รายงานผลสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์-65

รายงานผลงานสิง่ ประดิษฐท์ างวทิ ยาศาสตร์

ชื่อผลงาน เครอ่ื งตรวจจบั ควนั และแกส๊ รว่ั

เจ้าของผลงาน

นางสาวสุภารตั น์ บุญมี ช้ันมธั ยมศึกษาปีที่ 5
นางสาวร่งุ นภา อินประสิทธิ์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

ครูทีป่ รึกษา

1. นางปริญญา สขุ ะวิศษิ ฐ์
2. นายพฒุ พิ งศ์ เพชรเรือง

โรงเรียนมัธยมศึกษาจุฬาภรณ์

สำนกั งานเขตพืน้ ทีก่ ารศกึ ษามัธยมศกึ ษานครศรีธรรมราช
รายงานฉบบั นี้เปน็ สว่ นประกอบของผลงานสง่ิ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์
ระดับชนั้ มัธยมศกึ ษาตอนปลายเนือ่ งในงานมหกรรมวชิ าการมธั ยมศกึ ษา ครง้ั ที่ 30

ประจำปกี ารศกึ ษา 2565 วนั ที่ 16-18 เดือน พฤศจิกายน พ.ศ. 2565

รายงานผลการประดิษฐ์สิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์

ช่อื ผลงาน “เครื่องตรวจจบั ควันและแกส๊ รัว่ ”

เจ้าของผลงาน
1. นางสาวสภุ ารัตน์ บญุ มี
เกิดวนั ที่ 26 เดือน กุมภาพันธ์ พ.ศ.2548อายุ 17 ปี
2. นางสาวรุ่งนภา อนิ ประสิทธ์ิ
เกิดวนั ที่ 29 เดือน มนี าคม พ.ศ. 2548 อาย1ุ 7 ปี

ครทู ีป่ รึกษา

1. นางปริญญา สขุ ะวิศษิ ฐ์
2. นายพุฒพิ งศ์ เพชรเรือง

โรงเรยี นมธั ยมศึกษาจุฬาภรณ์

ทีต่ ัง้ 55 หมู่ 1 ตำบลนาหมอบญุ อำเภอจฬุ าภรณ์ จงั หวัดนครศรีธรรมราช
โทรศัพท์/โทรสาร 075- 845329 มือถือ 0935752983
E-mail : [email protected]

ก

คำนำ

สิง่ ประดิษฐ์ชิน้ นีถ้ ูกสร้างขึน้ มา จากผู้จดั ทำได้ติดตามข่าวการเสียชีวิตของคนจำนวนมากจาก
โศกนาฏกรรมอิแทวอนด้วยสาเหตุแก๊สรั่ว และมีผู้คนอยู่อย่างแออัด ทำให้ขาดอากาศหายใจและ
เหยียบกันตาย จึงทำให้ผู้จัดทำเกิดแรงบันดาลใจในการหาแนวทางในการแจ้งเตือนเมื่อเกิดแก๊สรั่ว
หรือควันในปริมาณที่อาจทำให้เกิดอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจและมีผลต่อการเสียชีวิตได้ อีก
ท้ัง สิ่งประดิษฐ์ “เคร่ืองตรวจจับควันไฟและแก๊สรั่ว” ยังเป็นเคร่ืองมือที่ใช้ในตรวจสอบ เม่ือนักเรียน
ชายแอบสูบบุหรี่ในห้องน้ำโรงเรียนได้เป็นอย่างดี สามารถช่วยป้องปรามนักเรียนไม่ให้สูบบุหรี่
ภายในสถานศึกษาได้ในเบื้องต้น ทางคณะผู้จัดทำจึงได้สร้างสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่อง
ตรวจจบั ควันและแก๊สรั่ว” เพือ่ ตรวจจบั ควันไฟ ควนั บุหร่ีและแกส๊ รว่ั พร้อมแจง้ เตอื นผ่านระบบไลน์

ต้องขอบคุณอาจารย์กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกท่านเป็นอย่างยิ่ง
ที่มาช่วยชี้แนะแนวทาง วิธีการดำเนินงานวัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ในการจัดทำสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์
ของเพื่อนๆนักเรียนชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 โรงเรียนมธั ยมศกึ ษาจุฬาภรณไ์ ด้สำเรจ็ ลลุ ว่ งไปด้วยดี

