทาให้สินเปลืองเชือเพลิงเป็นจานวนมาก ดังนันนักศึกษา
ประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช.) จึงได้คิดค้นวิธีประหยัดพลังงานเชือเพลิง ลดการจ่ายและต้นทุนในการประกอบ
อาชีพ โดยการประดิษฐ์เคร่อื งตดั หญา้ แบบเดนิ ตาม พลังงานแสงอาทิตย์

2. แนวคิดในการทาโครงงาน

แนวคิดในการจดั ทาโครงได้หลักการทางานจากรถจักรยานไฟฟ้า ท่ีทางานด้วยมอเตอร์และมีระบบคัลเร่ง
จงึ นามาดัดแปลงให้เกดิ ประโยชน์ในการทาเคร่อื งตัดหญ้าเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนันคณะผู้จัดทาจึงได้นา
โครงจักรยานนามาดัดแปลงและประกอบเข้ากับโซล่าเซลล์และชุดมอเตอร์จักรยานไฟฟ้า จึงเกิดเป็นสิ่งประดิษฐ์
ชนิ นขี นึ มา คือเครือ่ งตดั หญ้าแบบเดินตามพลงั งานแสงอาทิตย์

3. วัตถุประสงค์ของโครงงาน
1. เพ่อื เสริมสร้างทักษะและกระบวนการคดิ ทางวทิ ยาศาสตร์
2. เพื่อประดษิ ฐเ์ ครอ่ื งตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์และทดสอบประสิทธภิ าพ
3. เพื่อเปรียบเทียบการใช้พลังงานแสงอาทิตย์กับการใช้นามันเชือเพลิงกับเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตาม
พลงั งานแสงอาทิตย์

4. สมมติฐานของการศกึ ษาคน้ คว้า
1. นักศกึ ษามีทกั ษะกระบวนการคดิ ทางวิทยาศาสตร์
2. เครอ่ื งตัดหญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ทปี่ ระดิษฐข์ ึนสามารถตดั หญ้าได้อย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ
3. เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ทป่ี ระดิษฐ์ขึน ราคาถกู กว่าและประหยัดช่วยลดต้นทุนการ
ใช้นามนั เชือเพลงิ

5. ตัวแปรท่ีศกึ ษา
1. ตัวแปรต้น คือ เครือ่ งตัดหญา้ แบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์
2. ตวั แปรตาม คือ ประสทิ ธภิ าการทางานของเครอ่ื งตดั หญา้ แบบเดินตามพลังงานแสงอาทติ ย์
3. ตัวแปรควบคมุ คอื พืนทที่ าการทดลอง และ สถานท่ีทาการทดลอง และวันท่ที าการทดลอง

2

6. ผลทคี่ าดว่าจะไดร้ บั
1. นกั ศกึ ษาพัฒนาทกั ษะและกระบวนการคิดทางวทิ ยาศาสตร์อย่างเปน็ ระบบ
2. สามารถประดิษฐ์เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ท่ีใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทนการใช้
นามันเชือเพลิงอย่างมีประสิทธภิ าพ
3. สามารถลดการใช้นามนั เชอื เพลิงและลดปัญหามลภาวะเป็นพษิ ทางอากาศ

7. ขอบเขตของโครงงาน
1. เครอ่ื งตัดหญ้าเดนิ แบบเดินตามพลังงานแสงอาทติ ย์ใช้มอเตอรไ์ ฟฟ้า DC 24 โวลต์ 250 วตั ต์
2. ศึกษาเปรียบเทียบเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประดิษฐ์ขึนกับเครื่องตัดหญ้าแบบ

เดนิ ตามพลังงานเชอื เพลงิ
3. สถานท่ศี กึ ษาศนู ย์ฝึกและพัฒนาอาชพี ราษฎรไทยบรเิ วณชายแดนอุตรดติ ถ์

8. นิยามศัพท์เชิงปฏบิ ตั กิ าร
1. เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานงานแสงอาทิตย์ หมายถึง เครื่องตัดหญ้าท่ีประดิษฐ์ขึนเพ่ือใช้ตัดหญ้า
แทนเครื่องตดั หญ้าทีใ่ ชแ้ ทนนามนั เชือเพลงิ โดยใช้พลังงานจากแบตเตอร่ี DC 24 โวลต์ 250 วัตต์
2. มอเตอร์ DC หมายถงึ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงท่ีใช้จากแบตเตอร่ี
3. วัตต์ (watt หรือ w) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าต่อ1 หน่วยเวลา วัดกาลังไฟฟ้าท่ีบอกพลังงานไฟฟ้าของ
อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดที่ใช้ในการทางาน หลอดไฟ 100 วัตต์ หมายความว่า หลอดไฟกิน
ไฟ 100 วตั ต์
4. โวลท์ (volt หรือ V) คือ หน่วยท่ีใช้เรียกเพ่ือบอกขนาดของแรงดันไฟฟ้าในบ้าน เช่น 220 V หมายถึง
ขนาดของแรงดันไฟฟา้ เท่ากับ 220 โวลท์ (ประเทศไทยใช้ไฟระบบนี)
5. แอมแปร์ หรือ แอมป์ (ampere หรือ A) หมายถึง หน่วยท่ีใช้เรียกสาหรับบอกปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่
ไหลผา่ นตัวนา หรอื อปุ กรณ์ไฟฟา้ เช่น 5 A หมายถงึ ปริมาณกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นเท่ากบั 5 แอมแปร์
6. ความถี่หรือรอบต่อนาที (อังกฤษ: RPM หรือ rpm ย่อมาจาก Revolutions per minute) นิยมใช้เป็น
หน่วยวัดอัตราการหมุนของเครื่องยนต์และมอเตอร์ โดยเขียนระบุหน่วยเป็น rpm, RPM, r/min หรือ
min. อัตราเร็วรอบต่อนาที เป็นค่าความถ่ี (frequency) แบบหนึ่ง หน่วยเอสไอของความถี่คือ เฮิรตซ์
(Hz)

9.งบประมาณการผลติ
งบประมาณท่ใี ช้ 4,200 บาท (สี่พนั สองรอ้ ยบาทถ้วน)

10. ระยะเวลา
วนั ที่ 23 พฤศจกิ ายน 2563 - 30 มถิ นุ ายน 2564

3

บทที่ ๒
เอกสารทเ่ี กีย่ วข้อง
ในการศึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์เร่ืองเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ คณะผู้ทางานได้
ศึกษาค้นคว้ารวบรวมเอกสารเก่ียวขอ้ งบนเครอื ข่ายอินเตอรเ์ น็ต เพอื่ เป็นแนวทางในการจัดทาโครงงานสิ่งประดิษฐ์
ตามรายละเอยี ดดงั นี
2.1 เครื่องตัดหญา้ แบบเดินตาม
2.2 ความรเู้ รอ่ื งมอเตอร์ DC
2.3 ความรเู้ ร่อื งเซลล์แสงอาทิตย์/โซล่าเซลล์ (Solar Cell)
2.4 งานวจิ ยั ทีเ่ กย่ี วขอ้ ง
2.1 เครื่องตัดหญา้ มีสามประเภทใหญ่ คือ

เครอ่ื งตดั หญ้าแบบนง่ั ขับ (Lawn Tractor/Ride-on Mower) เปน็ เครอื่ งตัดหญ้า ทใี่ ชเ้ ครอ่ื งยนต์

ขับเคลอื่ นโดยนามนั สว่ นมขี นาดใบมีดตัด 30 ถงึ 48 นิว เคร่อื งตดั หญา้ แบบใบมดี หมนุ เหว่ียงนี จะมีใบจานกลม

หมุน ด้วยความเรว็ รอบสูงถึง 3,000 รอบต่อนาที จะตอ้ งอาศยั กาลงั จากเพลาสง่ กาลงั ของรถแทรกเตอร์ ซึ่ง

จะตอ้ งมกี ารทดรอบ การหมุนของเพลา สง่ กาลัง ผ่านชุดเฟือง เสยี ก่อน เพ่ือเปน็ การเปล่ียนแปลงกาลังใหแ้ ก่ใบมีด

การเปล่ยี นแปลงความเร็ว รอบของการหมุนของใบมดี นี สามารถทาการเพิ่มโดย ทาการเปลยี่ นชุดเฟืองท่หี ้องเกียร์

(gear box) สามารถทางานไดร้ วดเรว็ กวา่ และประสทิ ธภิ าพในการทางานสงู ส่วนประกอบสาคัญของ เครอ่ื งตัด

