โครงงานวิทยาศาสตร์ ถังขยะอัจฉริยะ

โครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง ถังขยะอัจฉริยะ Smart-Wi-Fi Trash Collector จัดทำโดย เด็กชายธนวัฒน์ ลาภพูนผล เด็กชายเจตพัฒน์ วิมลไชยพร เด็กชายธณิสร หนูมั่น เด็กชายศุภณัฐ เกิดเเก้ว ครูที่ปรึกษา นายชุษณะ บุญโท นางจีรภิญญา ชุมชู นางสาวสุวรรณา ศรีเพ็ชร รายงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ แผนกการเรียนวิทยาศาสตร์ – คณิตศาสตร์โรงเรียนสารสาสน์พิทยา ภาคเรียนที่2 ปีการศึกษา 2565

ชื่อโครงงาน : Smart-Wi-Fi Trash Collector ผู้จัดทำ : ด.ช.ธนวัฒน์ ลาภพูนผล ด.ช.เจตพัฒน์ วิมลไชยพร ด.ช.ธณิสร หนูมั่น ด.ช.ศุภณัฐ เกิดเเก้ว ปีการศึกษา : 2565 ได้รับการพิจารณาเห็นชอบ ……………………………………… ครูที่ปรึกษาโครงงาน (นายชุษณะ บุญโท ) ……………………………………… ครูที่ปรึกษาโครงงานร่วม (นางจีรภิญญา ชุมชู) .……………………………………. ครูที่ปรึกษาโครงงานร่วม (นางสาวสุวรรณา ศรีเพ็ชร) โครงงานฉบับนี้เป็นความริเริ่มของผู้พัฒนาโครงงาน และไม่ได้ลอกเลียนแบบมาจากผู้ใด ข้าพเจ้ายินดี และรับรองที่จะเป็นผู้ดูแลให้คำปรึกษา และควบคุมการวิจัยโครงงานให้สมบูรณ์เรียบร้อยตามเจตนา ……………………………………………. (นางจันทร์แก้ว โมคศิริ) ผู้อำนวยการโรงเรียนสารสาสน์พิทยา

ก ชื่อโครงงาน : Smart-Wi-Fi Trash Collector ผู้จัดทำ : ด.ช.ธนวัฒน์ ลาภพูนผล ด.ช.เจตพัฒน์ วิมลไชยพร ด.ช.ธณิสร หนูมั่น ด.ช.ศุภณัฐ เกิดเเก้ว ครูที่ปรึกษาโครงงาน : ม.ชุษณะ บุญโท ม.จีรภิญญา ชุมชู ม.สุวรรณา ศรีเพ็ชร สถานที่ศึกษา : โรงเรียนสารสาสน์พิทยา บทคัดย่อ โครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์นี้เป็นการสร้างสิ่งประดิษฐ์แบบจำลองถังขยะเปิด-ปิด อัตโนมัติด้วยระบบเซนเซอร์และสามารถเคลื่อนที่ได้โดยผ่านการควบคุมแอปพลิเคชัน ซึ่งต้องทราบหลักการ ทำงานของอุปกรณ์การประกอบชิ้นส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์และการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของ อุปกรณ์ตามวัตถุประสงค์ มีการวิเคราะห์และหาข้อมูลในการควบคุมการทำงานของ Arduino nano ซึ่งจะสั่ง ให้เซนเซอร์รับสัญญาณ และส่งกลับไปที่ Arduino nano เพื่อสั่งให้ Servo ทำงาน ทำให้ถังขยะเปิด-ปิด อัตโนมัติและยังควบคุมการทำงานของ Node MCU ที่จะส่งสัญญาณไปให้มอเตอร์ทำงานทำให้ถังขยะ สามารถเคลื่อนที่ได้ โดยการควบคุมผ่านแอปพลิเคชันได้ อีกทั้งยังนำไปทดลองใช้จริงโดยผ่านการประเมิน ประสิทธิภาพความพึงพอใจจากกลุ่มเป้าหมายเพื่อพัฒนา และต่อยอดเป็นนวัตกรรมต่อไป ผลการทดสอบพบว่าถังขยะสามารถเปิด-ปิดอัตโนมัติได้ด้วยระบบเซนเซอร์ที่ระยะไม่เกิน 4 เซนติเมตร สามารถเคลื่อนที่ได้โดยควบคุมผ่านแอปพลิเคชัน blynk และยังตอบสนองต่อความต้องการ ของ กลุ่มเป้าหมาย คำสำคัญ ภาษา C++ / Application blynk / วงจรอิเล็กทรอนิกส์

ข กิตติกรรมประกาศ การจัดทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์ “Smart-Wi-Fi Trash Collector ” นี้สำเร็จได้ด้วยความร่วมมือจาก สมาชิกทุกคนในกลุ่มรวมไปถึงการได้รับความช่วยเหลือ และสนับสนุนจากหลายๆท่าน อันดับแรกต้อง ขอขอบคุณอาจารย์ม.ชุษณะ บุญโท , ม.จีรภิญญา ชุมชู , ม.สุวรรณา ศรีเพ็ชร อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานที่ ให้คำแนะนำตลอดการทำโครงงาน ทำให้คณะผู้จัดทำมีความรู้ความสามารถ และทำให้เกิดโครงงานนี้ขึ้น ขอขอบคุณผู้ปกครองของเด็กชายธนวัฒน์ลาภพูนผล ที่ให้ความรู้ด้านวิศวกรรม และความสนับสนุนด้านต่างๆ โรงเรียนสารสาสน์พิทยา ให้งบประมาณ และสถานที่ทำโครงงาน คณะผู้จัดทำจึงขอขอบพระคุณทุกท่านที่ได้ สนับสนุนการทำงาน และให้กำลังใจเสมอมาจนทำให้การจัดทำโครงงานครั้งนี้สำเร็จลุลวงได้ด้วยดี จากการศึกษาค้นคว้าครั้งนี้ และขอกราบขอบพระคุณมา ณ โอกาสนี้ คณะผู้จัดทำ

