โครงงานคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์บังคับ ด้วย mBlock โดย เด็กชายทอแสง พลายทอง เด็กชายจักรพงศ์ ฉัตรแก้ว เด็กชายรชต นะเป๋า ครูที่ปรึกษาโครงงาน นางสาวกรรณิการ์ ค าแสน โรงเรียนแสงหิรัญวิทยา ส านักงานเขตลาดกระบัง กรุงเทพมหานคร
จัดท ำโดย เด็กชำยทอแสงพลำยทอง เด็กชำยจักรพงศ์ ฉัตรแก้ว เด็กชำยรชต นะเป๋ำ ชั้นมัธยมศึกษำปีที่ 2 ครูที่ปรึกษำโครงงำน นำงสำวกรรณิกำร์ ค ำแสน ต ำแหน่ง ครู วิทยฐำนะครูช ำนำญกำร
ที่มาและความส าคัญของปัญหา เทคโนโลยีแทรกแทรงเข้ามาทุกส ่วนการ ด าเนินชีวิตประจ าวันของมนุษย์ หุ่นยนต์เป็นอีกเทคโนโลยี หนึ่งที่ถูกมนุษย์พัฒนาสร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์ที่แตกต่าง กันออกไป โดยหุ่นยนต์เป็นสิ่งที่มนุษย์ให้ความสนใจเป็น อย่างมาก เนื่องจากหุ่นยนต์มีความฉลาดและความสามารถ มากกว่ามนุษย์ในบางเทคโนโลยีหุ่นยนต์ถูกพัฒนาไปในด้าน ต่างๆ ดังนั้นผู้จัดท าจึงสนใจที่ท าการศึกษาระบบการท างานของหุ่นยนต์บังคับ ผ่านคีย์บอร์ด รีโมท สมาร์ทโฟน และแบบอัตโนมัติ สามารถควบคุมพฤติกรรมและ การท างานของหุ่นยนต์ได้อย่างเหมาะสม ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนที่ การท าหุ่นยนต์ บังคับยังช่วยให้สามารถปรับปรุงและพัฒนาทักษะความรู้ความเข้าใจได้อย่าง รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
วัตถุประสงค์ของโครงงำน เพื่อประยุกต์สร้างสรรค์ เกมส์หุ่นยนต์เตะฟุตบอล 03 01 เพื่อศึกษาการเขียน โปรแกรมหุ่นยนต์ mbot ด้วย mBlock เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ ควบคุมผ่าน คีย์บอร์ด รีโมท สมาร์ทโฟนและ แบบอัตโนมัติ 02
ขอบเขตเนื้อหา พัฒนำหุ่นยนต์และระบบควบคุมจ ำนวน 4 ระบบ ผู้ใช้สำมำรถควบคุมหุ่นยนต์ผ่ำนคีย์บอร์ด รีโมท สมำร์ทโฟน และแบบอัตโนมัติได้ 03 สร้ำงสรรค์เกมส์หุ่นยนต์บังคับแบบเตะฟุตบอล 01 02
ขอบเขตของระบบ โดยใช้ภำษำ Scratch ในโปรแกรม Mblock เป็นตัวควบคุมกำรท ำงำนของหุ่นยนต์ 01 Bluetooth 02 03 04 หุ่นยนต์บังคับผ่าน สาย Bluetooth ไร้ สาย Infrared remote หุ่นยนต์บังคับผ่าน สัญญาณ Infrared remote Application หุ่นยนต์บังคับ ผ่านสัญญาณ Wifi Automatic หุ่นยนต์แบบ อัตโนมัติ
ประโยชน์ที่จะได้รับ สำมำรถพัฒนำหุ่นยนต์ให้มีประสิทธิภำพและ ควำมแม่นย ำในกำรท ำงำนได้ สำมำรถเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ mbot ด้วย mBlock ได้ สำมำรถพัฒนำหุ่นยนต์ควบคุมผ่ำน คีย์บอร์ด รีโมท สมำร์ทโฟน หุ่นยนต์แบบอัตโนมัติ และ สร้ำงสรรค์เกมส์หุ่นยนต์เตะฟุตบอลได้