หญ้า คือ ใบมีดตัดหญ้า ซ่งึ แบง่ เป็นประเภทใหญ่ๆ 3 ประเภท

2.1.1 ใบมีดเป็นเกลียวหมุน (cylinder/reel) มีใบมีดวางรอบแกนเป็นเกลียว ลักษณะการตัดหญ้าคล้าย
กรรไกร แบบมาตรฐาน สาหรับการตัดหญ้าสนาม จะมีใบมีด 5-6ใบ ใบมีดประเภทนีจะตัดหญ้าได้สม่าเสมอ
ราบเรียบ และปลายใบหญ้าไม่ค่อยชา ใบมีดแบบเกลียวหมุน จะทาให้ตัดหญ้าได้มีคุณภาพกว่าใบมีดแบบใบพัด

2.1.2 ใบมดี แบบใบพัด (rotary) ใบมดี อาจเปน็ เพียงใบเดียวหรือเป็นกลุ่ม ลักษณะการตัดคล้ายเคียวเกี่ยว
ข้าว โดยใช้แรงเหว่ียง จากความเร็วรอบสูง ในแนวราบ สนาม หญ้าท่ีตัดด้วยใบมีดแบบนี จะไม่ค่อยราบเรียบนัก
และอาจทาให้ใบหญ้าแตกชา เมื่อใช้นานๆ ไปควรลับใบมีดให้คมก่อนตัด จะทาให้ตัดหญ้าได้ดีขึน

2.1.3 ใบมีดแบบใบพัดสาหรับ เครื่องตัดหญ้า ไม่มีล้อขับเคล่ือน ด้วยแรงดันอากาศ หรือแบบบินร่อน
(hover mower) ใบมีด ประเภทนีจะมีปลายเรียว ทังสองข้าง มีลักษณะการตัดแบบเคียว เกี่ยวข้าวที่เหว่ียง ด้วย
ความเรว็ รอบสงู ทาให้เกิด แรงดันอากาศ ซ่ึงทาให้เครื่องยนต์ลอยตัวขณะตัดหญ้า ทาให้ควบคุมความสูง ของการ
ตัดยาก ถ้าต้องการตัดหญ้าในระดับต่าต้องใช้แรงกดช่วย หรือต้องตัด 2 ครัง ทาให้สินเปลืองเวลา แต่มีข้อดีคือ มี
นาหนักเบาชว่ ยให้ผอ่ นแรงเวลาตัด และสะดวกในการเคล่อื นยา้ ยพิจารณาว่าพืนท่ีสนามหญ้าที่ต้องตัดหญ้ามีขนาด
เท่าใด ถ้าพืนท่ีกว้างใหญ่ควรใช้ท่ีตัดหญ้าแบบน่ังขับ ถ้าพืนที่ขนาดเล็ก ควรใช้ท่ีตัดหญ้าแบบ ขับเคลื่อนด้วย
กาลังไฟฟ้า หรือเคร่ืองยนต์โดยมีคนเดินตาม รูปร่างของสนามหญ้าที่จะตัดมีผลต่อการเลือกใช้ เครื่องตัดหญ้า
เชน่ กนั คือ ถ้าสนามหญา้ เปน็ รูปสเ่ี หลย่ี ม สามเหล่ียม มมุ แหลม หรอื เป็นแถบแคบๆ ไม่สะดวกต่อการใช้ เคร่ืองตัด
หญ้าแบบน่ังขับ แต่ถ้าเป็นสนามหญ้า รูปทรงอิสระ ไม่มีพืชพันธุ์ภายใน สามารถเลือกเคร่ืองตัดหญ้าได้เกือบทุก
ประเภท ระดับความราบเรียบ สม่าเสมอของสนามหญ้าเป็นอีกสิ่งท่ีต้องนามาพิจารณา คือ ถ้าสนามหญ้า
ราบเรียบดี กส็ ามารถใช้ เคร่ืองตัดหญา้ ไดท้ กุ ประเภท แต่ถ้าพนื สนาม หญา้ เป็นหลุมเปน็ บอ่ ควรใช้ เคร่ืองตัดหญ้า

4

ท่มี ใี บมดี แบบใบพัด หรอื เคร่อื งทข่ี ับเคลอื่ น ด้วยแรงดนั อากาศจะดีกว่า เครื่องตัดหญ้า ท่ีใช้ใบมีดแบบเป็นเกลียว

หมุน ความรวดเร็วในการตัดหญ้า จะขึนอยู่กับสภาพพืนท่ี ความราบเรียบ รูปร่างของสนามหญ้า และ

ประสิทธิภาพของ เคร่ืองตัดหญ้า โดยมีความกว้าง ของใบมีดตัดหญ้า เป็นอีกปัจจัยท่ีต้องนามาพิจารณา คือ ยิ่งมี

พนื ท่กี ว้างควรใช้ใบมดี ท่ีมีขนาดกว้าง ให้พอเหมาะกนั อาทิ พืนท่ี 400 ตร.ม. ควรใช้ใบมีดกว้าง 12 นิว พืนท่ี 650

ตร.ม.ควรใชใ้ บมีดกวา้ ง 14 นวิ เป็นตน้

ในช่วงฤดูฝนท่ีสนามหญ้าเปียกชืน ควรหลีกเลี่ยงการใช้เครื่องตัดหญ้าท่ีมีล้อ เพราะจะทาให้สนามหญ้า

เกิดรอย เนื่องจากนาหนักของเคร่ืองกดลง และควรเล่ียงใช้ เครื่องตัดหญ้าไฟฟ้า เนื่องอาจจะเกิดอันตรายจาก

กระแสไฟฟ้าร่ัวได้ เคร่ืองตัดหญ้าไม่มีล้อ ที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดันอากาศเป็น เคร่ืองตัดหญ้า ที่เหมาะท่ีสุด สาหรับ

การตดั หญา้ ในฤดูฝน

2.2 ความรู้เรือ่ งมอเตอร์ DC
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor) หมายถึง เครื่องกลไฟฟ้าชนิดหนึ่งท่ีเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้า

มาเป็นพลังงานกลมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นพลังงานกลมีทังพลังงานไฟฟ้า กระแสสลับ
และพลงั งานไฟฟา้ กระแสตรง

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า แบง่ ออกตามการใช้ของกระแสไฟฟา้ ได้ 2 ชนิดดังนี
2.1 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current Motor) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า สลับแบ่ง
ออกเปน็ 3 ชนิดไดแ้ ก่

2.1.1. มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลับชนิด 1 เฟส
- สปลทิ เฟสมอเตอร์ (Split-Phase motor)
- คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)
- รีพลชั น่มั มอเตอร์ (Repulsion-type motor)
- ยูนเิ วอรแ์ ซลมอเตอร์ (Universal motor)
- เช็ดเดดโพลมอเตอร์ (Shaded-pole motor)

2.1.2. มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลับชนดิ 2 เฟส
2.1.3. มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลับชนดิ 3 เฟส
2.2 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Motor) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรงแบ่ง
ออกได้ 3 ชนิดได้แก่
2.2.1. มอเตอรแ์ บบอนกุ รมหรอื เรยี กวา่ ซรี ีส์มอเตอร์ (Series Motor)
2.2.2. มอเตอรแ์ บบขนานหรอื เรียกว่าชันท์มอเตอร์ (Shunt Motor)
2.2.3. มอเตอร์ไฟฟ้าแบบผสมหรอื เรยี กว่าคอมปาวดม์ อเตอร์ (Compound Motor)
สว่ นประกอบของมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงทส่ี ่วนประกอบทีส่ าคัญ 2 สว่ นดังนี

1. สว่ นที่อยู่กบั ทห่ี รือทเ่ี รยี กวา่ สเตเตอร์ (Stator) ประกอบดว้ ย
2. สว่ นท่ีเคลื่อนที่ คอื โลเตอร์
1.1.1 เฟรมหรอื โยค (Frame Or Yoke) เปน็ โครงภายนอกทาหนา้ ทเ่ี ปน็ ทางเดนิ ของ เสน้ แรงแมเ่ หล็กจาก
ขวั เหนอื ไปขัวใต้ให้ครบวงจรและยึดสว่ นประกอบอื่นๆใหแ้ ข็งแรงทาด้วย เหล็กหล่อหรือเหล็กแผ่นหนาม้วนเป็นรูป
ทรงกระบอก

5

ภาพท่ี 1 สว่ นที่อยู่กับทีห่ รอื สเตเตอร์

1.1.2.ขวั แมเ่ หล็ก (Pole) ประกอบด้วย 2 ส่วนคอื แกนขัวแม่เหล็กและขดลวด
1.2.1.ส่วนแรกแกนขัว (Pole Core) ทาด้วยแผ่นเหล็กบาง ๆ กัน ด้วยฉนวนประกอบกัน

เป็นแท่งยึดติดกับเฟรมส่วนปลายที่ทาเป็นรูปโค้งนันเพ่ือโค้งรับรูปกลมของตัวโรเตอร์เรียกว่า ขัวแม่เหล็ก
(Pole Shoes) มีวัตถุประสงค์์ให้ขัวแม่เหล็กและโรเตอร์ใก้ลชิดกัน มากท่ีสุดเพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยท่ีสุด
เพอื่ ให้เกดิ ช่องอากาศน้อยทส่ี ุดจะมผี ลใ์ห้เส้นแรงแมเ่ หล็กจากขวั แม่เหล็กจากขวั แมเ่ หลก็ ผ่านไปยังโรเตอร์มากที่สุด
แล้วทาใหเ้ กดิ แรงบดิ หรือกาลังบิดของโรเตอร์มากทาให้มอเตอรม์ ีกาลงั หมนุ

