ระบบวิเคราะห์ปริมาณการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่อง

ระบบวิเคราะห์ปริมาณการใช้น้ามันเชือ้ เพลงิ เคร่ืองปั่นไฟฟา้
สถานเี ครอื่ งส่งวิทยกุ ระจายเสยี ง

The fuel consumption analysis system of the Generator
Radio transmitter station

นายวทญั ญู ธิบรู ณบ์ ญุ
นายฑีภากรณ์ สาเภา
นายรัตนพันธ์ ฟกั กลิ่น
หลักสตู รวศิ วกรรมคอมพวิ เตอร์และโทรคมนาคม
Computer and Telecommunications Engineering Program
วทิ ยาลยั นวตั กรรมด้านเทคโนโลยแี ละวศิ วกรรมศาสตร์
COLLEGE OF INNOVATIVE TECHNOLOGY AND ENGINEERING
มหาวิทยาลยั ธรุ กิจบณั ฑติ ย์
DHURAKIJ PUNDIT UNIVERSITY

1

บทคดั ย่อภาษาไทย
บทความนี้นาเสนอการวิเคราะห์การใช้ปริมาณน้ามันเช้ือเพลิงของเครื่องป่ันไฟฟ้า สถานีเคร่ืองส่ง
วิทยุกระจายเสียง เดิมทีการจัดสรรงบประมาณผู้บริหารประสบปัญหาไม่มีข้อมูลประกอบการตัดสินใจท่ี
เพียงพอ จึงทาให้การจัดสรรงบประมาณคลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง ซ่ึงโครงการน้ีจะมาช่วยเก็บรวบรวม
ข้อมูลและวิเคราะห์ข้อมูลการใช้ปริมาณน้ามันเชื้อเพลิงของเครื่องปั่นไฟฟ้า สถานีเครื่องส่งวิทยุกระจายเสียง
พัฒนาโดยใช้อุปกรณ์บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino รุ่น Uno R3 ทางานร่วมกับ ESP32 ใช้เซ็นเซอร์
เกบ็ ขอ้ มูล 2 แบบ ได้แก่ เซน็ เซอร์วัดแรงดนั ไฟฟา้ และเซน็ เซอร์วัดการสั่นสะเทอื น วัดค่าการทางานของเครื่อง
ป่ันไฟฟ้า รบั -ส่งขอ้ มูลผ่านโมดูลสื่อสารไรส้ าย NRF24L01 ความถี่ 2.4 GHz จัดเก็บข้อมูลโดยใช้ Cloud AWS
ร่วมกับ DynamoDB ค่าท่ีได้จากเซ็นเซอร์จะนามาวิเคราะห์หาปริมาณน้ามันเช้ือเพลิงที่เครื่องป่ันไฟฟ้าใช้ใน
แต่ละครั้ง พร้อมทั้งประเมินงบประมาณที่ใช้จ่ายเป็นค่าน้ามันเช้ืองเพลิง สามารถดูข้อมูลและควบคุมอุปกรณ์
ผ่าน Web Browser จากการทดสอบเบื้องต้นพบว่าการอ่านค่าจากเซนเซอร์ทาได้ถูกต้อง สามารถนาไป
ประยกุ ต์ใชก้ บั เคร่อื งป่นั ไฟตอ่ ได้
คา้ สา้ คัญ : IoT, เคร่ืองป่นั ไฟ, การสั่นสะเทอื น, ปรมิ าณน้ามัน

2

Abstract
This article presents an analysis of the amount of fuel used in the Generator Radio
transmitter station. Previously, budget allocation, the management faced problems without
sufficient information for decision making thus causing the budget allocation to be inaccurate.
This project will help collect data and analyze data on the amount of fuel used in the
Generator Radio transmitter station. Developed by microcontroller board device Arduino Uno
R3 and ESP32 Use 2 types of data acquisition sensors viz voltage sensors and vibration sensor
Receiving and transmitting data via wireless communication module is NRF24L01 2.4 GHz store
data in AWS Cloud work with DynamoDB. The value from the sensor will be analyzed for the
amount of fuel that the electric blender uses each time and evaluate the budget able to view
data and control devices via the Web Browser. From the initial test, it was found that the
readings from the sensor were correct. Can be applied to generators.
Keywords : IoT, Generator, Vibration, Oil content