เอกสารที่เกี่ยวข้อง ความร ้ เ ู ก ี่ยวกบ ั ห ่ น ุ ยนต ์ • ความหมายของหุ่นยนต ์,ประเภทของหุ่นยนต ์,ประโยชน์ของ หุ่นยนต ์ ส่วนประกอบและการประกอบเพ ื่อใช ้ งาน mBot กำรเขียนโปรแกรมให้หุ่นยนต์ mBot เครื่องไหว • กำรออกแบบโปรแกรม (Program) • โปรแกรม mBlock V 3.1.4 (Based on Scratch From MIT Media Lab) ค ำสั่งพื้นฐำนเกี่ยวกับกำรควบคุมหุ่นยนต์
วิธีการด าเนินงาน ขั้นรวบรวมและ วิเครำะห์ (Analysis) ขั้นกำรออกแบบ วำงแผน (Design) ขั้นกำรพัฒนำ (Implementation) ขั้นกำรทดสอบ (Testing)
วัสดุและอุปกรณ์ในการประกอบหุ่นยนต์
วัสดุและอุปกรณ์ในการประกอบหุ่นยนต์
ผลการทดสอบของหุ่นยนต์ mBot บังคับด้วยคีย์บอร์ดผ่านระบบ Bluetooth
ผลการทดสอบของหุ่นยนต์ mBot การควบคุมด้วยรีโมทผ่านระบบ Infrared remote
ผลการทดสอบของหุ่นยนต์ mBot หุ่นยนต์แบบอัตโนมัติตามเงื่อนไขที่ก าหนด
ผลการทดสอบของหุ่นยนต์ mBot ควบคุมด้วยแอฟลิเคชั่นบนสมาร์ทโฟน ผ่านระบบ WIFI
ผลการทดสอบของหุ่นยนต์ mBot การประยุกต์สร้างสรรค์เกมหุ่นยนต์เตะฟุตบอล
สรุปผลการด าเนินงาน 1. การศึกษาการเขียนโปรแกรมหุ่นยนต์ mbot ด้วย mBlock การออกแบบและพัฒนาระบบหุ่นยนต์บังคับ มีความส าคัญกับความเสถียรภาพตอบสนองได้ อย่างรวดเร็วและแม่นย า มีความสามารถในการ ปรับเปลี ่ยน มีความปลอดภัยมีความสามารถใน ก า ร ร อง รับ ก า รเ ชื ่ อม ต ่ อ แ ล ะ สื ่ อ ส า ร มี ความสามารถในการอัพเกรดและปรับปรุง และมี ความพร้อมในการท างานตลอดเวลา
สรุปผลการด าเนินงาน การบังคับจากรีโมท โดยใช้ Infrared remote ใช้ค าสั่ง infrared remote บังคับ หุ่นยนต์ เมื่อกดปุ่มลูกศรหรือตัวอักษรใดๆ จะท าให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปตามทิศทาง ตามที่โปรแกรมก าหนด และหากต้องการ สั่งให้หุ่นยนต์หยุดให้กดปุ่ม “Setting” บน remote การบังคับจากคีย์บอร์ดคอมพิวเตอร์ ผ่านสาย Bluetooth ไร้สาย โดยการเชื่อมต่อระหว่างหุ่นยนต์กับ คอมพิวเตอร์ โดยที่เราจะใช้การ ปฏิบัติการในรูปแบบ Scratch Mode การใช้การบังคับจากสมาร์ทโฟน โดยหุ่นยนต์จะรับข้อมูลปุ่มบนแผงวงจรหลักของ mBot ซึ่งจะมีสั่งการผ่านแอฟลิเคชั่นที่ชื่อ Makeblock 2. กำรพัฒนำหุ่นยนต์ควบคุมผ่ำน คีย์บอร์ด รีโมท และสมำร์ทโฟน รูปแบบกำรเขียนโปรแกรมค ำสั่งต่อไปนี้ ใช้ค ำสั่ง If เพื่อ สร้ำงเงื่อนไขให้หุ่นยนต์ท ำค ำสั่ง เมื่อมีกำรกดปุ่มบน คีย์บอร์ดของคอมพิวเตอร์ เช่น เมื่อกดปุ่มลูกศรขึ้น หุ่นยนต์จะวิ่งไปด้ำนหน้ำ เมื่อกดปุ่มลูกศรถอยหลัง หุ่นยนต์ก็จะถอยหลัง เมื่อกดปุ่มลูกศรซ้ำย หุ่นยนต์ก็จะเลี้ยวซ้ำย เมื่อกดปุ่มลูกศรขวง หุ่นยนต์ก็จะเลี้ยวขวำ และเมื่อกดปุ่ม space bar หุ่นยนต์ก็จะหยุด