1.2.2.สว่ นท่ีสองขดลวดสนามแมเ่ หลก็ (Field Coil) จะพันอย่รู อบ ๆ แกนขัวแม่เหล็ก ขดลวดนี
ทาหน้าท่รี ับกระแสจากภายนอกเพื่อสร้างเส้นแรงแมเ่ หล็กใหเ้ กดิ ขึนและเส้นแรงแมเ่ หลก็ นี จะเกิดการหักลา้ ง
และเสรมิ กนั กบั สนามแมเ่ หล็กของอาเมเจอร์ทาให้เกดิ แรงบิดขึน ตวั หมุน (Rotor) ตวั หมุนหรือเรยี กวา่ โรเตอร์
ตัวหมนุ นีทาใหเ้ กดิ กาลังงานมีแกน วางอยูใ่ นตลับลูกปืน (Ball Bearing) ซงึ่ ประกอบอยู่ในแผ่นปิดหวั ทา้ ย (End
Plate) ของมอเตอร์

ภาพท่ี 2 แกนขวั ภาพที่ 3 ขดลวดสนามแม่เหล็ก ภาพท่ี 4 ตวั หมนุ (โรเตอร์)

หลักการของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง (Motor Action)

เม่ือเป็นแรงดันกระแสไฟฟ้าตรง เข้าไปในมอเตอร์ ส่วนหน่ึงจะแปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์เข้าไปใน

ขดลวดอาร์มาเจอร์สร้างสนามแม่เหล็กขึนและกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหน่ึงจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก

(Field coil) สร้างขัวเหนือ-ใต้ขึนจะเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเส้นแรง

แม่เหล็กจะไม่ตัดกันทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกันและทิศทางเดียวจะเสริมแรงกันทาให้เกิดแรงบิด ในตัวอาร์มา

เจอร์ซ่ึงวางแกนเพลาและแกนเพลานีสวมอยู่กับตลับลูกปืนของมอเตอร์ทาให้อาร์มาเจอร์นันหมุนได้ขณะท่ีตัวอาร์

มาเจอร์ทาหน้าท่หี มนุ ไดน้ ันเรียกวา่ โรเตอร์ (Rotor) ซึ่งหมายความวา่ ตวั หมุนการที่อานาจเส้นแรงแม่เหล็กทังสอง

มีปฏิกิริยาต่อกันทาให้ขดลวดอาร์มาเจอร์หรือ โรเตอร์หมุนไปนัน เป็นไปตามกฎซ้ายของเฟลมมิ่ง (Fleming

left hand rule)

6

ชนิดของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง
มอเตอร์แบบอนุกรม (Series Motor) คือมอเตอร์ที่ต่อขดลวดสนามแม่เหล็กอนุกรมกับอาร์เมเจอร์

ของมอเตอร์ชนิดนีว่าซีรีส ฟิลด์ (Series Field) มีคุณลักษณะที่ดีคือให้แรงบิดสูงนิยมใช้เป็นต้นกาลังของรถไฟฟ้า
รถยกของ เครนไฟฟ้าความเร็วรอบของมอเตอร์อนุกรมเมื่อไม่มีโหลดความเร็วจะสูงมากแต่ถ้ามีโหลดมา
ตอ่ ความเร็วกจ็ ะลดลงตามโหลด โหลดมากหรือทางานหนกั ความเรว็ ลดลง แตข่ ดลวดของมอเตอร์ไม่ เป็นอันตราย
จากคุณสมบัตินีจึงนิยมนามาใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านหลายอย่าง เช่น เครื่องดูด์ฝ่น เครื่องผสมอาหาร สว่าน
ไฟฟ้าจักรเย็บผ้าเครื่องเป่าผม มอเตอร์กระแสตรงแบบอนุกรมใช้งานหนักได้ดีเมื่อใช้งานหนักกระแสจะมาก
ความเร็วรอบจะลดลงเมื่อไม่มีโหลดมาต่อความเร็วจะสูงมาก อาจเกิดอันตรายได้ดังนัน เมื่อเร่ิมสตาร์ทมอเตอร์
แบบอนกุ รมจึงตอ้ งมีโหลดมาตอ่ อยู่เสมอ

ภาพท่ี 5 วงจรการทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรงแบบอนกุ รม

การควบคมุ มอเตอรด์ ีซี
หมายถงึ ระบบกลไกต่าง ๆ การขยับ การเล่ือน การเดิน การวิ่ง เพราะการเคล่ือนไหวต่าง ๆ ทาให้บุคคล

ท่ัวไปทาความเข้าใจโครงงานได้ง่าย เป็นตัวชูโครงงานน่าสนใจมากยิ่งขึน ทังนีส่วนต่าง ๆ ที่ขยับได้มักมาจาก
อุปกรณ์ท่ีเรียกว่า มอเตอร์ ซ่ึงทาหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล ทังนีมอเตอร์มีหลายชนิด
เชน่ เซอร์โวมอเตอร์ สเตป็ มอเตอร์ แต่ในบทความนีเราจะพูดถึงมอเตอร์ท่ีทางานง่ายที่สุด และใช้งานกันมากท่ีสุด
นัน่ คือ มอเตอร์ดซี ี
1.การใชง้ านมอเตอรด์ ีซี

มอเตอร์ดีซีประกอบด้วยขัวต่อใช้งาน 2 ขัว หากจ่ายไฟบวกเข้าที่ขัวหนึ่ง และจ่ายไฟลบเข้าขัวที่เหลือ
จะทาให้มอเตอร์หมุนไปทิศทางหนึ่ง แต่เม่ือสลับขัวการจ่ายไฟ จะทาให้มอเตอร์หมุนในทิศทางตรงกันข้าม การ
กลับขัวจ่ายไฟใหม้ อเตอร์นีเอง ท่ีเปน็ หัวใจสาคญั ของการควบคุมทศิ ทางการหมุนของมอเตอร์ดีซี

ภาพที่ 6-7 มอเตอรห์ มนุ ตามเขม็ นาฬกิ าเมอ่ื จา่ ยไฟบวกเข้าที่ขวั บนและจ่ายไฟลบเขา้ ท่ีขัวลา่ งและมอเตอร์หมุนทวนเขม็ นาฬิกา
เมอ่ื จา่ ยไฟบวกเขา้ ทข่ี ัวลา่ งและจา่ ยไฟลบเขา้ ทขี่ วั บน

7

2. แรงดนั ไฟฟ้าของมอเตอร์
มอเตอร์ดซี ีทจ่ี าหนา่ ยอยู่ในทอ้ งตลาดใช้แรงดันไฟฟ้าทแี่ ตกต่างกนั ผ้ซู อื จาเป็นต้องทราบว่าตนเองต้องการ

ใช้มอเตอร์ดีซีท่ีแรงดันไฟฟ้าเท่าไร ซึ่งการเลือกมอเตอร์ดีซีว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าไร ให้พิจารณาจาก
แหล่งจ่ายไฟ เช่น หากใช้แหล่งจ่ายไฟเป็นแบตเตอร่ี 12V ก็ควรจะใช้มอเตอร์ดีซี 12V หรือใช้ไฟจากถ่าน AA 2
กอ้ น ตอ่ อนกุ รมกัน ได้แรงดันไฟฟ้า 3V กค็ วรใช้มอเตอร์ดีซี 3V ดว้ ย

ทังนมี อเตอรด์ ซี ีทม่ี จี าหน่ายในท้องตลาดมแี รงดนั 3V 6V และ 12V ให้เลอื กเทา่ นนั หากแหล่งจ่ายไฟไม่ได้
จา่ ยแรงดนั ตามท่ีมอเตอรด์ ีซีมีจาหน่าย สามารถใช้มอเตอร์ดีซีที่มีแรงดันต่ากว่าแหล่งจ่าย หรือสูงกว่าแหล่งจ่ายได้
โดยควรคานงึ ถึงข้อควรระวงั ดังนี

1. หากนามอเตอร์แรงดันต่าไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง เช่น ใช้มอเตอร์ 3V กับแหล่งจ่ายไฟ 3.7V
(แบตเตอร่ีลิเธยี มเซลล์เดียว) จะทาให้มอเตอรห์ มุนเร็วขึน แตม่ ีความเสย่ี งที่มอเตอร์จะพังเสียหายได้ (มอเตอร์ไหม้)
เนือ่ งจากจ่ายแรงดันสงู กวา่ สเปคของมอเตอร์ สง่ ผลให้มอเตอรเ์ กิดความรอ้ นสูง