ค สารบัญ เรื่อง หน้า บทคัดย่อ ก กิตติกรรมประกาศ ข สารบัญ ค บทที่ 1 บทนำ 1 ที่มาและความสำคัญ 1 วัตถุสงค์ของโครงงาน 1 ขอบเขตของโครงงาน 1 เนื้อหา 2 ตัวแปรที่ศึกษา 2 ระยะเวลาที่ใช้ในการทำโครงงาน 2 สมมุติฐาน 2 นิยามศัพท์เฉพาะ 2 ประโยชน์ที่คาดว่าได้รับ 2 บทที่ 2 เอกสารอ้างอิง 3 แนวคิดถังขยะอัตโนมัติ 3 แนวคิดเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ 3 แนวคิดเกี่ยวกับ Arduino 5 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 6 บทที่ 3 วิธีดำเนินงาน 7 วัสดุอุปกรณ์ 7

ง สารบัญ (ต่อ) เรื่อง หน้า การดำเนินการ 8 วงจรการทำงาน 8 การเก็บรวบรวมข้อมูล 8 บทที่ 4 ผลการทดลอง 9 ตารางบันทึกผลการเปิด - ปิด ฝาถังผ่านการควบคุม Sensor 9 ตารางบันทึกผลการทดสอบประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ของถังขยะ 9 ตารางบันทึก ผลการประเมินแบบสอบถามความพึงพอใจจากการทดลองใช้จริง 10 บทที่ 5 สรุป อภิปรายผล ข้อเสนอแนะ 12 สรุปผลการศึกษา 12 ประโยชน์ที่ได้รับ 12 ปัญหา และอุปสรรคในการทดลอง 12 ข้อเสนอแนะ และแนวทางในการพัฒนา 12 บรรณานุกรม 13 ภาคผนวก 14 ภาคผนวก ก โปรแกรมระบบถังขยะเปิด - ปิด อัตโนมัติด้วยระบบ Sensor 15 ภาคผนวก ข รูปภาพในการดำเนินงานโครงงาน 18 ภาคผนวก ค ตารางบันทึกผลโครงงาน 26 ประวัติผู้จัดทำโครงงาน 30

1 บทที่ 1 บทนำ ที่มาและความสำคัญ วิทยาการคำนวณเป็นวิชาแขนงหนึ่งในกลุ่ม สาขาวิชาวิทยาศาสตร์จากการเรียนวิชาวิทยาการ คำนวณเราได้รับความรู้และต้องการที่จะศึกษาเพิ่มเติมในการนำความรู้ไปต่อยอดนวัตกรรมที่สามารถทำงาน ได้จริง และเป็นสิ่งที่อำนวยความสะดวกสำหรับบุคคลทั่วไปใช้ได้กับผู้ป่วยในบางกรณี พวกเราจึงทำโครงงานนี้ ขึ้นมาโดยการศึกษาหาข้อมูล สร้างสิ่งประดิษฐ์นี้ขึ้นมาโดยการนำความรู้จากการเขียนโปรแกรม с++ มาใช้ใน การทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และนำมาติดตั้งกับถังขยะเพื่อให้ถังขยะเปิดฝาเองได้อัตโนมัติและการ สั่งงานผ่านแอพพลิเคชั่น เพื่อให้ถังขยะเคลื่อนที่ได้ใช้ในการเอื้ออำนวยความสะดวก และอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม เพราะถังขยะต้องการทำให้คนทั่วไปทิ้งขยะ และปราศจากเชื้อโรคในการสัมผัสถังขยะเพราะถังขยะสามารถ เปิดฝาเองได้อัตโนมัติ ในปัจจุบันเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าทันสมัยมากขึ้น มีการนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาประยุกต์สร้าง เป็นสิ่งประดิษฐ์หรือนวัตกรรมเพื่อนำมาต่อยอด และตอบสนองต่อความต้องการของมนุษย์ในด้านต่างๆ อีกทั้ง ยังสามารถนำไปสร้างมูลค่าทางการเงินได้อีกด้วย จากปัญหาที่กล่าวมา คณะผู้จัดทำได้คำนึงถึงปัญหาดังกล่าว จึงได้ประดิษฐ์ถังขยะที่สามารถเปิด-ปิด อัตโนมัติผ่านเซนเซอร์ตรวจจับความร้อน และเคลื่อนที่ได้ผ่านการควบคุมทางแอพพลิเคชั่นเพื่อแก้ปัญหาต่างๆ ในการทิ้งขยะ และอำนวยความสะดวกอีกทั้งยังสร้างแรงจูงใจในการทิ้งขยะอีกด้วย วัตถุประสงค์โครงงาน 1. เพื่อสร้างถังขยะเปิด-ปิดอัตโนมัติควบคุมด้วยเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวและเคลื่อนที่โดย การควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น ผ่านบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ 2. เพื่อตอบสนองความต้องการของกลุ่มบุคคลที่ใช้งาน 3. เพื่อป้องกันเชื้อโรคที่เกิดจากการสัมผัสขยะ และอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม ขอบเขตการศึกษา 1. ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 1.1 ประชากรที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ เป็นนักเรียนโรงเรียนสารสาสน์พิทยา ภาคเรียนที่ 2 ปี การศึกษา 2565 1.2 กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ คือ นักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น ภาคเรียน ที่ 2 ปีการศึกษา 2565