โดยหวังเป็นอย่างยิ่งว่าผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ชิ้นนี้ จะเป็นประโยชน์ต่อวงการ
การศกึ ษาและผสู้ นใจเปน็ อย่างดี

คณะผู้จดั ทำ

ข

สารบัญ

หวั ขอ้ เร่อื ง หนา้ ท่ี

คำนำ................................................................................................................... ก

สารบญั ................................................................................................................ ข

สารบัญตาราง ...................................................................................................... ค

สารบญั ภาพ ......................................................................................................... ง

บทคดั ยอ่ ............................................................................................................. จ

แนวคิดและแรงบนั ดาลใจในการสร้างส่งิ ประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์................................ 1

ทฤษฎีหรอื หลกั การที่นำมาใช้ในการประดิษฐ์................................................................ 2

วัตถุประสงคใ์ นการใช้ประโยชนผ์ งงานสิง่ ประดิษฐ์ ........................................................ 3

คณุ สมบัติ/คณุ ลักษณะเฉพาะของสง่ิ ประดิษฐ์ ............................................................... 3

วัสดุอปุ กรณ์ทีใ่ ชใ้ นการประดิษฐ์ ................................................................................... 4

งบประมาณทีใ่ ช้............................................................................................................ 4

ภาพประกอบการสร้างผลงานสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์........................................... 4

ข้ันตอนการทำงานของส่ิงประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์...................................................... 5

ขนาดและน้ำหนกั ของสง่ิ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์........................................................ 6

ผลงานสิง่ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์.............................................................................. 6

การทดสอบประสิทธิภาพของสง่ิ ประดษิ ฐ์...................................................................... 7

ประโยชน์และคุณค่าของส่ิงประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ ................................................... 7

บรรณานกุ รม..................................................................................................................... 9

ภาคผนวก .......................................................................................................................... 10

ภาคผนวก ก แบบร่างส่งิ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ ....................................................... 10

ภาคผนวก ข การต่อวงจรและการทดสอบการทำงานของสิง่ ประดิษฐ์ .......................... 12

ภาคผนวก ค การเขียนโปรแกรมควบคมุ การทำงานของสง่ิ ประดษิ ฐ์ ............................. 13

ภาคผนวก ง การทดสอบการทำงานของส่ิงประดิษฐ์..................................................... 16

ค

สารบญั ตาราง

ตาราง หนา้ ท่ี
1 อปุ กรณ์ที่ใชใ้ นการประดิษฐ์ ........................................................................................... 5
2 การทดสอบประสิทธิภาพของส่งิ ประดษิ ฐท์ างวิทยาศาสตร์

2.1 การทดสอบเครื่องตรวจจับควันและแก๊สรว่ั ด้วยควันบุหร่ี........................................... 8
2.2 การทดสอบเครื่องตรวจจับควันและแกส๊ ร่ัวด้วยควันจากการเผากระดาษ .................. 8
2.3 การทดสอบเครือ่ งตรวจจบั ควันและแก๊สรว่ั ด้วยแก๊สกระป๋อง .................................... 8

ง

สารบัญภาพ

ภาพ หนา้ ท่ี
1 Arduino Esp8266 Wemos D1 wifi ................................................................................. 2
2 senser MQ-2 ................................................................................................................. 3
3 ไดโอดเปล่งแสง............................................................................................................... 3
4 buzzer moduie ............................................................................................................... 4
5 สวิตซไ์ ฟทรงกลม ............................................................................................................ 4
6 จอ LCD .......................................................................................................................... 4
7 แบบร่าง “เครอ่ื งตรวจจบั ควันและแก๊สรัว่ ” ..................................................................... 6
8 แบบร่างวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ “เครื่องตรวจจับควันและแก๊สรั่ว”....................................... 6
9 ผลงานสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ ...................................................................... 7
10 แบบรา่ ง “เครื่องตรวจจบั ควันและแก๊สรวั่ ” ................................................................... 10
11 ภาพการทดสอบประสิทธิภาพของสิ่งประดษิ ฐ์ “เคร่อื งตรวจจับควันและแก๊สรว่ั ” ............. 12
12 ภาพถ่ายแสดงผลการทำงานของ “เครอ่ื งตรวจจับควนั และแก๊ส ..................................... 13
13 ภาพถา่ ยการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานและแสดงผลการทำงานของ
“เครอ่ื งตรวจจบั ควันและแก๊ส.......................................................................................... 14