2. หากนามอเตอร์แรงดันสูงไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่า เช่น ใช้มอเตอร์ 6V กับแหล่งจ่ายไฟ 3V จะ
ทาให้มอเตอร์หมุนช้ากว่าท่ีระบุในสเปค หรือมอเตอร์อาจไม่หมุนเลย รวมทังส่งผลให้มอเตอร์มีแรงบิดต่ากว่า
ทส่ี เปคระบไุ วเ้ ปน็ ไปได้ควรใชแ้ รงดนั ไฟฟ้าจากแหลง่ จา่ ยใหเ้ ทา่ กับแรงดนั ของมอเตอร์ดซี ี
3.กระแสไฟฟา้ ที่มอเตอรใ์ ช้

กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ดีซีใช้ จะระบุไว้ในสเปคของมอเตอร์ ซ่ึงกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์จะถูกนามาใช้
คานวณเพือ่ เลอื กแหล่งจ่ายไฟ โดยมอเตอรใ์ ชก้ ระแสไฟฟ้าเท่าไร จะต้องเลือกแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายกระแสได้มากกว่า
มอเตอร์ เช่น มอเตอร์ใช้กระแสประมาณ 300mA ควรเลือกแหล่งจ่ายที่จ่ายกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่ากรณีใช้
แหล่งจ่ายไฟที่เป็นแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าท่ีมอเตอร์ใช้จะส่งผลต่อระยะเวลาของการจ่ายไฟของแบตเตอร่ี หาก
มอเตอรใ์ ชก้ ระแสไฟฟา้ มาก จะทาใหแ้ บตเตอรี่หมดเร็วมากขนึ กลับกันหากใช้มอเตอร์ที่ใช้กระแสไฟฟ้าน้อย ใช้กับ
แบตเตอร่ีลูกเดิม ก็จะทาให้แบตเตอร่ีจ่ายไฟได้นานขึน ส่งผลให้ใช้งานได้ยาวนานมากย่ิงขึนนอกจากกระแสไฟฟ้า
ของมอเตอรจ์ ะถูกใช้เลอื กแหล่งจ่ายแล้ว ยังถูกใช้ในการเลือก หรืออกแบบชุดขับมอเตอร์ด้วย โดยการเลือกชุดขับ
มอเตอร์ จะต้องเลือกชุดขับที่ทนกระแสได้สูงกว่ากระแสไฟฟ้าท่ีมอเตอร์ใช้ เช่น มอเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าประมาณ
300mA จงึ เลือกชุดขบั มอเตอรท์ ที่ นกระแสได้ 600mA ต่อเน่อื ง เป็นตน้
4.การควบคมุ มอเตอรท์ างเดียว

การควบคุมมอเตอรท์ างเดยี ว คือ การควบคมุ มอเตอรใ์ หห้ มุน หรอื ไมห่ มนุ เท่านัน การควบคมุ แบบทาง
เดียวนเี ปน็ การควบคมุ ท่ีงา่ ยที่สดุ ทางครังไม่จาเป็นต้องใช้วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ ลย เช่น หากตอ้ งการเปดิ ป้ัมนา แค่
เสยี บปลัก๊ ป้ัมนา ก็ทาให้ป้ัมนาทางานได้แลว้ การควบคุมมอเตอร์ทางเดยี วโดยใชว้ งจรอิเล็กทรอนิกส์ ทาได้โดยใช้
การควบคมุ การไหลของกระแสไฟฟา้ โดยควบคุมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านมอเตอร์ (มอเตอร์หมุน) หรอื ควบคุมให้
กระแสไฟฟ้าไมไ่ หลผา่ นมอเตอร์ (มอเตอร์ไมห่ มุน) โดยอปุ กรณ์ทมี่ ักใชค้ วบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าแบง่ เป็น 2
ประเภท คือ ใช้รีเลย์ และใช้อุปกรณส์ ารกึง่ ตัวนา
5.การควบคมุ มอเตอรท์ างเดียวด้วยรเี ลย์

โดยตอ่ ไฟจากแหล่งจ่ายไฟเข้าท่ีขา COM ของรีเลย์ แล้วต่อขา NO หรือ NC เข้ากับมอเตอร์ เม่ือรีเลย์ตัด
หรอื มีการจ่ายไฟให้รีเลย์ ก็จะทาให้หน้าคอนเทคของรีเลย์เปลี่ยนทิศทาง ทาให้ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าท่ี
เข้ามอเตอรไ์ ด้

8

ภาพท่ี 8 การใช้รีเลยค์ วบคมุ มอเตอร์อย่างงา่ ย

2.3 ความรู้เรือ่ งเซลล์แสงอาทิตย์/โซล่าเซลล์ (Solar Cell)
Solar Cell หรือ PV มชี ่ือเรยี กกันไปหลายอย่าง เช่น เซลลแ์ สงอาทิตย์ เซลล์สุริยะ หรือเซลล์ photovoltaic ซ่ึง

ต่างก็มีที่มาจากคาว่า Photovoltaic โดยแยกออกเป็น photo หมายถึง แสง และ volt หมายถึง แรงดัน ไฟฟ้า
เมื่อรวมคาแล้วหมายถึง กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากการตกกระทบของแสงบนวัตถุที่มีความสามารถในการเปล่ียน
พลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง แนวความคิดนีได้ถูกค้นพบมาตังแต่ปี ค.ศ. 1839 แต่เซลล์แสงอาทิตย์ก็
ยังไม่ถูกสร้างขึนมา จนกระท่ังใน ปี ค.ศ. 1954 จึงมีการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ และได้ถูกนาไปใช้เป็นแหล่งจ่าย
พลังงานให้กับดาวเทียมในอวกาศ เมื่อ ปี ค.ศ. 1959 ดังนัน สรุปได้ว่า เซลล์แสงอาทิตย์ คือ สิ่งประดิษฐ์ที่ทาจาก
สารก่ึงตัวนา เช่น ซิลิคอน (Silicon), แกลเล่ียม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium
Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper
Indium Diselenide) เป็นต้น ซ่ึงเมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะเปล่ียนเป็นพาหะนาไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็น
ประจุไฟฟ้าบวกและลบ เพ่ือให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขัวทังสองของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนาขัวไฟฟ้าของเซลล์
แสงอาทติ ยต์ ่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าสูอ่ ปุ กรณเ์ หลา่ นนั ทาให้สามารถทางานได้

ภาพท่ี 9 โซลารเ์ ซลล์

2.3.1 ชนดิ ของเซลล์แสงอาทิตย์แบง่ ตามวัสดุที่ใชเ้ ปน็ 3 ชนิดหลัก ๆ คอื
1.เซลล์แสงอาทิตย์ท่ีทาจากซิลิคอน ชนิดผลึกเด่ียว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) หรือ

ที่รู้จักกันในช่ือ Monocrystalline Silicon Solar Cell และชนิดผลึกรวม (Polycrystalline Silicon Solar Cell)
ลักษณะเปน็ แผ่นซิลคิ อนแข็งและบางมาก

2.เซลล์แสงอาทิตย์ท่ีทาจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็น
ฟลิ ์มบางเพียง 0.5 ไมครอน (0.0005 มม.) นาหนักเบามาก และประสทิ ธภิ าพเพียง 5-10%

3.เซลล์แสงอาทิตย์ท่ีทาจากสารก่ึงตัวนาอื่นๆ เช่น แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ , แคดเมียม
เทลเลอไรด์ และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ เป็นต้น มีทังชนิดผลึกเด่ียว (Single Crystalline) และผลึก
รวม (Polycrystalline) เซลล์แสงอาทติ ย์ท่ีทาจากแกลเลีย่ ม อาร์เซไนด์ จะใหป้ ระสิทธิภาพสงู ถึง 20-25%

9

Single Crystalline Polycrystalline Amorphous Silicon

Silicon Solar Cell Silicon Solar Cell Solar Cell

ภาพที่ 10 ชนดิ ของเซลลแ์ สงอาทติ ย์

2.3.2 โครงสรา้ งของเซลล์แสงอาทติ ย์
โครงสร้างที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ รอยต่อพีเอ็นของสารก่ึงตัวนา สารก่ึงตัวนาท่ีราคาถูกท่ีสุดและมีมาก

