Rhena Lynn Novises pdf

บทความวิจยั (Research Article)

การพฒั นาเครื่องแจ้งเตอื นสิ่งกดี ขวางเพ่ือผพู้ กิ ารทางสายตา
Development of the Obstacle Warning Instruments

กาญจนา จันทรป์ ระเสรฐิ *

ภาควชิ าฟสิ ิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยรังสติ ตาบลหลกั หก อาเภอเมอื ง จังหวดั ปทุมธานี 12000

Kanchana Chanprasert*

Department of Physics, Faculty of Science, Rangsit University, Lak Hok, Muang, Pathum Thani 12000

บทคดั ยอ่

การวิจัยครั้งนี้มีจุดประสงค์เพ่ือพัฒนาเครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพ่ือผพู้ ิการทางสายตาที่ช่วยให้ผู้พิการทาง
สายตามคี วามปลอดภัยในการใช้ชวี ติ ประจาวนั ตามปกติ ผลการพฒั นาไดเ้ ครอ่ื งแจ้งเตอื นสิ่งกีดขวางเพ่อื ผพู้ ิการทาง
สายตาที่ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ ส่วนศีรษะ ส่วนลาตวั และส่วนขา อาศัยหลักการทางานของการสะท้อนของคลืน่
โดยประยุกต์ใช้เซนเซอร์แบบอัลตราโซนิค SRF05 และ HC-SR04 เซนเซอร์ PIR เป็นตัวตรวจจับสิ่งกีดขวางและ
ควบคุมการทางานโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARDUINO#ATMEGA 2560 ทาหน้าท่ีประมวลผลกลาง โดยการ
ทางานของเครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพื่อผู้พิการทางสายตาที่พัฒนานี้เป็นการทางานแบบไรส้ ายเพื่อสะดวกตอ่ การ
ใช้งาน การแสดงสัญญาณเตือนผู้พิการทางสายตาให้รับรู้ว่ามีสิ่งกีดขวางมี 2 ลักษณะ คือ การส่ันของมอเตอร์และ
เสียง 3 แบบ คือ “โปรดระวังศีรษะค่ะ” “โปรดระวังผู้คนพลุกพล่านค่ะ” และ“โปรดระวังขาค่ะ” กาหนด
โปรแกรมควบคมุ เครือ่ งแจง้ เตอื นส่ิงกีดขวางเพ่ือผพู้ กิ ารทางสายตาจะเรมิ่ เตือนเมื่อส่ิงกดี ขวางอยหู่ า่ งจากผู้พกิ ารทาง
สายตา 40-60 เซนติเมตร

คาสาคัญ : ผพู้ กิ ารทางสายตา; เซนเซอรแ์ บบอัลตราโซนคิ ; ไมโครคอนโทรลเลอร์

Abstract

The purpose of this research was to develop obstacle warning instruments for the blind so
that they are safer in daily life. The development showed that the obstacle warning instruments
for the blind were made in three parts; head, waist and leg. The principle of the instruments
supported reflection of waves. The instruments composed of ultrasonic sensors; SRF05 and HC-
SR04, PIR sensors and are controlled by microcontrollers; ARDUINO#ATMEGA 2560 which is wireless.
The microcontroller would display warnings from motor oscillation with three warning sounds.
“Mind your head,” “Beware of the people in front of you,” and “Mind your legs.” The instruments’
program default control settings begin to warn when detecting obstacles in the range of 40 to 60
cm.
*ผู้รับผดิ ชอบบทความ : [email protected]

วารสารวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ปที ่ี 25 ฉบบั ท่ี 1 มกราคม - กมุ ภาพนั ธ์ 2560