จ

ผลงานสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจบั ควันและแก๊สรว่ั ”

ชื่อครทู ี่ปรกึ ษา นางปริญญา สขุ ะวิศษิ ฐ์ และ นายพุฒิพงศ์ เพชรเรือง

ชือ่ เจ้าของผลงาน นางสาวสภุ ารตั น์ บญุ มี และ นางสาวร่งุ นภา อนิ ประสิทธิ์

โรงเรียนมัธยมศกึ ษาจฬุ าภรณ์ จังหวัดนครศรธี รรมราช

สำนักงานเขตพืน้ ที่การศกึ ษามัธยมศกึ ษานครศรธี รรมราช

บทคดั ยอ่
ผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควันและแก๊สรั่ว” เป็นสิ่งประดิษฐ์ทาง
วิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์เพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิต ที่สร้างขึ้นมาโดยใช้ความรู้เกี่ยวกับ Internet
of things (IOT)
“เครื่องตรวจจับควันและแก๊สรั่ว”เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้ประโยชน์ ช่วยแจ้งเตือนกรณีมีควันไฟ
ควันบุหรี่หรือแก๊สรั่วผ่านแอพลิเคช่ันไลน์ จากการทดสอบประสิทธิภาพของสิ่งประดิษฐ์ทาง
วิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควันและแก๊สรั่ว” โดยการทดสอบวัดปริมาณแก๊สรั่ว ควันไฟ ควันบุหร่ี
พบว่าเครื่องตรวจจับควันและแก๊สรั่วจะแจ้งเตือนผ่านแอพลิเคชั่นทุกครั้ง ภายในเวลา 1-3 วินาที ที่มี
แก๊สรั่ว ควันไฟ หรอื ควนั บุหร่ี เมือ่ มีระดบั ความเข้มข้นมากกวา่ หรอื เท่ากบั 30ppm

1

ความเปน็ มา/แนวคดิ /แรงบันดาลใจในการสรา้ งสรรคผ์ ลงาน

จากขา่ วการเสียชีวิตของคนจำนวนมาก “โศกนาฏกรรมอิแทวอน” ด้วยสาเหตุแก๊สรั่ว และ
มีผู้คนอยู่อย่างแออัด ทำให้ขาดอากาศหายใจและเหยียบกันตาย จึงทำให้ผู้จัดทำเกิดแรงบันดาลใจ
ในการหาแนวทางในการแจ้งเตือนเมื่อเกิดแก๊สรั่วหรือควันในปริมาณที่อาจทำให้เกิดอันตรายต่อ
ระบบทางเดินหายใจและมีผลต่อการเสียชีวิตได้ อีกทั้ง เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการแจ้งเตือนเมื่อ
นักเรียนชายแอบสูบบุหรี่ในห้องน้ำโรงเรียนได้เป็นอย่างดี สามารถช่วยป้องปรามนักเรียนไม่ให้สูบ
บุหรี่ภายในสถานศึกษาได้ในเบื้องต้น ทางคณะผจู้ ดั ทำจงึ ได้สร้างส่งิ ประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เคร่ือง
ตรวจจับควันไฟและแกส๊ รว่ั ” เพื่อตรวจจับควันไฟ ควนั บหุ ร่ีและแกส๊ รว่ั พร้อมแจง้ เตอื นผา่ นระบบไลน์

คณะผู้จัดทำจึงได้นำความรู้ด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ประโยชน์ โดยการนำเอา
Arduino ซึ่งเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งมาควบคมุ การทำงานของเซนเซอร์เครื่องตรวจจับควันใน
การสร้างสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควันไฟและแก๊สร่ัว” ให้สามารถตรวจับควันไฟ
ควนั บุหร่ี และแก๊สรวั่ ที่ระดบั ความเข้มของควันมากกวา่ หรอื เท่ากับ 30 ppm