ท่ีสุดบนโลก คือ ซิลิคอน จึงถูกนามาสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ โดยนาซิลิคอนมาถลุง และผ่านขันตอนการทาให้
บริสุทธิ์ จนกระทั่งทาให้เป็นผลึก จากนันนามาผ่านกระบวนการแพร่ซึมสารเจือปนเพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็น โดยเมื่อเติม
สารเจือฟอสฟอรัส จะเป็นสารก่ึงตัวนาชนิดเอ็น (เพราะนาไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ) และเมื่อเติม
สารเจือโบรอน จะเป็นสารก่ึงตัวนาชนิดพี (เพราะนาไฟฟ้าด้วยโฮลซึ่งมีประจุบวก) ดังนัน เมื่อนาสารกึ่งตัวนาชนิด
พีและเอ็นมาต่อกัน จะเกิดรอยต่อพีเอ็นขึน โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน อาจมีรูปร่างเป็นแผ่น
วงกลมหรือสเ่ี หลี่ยมจัตุรัส ความหนา 200-400 ไมครอน (0.2-0.4 มม.) ผวิ ดา้ นรบั แสงจะมีชนั แพรซ่ ึมทีม่ ีการนา
ไฟฟ้า ขัวไฟฟ้าด้านหน้าท่ีรับแสงจะมีลักษณะคล้ายก้างปลาเพื่อให้ได้พืนท่ีรับแสงมากท่ีสุด ส่วนขัวไฟฟ้าด้านหลังเป็น
ขัวโลหะเตม็ พืนผิว

ภาพท่ี 11 โครงสร้างของเซลลแ์ สงอาทิตย์

2.3.3 หลักการทางานท่ัวไปของเซลล์แสงอาทิตย์
เมื่อ แส ง อาทิ ตย์ ตกก ระท บเ ซล ล์ แส ง อาทิ ตย์ จะเ กิดก าร ส ร้า งพ า หะน าไ ฟฟ้า ประ จุล บแล ะบว กขึ น

ไดแ้ ก่ อเิ ล็กตรอนและโฮล โครงสรา้ งรอยต่อพเี อน็ จะทาหนา้ ที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์เพ่ือแยกพาหะนาไฟฟ้า
ชนดิ อเิ ลก็ ตรอนไปทขี่ วั ลบ และพาหะนาไฟฟา้ ชนิด โฮล ไปทข่ี ัวบวก (ปกตทิ ีฐ่ านจะใช้สารกึง่ ตวั นาชนดิ พี ขวั ไฟฟ้า

ภาพท่ี 12 หลักการทางานของเซลล์แสงอาทิตย์

10

ด้านหลังจึงเป็นขัวบวก ส่วนด้านรับแสงใช้สารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น ขัวไฟฟ้าจึงเป็นขัวลบ) ทาให้เกิดแรงดันไฟฟ้า

แบบกระแสตรงทขี่ วั ไฟฟ้าทังสอง เมอ่ื ตอ่ ใหค้ รบวงจรไฟฟา้ จะเกดิ กระแสไฟฟ้าไหลขึน

2.3.4 อุปกรณส์ าคัญของระบบการผลิตกระแสไฟฟา้ จากเซลลแ์ สงอาทติ ย์
เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง จึงนากระแสไฟฟ้าไปใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง

เท่านัน หากต้องการนาไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีใช้ไฟฟ้ากระแสสลับหรือเก็บสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไป จะต้องใช้
รว่ มกบั อปุ กรณอ์ ่ืน ๆ อีก โดยรวมเขา้ เป็นระบบทีผ่ ลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทติ ย์ อุปกรณ์สาคัญ ๆ มดี ังนี

1. แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Module) ทาหน้าที่เปล่ียนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซ่ึง
เป็นไฟฟ้ากระแสตรงและมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) มีการนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์หลาย ๆ เซลล์มาต่อกันเป็นแถว
หรือเป็นชุด (Solar Array) เพ่ือให้ได้พลังงานไฟฟ้าใช้งานตามที่ต้องการ โดยการต่อกันแบบอนุกรม จะเพิ่ม
แรงดันไฟฟ้า และการต่อกันแบบขนาน จะเพิ่มพลังงานไฟฟ้า หากสถานที่ตังทางภูมิศาสตร์แตกต่างกัน ก็จะมีผล
ให้ปริมาณของค่าเฉลี่ยพลังงานสูงสุดในหน่ึงวันไม่เท่ากันด้วย รวมถึงอุณหภูมิก็มีผลต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้า
หากอุณหภูมิสงู ขนึ การผลิตพลังงานไฟฟ้าจะลดลง

2. เครื่องควบคุมการประจุ (Charge Controller) ทาหน้าที่ประจุกระแสไฟฟ้าท่ีผลิตได้จากแผงเซลล์
แสงอาทิตย์เข้าสู่แบตเตอร่ี และควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าให้มีปริมาณเหมาะสมกับแบตเตอรี่ เพ่ือยืดอายุการ
ใช้งานของแบตเตอรี่ รวมถึงการจ่ายกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอร่ีด้วย ดังนัน การทางานของเคร่ืองควบคุมการ
ประจุ คือ เม่ือประจุกระแสไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอร่ีจนเต็มแล้ว จะหยุดหรือลดการประจุกระแสไฟฟ้า (และมักจะมี
คณุ สมบัตใิ นการตัดการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า กรณีแรงดันของแบตเตอรี่ลดลงด้วย) ระบบพลังงาน
แสงอาทิตย์จะใช้เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าในกรณที ่ีมีการเกบ็ พลังงานไฟฟ้าไวใ้ นแบตเตอรเ่ี ท่านนั

3. แบตเตอรี่ (Battery) ทาหน้าที่เป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าท่ีผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ใช้เวลา
ท่ีต้องการ เช่น เวลาท่ีไม่มีแสงอาทิตย์ เวลากลางคืน หรือนาไปประยุกต์ใช้งานอ่ืน ๆ แบตเตอรี่มีหลายชนิด
และหลายขนาดให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสม

4.เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ทาหน้าท่ีแปลงพลังงานไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) ท่ีผลิตได้จาก
แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์ ใหเ้ ปน็ พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพ่ือให้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ แบ่งเป็น
2 ชนิด คือ Sine Wave Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับทุกชนิด และ Modified Sine Wave
Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ไม่มีส่วนประกอบของมอเตอร์และหลอดฟลูออเรสเซนต์
ทเ่ี ปน็ Electronic ballast

5. ระบบป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Protection) ทาหน้าที่ป้องกันความเสียหายที่เกิดกับอุปกรณ์ไฟฟ้า
เมอื่ ฟ้าผ่า หรอื เกิดการเหนี่ยวนาทาให้ความต่างศักย์สูง ในระบบท่ัวไปมักไม่ใช้อุปกรณ์นี จะใช้สาหรับระบบขนาด
ใหญแ่ ละมคี วามสาคญั เท่านนั รวมถงึ ตอ้ งมีระบบสายดินท่มี ีประสทิ ธิภาพดว้ ย

จุดเดนของเซลลแสงอาทติ ย
1. แหล่งพลงั งานได้จากดวงอาทิตยเ์ ป็นแหลง่ พลังงานทไี่ มม่ วี ันหมดและไม่เสียค่าใช้จ่าย
2. เปน็ แหล่งพลงั งานทสี่ ะอาดไม่กอ่ ใหเ้ กิดมลภาวะแกส่ ิง่ แวดล้อม
3. สร้างไฟฟ้าได้ทกุ ขนาด ตงั แต่เคร่อื งคดิ เลขไปจนถงึ โรงไฟฟา้ ขนาดใหญ่
4. ผลติ ทไี่ หนใชท้ ีน่ ่ัน ซง่ึ ระบบไฟฟา้ ปกติแหล่งผลิตไฟฟ้ากบั จดุ ใช้งานอยูค่ นละท่ี และจะต้องมรี ะบบ

นาส่ง แตเ่ ซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตไฟฟา้ ในบรเิ วณท่ีใช้งานได้

11

บทท่ี 3
วสั ดอุ ุปกรณ์และการศึกษา

จากการศึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์เร่ืองเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตาม พลังงานแสงอาทิตย์ ที่เกี่ยวกับ
การใช้พลังงานทดแทน เพื่อแบ่งเบาภาระให้กับคนตัดหญ้าและจิตอาสารวมไปถึงเพิ่มความสะดวกสบายให้แก่ผู้ท่ี
ใช้คณะผู้จัดได้ศึกษาข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล การทดลองและการนากระบวนการวิทยาศาสตร์มาแก้ปัญหา
ในโครงงาน

1. การประดษิ ฐ์เคร่อื งตัดหญา้ แบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ไดท้ าการศึกษาและประดษิ ฐ์
1.1 การออกแบบและประดษิ ฐ์อุปกรณ์เคร่ืองตัดหญา้ เดนิ ตามพลงั งานงานแสงอาทติ ย์
1.2 การประดษิ ฐอ์ ปุ กรณเ์ คร่ืองตัดหญ้าเดนิ ตามพลงั งานงานแสงอาทติ ย์ มีรายละเอยี ดดงั นี
1.2.1 ออกแบบและสรา้ งชุดโครงสรา้ งแผงโซลา่ เซลล์ จานวน 2 แผง
1.2.2 ตดิ ตังชุดโครงสรา้ งวงจรการทางานแผงโซล่าเซลล์
1.2.3 ตดิ ตังชดุ แบตเตอร่/ี มอเตอร์ไฟฟา้
1.2.4 ตดิ ตงั แผงโซลา่ เซลล์ ขนาด 12 V เขา้ กบั แบตเตอร่ีและชดุ ควบคมุ
1.2.5 ใชส้ วิทซต์ อ่ สายไฟจากมอเตอรด์ า้ นขัว (-) ตอ่ จากแบตเตอรท่ี างขัว (+) เพ่ือเปดิ – ปิด