Keywords: blind; ultrasonic sensor; microcontroller

1. บทนา ความพิการทางการเห็น ความพิการทางการได้ยินหรอื
ส่ือความหมาย ความพิการทางการเคล่อื นไหวหรือทาง
มนุษย์จัดเป็นทรัพยากรท่ีสาคัญท่ีสุดท่ีจะเป็น ร่างกาย ความพิการทางจิตใจหรือพฤติกรรม ความ
ปัจจัยหลักในการพัฒนาประเทศ เน่ืองจากมนุษย์เป็น พิการทางสติปัญญา ความพิการทางการเรียนรู้ และ
สง่ิ ที่สามารถกอ่ ให้เกิดการพฒั นาภายในตนเองและเพิ่ม ความพิการทางออทิสติก [2] โดยกาหนดคานิยามของ
คุณค่าได้ มนุษย์สามารถสะสมความรู้ ทักษะ และ คนพิการทางการเห็นไวใ้ นประกาศกระทรวงการพัฒนา
ประสบการณ์ เพ่อื นาไปใชใ้ นการปฏิบัติงานและพัฒนา สังคมและความม่ันคงของมนุษย์ เร่ือง ประเภทและ
งานให้ดียิ่งข้ึน สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงให้กับ หลักเกณฑ์ความพิการประกาศ ณ วันท่ี 30 เมษายน
องค์กร สังคมและประเทศชาตไิ ด้ ดังน้ันประเทศใดที่มี พ.ศ.2552 ข้อ 4 หลักเกณฑ์กาหนดความพิการทาง
ทรัพยากรมนุษย์ท่ีพร้อมไปด้วยศักยภาพท้ังทางด้าน การเห็น ได้แก่ (1) ตาบอด หมายถึง การท่ีบุคคลมี
ร่างกาย อารมณ์ จิตใจ และสติปัญญาถือได้ว่าเป็น ข้อจากัดในการปฏิบัติกิจกรรมในชีวิตประจาวันหรือ
ประเทศที่มีศักยภาพในการพัฒนามากกว่าประเทศอื่น การเขา้ ไปมีส่วนร่วมในกิจกรรมทางสังคม ซง่ึ เป็นผลมา
แต่ในความเป็นจริงแล้วในประเทศทุกแห่งบนโลกนี้ จากการมีความบกพร่องในการเห็น เม่ือตรวจวัดการ
ยังคงมีทรัพยากรมนุษย์ที่มีความบกพร่องทั้งทางด้าน เห็นของสายตาข้างที่ดีกว่าเม่ือใช้แว่นสายตาธรรมดา
ร่างกายและจิตใจที่เรียกกันว่าคนพิการซึ่งถ้าประเทศ แล้ว อยู่ในระดับต่ากว่า 3 ส่วน 60 เมตร (3/60) หรือ
ใดมีจานวนกลุ่มคนผู้พิการมากอาจจะสง่ ผลกระทบตอ่ 20 สว่ น 400 ฟุต (20/400) ลงมาจนกระทัง่ มองไมเ่ หน็
การพัฒนาประเทศ ทาให้บางคร้ังกลุ่มคนผู้พิการ แม้แต่แสงสว่าง หรือมีลานสายตาแคบกว่า 10 องศา
เหล่าน้ีถูกละเลยจากสังคมจนกลายเป็นกลุ่มผู้ด้อย (2) ตาเห็นเลอื นราง หมายถึง การที่บุคคลมขี ้อจากดั ใน
โอกาสในสังคม ซ่ึงแท้จริงแล้วกลุ่มคนผู้พิการเหล่านี้ การปฏิบัติกิจกรรมในชีวิตประจาวันหรือการเข้าไปมี
เป็นกลุ่มบุคคลท่ีได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม ส่วนร่วมในกิจกรรมทางสังคม ซ่ึงเป็นผลมาจากการมี
ทางสงั คมที่ไม่เออ้ื อานวยต่อการดารงชพี และการมีสว่ น ความบกพร่องในการเห็นเม่ือตรวจวัดการเห็นของ
ร่วมในกิจกรรมของสังคม เช่น การประกอบอาชีพ สายตาข้างที่ดีกว่า เม่ือใช้แว่นสายตาธรรมดาแล้ว อยู่
การศึกษา ดังน้ันจึงควรได้รับการช่วยเหลือสนับสนุน ในระดับตั้งแต่ 3 ส่วน 60 เมตร (3/60) หรือ 20 ส่วน
จากสังคมให้สามารถช่วยเหลือตนเองได้ในการดาเนิน 400 ฟุต (20/400) ไปจนถึงต่ากว่า 6 ส่วน 18 เมตร
ชีวิตให้มากท่ีสุดเท่าที่จะมากได้ เพราะนอกจากจะเปน็ (6/18) หรือ 20 ส่วน 70 ฟุต (20/70) หรือมีลานสาย
การลดภาระค่าใช้จ่ายในการดูแลผู้พิการแล้ว ยังเป็น ตาแคบกว่า 30 องศา และจากสถิติข้อมูลคนพิการท่ีมี
การส่งเสริมและสนับสนุนให้ผู้พิการมีความภาคภูมิใจ บัตรประจาตัวคนพิการ จาแนกตามจังหวัด ประเภท
ในการใช้ชวี ติ อยา่ งมคี ุณคา่ ไม่เป็นภาระของสงั คม [1] ความพิการ และเพศต้ังแต่วันท่ี 1 เดือนพฤศจิกายน
พ.ศ. 2537 ถึงวนั ท่ี 31 เดือนมกราคม พ.ศ. 2557 โดย
สาหรับในประเทศไทยได้มีประกาศกระทรวง ข้อมูลประมวลผลจากฐานข้อมูลทะเบียนกลางคน
การพัฒนาสังคมและความม่ันคงของมนุษย์เร่ือง พิการ สานักงานส่งเสริมและพัฒนาคุณภาพชีวิตคน
ประเภทและหลักเกณฑ์ความพิการ (ฉบับท่ี 2) พ.ศ.
2555 กาหนดประเภทความพิการ ไว้ 7 ประเภท ดังนี้

138

ปีที่ 25 ฉบับท่ี 1 มกราคม - กุมภาพนั ธ์ 2560 วารสารวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