3

บทน้า
กระบวนการจัดสรรงบประมาณของหน่วยงานภาครัฐ จะมีการพิจารณาจัดสรรงบประมาณตาม

โครงการที่หน่วยงานในสังกัดเสนอ จัดลาดับความสาคัญตามความสอดคล้องของยุทธศาสตร์หน่วยงานพร้อม
ท้ังดูข้อมูลการใช้จ่ายงบประมาณของปีก่อนหน้า มาเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการจัดสรรงบประมาณ
ทั้งน้ีสถานีเครื่องส่งวิทยุกระจายเสียงเป็นภารกิจงานภายใต้สถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งประเทศไทย สังกัด
กรมประชาสัมพันธ์ ที่ต้องได้รับการจัดสรรงบประมาณในส่วนของค่าน้ามันเช้ือเพลิงเคร่ืองปั่นไฟฟ้า สถานี
เครื่องสง่ วทิ ยกุ ระจายเสียงเปน็ ประจาทกุ ปี แตป่ ระสบปญั หาไมม่ ีข้อมูลในการวเิ คราะห์วา่ สถานไี หนควรจัดสรร
งบประมาณเทา่ ไหรจ่ ึงจะเหมาะสม

วิทยุกระจายเสียงในประเทศไทย ถือกาเนิดข้ึนระยะแรก ราวปี พ.ศ. 2470-2472 โดย พลเอก พระ
เจ้าบรมวงศ์เธอ พระองค์เจ้าบุรฉัตรไชยากร กรมพระกาแพงเพชรอัครโยธิน ซ่ึงทรงริเริ่มทดลองส่ง
วิทยุกระจายเสียง เป็นคร้ังแรกในประเทศสยาม โดยทรงตั้งชื่อว่า “สถานีวิทยุกรุงเทพมหานคร ท่ีพญาไท”
และยังทรงมอบหมายให้กรมไปรษณีย์โทรเลข โดยกองช่างวิทยุ ดาเนินการทดลอง ส่งวิทยุกระจายเสียง โดย
ผู้ฟังนิยมเรียกว่า “สถานีวิทยุศาลาแดง” และเมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2482 คณะรัฐมนตรีซึ่งนาโดย
นายกรัฐมนตรี จอมพล แปลก พิบูลสงคราม ลงมติให้โอนกิจการวิทยุกระจายเสียง ซึ่งกรมไปรษณีย์โทรเลข
ดาเนนิ การอยนู่ นั้ ไปขนึ้ ตรงกบั กรมโฆษณาการ สานกั นายกรฐั มนตรี หรือปัจจุบันคือกรมประชาสัมพันธ์ สถานี
วทิ ยุกระจายเสยี งแห่งประเทศไทย เป็นหนว่ ยงานสถานีวิทยุกระจายเสยี ง มสี ถานะเป็นสถานีวิทยกุ ระจายเสยี ง
แห่งชาติของประเทศไทย สังกัดกรมประชาสัมพันธ์ มีสถานวิทยุกระจายเสียง จานวน 145 สถานีทั่วประเทศ
แบ่งเป็น ระบบ FM 88 สถานี ระบบ AM 57 สถานี ในการน้ีแต่ละสถานีมีเคร่ืองส่งวิทยุกระจายเสียงและ
ตดิ ตั้งเครื่องปน่ั ไฟฟา้ รองรับสถานการณ์ไฟฟา้ ดบั เพอื่ ใหส้ ถานีวทิ ยุกระจายเสยี งสามารถออกอากาศได้