กระแสไฟมอเตอร์ เพ่ือสง่ กาลงั ไฟไปยังมอเตอร์
1.2.6 ประกอบระบบไฟตา่ ง ๆ กบั เครือ่ งตดั หญา้

2. วธิ กี ารดาเนนิ การ
2.1 ออกแบบโครงสรา้ งของเครอ่ื งตัดหญา้ เดินตาม
2.2 ออกแบบตาแหนง่ ของการวางโซล่าเซลล์ (Solar Cell)
2.3 ออกแบบตาแหน่งของการวางมอเตอร์

ภาพที่ 13 ภาพเคร่อื งมอื ภาพที่ 14 ภาพพนื ทท่ี ดลองตดั

3. จัดเตรยี มวัสดุอปุ กรณ์ จานวน 12
ตารางที่ 1 แสดงราคาวัสดอุ ปุ กรณ์ในการประดษิ ฐ์
ราคา
ท่ี รายการ 0 บาท
1,500 บาท
1 โครงจกั รยาน 1 ตวั 900 บาท
1,000 บาท
2 ชดุ มอเตอร์ขบั เคลื่อนจักรยานไฟฟา้ ขนาด 24 V (โวลต)์ 250 W (วตั ต์) 1 ชุด 40 บาท
200 บาท
3 แผงโซลารเ์ ซลล์ แบบออ่ น ขนาด 12 V (โวลต)์ 30 W (วตั ต์) 2 แผง 350 บาท
150 บาท
4 แบตเตอรี่ ขนาด 12 V (โวลต์) กระแสไฟ 8.0 A (แอมแปร์) 2 ลกู 60 บาท
4,200 บาท
5 สายไฟ 1 ชุด

6 ลวดเชอ่ื ม 1 ชดุ

7 คอนโทรลชาร์ตเจอร(์ ชารจ์ เจอร์ 20 V (โวลต)์ 30 A (แอมแปร์) 1 ชดุ

8 ใบมดี ตัดหญา้ 1 ชุด

9 สสี เปรย์ 1 ขวด

รวม

4.วิธกี ารประดษิ ฐ์เครอ่ื งตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์
1. เตรยี มอุปกรณ์
2. นาโครงจักรยานท่ีไมไ่ ดใ้ ช้งานมาแยก โดยแบ่งเป็น 3 สว่ นดงั นี

2.1 แฮนจับจักรยาน
2.2 โครงจักรยาน
2.3 ลอ้ จกั รยาน
3. นาเหล็กฉากขนาด 1 นิวมาตัดและวัดขนาดตามแบบท่ีวางไวแ้ ลว้ เชือ่ มตามแปลท่ีเขยี นไว้
4. นาเหลก็ ฉากขนาด 1 นิวมาวดั ตามขนาดท่วี างไว้มาเชอ่ื มกบั โครงสรา้ ง
5. ตดั เหล็กแผน่ เชื่อมกับโครงสรา้ งเพอ่ื วางตาแหนง่ ของมอเตอร์ แบตเตอร่ีขนาด 12 V.(โวลต์) กระแสไฟ 8.0
A (แอมแปร์) และแผงโซล่าเซลลข์ นาด 12 V (โวลต)์ 30 W (วตั ต์) เขา้ กบั แบตเตอรแ่ี ละชุดควบคมุ
6. ใช้สวิทซ์ต่อสายไฟจากมอเตอร์ด้านขัว (-) ต่อจากแบตเตอรี่ทางขัว (+) เพ่ือเปิด – ปิดกระแสไฟมอเตอร์
เพอ่ื ส่งกาลังไฟไปยังมอเตอร์
7. ประกอบระบบไฟตา่ ง ๆ กบั เครอ่ื งตัดหญ้า

13

ภาพท่ี 15 แยกโครงจกั รยาน ภาพที่ 16 เชือ่ มโครงจกั รยานเข้าดว้ ยกนั

ภาพที่ 17 เชื่อมประกอบอุปกรณ์เขา้ ดว้ ยกนั ภาพท่ี 18 ประกอบแบตเตอรี่เขา้ ดว้ ยกนั

ภาพท่ี 19 ประกอบแผงโซลารเ์ ซลล์ ภาพท่ี 20 การเดนิ สายไฟเข้ากบั แผงโซลารเ์ ซลล์

ภาพที่ 21-22 ทดสองใช้เคร่อื งตัดหญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตยก์ ับกลมุ่ ตัวอยา่ ง

14

บทท่ี 4
ผลการดาเนนิ การ
จากการศึกษาโครงงานเร่ือง เครอื่ งตดั หญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทติ ย์ ไดท้ าการศกึ ษามี 4 ขนั ตอน
ไดผ้ ลการศึกษาดังนี
ข้ันตอนที่ 1 ศึกษาปัญหาด้านการลดการใช้พลังงานเครื่องตัดหญ้าเดินตามโดยศึกษาและพัฒนาจาก
เครื่องตัดหญ้าที่มีจุดเด่นมารวมกันในเครื่องเดียวและนามาปรับเปลี่ยนด้วยมอเตอร์จักรยานไฟฟ้า DC 24 V
(โวลต์) 250 W (วตั ต์) ใชค้ ันเร่งในการบงั คบั เครอ่ื งตัดหญ้า
ขนั ตอนท่ี 1 ศกึ ษาปญั หาดา้ นการลดการใช้พลังงานเคร่ืองตัดหญ้าเดนิ ตาม
ขนั ตอนท่ี 2 ทาการศกึ ษารอบตดั ของใบมดี สูงสดุ 2,750 รอบตอ่ นาที
ขันตอนท่ี 3 ทาการรอบการชาร์ตโดยแผงโซล่าเซลล์ขนาด 12 โวลต์ 30 วัตต์ และแบตเตอรี่ขนาดกาลัง
12 โวลต์ 8 A (แอมป์) จานวน 2 ก้อน การทดลอง ใช้พืนที่การทดลองจานวน 2 แปลงโดยแบ่งพืนท่ีแปลงละ 1
งาน 100 ตารางวา แปลงท่ี 1 โดยใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามโดยใช้นามันเชือเพลิงแปลงที่ 2 โดยใช้เครื่องตัด
หญา้ แบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ ประดษิ ฐเ์ คร่ืองตัดหญ้าเดินตามพลงั งานแสงอาทติ ย์
คณะผู้จัดทาได้ออกแบบและประดิษฐ์เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ เปลี่ยนจากการใช้
นามันเชอื เพลงิ เปน็ การใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ย์สามารถเปล่ยี นรูปเปน็ พลังงานไฟฟ้าได้ โดยการใช้อุปกรณ์ท่ีเรียกว่า
เซลล์แสงอาทติ ย์ (Solar Cell) ซง่ึ เปน็ อปุ กรณ์ที่ทาการเปลยี่ นจากพลงั งานแสงอาทติ ยเ์ ปน็ พลังงานไฟฟา้ ได้

ภาพท่ี 24 ภาพแสดงเครอื่ งตดั หญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทติ ย์

ลกั ษณะเดน่ ของเครือ่ งตดั หญ้าแบบเดินตามพลังงานงานแสงอาทติ ย์
1. เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์มนี าหนักเบา เคลอื่ นย้ายสะดวก เหมาะกบั ผ้ใู ชง้ าน
ทกุ ชว่ งวยั
2. เป็นเคร่ืองที่ใช้พลังงานแสงอาทิตยท์ ดแทนพลังงานไฟฟา้ ลดการใช้นามนั เชือเพลงิ และลดคา่ ใชจ้ า่ ย
3. เปน็ เคร่ืองตดั หญ้าทส่ี ามารถชารต์ แบตเตอร่ีโทรศัพทม์ ือถือไปด้วยระหวา่ งการทางานได้
4. ในระหวา่ งการทางานสามารถชาร์ตแบตเตอร่ไี ปพร้อมกันในขณะทางาน

ขัน้ ตอนที่ 2 ทดสอบประสิทธภิ าพเครอื่ งตดั หญา้ แบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์
เมื่อประดิษฐ์เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามเสร็จ แล้วนาไปทดลองตัดหญ้า พบว่าปัญหาในการ

ปฏบิ ตั ิงานคอื แบตเตอร่มี ขี นาด 16 A (แอมแปร์)กระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอหากต้องการใช้งานแบบเต็มประสิทธิภาพ
อาจจะติดขัดในเรื่องพลังงานการตัดหญ้า แนวทางในการพัฒนาควรเพ่ิมรายละเอียดข้อควรปฏิบัติและคาแนะนา
ในการทางาน เพ่อื ชว่ ยให้ผูใ้ ช้งานไดอ้ ย่างมัน่ ใจและมีความปลอดภัย