พิการแห่งชาติ มีจานวนผู้พิการทางการเห็น ชาย เทา่ นัน้ [4]
79,656 หญิง 85,426 รวม 165,082 คน ซึง่ เป็นจานวน จากสถานการณ์และเหตุผลที่กล่าวข้างต้นทา
ที่อยู่ในลาดับที่ 3 รองจากความพิการทางการ
เคลอ่ื นไหวหรอื ทางรา่ งกาย และความพิการทางการได้ ให้มีผู้สนใจพัฒนาเครื่องเตือนเพ่ืออานวยความสะดวก
ยินหรือส่ือความหมาย (ข้อมูล ณ วันท่ี 3 กุมภาพันธ์ แก่ผู้พิการ เช่น วรากร และอานนท์ [5] ได้ประดิษฐ์
2557) [3] ซึง่ กลุม่ คนความพิการทางการเห็นนีถ้ ้าขยาย เคร่ืองช่วยเหลือในการเดินทางสาหรับผู้พิการทาง
ความนิยามกล่าวได้ว่า คือ คนปกติธรรมดาท่ีสายตา สายตา โดยมีวัตถุประสงค์เพ่ืออานวยความสะดวก
มองไม่เห็นหรือมองเห็นไดจ้ ากัด แตก่ ็ไม่ไดแ้ ตกต่างจาก แก่ผู้พิการทางสายตาโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์
บุคคลท่ัวไป เน่ืองจากเขาสามารถท่ีจะพัฒนาตนเองได้ PIC18F4585 และผลจากการทดสอบเคร่ืองช่วยเหลือ
เช่นเดียวกับคนปกติท่ัวไป ผู้พิการทางสายตาสามารถ ในการเดินทางสาหรับผู้พิการทางสายตา สามารถทา
เดินทางไปไหนมาไหนได้เอง แต่ก็ต้องข้ึนอยู่กับเหตุ ตามขอบเขตที่กาหนด คือ สามารถบอก วัน เดือน ปี
ปัจจัยหลายประการ เช่น ทักษะในการทาความคุ้นเคย เวลา อุณหภูมิ ทิศ และระยะห่างระหว่างวัตถุเป็น
กบั สภาพแวดลอ้ มและการเคลื่อนไหว เทคนคิ การใช้ไม้ เสียงพูดได้ถูกต้อง ผู้พิการสามารถทาการตั้ง วัน และ
เทา้ หรืออุปกรณ์ชว่ ยในการเดินทางชนดิ อน่ื ๆ เวลาเองได้ และชาร์จแบตเตอรไี่ ด้ ชุตพิ งษ์ และอนุรักษ์
[6] ได้ศึกษา เร่ือง อุปกรณ์ช่วยในการเคลื่อนท่ีสาหรับ
นอกจากนี้ก็ยังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเจตคติ ผู้พิการทางสายตาโดย PSoC โดยติดตั้งอุปกรณ์ไปยัง
ของผคู้ นรอบขา้ ง ความคาดหวังของผอู้ ่ืน หรอื ตนเองท่ี เครื่องใช้ต่าง ๆ ที่ผใู้ ช้งานพกติดตวั แทนการใชไ้ มเ้ ท้าซ่ึง
มีต่อความสามารถของคนตาบอดแต่ละคน แต่ก็ยังมี อาจติดไว้ที่แว่นตาดาควบค่กู ับหูฟัง ติดไว้ที่หมวก หรือ
ปัญหาและอุปสรรคที่สาคัญของผู้พกิ ารทางสายตา นั่น เคร่ืองใช้ใด ๆ ก็ตาม ซง่ึ จะทาใหผ้ ู้ใช้ไม่ตอ้ งใช้มือในการ
ก็คือความไม่รู้ไม่เข้าใจของคนทั่วไปซ่ึงเป็นท่ีมาของ ถือ สุรพล [7] ได้พัฒนาเคร่ืองบอกเตือนส่ิงกีดขวาง
ความเช่ือพ้ืนฐานแบบเวทนานิยม ซึ่งเป็นประการ สาหรับผู้พิการทางสายตา เรียกว่า “ไอโซนาร์”ที่
สาคญั ยิ่งท่เี ปน็ ตัวขัดขวางการพัฒนาคณุ ภาพชวี ิตของผู้ สามารถตรวจจับสิง่ กีดขวางในระดบั ศรี ษะถึงระดบั เอว
พิการทางสายตา ซ่ึงผู้พิการทางสายตาหวังจะได้มี ของผู้ใช้งาน รัศมีการตรวจจับทางด้านหน้าอยู่ที่ 130
ฐานะเปน็ คนไทยอย่างสมบูรณ์ มสี ทิ ธิหน้าทแ่ี ละโอกาส เซนติเมตร และด้านข้าง 80 เซนติเมตร แต่จากการ
เช่นเดียวกับบุคคลทั่วไปในสังคม มีส่วนร่วมคิดร่วมทา ศึกษางานวจิ ยั ดังกลา่ วขา้ งตน้ ผู้วจิ ยั พบวา่ ยงั ไม่มีเคร่อื ง
และร่วมรับผิดชอบในกิจการทุกด้านที่เป็นสาธารณะ แ จ้ งเ ตื อ น ท่ี ส า ม า ร ถ บ อ ก ก า ร แ จ้ งเ ตื อ น ต้ั งแ ต่ ศีรษะ
และมผี ลกระทบโดยตรงตอ่ มนุษยท์ กุ คน Dr. Kenneth ลาตัว และส่วนขาในอุปกรณ์เดียวกัน และไม่สามารถ
Jernigan ปราชญต์ าบอดแหง่ ศตวรรษที่ 20 ไดก้ ล่าวไว้ แยกแจ้งเตือนเป็นส่วน ๆ ได้ ดังนั้นผู้วิจัยจึงมีความ
ว่าปญั หาที่แทจ้ ริงของผู้พกิ ารทางสายตามใิ ช่การมองไม่ สนใจท่ีจะพัฒนาเครื่องแจง้ เตอื นส่ิงกดี ขวางเพอื่ ผู้พิการ
เห็น ปัญหาท่ีแท้จริง คือ ความเข้าใจที่ผิดพลาดและ ทางสายตา ที่มีตัวตรวจจับและจะส่งสัญญาณส่ันและ
การขาดข้อมูลท่ีถูกต้อง หากผู้พิการทางสายตาได้รับ เสียงให้แก่ผู้พิการ เพ่ือป้องกันส่ิงกีดขวางท่ีอาจก่อให้
ก า ร ศึ ก ษ าฝึก อ บรมอ ย่า งถูก ต้อ งและได้รับโอกาส ท่ี เกิดอันตรายให้แก่ผู้พิการทางสายตาทั้งในส่วนศีรษะ
เท่าเทียมกับบุคคลท่ัวไปแล้ว การตาบอดก็เป็นแค่ ส่วนลาตัว และส่วนขา เพ่ือให้ผู้พิการมีอิสระในการ
เพียงความไม่สะดวก หรอื ความน่าราคาญทางกายภาพ ดารงชีวิตและมอี ิสระในการดาเนินชีวิตมากข้ึน และให้

139

วารสารวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ปีท่ี 25 ฉบบั ที่ 1 มกราคม - กมุ ภาพันธ์ 2560