2 เนื้อหา 1. การเขียนโปรแกรม с++ 2. วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตัวแปรที่ศึกษา 1. ตัวแปรต้น: Ultrasonic Sensor, Arduino microcontroller board, Servo Motor , การเขียน โค้ดภาษา C++ 2. ตัวแปรตาม: ถังขยะเปิด-ปิดอัตโนมัติเคลื่อนที่ ควบคุมผ่านเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว 3. ตัวแปรควบคุม: เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว, แอพพลิเคชั่น Blynk ระยะเวลาที่ใช้ในการทำโครงงาน ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2565 ระยะเวลาในการทำโครงงานทั้งสิ้น 2 เดือน (พฤศจิกายน - มกราคม 2566) สมมติฐาน ถังขยะอัจฉริยะสามารถตอบสนองความสะดวกสบายในการทิ้งขยะ ป้องกันเชื้อโรคที่มาจากการ สัมผัสถังขยะ และสามารถนำความรู้ที่ได้จากการเรียนวิชาวิทยาการคำนวณ ในการเขียนโค้ดมาประยุกต์ใช้ใน การทำโครงงาน นิยามศัพท์เฉพาะ 1. C++ หรือ C programming language หมายถึง ภาษาในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ 1.1 ภาษาC++ จะมีการทำงานที่ค่อนข้างรวดเร็ว 1.2 ภาษาC++ มีความเป็น Object Oriented Programming และยังเป็น Structure Programming เหมาะสำหรับผู้เขียนโปรแกรมเริ่มต้น ประโยชน์ที่คาดว่าได้รับ 1. นำความรู้จากการศึกษาวิทยาการคำนวณ (การเขียนโปรแกรม) มาสร้างสิ่งประดิษฐ์ได้ 2. สามารถนำไปต่อยอดในการสร้างนวัตกรรมที่มีฟังก์ชันมากขึ้นได้ในอนาคต

3 บทที่ 2 เอกสารอ้างอิง ในการวิจัยเรื่อง Smart-Wi-Fi Trash Collector ของกลุ่มตัวอย่างนักเรียนระดับชั้น มัธยมศึกษา ตอนต้น โรงเรียนสารสาสน์พิทยา ผู้วิจัยได้ศึกษาแนวคิดทฤษฎีและงานที่เกี่ยวข้องเพื่อเป็นพื้นฐานในการ ดำเนินการวิจัย ตามหัวข้อดังนี้ 2.1 แนวคิดถังขยะอัตโนมัติ 2.1.1 ความหมายของถังขยะ 2.2 แนวคิดเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ 2.2.1 ความหมายของการเคลื่อนที่ 2.2.2 นิยามของการเคลื่อนที่ 2.2.3 กฎของการเคลื่อนที่ 2.2.4 ลักษณะของการเคลื่อนที่ 2.3 แนวคิดเกี่ยวกับ Arduino 2.3.1 ความหมายของ Arduino 2.3.2 ประเภทของ Arduino 2.3.3 องค์ประกอบของ Arduino 2.4 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 2.1 แนวคิดเกี่ยวกับถังขยะอัตโนมัติ ในการนำเสนอเกี่ยวกับถังขยะอัตโนมัติ มีหัวข้อย่อยคือ ความหมายของถังขยะ ประเภทของถังขยะ และสีของถังขยะ รายละเอียดแต่ละหัวข้อย่อยมีดังนี้ 2.1.1 ความหมายของถังขยะ มีผู้กล่าวถึงความหมายของถังขยะไว้ดังนี้ (บริษัท คลีนโนเวชั่น จำกัด, 2564) กล่าวว่า ถังขยะหมายถึงที่รองรับขยะต่าง ๆ ที่ทิ้งหรือที่สำหรับ จัดเก็บรวบรวมขยะสิ่งต่าง ๆ ที่ผู้คนไม่ต้องการ และทิ้งมันไปขยะมีมากมายหลายรูปแบบ ทั้งที่เป็นของแข็ง ของเหลว ขยะที่ย่อยสลายได้ และที่ย่อยสลายไม่ได้ ของที่ใช้ประโยชน์ได้ และที่ใช้ประโยชน์ไม่ได้ รวมไปถึง ขยะมีพิษต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม 2.1.2 ประเภทของถังขยะ มีผู้กล่าวถึงประเภทของถังขยะไว้ดังนี้ (บริษัท คลีนโนเวชั่น จำกัด, 2556) กล่าวว่า ประเภทของถังขยะ มีทั้งหมด 4 ประเภท ได้แก่ ถังขยะ ทั่วไป ถังขยะรีไซเคิล ถังขยะเปียก และถังขยะอันตราย)