ตารางท่ี 2 เปรยี บเทยี บทดลองชัว่ โมงการใชง้ านกับพืนทท่ี ดลองระหวา่ งเครื่องตัด
แสงอาทติ ย์กบั เครอ่ื งตดั หญา้ แบบใชน้ ามันเชอื เพลิงเพื่อเปรยี บเทียบแ

พนื้ ทที่ ดลองที่ 1 พื้นทีท่ ดลองท่ี 2

เครอื่ งมอื

พืนที่ เวลาท่ี/ ค่าใช้จา่ ย/ พนื ที่ เวลา/ ค่าใชจ้ า่ ย/ พืนท
นาที นามัน 1 นาที นามัน 1

ลิตร ลิตร

เครอื่ งตัด 1 50 - 48 - 1 งาน
หญ้าแบบ งาน นาที 1 งาน นาที 1 งาน
เดนิ ตาม 1 งาน
พลงั งาน 1 งาน
แสงอาทติ ย์
เครือ่ งตัด 1 30 30 บาท 1 งาน 33 30 บาท
หญา้ แบบ งาน นาที นาที
เดนิ ตาม 1งาน 1งาน
ท่ัวไป

15

ดหญ้าแบบเดนิ ตามดว้ ยพลังงาน
และทดสอบประสทิ ธภิ าพ

พน้ื ทท่ี ดลองที่ 3 พืน้ ทีท่ ดลองท่ี 4 เฉล่ีย

ท่ี เวลา/ คา่ ใช้จ่าย พืนท่ี เวลา/ คา่ ใชจ้ ่าย พืนท่ี เวลา/ ค่าใชจ้ ่าย/
นาที /นามัน 1 นาที /นามัน 1 นาที นามัน 1

ลิตร ลติ ร ลิตร

45 - 1 40 - 1 45.75 -
น นาที งาน นาที งาน นาที
1 งาน
1 งาน

น 40 30 บาท 1 33 30 บาท 1 34 30 บาท
นาที งาน นาที งาน นาที
1งาน 1งาน

16

ขน้ั ตอนที่ 3 เปรยี บเทียบเปรียบเทยี บและทดสอบประสิทธภิ าพการใช้จากพลังงานแสงอาทิตย์กบั การใชเ้ คร่ือง
ตัดหญ้าแบบใชน้ ามนั เชือเพลิง
เมอ่ื ประดษิ ฐเ์ ครอื่ งตัดหญา้ แบบเดินตามเสร็จ ได้ทาการทดสอบระบบการทางานของเครื่องตัดหญ้า

เดินตาม โดยนาไปทดลองเปรียบเทยี บการตัดหญ้าระหว่างเคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามด้วยพลังงานแสงอาทิตย์กับ
เคร่อื งตดั หญ้าแบบใช้นามนั เชอื เพลงิ ซ่ึงมีผลการทดลองดงั บันทึกตามตารางทดลองดงั นี

จากตารางท่ี 3 เมอื่ ศึกษาเปรยี บเทยี บเปรยี บเทียบและทดสอบประสิทธภิ าพชัว่ โมงการใช้งานกับพืนที่ทดลอง การ
ใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์กับการใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบใช้นามันเชือเพลิง เคร่ืองตัดหญ้าเดินตามท่ัวไป
ใช้นามันเชือเพลิง 1 ลิตร ราคา 30 บาท โดยเฉลี่ยการใช้งานเพิ่มตามชั่วโมง จะมีค่าใช้จ่าย ในระยะ 1 ปี เท่ากับ
10,800 บาท เครื่องตัดหญ้าพลังงานแสงอาทิตย์ใช้กาลังไฟจากแบตเตอร่ี 384 วัตต์ ซึ่งไม่มีค่าใช้จ่ายเรื่องนามัน
เพิม่ ขนึ
ขนั้ ตอนที่ 4 ศึกษาความพึงพอใจในการทดลองใชเ้ ครอ่ื งตัดหญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทติ ย์

ได้สร้างแบบสารวจความพึงพอใจในการทดลองใช้เครื่องดานารโี มทคอนโทรลพลงั งานแสงอาทิตย์ แล้ว
นาไปสารวจจากผูท้ ดลองใช้ในชุมชนตาบลหว้ ยมนุ่ อาเภอนาปาด 20 คนจากกลมุ่ ตัวอย่าง มผี ลดังนี
แบบสารวจความพงึ พอใจในการทดลองใช้งานสิ่งประดษิ ฐ์เครอ่ื งตัดหญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตย์

ข้อ รายการสารวจ ค่าเฉล่ีย แปลผล หมายเหตุ

1. ด้านโครงสรา้ งทัว่ ไป

1.1 ขนาดนาหนักมคี วามเหมาะสม 4.72 ดมี าก
1.2 มคี วามมนั่ คงแข็งแรง 4.95 ดมี าก ดีมาก

2. ด้านการใช้งาน

2.1 เลอื กใชว้ สั ดุมีความเหมาะสม 4.95 ดีมาก
2.2 รูปรา่ งมีความเหมาะสมกบั การใช้ 4.56 ดีมาก ดมี าก

3. ด้านประสทิ ธภิ าพ

3.1 ใช้งา่ ยไดง้ ่าย 4.95 ดมี าก ดมี าก

3.2 ดแุ ลรักษางา่ ย 4.95 ดีมาก

3.3 มคี วามปลอดภยั ในการใชง้ าน 4.56 ดีมาก

4. ด้านการนาไปใช้

4.1 สามารถนาไปประยุกต์ใช้หรือปรบั ใชใ้ น 4.74 ดมี าก
ชีวิตประจาวนั 4.79 ดมี าก ดีมาก

สรุปคะแนน

ตารางที่ 3 การศึกษาความพงึ พอใจการทดลองเครื่องตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ ได้สรา้ ง
แบบสารวจ ความพึงพอใจในการทดลอง เพื่อสารวจจากผู้ทดลองใช้จานวน 20 คนจากกลมุ่ ตวั อยา่ ง มีผลดังนี

17

ภาพแสดงความพึงพอใจในการทดลองใชเ้ คร่ืองตดั หญา้ แบบเดินตามพลงั งานแสงอาทิตย์

แบ บ ส าร ว จ คว า ม พึง พ อ ใจ ใ น กา ร ท ดล อ ง ใช้ ง า นส่ิ ง ป ระดิ ษ ฐ์ เ ค ร่ื อง ตั ด หญ้ า แ บบ เ ดิ นต า ม พลั ง ง า น

แสงอาทิตย์ผลการศึกษาความพึงพอใจในการทดลองใช้งานส่ิงประดิษฐ์เครื่องตัดหญ้าเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์