ทฤษฎีหรือหลกั การทีน่ ำมาใช้ในการประดิษฐ์

ในการศกึ ษาเรื่องเคร่อื งตรวจจบั ควันไฟและแกส๊ รว่ั ผจู้ ัดทำได้รวบรวมแนวคิดทฤษฎี และ
หลักการต่างๆทีเ่ กี่ยวข้องดังตอ่ ไปนี้

1. ดชั นีคุณภาพอากาศ
เป็นการรายงานข้อมูลคุณภาพอากาศในรูปแบบที่ง่ายต่อความเข้าใจของประชาชนทั่วไป เพื่อ
เผยแพร่ประชาสัมพันธ์ให้สาธารณชนได้รับทราบถึงสถานการณ์มลพิษทางอากาศในแต่ละพื้นที่ว่าอยู่
ในระดับใด มีผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยหรือไม่ ดัชนีคุณภาพอากาศ 1 ค่า ใช้เป็นตัวแทนค่าความ
เข้มข้นของสารมลพิษทางอากาศ 6 ชนิด ได้แก่ 1.ฝุ่นละอองขนาดไม่เกิน 2.5 ไมครอน 2.ฝุ่นละออง
ขนาดไม่เกิน 10 ไมครอน 3.ก๊าซโอโซน (O3) ที่เป็นสารมลพิษทางอากาศคือก๊าซโอโซนในชั้น
บรรยากาศผิวโลก เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน และสารประกอบอินทรีย์
ระเหยง่าย โดยมีแสงแดดเป็นตัวเรง่ ปฏิกิริยา มีผลกระทบต่อสุขภาพ โดยก่อให้เกิดการระคายเคืองตา
และระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเยื่อบุต่างๆ ความสามารถในการทำงานของปอดลดลง
เหนื่อยเร็ว 4.ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เป็นก๊าซที่ไม่มีสี กลิ่น และรส เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่
สมบูรณ์ของเชื้อเพลิงที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ก๊าซนี้สามารถสะสมอยู่ในร่างกายได้โดยจะไป
รวมตัวกับฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงได้ดีกว่าออกซิเจนประมาณ 200-250 เท่า เมื่อหายใจเข้าไปทำ
ให้ก๊าซชนิดนี้จะไปแย่งจับกับฮีโมโกลบินในเลือด เกิดเป็นคาร์บอกซีฮีโมโกลบิน (CoHb) ทำให้การ
ลำเลียงออกซิเจนไปสู่เซลล์ต่างๆ ของร่างกายลดน้อยลง ส่งผลให้ร่างกายเกิดอาการอ่อนเพลีย และ
หัวใจทำงานหนกั ขึน้ 5.กา๊ ซไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO2) เป็นก๊าซที่ไมม่ สี ีและกลิน่ ละลายน้ำได้เล็กน้อย

2

มีอย่ทู ่วั ไปในธรรมชาติ หรอื เกิดจากการกระทำของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้เชือ้ เพลิงตา่ งๆ อุตสาหกรรม
บางชนิด เป็นต้น ก๊าซนี้มีผลต่อระบบการมองเห็นและผู้ที่มีอาการหอบหืดหรือ โรคเกี่ยวกับทางเดิน
หายใจ 6.ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เป็นก๊าซที่ไม่มีสี หรืออาจมีสีเหลืองอ่อนๆ มีรสและกลิ่นที่
ระดับความเข้มข้นสูง เกิดจากธรรมชาติและการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน (ซัลเฟอร์) เป็น
ส่วนประกอบ สามารถละลายน้ำได้ดี สามารถรวมตัวกับสารมลพิษอื่นแล้วก่อตัวเป็นอนุภาคฝุ่นขนาด
เล็กได้ ก๊าซนี้มีผลกระทบโดยตรงต่อสุขภาพ ทำให้เกิดการระคายเคืองต่อเยื่อบุตา ผิวหนัง และระบบ
ทางเดินหายใจ หากได้รับเป็นเวลานาน ๆ จะทำให้เป็นโรคหลอดลมอักเสบเรือ้ รังได้