ผู้พิการเหล่านี้มีความเชื่อม่ันและม่ันใจว่าตนเองก็ ระยะทางแบบอัลตราโซนิค (4) เซนเซอร์จับการ
สามารถทาหลาย ๆสิ่ งได้ไม่ได้น้อยไปกว่าคนปกติแต่ เคล่อื นไหว PIR และ (5) ไมโครคอนโทรลเลอร์
อย่างใด
4. อปุ กรณแ์ ละวิธีการ
2. วัตถปุ ระสงคข์ องการวจิ ยั
การศกึ ษาคร้งั นีม้ ีขนั้ ตอนการดาเนินการดงั นี้
เพื่อพัฒนาเครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพ่ือผู้ 4.1 ศึกษารายละเอียดเกี่ยวข้อมูลความพิการ
พิการทางสายตาที่ช่วยให้ผู้พิการทางสายตามีความ ทางการเห็นและสถานการณ์ในปัจจุบันของประเทศ
ปลอดภัยในการใช้ชีวิตประจาวันตามปกติ โดยเครื่อง ไทย
แจ้งเตือนสิ่งกีดขวางเพ่ือผู้พิการทางสายตาท่ีพัฒนาขน้ึ 4.2 ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับเซนเซอร์
จะมีส่วนประกอบ 3 ส่วน คือ ส่วนศีรษะ ส่วนลาตัว (sensor) ชดุ ไมโครคอนโทรลเลอร์ (microcontroller)
และส่วนขา เป็นอุปกรณ์ช่วยในการเตือนให้ผู้พิการ การออกแบบวงจรบันทึกเสียง วงจรบอกทิศ (digital
ทราบถึงการมีส่ิงกีดขวางท่ีอยู่ด้านหน้าโดยเร่ิมเตือน compass) และวงจรแสดงผล โดยในการออกแบบคร้ัง
เมื่อส่ิงกีดขวางอยู่ห่างจากผู้พิการทางสายตาเป็นระยะ น้ีได้เลือกใช้เซนเซอร์แบบอัลตราโซนิค SRF05 และ
50 เซนตเิ มตร HC-SR04 เซนเซอร์ PIR เป็นตัวตรวจจับสิ่งกีดขวาง
และควบคุมการทางานโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์
3. นิยามศัพท์เฉพาะ ARDUINO#ATMEGA 2560 ทาหน้าท่ีประมวลผล
กลาง รวมถึงการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino
เคร่ืองแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพ่ือผู้พิการทาง Nano และ บลู ทูธ HC-05
ส า ย ต า ที่ ผู้ วิ จั ย พั ฒ น า ข้ึ น นี้ อ า ศั ย ค ว า ม รู้ เ ก่ี ย ว กั บ 4.3 ออกแบบบล็อกไดอะแกรมการทางานของ
(1) สมบัติของรังสีอินฟราเรดและสมบัติของคลื่น เครื่องแจ้งเตือนสิ่งกีดขวางเพื่อผู้พิการทางสายตาของ
อัลตราโซนิค (2) การสะท้อนของคล่ืน (3) เซนเซอร์วัด ส่วนศรี ษะ สว่ นลาตวั และส่วนขา (รูปท่ี 1-3)
ระยะทางแบบอินฟราเรดและเซนเซอร์ตรวจจับและวัด

รปู ท่ี 1 บล็อกไดอะแกรมการทางานของเคร่อื งแจง้ เตอื นสงิ่ กดี ขวางเพ่อื ผพู้ ิการทางสายตาส่วนศรี ษะ

4.4 ออกแบบโครงสร้างเครื่องแจ้งเตือนสิ่งกีด แบบอัลตราโซนิค พร้อมท้ังไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็น
ขวางเพอื่ ผพู้ ิการทางสายตาทป่ี ระดิษฐข์ ้ึนประกอบด้วย 3 ชุด แล้วส่งสัญญาณไปยังกล่องควบคุมท่ีมีไมโคร
ส่วนศีรษะ ส่วนลาตัว และส่วนขา โดยจะติดตั้ง คอนโทรลเลอร์ตัวท่ี 4 ในกล่องที่เข็มขัดคาดเอว โดย
เซนเซอร์จับการเคล่ือนไหว PIR เซนเซอร์วัดระยะทาง เป็นการทางานแบบไร้สาย แบบ xbee ใช้แบตเตอร่ี
แบบอนิ ฟราเรดและเซนเซอรต์ รวจจับและวัดระยะทาง ขนาดเล็กใน หมวกสาหรับสวมศีรษะ และเข็มขัดรัด

140

ปที ี่ 25 ฉบับท่ี 1 มกราคม - กมุ ภาพันธ์ 2560 วารสารวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน้าแข้งทั้ง 2 ข้าง เป็นอุปกรณ์ช่วยในการเตือนให้ผู้ เตือนเมื่อส่ิงกีดขวางอยู่ห่างจากผู้พิการทางสายตา 50
พิการทราบถึงการมีสิ่งกีดขวางที่อยู่ด้านหน้าโดยเริ่ม เซนติเมตร ทงั้ ดา้ นหน้า ด้านขา้ ง และดา้ นหลงั

รูปที่ 2 บล็อกไดอะแกรมการทางานของเคร่อื งแจ้งเตือนสิง่ กดี ขวางเพอ่ื ผ้พู ิการทางสายตาสว่ นลาตัว

รูปที่ 3 บล็อกไดอะแกรมการทางานของเครอื่ งแจ้งเตอื นสงิ่ กดี ขวางเพอื่ ผพู้ ิการทางสายตาส่วนขา
141

วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปีที่ 25 ฉบับที่ 1 มกราคม - กมุ ภาพนั ธ์ 2560

รปู ที่ 4 ภาพดา้ นบนของโครงสรา้ งสว่ นศรี ษะ
รปู ท่ี 5 ภาพดา้ นบน ดา้ นหลงั และด้านขา้ งของโครงสรา้ งสว่ นลาตัว

รปู ท่ี 6 ภาพของโครงสร้างสว่ นขา

4.4.1 ส่วนศีรษะจะประกอบด้วยเซนเซอร์ โมดูล MP3 เพื่อเปิดเสียงที่เราได้บันทึกไว้ให้ตรงกับ
แบบอลั ตราโซนิค 4 ตวั ซ่ึงทาหน้าท่ี ตรวจจบั วัตถุ 180 ตาแหน่งท่ีเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคตรวจจบั ได้ (รูปที่
องศา หลังจากน้ันเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคจะส่งค่า 4)
ไปที่ไมโครคอนโทลเลอร์ เพื่อสั่งให้มอเตอร์ท่ีอยู่ในแต่
ละตาแหน่งส่ัน และความแรงของมอเตอร์จะขึ้นอยกู่ ับ 4.4.2 ส่วนลาตัวจะประกอบด้วยเซนเซอร์
ระยะทาง และไมโครคอนโทลเลอร์ก็จะส่งข้อมูลไปส่ัง แบบอัลตราโซนิค 1 ตัว สาหรับตรวจจับระยะของวตั ถุ
ที่เข้ามาใกล้ และเซนเซอร์ PIR มีหน้าที่ ตรวจจับการ