ระบบวิเคราะหป์ รมิ าณการใช้น้ามันเชื้อเพลงิ เครื่องป่ันไฟฟ้าสถานเี ครอ่ื งสง่ วทิ ยุกระจายเสยี ง เปน็ การ
เก็บขอ้ มูลการทางานของเครือ่ งปนั่ ไฟฟ้าผ่านเซน็ เซอร์ 2 ชนดิ ไดแ้ ก่ เซน็ เซอร์วัดแรงดนั ไฟฟา้ และเซนเซอร์วดั
การส่ันสะเทือน เก็บข้อมูลของแต่ละสถานีว่าในรอบปีงบประมาณ สถานีแต่ละสถานีมีความถี่ของการทางาน
ของเครื่องปั่นไฟฟ้าเท่าไหร่ วิเคราะห์ระยะเวลาท่ีเครื่องปั่นไฟฟ้าทางานหาจานวนลิตรของน้ามันที่ใช้ไป คิด
เป็นเงินงบประมาณค่านามันเชื่อเพลิงเท่าไหร่ ทาให้ผู้บริหารมีข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการจัดสรร
งบประมาณ บทความน้ีนาเสนอการวิเคราะห์การใช้ปริมาณน้ามันเชื้อเพลิงของเครื่องปั่นไฟฟ้าสถานีเครื่องส่ง
วิทยุกระจายเสียง พัฒนาโดยใช้อุปกรณ์บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino รุ่น Uno R3 ทางานร่วมกับ
ESP32 ใช้เซ็นเซอร์เก็บข้อมูล 2 แบบ ได้แก่ เซ็นเซอร์วัดแรงดันไฟฟ้า และเซ็นเซอร์วัดการส่ันสะเทือน วัดค่า
การทางานของเคร่ืองปั่นไฟฟ้า รับ-ส่งข้อมูลผ่านโมดูลสื่อสารไร้สาย NRF24L01 ความถี่ 2.4 GHz จัดเก็บ
ข้อมูลโดยใช้ Cloud AWS ร่วมกับ DynamoDB ค่าที่ได้จากเซ็นเซอร์จะนามาวิเคราะห์หาปริมาณน้ามัน
เช้ือเพลิงท่ีเครื่องป่ันไฟฟ้าใช้ในแต่ละคร้ัง พร้อมทั้งประเมินงบประมาณท่ีใช้จ่ายเป็นค่าน้ามันเช้ืองเพลิง
สามารถดูข้อมูลและควบคุมอุปกรณผ์ า่ น Web Browser

4

วตั ถปุ ระสงคก์ ารวิจยั
1. เพือ่ ออกแบบและพัฒนาระบบตรวจจับการส่ันและระดับศกั ย์ไฟฟ้า
2. เพอื่ ออกแบบและพฒั นาสาหรับสง่ คา่ ข้อมลู ไปยงั Cloud Server
3. เพื่อออกแบบและพัฒนาระบบวิเคราะห์และแสดงค่าท่ีตรวจวดั ผา่ นทาง Web Browser