4 รูปที่ 2.1 แสดงสัญลักษณ์บนถังขยะ 2.2 แนวคิดเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ในการนำเสนอเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ มีหัวข้อย่อยคือ ความหมายของการเคลื่อนที่ นิยามของการ เคลื่อนที่กฎของการเคลื่อนที่ และลักษณะของการเคลื่อนที่ รายละเอียดแต่ละหัวข้อย่อยมีดังนี้ 2.2.1 ความหมายของการเคลื่อนที่ มีผู้กล่าวถึง ความหมายของการเคลื่อนที่ไว้ดังนี้ (ร่ม ทองประไพ, 2559) กล่าวว่า การเคลื่อนที่หมายถึง ขบวนการอย่างหนึ่งที่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลง ตำแหน่งอย่างต่อเนื่องตามเวลาที่ผ่านไป โดยมีทิศทาง และระยะทาง (ภาวิณี หินขาว, 2558) กล่าวว่า การเคลื่อนที่หมายถึง การที่วัตถุย้ายตำแหน่งจากที่เดิม ไปอยู่ที่ ตำแหน่งใหม่ ปริมาณที่ใช้บอกขนาดของการเคลื่อนที่ของวัตถุคือ ระยะทาง และการกระจัด 2.2.2 ระยะทาง (Distance) จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุ เช่น รถยนต์ สัตว์ วัตถุตกในอากาศพบว่า ตำแหน่งของวัตถุมีการ เปลี่ยนไปจากเดิมหรือกล่าวว่า วัตถุจะเลื่อนจากตำแหน่ง เดิมไปยังตำแหน่งใหม่ ซึ่งจะเรียกการเคลื่อนที่เช่นนี้ ว่า การเคลื่อนที่แบบเลื่อนตำแหน่ง (translation motion) ถ้าเราทราบตำแหน่งเริ่มต้นเส้นทางการเคลื่อนที่ และตำแหน่งสุดท้ายของการเคลื่อนที่ก็จะได้ระยะทางจากความยาวตามเส้นทาง การเคลื่อนที่นั้น ระยะทางใช้ สัญลักษณ์ “” เป็นปริมาณสเกลาร์ คือมีแต่ขนาดเพียงอย่างเดียว แต่ไม่บอกทิศทางมีหน่วยเป็น เมตร () 2.2.3 การกระจัด (Displacement) เมื่อวัตถุมีการเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง การบอกตำแหน่งใหม่เทียบกับตำแหน่ง เดิม เพื่อให้เข้าใจได้ชัดเจนต้องบอกทั้งระยะห่าง และทิศทาง ปริมาณที่บอกให้ทราบถึงการเปลี่ยนตำแหน่ง เรียกว่า การกระจัดการกระจัดใช้ สัญลักษณ์ “” เป็นปริมาณเวกเตอร์มีหน่วยเป็น เมตร () 2.2.4 ความเร็ว (velocity) เมื่อวัตถุมีการเคลื่อนที่ตำแหน่งของวัตถุจะเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลง ตำแหน่งของวัตถุอาจทำให้ ทราบว่าวัตถุเคลื่อนที่มีลักษณะอย่างไร โดยมีการกำหนดว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงการกระจัดหรือการกระจัด

5 ที่เปลี่ยนแปลงไปในหนึ่งหน่วยเวลา เรียกว่าความเร็วเนื่องจากการกระจัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ ความเร็วจึงเป็น ปริมาณเวกเตอร์ โดยหน่วยของความเร็ว คือ เมตรต่อวินาที (/) เขียนแทนด้วย สัญลักษณ์“” 2.2.5 ความเร่ง (Acceleration) จากการศึกษาพบว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุในบางครั้งอาจมีการเปลี่ยนแปลง ทิศทาง การเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ ทีมีการเปลี่ยนแปลงขนาดหรือทิศทางของ ความเร็ว เรียกว่าความเร่ง 2.2.6 ลักษณะของการเคลื่อนที่ มีผู้กล่าวถึง ลักษณะของการเคลื่อนที่ไว้ดังนี้ (ภาวิณี หินขาว, 2558) กล่าวว่า การเคลื่อนที่มีหลายลักษณะจำแนกออกได้เป็น - การเคลื่อนที่แนวเส้นตรง - การเคลื่อนที่วิถีโค้ง - การเคลื่อนที่แบบรูปวงกลม - การเคลื่อนที่แบบสั่น 2.3 แนวคิดเกี่ยวกับ Arduino ในการนำเสนอเกี่ยวกับ Arduino มีหัวข้อย่อยคือ ความหมายของ Arduino ประเภทของ Arduino และองค์ประกอบของ Arduino รายละเอียดแต่ละหัวข้อย่อยมีดังนี้ 2.3.1 ความหมายของ Arduino มีผู้กล่าวถึง ความหมายของ Arduino ไว้ดังนี้ (กรัณวิณัฐ วงษ์ไชยมูล, 2559) กล่าวว่า Arduino คือการที่นำชิปไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล ต่างๆ มาใช้ร่วมกันในภาษา C ซึ่งภาษา C นี้เป็นลักษณะเฉพาะ คือมีการเขียนไลบารี่ของ Arduino ขึ้นมา เพื่อให้การสั่งงานไมโครคอนโทรลเลอร์ที่แตกต่างกัน สามารถ ใช้งานโค้ดตัวเดียวกันได้ โดยตัวโครงการได้ออก บอร์ดทดลองมาหลายๆรูปแบบ เพื่อใช้งานกับIDEของตนเอง สาเหตุหลักที่ทำให้ Arduino เป็นที่นิยมมาก เป็น เพราะซอฟแวร์ที่ใช้งานร่วมกันสามารถโหลดได้ฟรี และตัวบอร์ดทดลองยังถูกแจกแปลน ทำให้ผู้ผลิตจีนนำไป ผลิต และขายออกตลาดมาในราคาที่ถูกมากๆ โดยบอร์ดที่ถูกที่สุดในตอนนี้คือบอร์ด Arduino ที่มีราคาเพียง 120 – 150 บาทเท่านั้น (ชวรา ชมภูพื้น, 2559) กล่าวว่า Arduino อ่านว่า (อา-ดู-อิ-โน่ หรือ อาดุยโน่) เป็นบอร์ด ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล AVR ที่มีการพัฒนาแบบ Open Source คือมีการเปิดเผย ข้อมูลทั้งด้าน Hardware และSoftware ตัวบอร์ด Arduino ถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้ง่าย ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับ ผู้เริ่มต้นศึกษา ทั้งนี้ผู้ใช้งานยังสามารถดัดแปลงเพิ่มเติมพัฒนาต่อยอดทั้งตัวบอร์ดหรือโปรแกรมต่อได้อีกด้วย 2.3.2 ประเภทของ Arduino มีผู้กล่าวถึง ประเภทของ Arduino ไว้ดังนี้ (กรัณวิณัฐ วงษ์ไชยมูล, 2559) กล่าวว่า บอร์ด Arduino มีด้วยกันหลักๆ ประมาณ 9 บอร์ด ดังนี้