142

ปที ่ี 25 ฉบับที่ 1 มกราคม - กมุ ภาพันธ์ 2560 วารสารวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ไหว ถ้ามกี ารเคล่ือนไหวในระยะทเี่ ซนเซอรแ์ บบอัลตรา จากเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิก หรือ เซนเซอร์ PIR
โซนิคจับได้ ก็จะส่งสัญญาณไปหาไมโครคอนโทลเลอร์ ตรวจจับได้ ซึ่งตัวประมวลผลกลางจะส่ังให้แสดงผล
เพื่อสัง่ ให้มอเตอรส์ ั่น (รปู ท่ี 5) ของเสียงทีบ่ ันทกึ ว่า “โปรดระวังผคู้ นพลกุ พล่านค่ะ”

4.4.3 ส่วนขาท้ังสองข้างจะมีไมโครคอน- รปู ที่ 7 วงจรสว่ นศีรษะ
โทลเลอรข์ ้างละ 1 ตัว แล้ว เซนเซอรแ์ บบอลั ตราโซนคิ
3 ตวั เอาไวต้ รวจสอบระยะทง้ั สองข้าง (รปู ที่ 6) รปู ท่ี 8 วงจรส่วนลาตวั
4.5.3 หลักการทางานของวงจรส่วนขา (รปู
4.5 ออกแบบวงจรเคร่ืองแจ้งเตือนสิ่งกีดขวาง ที่ 9) ซึ่งติดต้ังเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคไว้ข้างละ 1
เพื่อผู้พกิ ารทางสายตาดงั น้ี ตัว เมื่อจับส่ิงกีดขวางได้ จะส่งสัญญาณไปยังไมโคร-
คอนโทรลเลอร์ แล้วส่งต่อบูลทูธ (Bluetooth) ท่ีทา
4.5.1 หลักการทางานของวงจรส่วนศีรษะ หน้าท่ีเป็นตัวส่ง ส่งไปยังบูลทูธของวงจรท่ีศีรษะ ซ่ึงทา
(รูปที่ 7) ซ่ึงติดตั้งเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคไว้ 4 ตัว หน้าที่ตัวรับ จะถอดรหัสแล้วส่งไปยังตัวประมวลผล
หน้า-ซ้าย-หลัง-ขวา รอบช้ินงาน เพ่ือตรวจจับส่ิงกีด กลาง ซงึ่ ตวั ประมวลผลกลางจะสัง่ ใหแ้ สดงผลของเสียง
ขวางโดยส่งสัญญาณไปที่ตัวประมวลผลกลาง คือ ท่บี นั ทึกวา่ “โปรดระวังขาค่ะ”
ไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยจะมีการรับสัญญาณแบบมี
สาย เมื่อเซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคตัวใดตัวหน่ึงตรวจ
จับส่ิงกีดขวางที่อยู่ในระยะที่เขียนโปรแกรมควบคุมไว้
จะส่งสญั ญาณไปท่ตี วั ประมวลผลกลาง จะมีการทางาน
ของวงจร เช่น ตรวจจับวัตถุท่ีอยู่ด้านหน้า ตัวประมวล
ผลกลางจะส่ังให้มอเตอร์ที่อยู่ด้านหน้าส่ัน พร้อมกับมี
การแสดงผลของเสียงที่บันทึกว่า “โปรดระวังศีรษะ
ค่ะ” ตรวจจับวัตถุท่ีอยู่ด้านซ้ายหรือขวา ตัวประมวล
ผลกลางจะสั่งให้มอเตอร์ที่อยู่ด้านซ้ายหรือด้านขวาส่นั
พร้อมกับมีการแสดงผลของเสียงที่บันทึกว่า “โปรด
ระวงั ศรี ษะคะ่ ”

4.5.2 หลักการทางานของวงจรส่วนลาตัว
(รูปที่ 8) ซ่ึงติดตั้งเซนเซอร์ 2 ชนิด คือ เซนเซอร์แบบ
อัลตราโซนคิ ท่ใี ชต้ รวจจบั สงิ่ กีดขวาง และเซนเซอร์ PIR
ที่ใช้ตรวจจับความเคล่ือนไหวของสิ่งมีชีวิต เม่ือ
เซนเซอร์ชนิดใดชนิดหนึ่งหรือทั้ง 2 ชนิด ตรวจจับส่ิง
กีดขวางหรือการเคล่ือนไหว จะส่งสัญญาณไปยัง
ไมโครคอนโทรลเลอร์ แล้วส่งต่อบูลทูธ ท่ีทาหน้าที่เปน็
ตัวส่ง ส่งไปยังบูลทูธของวงจรที่ศีรษะ ซึ่งทาหน้าท่ี
ตัวรับ จะถอดรหัสแล้วส่งไปยังตัวประมวลผลกลาง
ซึ่งตัวประมวลผลกลางจะวิเคราะห์ว่าเป็นเป็นข้อมูล

143

วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปที ่ี 25 ฉบับท่ี 1 มกราคม - กมุ ภาพันธ์ 2560

รปู ท่ี 9 วงจรส่วนขา 4.6.1 การทดสอบการทางานของเซนเซอร์
4.6 การทดสอบกับอาสาสมัครท่ีเป็นนักศึกษา แบบอัลตราโซนคิ และ เซนเซอร์ PIR จะแยกเก็บขอ้ มลู
คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า จานวน แตล่ ะสว่ น คอื สว่ นศีรษะ ส่วนลาตัว และส่วนขา
10 คน (รูปที่ 10) ดังนี้
4.6.2 การทดสอบส่วนศีรษะจะนาส่ิงกีด
ขวางเคล่ือนท่ีเข้าหาอาสาสมัครทั้งด้านหน้า ด้านขวา
ด้านหลังและดา้ นซ้ายเพ่ือบันทกึ ระยะท่ีมอเตอรเ์ ร่ิมสน่ั
เตอื นทกุ ตัว

