สิ่งประดิษฐ์วิทยาศาสตร์

สงิ่ ประดษิ ฐ์วิทยาศาสตร์
ถงั กดน้าอตั โนมัติ

ผปู้ ระดษิ ฐ์
นายปุญญพัฒน์ เขยี วเจรญิ

นายกิตตเิ ทพ ทองเพง็

ครูทป่ี รกึ ษา
นายพจนารถ รอดอ่อง
นางสาวจรี นาฏ มิ่งมิตร

โรงเรียนชมุ ชนวัดคลองคะเชนทร์
ส้านักงานเขตพนื ท่ีการศกึ ษาประถมศึกษาพิจติ ร เขต 1

ส่ิงประดษิ ฐ์วิทยาศาสตร์
ถงั กดน้าอัตโนมตั ิ

เจา้ ของผลงานสง่ิ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์
1.นายปญุ ญพัฒน์ เขียวเจริญ ชนั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 3
เกิดวนั ท่ี16 เดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 อายุ 15 ปี
2.นายกติ ตเิ ทพ ทองเพง็ ชันมัธยมศึกษาปีที่ 3
เกดิ วันท่ี 21 เดือน พฤษภาคม พ.ศ. 2550 อายุ 15 ปี

ครทู ่ีปรกึ ษา
1. นายพจนารถ รอดออ่ ง
2. นางสาวจีรนาฏ ม่งิ มิตร

โรงเรียนชมุ ชนวดั คลองคะเชนทร์
ทตี่ ัง หมู5่ ต้าบลคลองคะเชนทร์ อ้าเภอเมือง จังหวัดพจิ ิตร
โทร. 061-9599614 E-mail [email protected]

ช่อื สิ่งประดษิ ฐ์ : ถงั กดนา้ อัตโนมัติ
ผู้จัดทา้ : 1. นายปุญญพัฒน์ เขยี วเจรญิ

2. นายกิตตเิ ทพ ทองเพ็ง
ครูทีป่ รกึ ษา : 1. นายพจนารถ รอดอ่อง

2. นางสาวจรี นาฏ มงิ่ มิตร

บทคดั ย่อ

สิ่งประดษิ ฐส์ มองกลฝงั ตวั เร่ือง ถงั กดน้าอัตโนมัติ มีวัตถุประสงค์ เพ่ือสรา้ งและออกแบบถังกดนา้
อตั โนมตั ิ

หลักการท้างานของถังกดนา้ อัตโนมัติ โดยมี บอร์ด Arduino Nano V3 เปน็ อปุ กรณ์ควบคมุ การ
ท้างานจากการเขยี นโปรแกรม Arduino IDE เพ่ือส่งั ให้อุปกรณท์ า้ งานตามเง่ือนไขที่กา้ หนด คอื เริ่มต้นการ
ทา้ งาน บอร์ด Arduino Nano V3 จะรบั คา่ จากเซนเซอร์ตรวจจับวัตถุ ถา้ เซนเซอรต์ รวจจับวตั ถุ มีวัตถทุ ่อี ย่ใู น
ระยะ 6 เซนติเมตร เซอร์โวมอเตอรจ์ ะหมนุ ไปที่ 90 องศา และกดคนั โยกของถงั จ่ายน้า แตถ่ า้ วัตถุอยูใ่ นระยะ
มากกว่า 6 เซนตเิ มตร เซอร์โวมอเตอร์ จะหมุนไปที่ 0 องศา คนั โยกจะกลับไปทตี่ ้าแหน่งเดิม และหยดุ จ่ายน้า

จากการศึกษาพบว่าผลทเี่ กิดจากการเขยี นโปรแกรม Arduino IDE เพ่ือใช้ควบคุมการทา้ งาน ของ
อุปกรณท์ ่อี อกแบบ ถังกดนา้ อตั โนมตั ิ โปรแกรมสามารถท้างานตามเง่ือนไขท่กี า้ หนด