6 2.3.2.1 Arduino Nano บอร์ด Arduino Nano ออกแบบมาให้มีขนาดเล็ก และใช้กับงานทั่วๆไป ใช้ชิป ไอซี ไมโครคอนโทรลเลอร์เบอร์ ATmega168 หรือเบอร์ ATmega328 (มีรุ่น 2.3 กับ 3 ตอนซื้อต้องเช็คดีๆก่อน) โปรแกรมผ่านโปรโตคอล UART มีชิปUSB to UART มาให้ ใช้ Mini USB เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ มีพอร์ต ดิจิตอลอินพุต เอาต์พุต 14 พอร์ต มีพอร์ตอนาล็อกอินพุต 8 พอร์ต บนบอร์ดยังมีเรกกูเลเตอร์ สามารถจ่ายไฟ ได้ตั้งแต่ 7 – 12V เพื่อให้บอร์ดทำงานได้ (จ่ายไฟที่ขา VIN)กรณีมีแหล่งจ่ายไฟ 5V อยู่แล้วก็จ่ายเข้าได้เลย ที่ ขา 5V รูปที่ 2.3 แสดงบอร์ด Arduino Nano 2.4 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง พงศธร ต่ายธานี และคณะ (2560) ได้กล่าวว่าโครงงานสิ่งประดิษฐ์นี้เป็นการศึกษาแบบจำลองถังขยะ เปิด-ปิดอัตโนมัติด้วยระบบ Sensor ในขณะเวลาที่ขยะเต็มจะมีเสียงแจ้งเตือนซึ่งต้องรู้จักหลักการทำงานของ อุปกรณ์ การประกอบส่วนต่าง ๆ ของอุปกรณ์และการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานตามวัตถุประสงค์มี การวิเคราะห์และหาข้อมูลในส่วนนั้น โดย ควบคุมการทำงานจาก Arduino 2560 สั่งให้ Sensor รับสัญญาณ และส่งกลับไปยัง Arduino 2560ให้สั่งให้ servo ทำงานถังขยะจะเปิดปิดอัตโนมัติเพื่อพัฒนาและขยาย ความสามารถให้มากขึ้นจากแบบจำลองถังขยะเปิด-ปิดอัตโนมัติด้วยระบบเซนเซอร์ต่อไป ผลการทดลอง พบว่าถัง ขยะเปิด - ปิดอัตโนมัติด้วยระบบ Sensor การควบคุมด้วย Arduino 2560 สามารถควบคุมการเปิด - ปิด ถังขยะ แบบอัตโนมัติด้วยการติดตัว Sensor สามารถรับสัญญาณได้ในทิศฉากกับพื้น ส่งไปยัง Arduino 2560 สั่งให้ Servo ทำงานจึงได้เพิ่มฐานรองพื้นถังขยะเพื่อทำให้ทราบว่า Sensor ตรวจจับในระยะนั้นจึงทำให้ ถังขยะเปิด – ปิดอัตโนมัติด้วย และมี Sensor ตรวจจับขยะอยู่บนฝาถังควบคุมด้วย Arduino 2560 จะสั่ง เสียงเตือนจะส่งผลให้ทราบว่าขยะเต็ม ไซฟุดดีน หนิจิบุลัด และคณะ (2562) ได้กล่าวว่าถังขยะหรรษาเป็นการทำงานของเซนเซอร์เมื่อใช้ บอร์ด Arduino เมื่อวัตถุมาอยู่ใกล้กับเซนเซอร์ฝาถังขยะจะเปิดเองโดยอัตโนมัติและเมื่อเราทิ้งขยะเสร็จฝาก็จะ ปิดเองโดยอัตโนมัติ

7 บทที่ 3 วัสดุอุปกรณ์และวิธีการดำเนินงาน 3.1 วัสดุอุปกรณ์ อุปกรณ์ ชื่อและหน้าที่ ชื่อ: Infrared Module Reflection Photoelectric Sensor หน้าที่ : ตรวจจับวัตถุ เมื่อมีวัตถุเข้ามาใกล้ Sensor จะสั่งงาน ไปที่ Arduino Nano 3.0 และ Arduino Nano 3.0 จะ สั่งงานให้ Micro Servo Motor SG90 เปิด - ปิดฝาถังขยะ ชื่อ : Micro Servo Motor SG90 หน้าที่ : ควบคุมการเปิด - ปิดฝาถังขยะ ชื่อ : บอร์ดทดลอง หน้าที่ : ทำให้สามารถเชื่อมต่อวงจรง่ายขึ้น ชื่อ : Arduino Nano 3.0 หน้าที่ : สั่งงานไปที่ Servo motor และประมวลผลส่งไปที่เซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุ สามารถตรวจจับวัตถุได้ในระยะ 2-30 เซนติเมตร โดยจะใช้ไฟ 5V ผ่าน USB

8 อุปกรณ์ ชื่อและหน้าที่ ชื่อ: NodeMCU ESP8266 หน้าที่: ลง Code ใน NodeMCU ESP8266 เพื่อสั่งงานไปที่ Relay Module และส่งต่อไปยัง มอเตอร์เกียร์เพื่อให้ลูกล้อ ทำงานได้ ชื่อ: Motor มอเตอร์ 130 3-6 Volt หน้าที่: ควบคุมลูกล้อเคลื่อนที่ 3.2 การดำเนินการ 3.2.1 ออกแบบ 3.2.2 ต่อวงจร 3.2.3 เขียนโปรแกรม 3.2.4 ประกอบ 3.2.5 ทดลอง 3.2.6 การทำงานของเซนเซอร์ 3.2.7 การทดสอบการเคลื่อนที่ 3.2.8 ทดสอบการใช้งานจริง 3.3 วงจรการทำงาน 3.3.1 วงจรการทำงานของระบบเซ็นเซอร์ 3.3.2 วงจรการทำงานของระบบเคลื่อนที 3.4 การเก็บรวบรวมข้อมูล