4.6.3 การทดสอบส่วนลาตัวและส่วนขาจะ
ให้อาสาสมัครเคลื่อนที่เข้าส่ิงกีดขวางที่เป็นวัตถุทั่วไป
เชน่ ผนังอาคารเรียน ฯลฯ ด้วยอัตราเร็ว 0.24 เมตรต่อ
วนิ าที

4.6.4 วัดระระยะจากเซนเซอร์ถึงวัตถุกีด
ขวางเม่ือระบบบันทึกเสียงแสดงผลและมอเตอร์ส่ัน
เตือน

รูปที่ 10 การทดสอบการทางานของเคร่อื งแจง้ เตือนสิ่งกีดขวางเพ่อื ผพู้ กิ ารทางสายตา

5. ผลการวิจยั ตรวจจับและวัดระยะทางแบบอัลตราโซนิค พร้อมทั้ง
ไมโครคอนโทรลเลอร์ เป็น 3 ชุด แล้วส่งสัญญาณไปยัง
5.1 เครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพื่อผพู้ ิการทาง กล่องควบคุมที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวท่ี 4 ในกล่อง
สายตาท่ีประดิษฐ์ขึ้นประกอบด้วยส่วนศีรษะมีมวล ท่ีเข็มขัดคาดเอวตามรูป กล่องควบคุมมีมวลรวม 370
130 กรัม ส่วนลาตัวมีมวล 210 กรัม ส่วนขามีมวล กรัม เครื่องแจ้งเตอื นส่ิงกดี ขวางเพื่อผู้พิการทางสายตา
220 กรัม โดยจะติดต้ังเซนเซอร์จับการเคลอื่ นไหว PIR ท้ังชุดมีมวลรวม 930 กรัม การทางานของกล่อง
เซนเซอร์วัดระยะทางแบบอินฟราเรดและเซนเซอร์

144

ปที ี่ 25 ฉบบั ที่ 1 มกราคม - กมุ ภาพันธ์ 2560 วารสารวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ควบคุมเป็นการทางานแบบไร้สาย ใช้พลังงานจาก ดา้ นซา้ ยจะเริ่มเม่ือสิง่ กีดขวางอยหู่ า่ งจากผทู้ ดสอบมีค่า
แบตเตอร่สี ารองสาหรบั โทรศัพท์เคล่ือนที่ขนาด 5,600 ระหว่าง 44.0-44.2 เซนติเมตร และมีค่าเฉลี่ย 44.2
mA อัตราการใช้พลังงานจากตัวส่งสัญญาณ 560 mA เซนติเมตร มอเตอร์ด้านหลังจะเริ่มเมื่อส่ิงกีดขวางอยู่
ตัวรับ 300 mA ใช้ได้นาน 3 ชั่วโมง อุปกรณ์นี้ช่วยใน ห่างจากผู้ทดสอบมีค่าระหว่าง 43.0-44.4 เซนติเมตร
การเตือนให้ผู้พิการทราบถึงการมีสิ่งกีดขวางที่อยู่ด้าน และมีค่าเฉลี่ย 43.2 เซนติเมตร และมอเตอร์ด้านซ้าย
หน้า ด้านข้าง และด้านหลังโดยกาหนดค่าจากการ จะเริ่มเม่ือส่ิงกีดขวางอยู่ห่างจากผ้ทู ดสอบมีคา่ ระหว่าง
เขียนโปรแกรมให้เร่ิมเตือนเมอื่ ส่งิ กดี ขวางอยู่หา่ งจากผู้ 45.0-45.2 เซนตเิ มตร และมคี ่าเฉลย่ี 45.2 เซนติเมตร
พิการทางสายตา 50 เซนติเมตร ท้ังด้านหน้า ด้านข้าง
และด้านหลงั (รูปที่ 11) 5.3 ผลการทดสอบการทางานของเคร่ืองแจ้ง
เตือนส่ิงกีดขวางเพื่อผู้พิการทางสายตาส่วนเอวที่เป็น
รูปท่ี 11 เครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพื่อผู้พิการ การทดสอบเซนเซอร์ 2 ชนิด คือ เซนเซอร์แบบอลั ตรา
ทางสายตา โซนิค และเซนเซอร์ PIR พบว่าเริ่มแสดงผลของเสียงท่ี
บันทึกว่า “โปรดระวังผู้คนพลุกพล่านค่ะ”เม่ือวัตถุอยู่
5.2 ผลการทดสอบการทางานของเครื่องแจ้ง ห่างจากผู้ทดสอบมีค่าระหว่าง 54.0-54.6 เซนติเมตร
เตือนสิ่งกีดขวางเพื่อผู้พิการทางสายตาส่วนศีรษะ ท่ี และค่าเฉลี่ยเท่ากับ 54.3 เซนติเมตร และเมื่อคนอยู่
เป็นการทดสอบการทางานของเซนเซอร์แบบอัลตรา ห่างจากผู้ทดสอบมีค่าระหว่าง 42.3-42.7 เซนติเมตร
โซนคิ 4 ตัว หน้า-ซ้าย-หลัง-ขวา รอบชิ้นงาน โดยแสดง และค่าเฉล่ียเท่ากับ 42.5 เซนติเมตร ผลการทดสอบ
ผลเป็นการสั่นมอเตอร์ 4 ตัวท่ีติดอยู่พบว่าทุกตัวส่ัน การทางานของเคร่ืองแจ้งเตือนสิ่งกีดขวางเพ่ือผู้พิการ
พร้อมท้ังแสดงผลของสียงท่ีบันทึกว่า “โปรดระวัง ทางสายตา ส่วนขาที่เป็นการทดสอบการทางานของ
ศีรษะค่ะ”ด้วยทุกคร้ัง มอเตอร์ด้านหน้าจะเร่ิมเมื่อส่ิง เซนเซอร์แบบอัลตราโซนิคข้างละ 1 ตัว พบว่าทุกตัว
กีดขวางอยู่ห่างจากผู้ทดสอบมีค่าระหว่าง 41.2-41.7 แสดงเริ่มผลของเสียงที่บันทึกว่า “โปรดระวังขาค่ะ”
เซนติเมตร และมีค่าเฉล่ีย 41.4 เซนติเมตรมอเตอร์ เม่ือส่ิงกีดขวางอยู่ห่างจากขาขวาผู้ทดสอบระหว่าง
47.0-47.4 เซนติเมตร และมีค่าเฉลี่ย 47.2 เซนติเมตร
และเม่ือสิง่ กีดขวางอยหู่ ่างจากขาซ้ายผ้ทู ดสอบระหว่าง
47.1-47.4 เซนตเิ มตร และมคี า่ เฉลย่ี 47.3 เซนตเิ มตร