กระบวนการ cellular oxygenation เป็นกระบวนการที่ทำให้เกิดอาการเนื้อเยื่อขาดออกซิเจนได้
(tissue anoxia) ระดับความเข้มข้นในอากาศจะมีผลต่ออาการและอาการแสดงของผู้ป่วย ระดับความ
เข้มข้น 18-36 ppmผู้ป่วยจะเริ่มมี อาการปวดศีรษะ ถ้าระดับความเข้มข้นถึง 100 ppm ผู้ป่วยจะเสีย
ชีวิตภายใน 1 ชั่วโมง ถ้าระดับความเข้มข้นถึง 110-135 ppm ผู้ ป่วยจะเสียชีวิตภายใน 30 นาที ถ้า
ระดบั ความเข้มข้น 181 ppm ผปู้ ่วยจะเสียชวี ิตภายใน 10 นาที ถ้าระดับความเข้มข้นถึง 280 ppm ผู้ป่วย
จะเสียชีวติ ทนั ที

2. Arduino ESP8266 Wemos D1 wifi
เป็นบอร์ดรุ่นที่คล้ายกับ Arduino Uno ใช้ชิฟ ATmega328P ส่วนประกอบหลักในการใช้งาน
ครบถ้วน ขา Input/Output สั่งควบคุมอุปกรณ์เพียงพอกับการใช้งาน รองรับการสื่อสารหลักๆ
ครบถ้วน ใช้งานได้กับโมดูล เซนเซอรเ์ กือบทุกชนิด มีขาต่อใช้งานง่าย มีบอรด์ โมดูล Shield ที่ออกแบบ
มาสำหรับรุ่น UNO แค่เสียบก็พร้อมใช้งาน เป็นรุ่นที่เหมาะสำหรับทำหุ่นยนต์ เช่นหุ่นยนต์กู้ภัย ระบบ
เซนเซอร์การเคลื่อนไหว วัดระยะทาง ตรวจจับวัตถุ สร้างเสียงเตือนภัย สั่งงานผ่านรีโมท หรือ
โทรศพั ทม์ ือถือ

ภาพที่ 1 Arduino ESP8266 Wemos D1 wifi
ที่มา : สุภารตั น์ บุญมี. (2565ก:ภาพถ่าย)

3

2. Sensor MQ-2

เซ็นเซอร์MQ-2 เปน็ เซน็ เซอร์ที่ใช้เพื่อตรวจจบั ปริมาณกาซในอากาศ เชน แก๊สมีเทน แก๊ส
บิวเทน กาซหงุ ตม ควันไฟและควันบหุ รี่ เป็นต้น แตไ่ ม่สามารถแยกบอกความแตกต่างระหว่างแก๊สชนิด
ต่างๆ ได้ ทำงานได้โดยไมจ่ ำเปน็ ต้องเช่ือมตอ่ กับไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถใช้สำหรบั การตรวจสอบ
คุณภาพของอากาศ สญั ญาณเตือนแกส๊ รัว่ ไหลทีเ่ ปน็ อนั ตรายได้เป็นอยา่ งดี

ภาพที่ 2 Sensor MQ-2
ทีม่ า : สภุ ารตั น์ บญุ มี ( 2565ข: ภาพถ่าย)

3.ไดโอดเปล่งแสง
ไดโอดเปล่งแสง เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างหนึ่ง จัดอยู่ในจำพวกไดโอด ที่สามารถ
เปลง่ แสงในช่วงสเปกตรัมแคบ เมื่อถูกไบอัสทางไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้า สีของแสงที่เปล่งออกมานั้น
ขนึ้ อยูก่ ับองคป์ ระกอบทางเคมีของวัสดุกึง่ ตัวนำทีใ่ ช้ และเปลง่ แสงได้ใกล้ช่วงอัลตราไวโอเลต ช่วงแสงที่
มองเหน็

ภาพที่ 3 ไดโอดเปล่งแสง
ทีม่ า : สุภารัตน์ บญุ มี ( 2565ค: ภาพถา่ ย)

4

4 buzzer moduie
buzzer moduie เปน็ โมดลู เสียง Active Buzzer Module ลำโพงแบบแมเ่ หล็ก.สามารถสร้าง
เสียงเตือนได้ง่าย โดยการต่อขา I/O ของ buzzer moduie กับขา I/O ของ Arduino หรือ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรง และต่อกับขา VCC ของ buzzer moduie กับไฟเลี้ยง 3.3-5VDC และ
ขา GND กับ GND ในการส่งั ให้ buzzer moduie มีเสียง