9 บทที่ 4 ผลการศึกษา และการอภิปรายผล ผลการศึกษามีดังนี้ ตารางการทดสอบความสามารถในการรับข้อมูล สั่งการ ประมวลผลในการทำงานของ Smart-Wi-Fi Trash Collector ในการเปิดฝาถังขยะ และการเคลื่อนที่ได้ 4.1 ตาราง บันทึกผลการการปิด - เปิด ฝาถังขยะผ่านการควบคุมของ Sensor การทดสอบ ระยะทดสอบ 1 cm. 2 cm. 3 cm. 4 cm. 5 cm. มือ เปิดเร็ว เปิดเร็ว เปิดเร็ว เปิดช้าลง ไม่ตอบสนอง ผลการทดลอง : จากการทดลองการปิด-เปิดฝาถังโดยผ่าน Senser ตรวจจับวัตถุ พบว่า ระยะ 1-3 cm. ฝาถังเปิด – ปิดได้เร็ว แต่ ระยะ 4 cm. ฝาถังเปิด – ปิดได้ช้าลง และระยะ 5 cm.ฝาถังไม่เปิด 4.2 ตาราง บันทึกผลการทดสอบประสิทธิภาพการเคลื่อนของถังขยะผ่านการควบคุมด้วย Application ระยะ (m) เวลาที่ใช้ อัตราเร็วเฉลี่ย สูตร V= ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่3 เวลาเฉลี่ย 12 m. 10 11 10 10.33 1.16 m/s 24 m. 25 28 24 25.66 0.93 m/s 36 m. 60 68 65 64.33 0.56 m/s ผลการทดลอง : จากการทดลองการเคลื่อนที่ของถังขยะที่ระยะทางต่างๆผลได้มีดังนี้ 1. ที่ระยะ 12 m. ถังขยะใช้เวลาเฉลี่ย ในการเคลื่อนที่ คือ 10.33 วินาที อัตราเร็วเฉลี่ย คือ 1.16 m/s 2. ที่ระยะ 24 m. ใช้เวลาเฉลี่ย ในการเคลื่อนที่ คือ 25.66 วินาที อัตราเร็วเฉลี่ย คือ 0.93 m/s 3. ที่ระยะ 36 m. ใช้เวลาเฉลี่ย ในการเคลื่อนที่ คือ 64.33 วินาที อัตราเร็วเฉลี่ย คือ 0.56 m/s

10 จากตาราง 4.2 สามารถแสดงกราฟความสัมพันธ์ระหว่างระยะทาง และเวลาการเคลื่อนที่ของถังขยะ 4.3 ตารางบันทึกผลการทดสอบประสิทธิภาพความพึงพอใจจากการทดลองใช้งานจริง กลุ่มตัวอย่าง ระดับความพึงพอใจ 3 ร้อยละ 2 ร้อยละ 1 ร้อยละ ม.1 (5คน) 4 80 1 20 - - ม.2 (5คน) 4 80 1 20 - - ม.3 (5คน) 5 100 - - - - เกณฑ์การประเมินและระดับคุณภาพ 3 = (80 - 100) = ดี 2 = (50 - 79) = พอใช้ 1 = (0 - 49) = ปรับปรุง 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 ระยะทาง (m) เวลา (s) กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางและเวลาของถังขยะ ครั้งที่1 ครั้งที่2 ครั้งที่3

11 86.66% 13.34% มัธยมตอนต้น ดี ปรับปรุง จากตาราง 4.3 สามารถแสดงกราฟ ความพึงพอใจของการการใช้งาน Smart-Wi-Fi Trash Collector ใน ระดับมัธยมตอนต้น วิเคราะห์ผลจากการทดสอบการใช้งานจริงโดยมีกลุ่มตัวอย่าง 15 คน ในระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นต้น จำแนกได้ดังนี้ 1.กลุ่มตัวอย่าง ม.1 จำนวน 5 คน ผลแสดงความพึงพอใจ ในระดับดี จำนวน 4 คน คิดเป็น 80 % ใน ระดับพอใช้ จำนวน 1 คน คิดเป็น 20% 2. กลุ่มตัวอย่าง ม.2 จำนวน 5 คนผลแสดงความพึงพอใจ ในระดับดี จำนวน 4 คน คิดเป็น 80 % ใน ระดับพอใช้ จำนวน 1 คน คิดเป็น 20% 3. กลุ่มตัวอย่าง ม.3 จำนวน 5 คนผลแสดงความพึงพอใจ ในระดับดี จำนวน 5 คน คิดเป็น 100 % สรุปผลรวม ความพึงพอใจต่อการใช้งานจริงในระดับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นคิดเป็น ร้อยละ = 86.66 ระดับคุณภาพ ดี 4.4 การอภิปรายผลการศึกษา จากผลการทดลองตารางที่ 1 ผลการทดสอบการปิด - เปิดฝาถังโดยผ่าน Sensor ตรวจจับวัตถุ พบว่า ที่ระยะ 1-3 cm. ฝาถังเปิด – ปิดได้เร็วเนื่องจาก Sensorสามารถจับสัญญาณได้ดีแต่ในระยะ 4 cm. ฝาถัง เปิด – ปิดได้ช้าลงเนื่องจากมีความหน่วงเพราะว่าระยะทางไกล Sensor จะตรวจจับได้ช้าลง และระยะ 5 cm. ฝาถังไม่เปิดเพราะว่าระยะไกลเกินกว่าที่ Sensor จะตรวจจับได้ จากผลการทดลองตารางที่ 2 จากการทดลองการเคลื่อนที่ของถังขยะที่ระยะทางต่างกันพบว่า เมื่อ ระยะทางไกลขึ้นอัตราเร็วการเคลื่อนที่ของถังขยะจะช้าลง เนื่องจากสัญญาณการรับส่งคลื่นไม่เสถียรและขึ้นอยู่ กับสัญญาณอินเทอร์เน็ต จากผลการทดลองตารางที่ 3 พบว่าถังขยะสามารถใช้งานได้ดีจากการประเมินความพึงพอใจต่อการ ใช้งานของกลุ่มตัวอย่าง 3 กลุ่ม