5.4 ผลการทดสอบการทางานของเครื่องแจ้ง
เตอื นสิ่งกดี ขวางเพอื่ ผพู้ ิการทางสายตาทงั้ 3 สว่ นพรอ้ ม
กันโดยเดินเข้าหาผนังกาแพงด้านหน้า เดินเข้าหาผนัง
กาแพงด้านขวา เดินถอยหลังเข้าหาผนังกาแพง และ
เดินเข้าหาผนังกาแพงด้านซ้าย พบว่ามอเตอร์เริ่ม
แสดงผลการส่ันและแสดงผลเสียงที่บันทึกว่า “โปรด
ระวังศีรษะค่ะ” “โปรดระวังผู้คนพลุกพล่านค่ะ” และ
“โปรดระวงั ขาค่ะ” สลับกนั เมอ่ื สง่ิ กีดขวางอยหู่ ่างจาก
ผทู้ ดสอบมีค่าระหว่าง 41.2-44.5 เซนตเิ มตร

145

วารสารวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ปที ี่ 25 ฉบับที่ 1 มกราคม - กมุ ภาพนั ธ์ 2560

5.5 ความคิดเห็นของอาสาสมัครท่ีทดสอบการ 7. สรุป
ทางานของเครื่องแจ้งเตือนส่ิงกีดขวางเพื่อผู้พิการทาง
สายตา มีดังน้ี เคร่ืองแจ้งเตือนสิง่ กีดขวางแสดงการสั่น ผลการวิจัยพบว่าเครื่องแจ้งเตือนสิ่งกีดขวาง
และเสยี งเตือนไดช้ ดั เจน นา้ หนกั เบา สามารถใช้งานได้ เพื่อผู้พิการทางสายตาที่พัฒนาขึ้นน้ี สามารถใช้งานได้
จริง มีการทางานในส่วนลาตัวและขาแบบไร้สายทาให้ จริงโดยเร่ิมเตือนเม่ือสง่ิ กีดขวางอยหู่ ่างจากผู้พกิ ารทาง
ไม่รุงรัง และให้ความเห็นว่าควรออกแบบสว่ นศีรษะให้ สายตา 40-60 เซนติเมตร การแสดงสัญญาณเตือนผู้
เป็นหมวก เม่ือเวลาใช้งานจริงจะช่วยป้องกันแสงแดด พิการทางสายตาให้รับรู้ว่ามีสิ่งกีดขวางมี 2 ลักษณะ
และสวยงามดว้ ย คือ การสั่นของมอเตอร์และเสียง แต่เนื่องจากวัตถุ
ประสงค์เรม่ิ ต้นของการเครื่องแจ้งเตือนสิ่งกีดขวางเพอื่
6. อภิปรายผลการวจิ ัย ผู้พิการทางสายตาครั้งน้ีต้องการให้อุปกรณ์ชุดนี้
สามารถเตือนผู้พิการทางสายตาได้ตลอดความสูงของ
การพัฒนาเครื่องแจ้งเตือนสิ่งกีดขวางเพื่อผู้ ผู้ใช้งาน ดังนั้นจึงออกแบบมี 3 ส่วน แต่จากการ
พิการทางสายตาครั้งน้ีใช้ เซนเซอร์จับการเคล่ือนไหว ทดสอบใช้งานจริงจะพบว่าอุปกรณ์แต่ละส่วนที่อยู่ใน
PIR เซนเซอร์วดั ระยะทางแบบอนิ ฟราเรดและเซนเซอร์ ลักษณะชุดต้นแบบจึงขาดความสวยงาม และยังไม่
ตรวจจับและวัดระยะทางด้วยอัลตราโซนิก พร้อมทั้ง สะดวกตอ่ การใชง้ าน ดงั นัน้ ถา้ มกี ารนาเครือ่ งแจ้งเตือน
ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเตือนผู้ใช้งานได้เม่ือมสี ง่ิ สิ่งกีดขวางเพ่ือผู้พิการทางสายตาชุดน้ีไปพัฒนาเพิ่ม
กีดขวางอยู่ห่างจากในระยะท่ีกาหนดไว้ ซึ่งสอดคล้อง เติมด้านออกแบบบรรจผุ ลิตภัณฑ์ จะทาให้ไดอ้ ปุ กรณท์ ี่
การศึกษาของวรากร และอานนท์ [5] ชุติพงษ์ และ สามารถใช้งานได้จริงและมีความสวยงาม สะดวกต่อ
อนุรักษ์ [6] สุรพล [7] กาญจนา และชวิน [8] ทีมวิจัย การใช้งานได้ต่อไป
บัณฑิตวิทยาลัย สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ มหา
วิทยาลัยสยาม [9] ธีรพล [10] และเสฐียรพงษ์ และ 8. กิตตกิ รรมประกาศ
คณะ [11] ซึ่งการศึกษาเพื่อพัฒนานวัตกรรมสาหรับผู้
พิการทางสายตาท้ังหมด สามารถหลบหลกี สิ่งกีดขวาง ขอขอบคุณ สานักวิจัย มหาวิทยาลัยรังสิต ท่ี
เปน็ ผลท่ที าใหล้ ดการเกดิ อบุ ตั ิเหตุท่ีเกิดจากส่งิ กีดขวาง สนับสนุนทุนวิจัยในการศึกษาคร้ังนี้ อาจารย์ธวัช แก้ว
ท่ีจะก่อให้เกิดอันตรายให้แก่ผพู้ ิการทางสายตา ช่วยให้ กัณฑ์ อาจารยป์ ระจาสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ทใี่ ห้
ผู้พิการมีอิสระในการดารงชีวิตและมีอิสระในการ คาปรึกษาและแนะนา และกลุ่มอาสาสมัครที่ให้ความ
ดาเนนิ ชวี ิตมากขึ้น และเครือ่ งแจ้งเตอื นส่งิ กีดขวางเพ่ือ ร่วมมือในการทดสอบเครื่องแจง้ เตือนสง่ิ กีดขวางเพอ่ื ผู้
ผพู้ ิการทางสายตานเี้ ร่ิมเตือนเม่อื สิ่งกีดขวางอยู่หา่ งจาก พกิ ารทางสายตาท่พี ฒั นาน้ี
ผู้พิการทางสายตา 40-60 เซนติเมตร ซึ่งสอดคล้องกับ
บทความปริทรรศน์ของณัฐพร [12] ที่นาเสนอไม้เท้า 9. รายการอ้างอิง
สาหรับผู้พิการทางสายตาที่ประกอบด้วยระบบตรวจ
จับวัตถุกีดขวางโดยใช้ตัวตรวจจับ (sensor) พบว่า [1] สานกั งานพฒั นานโยบายสุขภาพระหวา่ งประเทศ
สามารถตรวจจับวัสดุได้หลายชนิดในช่วง 10-80 , 2556, รายงานฉบับสมบูรณ์สถานการณ์คน
เซนติเมตร พิการในสังคมไทย : การวิเคราะห์ข้อมูลการ
สารวจความพิการและทุพพลภาพของสานักงาน
สถิติแหง่ ชาติ ปี พ.ศ. 2545 และ 2550, กระทรวง