อุปกรณแ์ ละวิธกี ารดา้ เนินงาน

1.วสั ดุอุปกรณ์

1.1 Arduino UNO R3 จานวน 2 ชดุ

1.2 เซน็ เซอรว์ ดั แรงดันไฟฟา้ จานวน 1 ตัว

1.3 เซ็นเซอร์วดั ความส่ันสะเทือน จานวน 1 ตัว

1.4 NRF24L01 จานวน 2 ตัว

1.5 ESP32 จานวน 1 ตัว

1.6 AWS Cloud จานวน 1 User

1.7 LCD Display จานวน 1

2. วธิ ีการด้าเนนิ งาน
2.1 ภาพรวมของระบบ

แสดงผล

ผบู้ รหิ าร

รูปที่ 7 ภาพรวมของระบบ

การทางานในภาพรวมของระบบระบบวิเคราะห์ปริมาณการใช้น้ามันเช้ือเพลิงเคร่ืองปั่นไฟฟ้า
สถานีเคร่ืองส่งวทิ ยุกระจายเสียง เร่ิมต้นจากนาเซ็นเซอร์วัดแรงดันไฟฟ้า และเซ็นเซอร์วัดความส่ันสะเทือนไป
ติดไว้กับเครื่องป่ันไฟฟ้า เพ่ือตรวจจับการทางานหากเกิดกรณีไฟฟ้าดับ หากเคร่ืองป่ันไฟฟ้าทางานเซ็นเซอร์
จะส่งค่าผ่านระบบอินเทอร์เน็ตเก็บข้อมูล เวลาเร่ิมต้น เวลาส้ินสุดการทางานของเคร่ืองป่ันไฟฟ้าไว้ใน AWS
Cloud ซึ่ง AWS Cloud จะทาการประมวลผลข้อมูลที่ได้จากเซ็นเซอร์ ตามอัลกอลิทึ่มท่ีตั้งไว้ แสดงผลใน
รูปแบบ Web Application สรุปข้อมูลการใช้ปริมาณน้ามันของเครื่องป่ันไฟฟ้า ในแต่ละสถานีเคร่ืองส่งวิทยุ

5

ประมวลผลเป็นงบประมาณท่ีต้องใช้ เพื่อเป็นข้อมูลให้ผู้บริหารองค์กรประกอบการตัดสินใจในการจัดสรร
งบประมาณต่อไป

2.2 อปุ กรณเ์ ชิงเทคนคิ และองค์ประกอบของระบบ

รูปที่ 8 องคป์ ระกอบของระบบ
องค์ประกอบของระบบ แบ่งออกเป็น 4 ส่วน ได้แก่

1) Sensor ทาหน้าที่เป็นส่วนรับข้อมูลเข้า ประกอบด้วย Sensor 2 ชนิด คือ Voltage
Sensor วดั แรงดนั ไฟฟ้า และ Vibration Sensor วดั ความสน่ั สะเทอื น ซึ่งมลี กั ษณะการทางาน ดังนี้

Voltage Sensor จะต่อพวงกับเครื่องปน่ั ไฟฟ้า เพ่ือตรวจวัดค่า Output ในขณะท่ีเคร่ืองปั่น
ไฟฟ้าทางาน ซึ่งเวลาใช้งานต้องนาไปต่อกับตัวต้านทานลง GND แล้วจึงวัดแรงดันตกคร่อมที่ตัวต้านทาน
ดังกลา่ ว หรอื ให้เอาต์พุตทเี่ ปน็ แรงดัน (Voltage Output)

Vibration Sensor ใช้ตัวรับรู้การสั่นสะเทือนแบบสวิตช์สปริง เม่ือเกิดการเคลื่อนย้ายโมดูล
จะทาให้เกดิ การส่นั ซึง่ ทาให้เกิดสัญญาณออกทางเอาต์พุต

2) Node Sensor ทาหน้าเช่ือมต่อกับเซ็นเซอร์ รับข้อมูลท่ีได้จากเซ็นเซอร์ส่งต่อไปยัง
Gateway โดยในกรณีนี้ใช้บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino R3 เป็น Node Sensor รับ-ส่งข้อมูลผ่าน
โมดูลสอ่ื สารไร้สาย NRF24L01 ความถ่ี 2.4 GHz ไปยัง Gateway

3) Gateway ทาหน้าท่ีรับข้อมูล Input จาก Node Sensor แล้วส่งผ่าน Internet ไปยัง
Cloud เพ่ือเก็บลงฐานข้อมูล โดยในกรณี้ใช้ ESP32 เป็น Gateway รับ-ส่งข้อมูลผ่านโมดูลสื่อสารไร้สาย
NRF24L01 ความถี่ 2.4 GHz ไปยัง Cloud ผ่านโปรโตคอล MQTT