12 บทที่ 5 สรุปผลการศึกษา ประโยชน์ที่ได้รับ และข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการศึกษา 5.1.1 จากการศึกษาเรื่องการเขียนโปรแกรมC++ ในวงจรอิเลกทรอนิกส์ ในการทำงานของ Smart-Wi-Fi Trash Collector เพื่อควบคุมการทำงานของถังขยะให้เปิด – ปิดฝาถังอัตโนมัติโดยใช้ โปรแกรม Arduino ในการควบคุมการทำงานผ่านเซนเซอร์ และการสั่งงานผ่าน Application ในการควบคุม การเคลื่อนที่ของถังขยะไปในบริเวณต่างๆของโรงเรียนมีประสิทธิภาพและสามารถใช้งานได้จริง 5.2 ประโยชน์ที่ได้รับ 5.2.1 สามารถนำความรู้ที่ได้จากการศึกษามาประยุกต์ใช้ เพื่อสร้างเป็นสิ่งประดิษฐ์ และเอื้ออำนวย ความสะดวกในการทิ้งขยะได้มากขึ้น 5.2.2 สามารถนำโครงงานนี้ไปต่อยอด และสร้างเป็นอาชีพเสริมได้ในอนาคตได้ 5.2.3 สามารถตอบสนองความพึงพอใจต่อการใช้งานกับทุกกลุ่มเป้าหมาย 5.2.4 สามารถดึงดูดและสร้างความสนใจในการทิ้งขยะเพื่อช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม 5.3 ปัญหาและอุปสรรคในการทดลอง 5.3.1 สัญญาณอินเทอร์เน็ตมีผลต่อการรับส่งข้อมูลของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 5.3.2 โครงสร้าง และน้ำหนักมีผลต่อการเคลื่อนที่ 5.4 ข้อเสนอแนะและแนวทางในการพัฒนา ควรพัฒนาและปรับปรุง Smart-Wi-Fi Trash Collector ให้เป็นถังขยะอัตโนมัติที่ใช้งานได้จริงอย่าง เต็มรูปแบบในชีวิตประจำวัน และเพิ่มฟังก์ชั่นในการทำงานให้มากขึ้นเพื่อต่อยอดในการสร้างเป็นนวัตกรรม ในอนาคต

13 บรรณานุกรม ประเภทขยะ. (2561). [ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก: https://www.thaihealth.or.th. (วันที่ค้นข้อมูล: 4 พฤศจิกายน 2565) Arduino. (2559). [ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก: https://www.thaieasyelec.com. (วันที่ค้นข้อมูล: 6 พฤศจิกายน 2565 ) IR Infrared Obstacle Avoidance Sensor Module (256). [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก: https://robotsiam.blogspot.com/2016/10/ir-infrared-obstacle-avoidancesensor.html (วันที่ค้นข้อมูล: 9 ตุลาคม 2559 ) Servo Motor (SG90). (2561). [ออนไลน์].เข้าถึงได้จาก: http://nanjarinya.blogspot.com. (วันที่ค้นข้อมูล: 12 พฤศจิกายน 2565 )

14 ภาคผนวก ก โปรแกรมระบบถังขยะเปิด – ปิดอัตโนมัติด้วยระบบ Sensor

15 ภาคผนวก ก โปรแกรมระบบถังขยะเปิด – ปิดอัตโนมัติด้วยระบบ Sensor #include <Servo.h> Servo myservo1; //ประกาศตัวแปร Servo ตัวที่ 1 Servo myservo2; //ประกาศตัวแปร Servo ตัวที่ 2 int pin_D7 = 7; //กำหนดให้ขา D7 รับค่า Infrared void setup() { Serial.begin(9600); //กำหนด Board rate 9600 bps pinMode(pin_D7,INPUT); //กำหนดขา D7 เป็น Input myservo1.attach(6); //กำหนดขา Servo1 เป็น ขา D6 myservo1.write(0); //กำหนดขา Servo1 เริ่มที่ จุดเริ่มต้น 0 องศา myservo2.attach(9);//กำหนดขา Servo1 เป็น ขา D9 myservo2.write(0);//กำหนดขา Servo2 เริ่มที่ จุดเริ่มต้น 0 องศา delay(1000);//หน่วงเวลาการทำงาน ของ Servo1 และ Servo2 1 วินาที } void loop() { int IR = digitalRead(pin_D7); //อ่านค่าขา D7 แล้ว เก็บไว้ที่ IR เป็นค่า int Serial.print("Val = "); //เขียนค่า ที่ Serialport "Val" Serial.println(IR); //นำค่าที่อ่านได้ เขียนที่ Serial Port "Val= " if (IR==1) //ถ้าค่าที่เก็บจาก IR มีค่าเท่ากับ HIGH จริง { myservo1.write(90); //ให้ Servo 1 หมุนมาที่ 90 องศา myservo2.write(90); //ให้ Servo 2 หมุนมาที่ 90 องศา delay(5000); //หน่วงเวลาการเปิดฝาถัง 5 วินาที } else //ถ้าไม่จริง {