จากการสอบถามจานวน 20 คนจากกลุม่ ตัวอยา่ งพบว่า

- ด้านโครงสรา้ งท่ัวไป คา่ คะแนนเฉลี่ย 4.74 ระดับคุณภาพ ดมี าก

- ดา้ นการใชง้ าน คา่ คะแนนเฉลี่ย 4.82 ระดับคุณภาพ ดมี าก

- ด้านประสิทธิภาพ คา่ คะแนนเฉลย่ี 4.69 ระดับคุณภาพ ดมี าก

- ด้านการนาไปใช้ ค่าคะแนนเฉลย่ี 4.74 ระดบั คุณภาพ ดมี าก

คา่ เฉลี่ยรวมทกุ ด้าน 4.79 ระดบั คุณภาพ ดมี าก

18

บทท่ี 5
สรุปผลการทดลองและอภิปรายผล
1. สรปุ ผลการศกึ ษา
การประดษิ ฐ์เครอื่ งตดั หญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตย์
จากการศึกษาได้ประดิษฐ์เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการศึกษาทดลอง
และรวบรวมเอาจดุ เดน่ ของหลาย ๆ อย่างนามาประยุกต์ใช้ให้เกิดความเหมาะสมกับการใช้งานและมีประสิทธิภาพ
ปรบั จาการใช้นามนั เชอื เพลงิ มาเปน็ พลังงานแสงอาทิตยท์ ี่สามารถใชง้ านอย่างมปี ระสิทธภิ าพ
การเสรมิ สรา้ งทกั ษะกระบวนการคิดทางวทิ ยาศาสตร์
ส่งเสริมให้เกิดกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เพื่อให้ได้คาตอบ แก้ไขปัญหาด้วยวิธีการ
ทางวทิ ยาศาสตร์ ที่มกี ารทางานอย่างเป็นระบบและประกอบด้วยขันตอนต่างๆ เพ่ือนามาปรับใช้ในชีวิตประจาวัน
ได้
ประสิทธภิ าพของเคร่อื งตัดหญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์ มีดังนี้
1. เคร่ืองตดั หญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์มนี าหนักเบา เคล่อื นย้ายสะดวก เหมาะกับผ้ใู ช้งาน
ทกุ ช่วงวัย
2. เป็นเครอื่ งท่ใี ช้พลงั งานแสงอาทิตย์ทดแทนพลงั งานไฟฟ้า ลดการใช้นามันเชอื เพลิงและลดคา่ ใช้จ่าย
3. เปน็ เครื่องตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์ สามารถชาร์ตแบตเตอร่ีโทรศัพท์มือถือได้
2. การทดลองประสิทธิภาพ
จากการศึกษาพบวา่ เคร่ืองตดั แบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์มปี ระสิทธภิ าพเฉล่ยี ใชเ้ วลาในการตัดหญา้
45.75 นาที ต่อ พืนท่ี 1 งาน ซ่ึงไม่มีคา่ ใช้จา่ ย ส่วนการตัดหญ้าด้วยเคร่อื งตัดหญ้าแบบเดนิ ตามทีใ่ ชน้ ามันเชือเพลงิ
ใช้เวลา 30 นาที ต่อพนื ท่ี 1 งาน ซึ่งมีค่าใช้จา่ ย ประมาณ 30 บาท ตอ่ 1 ลติ ร ซึ่งเครื่องตัดแบบเดินตามพลงั งาน
แสงอาทติ ย์มีความสามารถในการใช้งานได้อย่างมปี ระสิทธภิ าพ และประหยัด
3. ศึกษาความพึงพอใจในการทดลองใชเ้ คร่ืองตัดหญา้ เดินตามพลังงานแสงอาทติ ย์
จากการสารวจความพึงพอใจในการทดลองใช้เครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ จากกลุ่ม
ตัวอย่าง จานวน 20 คน ท่ีเป็นผู้ใช้งานโดยใช้แบบสอบถามความพึงพอใจ 4 ด้าน ได้แก่ ด้านโครงสร้างท่ัวไป
ดา้ นการออกแบบ ดา้ นการใช้งาน และดา้ นการนาไปใช้ โดยสารวจจากผู้ทดลองใชใ้ นศูนยก์ ารเรียนรู้ตาบลห้วยมุ่น
อาเภอนาปาด จังหวัดอุตรดิตถ์ พบว่าความพึงพอใจจากการทดลองใช้สิ่งประดิษฐ์ สรุปว่าความพึงพอใจค่าเฉลี่ย
รวมทกุ ดา้ น 4.75 อยู่ในระดับคณุ ภาพ ดีมาก
4. อภปิ รายผลการทดลอง
เครือ่ งตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตย์ใช้มอเตอร์ 24 V 250 W RPM 2,750 ใช้พืนที่การทดลอง
จานวน 2 แปลงโดยแบ่งพืนที่แปลงละ 1 งาน 100 ตารางวา แปลงท่ี 1 โดยใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามโดยใช้
นามันเชือเพลิงแปลงท่ี 2 โดยใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ ผลปรากฏว่า การตัดหญ้าโดยใช้
เครื่องตัดหญ้าแบบเดินพลังงานเชือเพลิง ใช้เวลา 30 นาที นามันเชือเพลิง 1 ลิตร ส่วนการใช้เคร่ืองตัดหญ้าแบบ
เดนิ ตามพลงั งานแสงอาทติ ย์ใช้เวลา 40-50 นาที โดยเฉล่ียต่อ 1 งาน และในรอบชาร์ต 1 รอบ สามารถตัดได้ 1 ไร่
2 งาน เปรยี บเทยี บราคาตน้ ทนุ การประดิษฐเ์ ครอ่ื งตัดหญา้ แบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์ มีราคาต้นทุน 4,200
บาท เมื่อเปรียบเทียบกับเคร่ืองตัดหญ้าแบบท่ัวไป ราคา 4,500 บาท พบว่าเครื่องตัดหญ้าแบบเดินตามพลังงาน
แสงอาทิตย์ มรี าคาถกู กว่า 300 บาท ซึง่ ประหยดั ทงั พลงั งาน และค่านามันเชือเพลิง เพราะใชพ้ ลังงานแสงอาทติ ย์

19

ผลจากการใช้เครื่องตัดหญ้าแบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทติ ย์ มีดังนี้
1. ใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ย์แทนการใชน้ ามันเชอื เพลงิ
2. ใชง้ านได้ง่ายสะดวก มีความแข็งแรง และมนี าหนักเบา
3. มตี ้นทนุ การผลิตตา่ และสามารถใชง้ านได้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ
4. เครอื่ งตดั หญา้ เดนิ ตามพลงั งานแสงอาทิตย์ ชว่ ยอนรุ ักษ์พลงั งานและสงิ่ แวดล้อม

ขอ้ เสนอแนะ
1. ควรเพ่ิมรายละเอียดขอ้ ควรปฏิบตั แิ ละคาแนะนาในการใชง้ าน เพอ่ื ช่วยใหผ้ ู้ใช้งานไดอ้ ยา่ งม่นั ใจและมี
ความปลอดภัย
2. ในการเลือกใช้งานให้สามารถประจไุ ดด้ ีควรตงั ไว้บรเิ วณที่มีแดดจัด เพื่อให้สามารถประจุได้มากท่สี ดุ
3. ควรเพมิ่ โครงสรา้ งของเครอ่ื งตดั หญา้ แบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทติ ย์ อานวยความสะดวกให้กับผงู้ าน
4. ควรพฒั นาให้เป็นเครอื่ งตัดหญา้ แบบเดินตามให้ใชใ้ นแปลงเกษตรได้
5. ควรพัฒนาให้เป็นเคร่อื งขัดพืนแบบเดินเอนกประสงค์

20

บรรณานกุ รม
การไฟฟ้าฝา่ ยผลติ แห่งประเทศไทย.หนังสอื เรยี นวิชาเลอื กการใช้พลังงานไฟฟ้าในชวี ิตปประจาวัน พว 02027.

กรุงเทพมหานคร: อมั รินทร์พรินติงพับลสิ ซ่ิงจากดั (มหาชน).2558

แหลง่ อ้างอิงออนไลน์
กรมพฒั นาพลงั งานทดแทนและอนุรกั ษพ์ ลังงานกระทรวงพลังงาน.(2563).Solar Call คืออะไร,

สบื คน้ เม่อื วันที่ 12 ธนั วาคม 2563.จาก
https://energy.go.th/2015/wpcontent/uploads/2016/02/2-solar.pdf
สุบิน แพทย์รัตน์.(2563).ชนดิ และความหมายของโซลารเ์ ซลล์ Solar Cell หรือเซลล์แสงอาทติ ย์.

สืบคน้ เมื่อวนั ท่ี 12 ธันวาคม 2563.จาก http://www.tpc.ac.th/images/Journal/solarcell.pdf
การไฟฟา้ ฝ่ายผลติ แห่งประเทศไทย.(2563).เรอ่ื งของพลังงานงาน ความรู้เกย่ี วกบั เซลล์แสงอาทติ ย์.

สบื คน้ เม่ือวันที่ 12 ธนั วาคม 2563.จาก
http://projectspdp2010.egat.co.th/projects5/index.php?option=com_content&view=article&id=6
1&Itemid=77

วชิ าการใชพ้ ลังงานไฟฟ้าในชีวติ ประจาวนั พว02027
https://sites.google.com/site/khlxngyang5 9 / wi-cha-kar-chi-phlang-ngan-fif-a-ni-chiwit-praca-wan-
phw02027

21

ภาคผนวก ก
วัสดทุ ใ่ี ช้ในการจัดทาส่ิงประดษิ ฐ์เคร่ืองตดั หญ้าแบบเดนิ ตามพลังงานแสงอาทิตย์

แผงโซลารเ์ ซลล์แบบออ่ น ขนาด 12 V.(โวลต์) แบตเตอร่ี ขนาด 12 V.(โวลต์) กระแสไฟ 2.4 A.(แอมแปร์)

เครือ่ งควบคุมการประจุ ระบบไฟและกญุ แจ

มอเตอรข์ บั เคล่อื นจักรยานไฟฟา้ ขนาด 24 โวลต์ 250 วตั ต์ จักรยานเก่าทไี่ มไ่ ด้ใชง้ าน

22

ภาคผนวก ข
ขน้ั ตอนการจดั ทาสง่ิ ประดิษฐ์เครื่องตดั หญา้ แบบเดินตามพลังงานแสงอาทิตย์

นำชนิ้ สว่ นของจกั รยำนเชอ่ื มติดกนั ติดตั้งระบบไฟตำ่ ง ๆ ท่ีเตรยี มไว้

ทดสอบระบบไฟ เพอ่ื นำไปใชง้ ำนได้ ทดสองใชเ้ ครื่องตดั หญ้ำแบบเดนิ ตำมพลงั งำนแสงอำทิตย์
กบั กลุม่ ตวั อย่ำง