4) Cloud ทาหน้าท่ีจัดเก็บข้อมูลในระบบฐานข้อมูล และยังทาหน้าที่เป็น Web server
ประมวลผลข้อมูลที่รับมาตามอัลกอริทึ่มที่กาหนดไว้ เพ่ือสรุปข้อมูลใช้ประกอบการตัดสินใจในการจัดสรร
งบประมาณของผ้บู ริหาร โดยในกรณีใ้ ช้ AWS Cloud ภายในประกอบดว้ ย AWS IoT ทาหน้าที่ชว่ ยใหอ้ ุปกรณ์
ติดต่อกบั AWS ได้ เก็บข้อมลู ในฐานข้อมลู DynamoDB และใชบ้ รกิ าร Web Server ผ่าน EC2

6

2.3 ทดลองท้างานตามท่ีออกแบบและพฒั นาระบบ
2.3.1 ทดลองการท้างานของเซน็ เซอร์
กาหนดให้เซ็นเซอร์ส่งค่าเป็น Analog ส่งค่ามายัง Node Sensor แล้ว Node Sensor ส่ง

ค่าท่ีได้รับต่อไปยัง Gateway จากนั้น Gateway ส่งค่าที่ได้รับมาไปยัง DynamoDB แล้วดึงค่าท่ีได้รับแสดง
เป็นกราฟ

การทดสอบการท้างาน Vibration Sensor

ชนดิ Sensor Node Sensor ผลการรบั คา่ DynamoDB
Vibration Sensor Gate Way
คร้ังท่ี 1 ครั้งที่ 2 ครงั้ ท่ี 3 ครัง้ ท1ี่ ครงั้ ที่ 2 ครง้ั ท่ี 3
1020 1011 1003 ครัง้ ท่ี 1 ครงั้ ท่ี 2 ครั้งที่ 3 1020 1011 1003
1020 1011 1003

ภาพท่ี 9 ค่า Vibration Sensor ใน DynamoDB

ภาพที่ 10 ดงึ ค่าทไี่ ดจ้ าก Vibration Sensor จาก DynamoDB มาแสดงเป็นกราฟ

7

การทดสอบการท้างาน Voltage Sensor

ชนดิ Sensor Node Sensor ผลการรับคา่ DynamoDB
Voltage Sensor Gate Way
คร้งั ที่ 1 คร้งั ที่ 2 คร้ังท่ี 3 คร้ังที่1 ครง้ั ที่ 2 ครั้งที่ 3
2.50 2.50 2.50 คร้ังท่ี 1 คร้ังที่ 2 คร้ังที่ 3 2.50 2.50 2.50
2.50 2.50 2.50

ภาพท่ี 11 ค่า Voltage Sensor ใน DynamoDB

ภาพที่ 12 ดึงคา่ ทีไ่ ด้จาก Voltage Sensor จาก DynamoDB มาแสดงเป็นกราฟ

8

การทดลองจา้ ลองสถานการณเ์ ปรียบเทียบค่า Sensor
การทดลองนี้จะเป็นการจาลองสถานการณ์การรับค่าของ Sensor ระหว่างที่เครื่องปั่นไฟฟ้า
อยู่ในสถานะไม่ทางาน และสถานะทางาน เพื่อให้เห็นข้อมูลการรับค่าของ Sensor อย่างชัดเจน เริ่มต้นจาก
เครอื่ งป่นั ไฟฟ้าอย่ใู นสถานะไม่ทางาน 10 นาที หลังจากนน้ั เปดิ เคร่ืองปน่ั ไฟฟ้าให้อยู่ในสถานะทางาน 10 นาที
แล้วดับเครื่อง เป็นเวลา 10 นาที (จาลองการเปิดปิดหลอดไฟ ขนาด 5 V. แทนเครื่องปั่นไฟฟ้า) ค่าท่ีได้เป็น
ค่าเฉล่ยี ดงั ตาราง

Sensor สถานะของเครอื่ งปัน่ ไฟฟ้า
OFF (คา่ เฉลย่ี 10 นาที) ON (ค่าเฉลี่ย 10 นาท)ี OFF (คา่ เฉลย่ี 10 นาท)ี
Vibration Sensor
Voltage Sensor 0 1007.42 0
0 2.50 0