146

ปีที่ 25 ฉบบั ท่ี 1 มกราคม - กมุ ภาพนั ธ์ 2560 วารสารวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

สาธารณสขุ , นนทบรุ ี, 138 น. [8] กาญจนา จันทร์ประเสริฐ และชวิน สมาธิวัฒน์,
[2] ประกาศกระทรวงการพัฒนาสังคมและความ 2554, แว่นตาอัจฉริยะสาหรับผู้พกิ ารทางสายตา
, เอกสารประกอบการแสดงผลงานประดิษฐ์
มั่นคงของมนุษย์ เรื่อง ประเภทและหลักเกณฑ์ คิดค้นประจาปี 2554, สานักงานคณะกรรมการ
ความพิการ ฉบับท่ี 2, 2555, ราชกิจจานุเบกษา, สภาวิจยั แห่งชาติ, กรงุ เทพฯ, น. 20.
เลม่ 129 ตอนพเิ ศษ 119 ง: 22-23.
[3] ความรู้เก่ียวกับคนพกิ าร, 2554, แหลง่ ทมี่ า : http [9] ทีมวิจัย บัณฑิตวิทยาลัย สาขาวิชาเทคโนโลยี
://www.pwdsthai.com, 7 มิถนุ ายน 2557. สารสนเทศ มหาวิทยาลัยสยาม, 2555, Safety
[4] คู่มืออาสาสมัคร ร่วมพัฒนาคุณภาพชีวิตคนตา glass, เอกสารประกอบการแสดงผลงาน
บอด สมาคมคนตาบอดแห่งประเทศไทย, 2556, ประดิษฐ์คิดค้นประจาปี 2555, สานักงาน
แหล่งท่ีมา : http://www.thaihealth.or.th/ คณะกรรมการสภาวิจัยแหง่ ชาติ, กรงุ เทพฯ.
node/35554. 15 กรกฎาคม 2557.
[5] วรากร ศรีสัมพันธ์ และอานนท์ กอกกระโทก, [10] ธีรพล จงพิพัฒนศิริ, 2556, การเพิ่มประสิทธิ-
2552, เครื่องช่วยเหลือในการเดินทางสาหรับผู้ ภาพของระบบสเตอริโอวิชันโดยใช้อัลตราโซนิค
พิการทางสายตา, แหล่งท่ีมา : http://www.te. เซนเซอร์และระบบเสียงสามมิติเพื่อช่วยในการ
kmutnb.ac.th/msn/blinds.pdf, 13 กันยายน เดินทางของผู้พิการทางสายตา, วิทยานิพนธ์
2557. ปรญิ ญาโท, มหาวิทยาสงขลานครินทร์, สงขลา.
[6] ชุติพงษ์ หม่ันสระเกษ และอนุรักษ์ ศรประสิทธ์ิ,
2554, อุปกรณ์ช่วยในการเคล่ือนที่สาหรับผู้ [11] เสฐียรพงษ์ ชัยมณี, สุรีรัตย์ ศิริกาญจนากุล และ
พิการทางสายตาโดย PSoC, แหล่งท่ีมา : https: สุเพ็ญพร พันธ์สุวรรณ, 2557, เคร่ืองบอกระยะ
//app.enit.kku.ac.th/mis/administrator/do ทางอัจฉริยะเพ่ือผู้พิการทางสายตา, แหล่งที่มา :
c_upload/20120305112357.pdf. http://store.learnsquare.com/eserv/chan
[7] สุรพล วรภัทราทร, 2557, ไอโซนาร์, เอกสาร geme:211/FullReport.pdf,13กนั ยายน2557.
ป ร ะ ก อ บ ก า ร แ ส ด ง ผ ล ง า น ป ร ะ ดิ ษ ฐ์ คิ ด ค้ น
ประจาปี 2555, สานักงานคณะกรรมการสภา [12] ณัฐพร ฤทธิ์นุ่ม, 2557, ไม้เท้าอิเล็กทรอนิกส์
วิจัยแหง่ ชาติ, กรุงเทพฯ. สาหรับผู้พิการทางสายตา, แหล่งที่มา : http://
www.ecti-thailand.org/emagazine/views/
44, 13 กันยายน 2557.

147