บทนา้

เนื่องจากสถานการณก์ ารแพรร่ ะบาดของโควดิ 19 (covid-19) เป็นโรคติดตอ่ ซ่ึงเกิดจากไวรสั โคโรน่า
ชนดิ ที่มีการค้นพบล่าสุดไวรสั และโรคอบุ ัตใิ หม่นไี ม่เปน็ ทร่ี จู้ กั มาก่อน ก่อนที่จะเกดิ การระบาดในเมืองอูฮ่ น่ั
ประเทศจีนในเดอื นธนั วาคมปี 2019 ขณะนีโรคโควดิ 19 (covid-19) มีการระบาดใหญไ่ ปทว่ั ส่งผลกระทบแก่
หลายประเทศทั่วโลก โดยอาการทวั่ ไปของโรคโควิด 19 (covid-19) ที่พบมากทส่ี ุดคอื ไขไ้ อและอ่อนเพลยี
อาการทพี่ บนอ้ ยกวา่ แตอ่ าจมีผลตอ่ ผู้ป่วยบางรายคอื ปวดเมอ่ื ย คดั จมูก นา้ มูกไหล เจบ็ คอ ทอ้ งเสีย ลนิ ไมร่ บั
รส จมกู ไมไ่ ดก้ ล่ิน ผืน่ ตามผวิ หนังและสีผวิ เปลีย่ นตามนิวมอื นิวเท้า อาการเหลา่ นมี กั จะไม่รุนแรงนกั และคอ่ ยๆ
เริ่มทลี ะน้อย บางรายติดเชอื แต่มอี าการไม่รนุ แรง ผ้ปู ่วยสว่ นมาก (80%) หายปว่ ยไดโ้ ดยไม่ต้องเขา้ รักษาใน
โรงพยาบาล ประมาณ 1 ใน 5 ของผู้ติดเชือโควิด 19 (covid-19) มอี าการหนกั และหายใจลา้ บาก ผู้สูงอายุ
และมโี รคประจ าตัว เชน่ ความดันโลหติ สูง โรคหัวใจ โรคเบาหวาน หรอื มะเรง็ มี แนวโนม้ ทจ่ี ะมีอาการป่วย
รุนแรง อย่างไรกต็ ามทุกคนสามารถตดิ โรคโควิด 19 (covid-19) ได้และอาจป่วยรุนแรง วิธปี อ้ งกันการแพร่
ระบาดของโควดิ -19 (covid-19) ล้างมือบอ่ ยๆ โดยใช้สบู่และน้า หรือเจลล้างมือ แอลกอฮอลร์ กั ษาระยะหา่ งที่
ปลอดภัยจากผทู้ ่ไี อหรือจาม สวมหน้ากากอนามยั เพอื่ เวน้ ระยะหา่ งไม่ให้สัมผสั ตา จมูก และปาก เกบ็ ตวั อยู่
บ้านเมอื่ รูส้ ึกไม่สบาย หากมไี ขไ้ อ และหายใจล้าบากโปรดไปพบแพทย์

ปัจจบุ นั สถานศกึ ษาต่าง ๆ กต็ อ้ งมีการป้องกนั โควดิ -19 (covid-19) โดยวดั อุณหภูมิก่อนเขา้ โรงเรยี น
และลา้ งมือ โดยในโรงเรยี นไม่สารรถหลกี เลีย่ งปัญหาเร่ืองเชือโรคได้เลย โดยเฉพาะนกั เรยี น ยงั ต้องสมั ผัสกับ
ส่ิงของเคร่ืองใชท้ เ่ี ปน็ สาธารณะ ซ่งึ อาจทา้ ใหต้ ดิ เชือโรคและมีโอกาสท่ีจะล้มป่วยได้ ซงึ่ มีความเป็นไปได้สงู ทจ่ี ะ
เกดิ ขึน เพราะใน ชวี ิตประจา้ วนั ของเราสว่ นมากจะใชม้ อื ในการด้ารงชีวิตประจา้ วนั ของเราส่วนใหญ่ เช่น
รับประทานอาหาร, สมั ผัส กับผู้อ่นื ฯลฯ

เนือ่ งจากถังกดนา้ แบบเก่านันจะตอ้ งมีการสัมผสั กับอปุ กรณ์ในการใชง้ านและเราไม่ สามารถทราบได้
เลยจะมเี ชอื โรคจากการสมั ผสั กบั เคร่อื งกดน้าหรอื ไม่ จึงได้คิดค้น ถังกดน้าอตั โนมตั ิทส่ี ามารถใช้งานโดยไร้การ
สมั ผัสขนึ มา เนอื่ งจากถังกดนา้ แบบเก่าท่ตี อ้ งนา้ มือของเราไปสมั ผสั กบั คนั โยกจ่ายน้า ท้าให้สงิ่ สกปรกจากมือ
ไปสะสมอยทู่ ่ีคนั โยกจ่ายน้า ได้ เพราะฉะนันการทม่ี ือของเรา ไม่ตอ้ งไปสัมผสั กบั อปุ กรณ์จงึ เป็นวธิ ลี ดการแพร่
เชือ อีกทางหนึ่ง

วตั ถุประสงค์
1 เพื่อออกแบบและสร้างถังกดนา้ อตั โนมตั ิ
2 เพอ่ื ลดการสมั ผัสกบั คันโยกจ่ายน้าของถงั กดน้า ที่อาจมีเชอื โรคสะสมอยู่
วสั ดุทใ่ี ช้
1. ถังนา้ 19 ลติ ร

2. บอรด์ Arduino Nano V3

3. Funduino Nano Shield for Arduno Nano 3.0 ขยายขา เพ่มิ ความสามารถในการเช่อื มตอ่
ให้กับ Nano 3.0 (Arduino-Compatible)

4. เซอร์โวมอเตอร์ Servo Motor MG90S เฟอื งเหลก็
5. เซนเซอร์ Ultrasonic Module HC-SR04
6. สายวงจร
7.อะแดปเตอร์ Adapter 12V 1A 1000mA