16 myservo1.write(0); //ให้ Servo 1 หมุนมาที่ 0 องศา myservo2.write(0); //ให้ Servo 2 หมุนมาที่ 0 องศา } #include <Servo.h> Servo myservo1; //ประกาศตัวแปร Servo ตัวที่ 1 Servo myservo2; //ประกาศตัวแปร Servo ตัวที่ 2 int pin_D7 = 7; //กำหนดให้ขา D7 รับค่า Infrared void setup() { Serial.begin(9600); //กำหนด Board rate 9600 bps pinMode(pin_D7,INPUT); //กำหนดขา D7 เป็น Input myservo1.attach(6); //กำหนดขา Servo1 เป็น ขา D6 myservo1.write(0); //กำหนดขา Servo1 เริ่มที่ จุดเริ่มต้น 0 องศา myservo2.attach(9);//กำหนดขา Servo1 เป็น ขา D9 myservo2.write(0);//กำหนดขา Servo2 เริ่มที่ จุดเริ่มต้น 0 องศา delay(1000);//หน่วงเวลาการทำงาน ของ Servo1 และ Servo2 1 วินาที } void loop() { int IR = digitalRead(pin_D7); //อ่านค่าขา D7 แล้ว เก็บไว้ที่ IR เป็นค่า int Serial.print("Val = "); //เขียนค่า ที่ Serialport "Val" Serial.println(IR); //นำค่าที่อ่านได้ เขียนที่ Serial Port "Val= " if (IR==1) //ถ้าค่าที่เก็บจาก IR มีค่าเท่ากับ HIGH จริง { myservo1.write(90); //ให้ Servo 1 หมุนมาที่ 90 องศา myservo2.write(90); //ให้ Servo 2 หมุนมาที่ 90 องศา delay(5000); //หน่วงเวลาการเปิดฝาถัง 5 วินาที } else //ถ้าไม่จริง {

17 myservo1.write(0); //ให้ Servo 1 หมุนมาที่ 0 องศา myservo2.write(0); //ให้ Servo 2 หมุนมาที่ 0 องศา }

18 ภาคผนวก ข วัสดุอุปกรณ์แบบจำลองถังขยะเปิด - ปิด อัตโนมัติด้วยระบบSensor

19 ภาค ข Infrared Module Reflection Photoelectric ภาค ข Micro Servo Motor SG90

20 ภาค ข บอร์ดทดลอง ภาค ข Arduino Nano 3.0

21 ภาค ข NodeMCU ESP8266 ภาค ข Motor มอเตอร์ 130 3-6 Volt

22 ภาค ข หาซื้ออุปกรณ์ ภาค ข การประกอบและการติดตั้ง

23 ภาค ข องค์ประกอบชิ้นงาน

24 ภาค ข การทดลองประสิทธิภาพในช่วงแรกของการติดตั้ง ภาค ข การทดลองประสิทธิภาพในช่วงหลังทดสอบช่วงแรกของการติด

25 ท ภาค ข การใช้งานจริงของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 1 ภาค ข การใช้งานจริงของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 2 ภาค ข การใช้งานจริงของนักเรียนชั้ มัธยมศึกษาปีที่ 3

26 ภาค ข ความสำเร็จของชิ้นงาน

27 ภาคผนวก ค ตารางบันทึกผลโครงงาน

28 4.1 ตาราง บันทึกผลการการปิด - เปิด ฝาถังขยะผ่านการควบคุมของ Sensor การทดสอบ ระยะทดสอบ 1 cm. 2 cm. 3 cm. 4 cm. 5 cm. มือ เปิดเร็ว เปิดเร็ว เปิดเร็ว เปิดช้าลง ไม่ตอบสนอง 4.2 ตาราง บันทึกผลการทดสอบประสิทธิภาพการเคลื่อนของถังขยะผ่านการควบคุมด้วย Application ระยะ (m) เวลาที่ใช้ อัตราเร็วเฉลี่ย สูตร V= ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่3 เวลาเฉลี่ย 12 m. 10 11 10 10.33 1.16 m/s 24 m. 25 28 24 25.66 0.93 m/s 36 m. 60 68 65 64.33 0.56 m/s จากตาราง 4.2 สามารถแสดงกราฟความสัมพันธ์ระหว่างระยะทาง และเวลาการเคลื่อนที่ของถังขยะ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 ระยะทาง (m) เวลา (s) กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางและเวลาของถังขยะ ครั้งที่1 ครั้งที่2 ครั้งที่3

29 86.66% 13.34% มัธยมตอนต้น ดี ปรับปรุง 4.3 ตารางบันทึกผลการทดสอบประสิทธิภาพความพึงพอใจจากการทดลองใช้งานจริง กลุ่มตัวอย่าง ระดับความพึงพอใจ 3 ร้อยละ 2 ร้อยละ 1 ร้อยละ ม.1 (5คน) 4 80 1 20 - - ม.2 (5คน) 4 80 1 20 - - ม.3 (5คน) 5 100 - - - - เกณฑ์การประเมินและระดับคุณภาพ 3 = (80 - 100) = ดี 2 = (50 - 79) = พอใช้ 1 = (0 - 49) = ปรับปรุง จากตาราง 4.3 สามารถแสดงกราฟ ความพึงพอใจของการการใช้งาน Smart-Wi-Fi Trash Collector ใน ระดับมัธยมตอนต้น

30 ประวัติคณะผู้จัดทำโครงงาน ชื่อ-สกุล รหัสประจำตัว การศึกษาปัจจุบัน เด็กชายศุภณัฐ เกิดแก้ว 19999 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/4 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนสารสาสน์พิทยา เด็กชายธนวัฒน์ ลาภพูนพล 20267 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/4 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนสารสาสน์พิทยา เด็กชายธณิสร หนูมั่น 20159 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/4 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนสารสาสน์พิทยา เด็กชายเจตพัฒน์ วิมลไชยพร 19908 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/2 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนสารสาสน์พิทยา ประวัติอาจารย์ที่ปรึกษาโครงงาน ชื่อ-สกุล ตำแหน่ง การศึกษา นายชุษณะ บุญโท ครูผู้สอนรายวิชาเคมี, ฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น มหาวิทยาลัยสวนดุสิต นางจีรภิญญา ชุมชู ครูผู้สอนรายวิชาวิทยาศาสตร์ คณะศึกษาศาสตร์ สาขาวิทยาศาสตร์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น ทั่วไป มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ นางสาวสุวรรณา ศรีเพ็ชร ครูผู้สอนรายวิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ สาขาชีววิทยา ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น มหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบุรี

31