ผลการทดสอบนี้แสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์บังคับที่ทดสอบนั้นสามารถท างานได้อย่างถูกต้องในเรื่อง ของการเชื่อมต่อ Bluetooth , Infrared remote ,WiFi การรับค าสั่งบังคับด้วยการคอนโทรจาก คีย์บอร์ด,รีโมท์และสมาร์ทโฟน ผ่าน Bluetooth , Infrared remote ,WiFi ตามล าดับและการปรับ ความเร็วผ่านแอพพลิเคชั่น บรรลุตามวัตถุประสงค์ที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นคือ 1.เพื่อศึกษาการเขียน โปรแกรมหุ่นยนต์ mbot ด้วย mBlock 2.เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ควบคุมผ่าน คีย์บอร์ด รีโมท สมาร์ทโฟน 3.เพื่อประยุกต์สร้างสรรค์เกมส์หุ่นยนต์เตะฟุตบอล ทางผู้จัดท าโครงงานสามารถน าผลการทดสอบนี้ ไปใช้เป็นความรู้เพื่อต่อยอดในการพัฒนาหุ่นยนต์ต่อไปได้ในอนาคตและสามารถน าชิ้นงานนี้ไป ปรับปรุงและพัฒนาต่อไป เพื่อให้หุ่นยนต์บังคับท างานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เช่น การเพิ่ม ฟังก์ชันและการควบคุมเพิ่มเติม เพื่อเพิ่มความหลากหลายในการใช้งาน รวมไปถึงการปรับปรุง ความเร็วในการตอบสนองและการส่งค าสั่งเพื่อลดเวลาในการตอบสนองของหุ่นยนต์ให้เหมือนกับการ สื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือแบบเรียลไทม์และสามารถเผยแพร่โครงงานให้กับผู้ที่สนใจจะศึกษาการท า หุ่นยนต์บังคับผ่าน Bluetooth , Infrared remote ,WiFi ได้ต่อไปในอนาคต อภิปรายผลการด าเนินงาน
ข้อเสนอแนะ กำรท ำรูปทรงของหุ่นยนต์ให้เป็นสี่เหลี่ยมจะท ำให้ ง่ำยต่อกำรออกแบบและสร้ำงโครงสร้ำงของหุ่นยนต์และ เป็นที่นิยมในกำรพัฒนำหุ่นยนต์เพรำะมีควำมเป็นรูปทรง ที่เหมำะสมส ำหรับกำรท ำงำนต่ำงๆ กำรเพิ่มฟังก์ชันและกำรควบคุมเพิ่มเติม เพื่อเพิ่ม ควำมหลำกหลำยในกำรใช้งำน ควร 3. ปรับปรุงควำมเร็วในกำรตอบสนองและกำรส่งค ำสั่ง เพื่อลดเวลำในกำรตอบสนองของหุ่นยนต์ให้เหมือนกับ กำรสื่อสำรผ่ำนโทรศัพท์มือถือแบบเรียลไทม์ 4. เพิ่มเซนเซอร์ที่มีประโยชน์เช่นเซนเซอร์วัดระยะทำง อุณหภูมิแรงดัน หรือควำมเร็วจะช่วยให้หุ่นยนต์ท ำงำนได้ มีประสิทธิภำพสูงขึ้น 1 2 3 4