การทดสอบระบบการคา้ นวณชั่วโมงการท้างานของเครือ่ งปั่นไฟฟ้าบน Dashboard
การทดสอบน้ีจะเป็นการทดสอบการดึงข้อมูลในระบบฐานข้อมูล DynamoDB เพื่อคานวน
เป็นจานวนชั่วโมงท่ีเคร่ืองปั่นไฟฟ้าทางาน เพ่ือนาข้อมูลไปคานวนปริมาณการใช้น้ามันต่อไป โดยเขียน
โปรแกรมคานวณผา่ น Dashboard บน Web browser สามาถระบุหว่ งเวลาในการคานวณได้

ภาพที่ 13 Dashboard การคานวนจานวนชว่ั โมงการทางานของเคร่อื งป่ันไฟฟ้า

9

สรุปและอภปิ รายผล
จากการทดลองแสดงให้เห็นถึงการส่งค่าจากตัว Sensor ทั้ง 2 ชนิด ไปยังระบบฐานข้อมูล

DynamoDB บน AWS Cloud โดยข้ันตอนการรับส่งค่าจะดาเนินการส่งผ่านระบบไร้สายจาก Node Sensor
ไปยัง Gate Way ผ่าน NRF24L01 และส่งข้อมูลจาก Gate Way ไปยัง Server DynamoDB ผ่านระบบ
อินเทอร์เน็ต จากการทดสอบเบอ้ื งต้นพบว่าการอ่านคา่ จากเซนเซอร์ทาไดถ้ กู ตอ้ ง สามารถนาไปประยุกตใ์ ช้กับ
เครอื่ งปัน่ ไฟต่อได้
ข้อเสนอแนะ

1. ในอนาคตสามารถต่อยอด ปรับปรุงโปรแกรมหน้า Dashboard ให้คานวณ วิเคราะห์ข้อมูลสรุปให้
ละเอยี ดมากกวา่ นี้ เช่น สามารถวเิ คราะห์สรุปผลจานวนลิตรของน้ามันเช้อื เพลิงที่ใช้ไป สามารถวเิ คราะห์สรุป
งบประมาณท่ีใช้ ตามชว่ งเวลาทเี่ ลือก

2. สามารถเพ่ิมฟังก์ชันการส่ังงาน Web browser ควบคุมอุปกรณ์ เช่น ไซเลนแจ้งเตือน เปิด-ปิด
เครื่อง หรือ การควบคมุ จอ LCD เป็นต้น

10

เอกสารอา้ งอิง
1. ประภาส พุ่มพวง.(2561).การเขียนและการประยุกต์ใช้งานโปรแกรม Arduino. กรุงเทพฯ :

ซเี อด็ ยเู คชนั่ .
2. จีราวุธ วารินทร์.(2561). Arduino UNO พ้ืนฐานส้าหรับงาน IOT. กรุงเทพฯ : สานักพิมพ์

Prompt.
3. ดร. กอบเกียรติ สระอุบล.(2561). พัฒนา IoT บนแพลตฟอร์ม Arduino และ Raspberry Pi.

กรุงเทพฯ : สานกั พมิ พอ์ ินเตอร์มเี ดยี .
4. นพ มหิษานนท์.(2561). Arduino Startup สนุกสุดเหวี่ยงกับเซ็นเซอร์. กรุงเทพฯ : สานักพมิ พ์

คอร์ฟงั กช์ น่ั .
5. ผศ.ดร. เดชฤทธ์ิ มณธี รรม.(2561). คัมภรี ์การใชง้ าน ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino. กรุงเทพฯ:

ซีเอด็ ยูเคช่ัน.
6. พัฒนะ อินทร์เพชร, ตนุภัทร โกนสร้าง, ขนิษฐา ดีสุบิน.(2561). การพัฒนาระบบเครื่องรดน้า

ต้นไม้บนระบบ Web browser. กรุงเทพฯ : สาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลพระนคร.

11