งบประมาณ
1. ถังนา้ 19 ลิตร ราคา 113 บาท
2. บอร์ด Arduino Nano V3 พร้อม สาย USB ราคา 170 บาท
3. Funduino Nano Shield for Arduno Nano 3.0 ขยายขา เพม่ิ ความสามารถในการเชอ่ื มตอ่
ให้กับ Nano 3.0 (Arduino-Compatible) ราคา 35 บาท
4. เซอรโ์ วมอเตอร์ Servo Motor MG90S เฟืองเหล็ก ราคา 69 บาท
5. เซนเซอร์ Ultrasonic Module HC-SR04 ราคา 35 บาท
6. สายวงจร ราคา 20 บาท
7.อะแดปเตอร์ Adapter 12V 1A 1000mA ราคา 79 บาท
รวม ราคา 511 บาท

ขนั ตอนการผลติ ส่งิ ประดิษฐฯ์ และวธิ ใี ช้
1. ออกแบบชนิ งาน
2. น้า บอรด์ Arduino Nano V3 ประกอบ เซอร์โวมอเตอร์ และ เซนเซอร์ Ultrasonic เข้ากบั บอร์ด
Nano Shield

3. เขยี นโคด๊ โดยใช้โปรแกรม Arduino IDE สงั่ การทา้ งาน แบบมีเง่ือนไข

4.ประกอบตวั ตน้ แบบ ทดลองใช้งาน ปรบั ปรงุ และพฒั นา จนได้ ถังกดนา้ อัตโนมตั ิ

แผนภาพและหลักการท้างาน
ผังงานการท้างานของถังกดน้าอตั โนมตั ิ

ผังงานการทา้ งานของถงั กดน้าอัตโนมัติ

ค้าสั่ง โปรแกรม Arduino IDE

// // servo ไลบราร่ี
#include <Servo.h>

//

const byte SERV_PIN = A0; // servo pin

const byte TRIG_PIN = A5; // ultrasonics trig pin

const byte ECHO_PIN = A4; // ultrasonics echo pin
//
boolean s = 0; // ตวั แปลเช๊คสถานะการทางานของ servo
// ตวั แปลอาเรย์ เก็บค่า เฉลียคา่ ของ sensor
long BUFAVUL[10];
ultrasonics ทีอ่านได้ ให้คา่ ระยะน่ิง

// // กาหนดตวั แปลเพิ่งส่งั งาน servo
Servo myservo;

//

/******************************************************/
// ฟังชนั ก์อา่ นคา่ sensor
void read_sensor()

{ // กาหนดขา tring เป็น low
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

delayMicroseconds(2); // กาหนดขา tring เป็น high
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);

delayMicroseconds(8); // กาหนดขา tring เป็น low

digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

long durationL = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH); // อา่ นค่า sensor ทขี า input

echo // แปลงค่าใหเ้ ป็น cm
int d = durationL / 29 ; delay(5);

BUFAVUL[0] = BUFAVUL[1]; // เปลยี นตา่ แหน่งตวั แปลเพอื เฉลยี ค่าแต่ละ
รอบ

BUFAVUL[1] = BUFAVUL[2];
BUFAVUL[2] = BUFAVUL[3];
BUFAVUL[3] = BUFAVUL[4];
BUFAVUL[4] = BUFAVUL[5];
BUFAVUL[5] = BUFAVUL[6];
BUFAVUL[6] = BUFAVUL[7];
BUFAVUL[7] = BUFAVUL[8];
BUFAVUL[8] = BUFAVUL[9];
BUFAVUL[9] = d;

d=(BUFAVUL[0]+BUFAVUL[1]+BUFAVUL[2]+BUFAVUL[3]+BUFAVUL[4]+BUFAVUL[
5]+BUFAVUL[6]+BUFAVUL[7]+BUFAVUL[8]+BUFAVUL[9]) / 10; // เฉลียคา่ cm

if(d < 6 && s == 0) // คา่ ระยะน้อยกวา่ 6 cm

{ // เก็บสถานะการทางาน
s = 1; // servo 90 ฮงศา

myservo.write(90);

}

else if(d < 500 && d >= 9 && s == 1) // ค่าระยะมากกวา่ 9 cm

{ // เกบ็ สถานะการทางาน
s=0; // servo 0 ฮงศา

myservo.write(0);

}

delay(1); // delay
Serial.println(d); // แสดงค่าใน serial monitor

}
/******************************************************/

void setup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(TRIG_PIN,OUTPUT); // กาหนดขา output
pinMode(ECHO_PIN,INPUT_PULLUP); // กาหนดขา input

myservo.attach(SERV_PIN); // set servo
myservo.write(0); // เร่ิมตน้ 0 ฮงศา

}
/******************************************************/

void loop()

{ // ฟังชนั กอ์ า่ นคา่ sensor
read_sensor();

}

ขนาด น้าหนกั ส่งิ ประดษิ ฐ์ทางวทิ ยาศาสตร์

น้าหนัก 350 กรมั
กว้าง 25 เซนติเมตร
ยาว 25 เซนติเมตร
สูง 50 เซนติเมตร

ภาคผนวก

ภาพสเกต็ ต้นแบบสิง่ ประดษิ ฐท์ างวทิ ยาศาสตร์
ขนั ตอนการผลติ สงิ่ ประดษิ ฐ์ทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละการใชง้ าน