ภาพที่ 4 buzzer moduie 5v
ที่มา : สภุ ารัตน์ บญุ มี ( 2565ง: ภาพถ่าย)
5. สวิตซ์ไฟทรงกลม
สวิตซืไฟทรงกลม สดี ำ มีปมุ่ ไฟ ขนาด12v 20A ใช้กบั ไฟฟ้ากระแสตรง ทำหนา้ ที่เป็นตัวรีเซต
การทำงานของเครื่องตรวจจับควนั และแกส๊ รว่ั

ภาพที่ 5 สวิตซ์ไฟทรงกลม
ทีม่ า : สุภารตั น์ บญุ มี ( 2565จ: ภาพถา่ ย)
6. จอLCD 1602 แบบ12c 16x2
จอ LCD แบบ 12c ขนาด 16x2 สำหรบั ใช้ตอ่ วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์อยา่ งง่าย

ภาพที่ 6 จอ LCD
ทีม่ า : สุภารัตน์ บญุ มี ( 2565ฉ: ภาพถา่ ย)

5

วตั ถุประสงค์
1. เพือ่ ตรวจจบั ปริมาณควันไฟ ควนั บุหร่แี ละแก๊สรัว่
2. เพือ่ แจ้งเตือนผลการตรวจจับปริมาณควันไฟ ควันบุหร่ีและแก๊สรัว่ ผ่านแอพลิเคชั่นไลน์
3. เพือ่ ศกึ ษาการนำ Sensor MQ-2 มาใช้ในการตรวจจัดควันไฟ ควนั บหุ รแ่ี ละแก๊สรว่ั
4. เพื่อศึกษาการนำบอร์ด Arduino ESP8266 Wemos D1 wifi มาใช้ควบคมุ วงจรท้ังหมดของ

เครือ่ งตรวจจับควนั และแก๊สรวั่ โดยการเขียนโปรแกรม

คณุ สมบตั ิ/คุณลกั ษณะเฉพาะของผลงานประดิษฐ์
1. เครือ่ งตรวจจับควนั และแกส๊ รว่ั ที่สรา้ งข้ึนสามารถทำงานตรวจจบั ควันไฟ ควนั บุหร่ี และ

แกส๊ รว่ั ทีม่ ปี ริมาณระดับความเข้มมากกวา่ หรอื เทา่ กบั 30 ppm
2. เครื่องตรวจจบั ควนั และแก๊สร่ัว ที่สรา้ งข้นึ สามารถทำงานตรวจจับควนั ไฟ ควันบุหร่ี และ

แกส๊ รัว่ ที่มปี ริมาณระดับความเข้มมากกวา่ หรอื เทา่ กับ30 ppm พร้อมแจ้งเตือนผ่านแอพลิเคชน่ั ไลน์

วัสดุอปุ กรณท์ ใ่ี ช้ในการประดิษฐ์

ตารางที่ 1 ตารางแสดงวัสดุอุปกรณ์ที่ใชใ้ นการประดิษฐ์

รายการ จำนวน(ชุด) ราคา(บาท)
30
สายจัมเปอร์ 1 5
25
ไดโอดเปล่งแสงสีเขียว/สีแดง 2 50

Sensor MQ-2 1 25
110
บอรด์ WeMos D1 WiFi Arduino UNO 1 35
40
board ESP8266 Arduino IDE 30

breadboard 1

จอLCD 1602 แบบ12c 16x2 1

กล่องพลาสติกกนั น้ำ Nano.202 1

buzzer moduie 2

ปมุ่ Reset 1

งบประมาณทใ่ี ช้ในการประดิษฐ์คิดค้น
จำนวนเงินที่ใช้ในการประดิษฐส์ ิ่งประดษิ ฐป์ ระมาณ 350 บาท (สามรอ้ ยห้าสิบบาทถ้วน)

6
ภาพประกอบหรอื แบบร่าง ( ภาพ sketch/drawing ) ผลงานประดิษฐ์

ภาพที่ 7 แบบร่าง “เครื่องตรวจจับควันและแกส๊ รั่ว”
ที่มา : สุภารตั น์ บุญมี (2565ก : ภาพวาด)

ภาพที่ 8 แบบรา่ งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ “เครื่องตรวจจบั ควันและแก๊สรว่ั ”
ทีม่ า : สภุ ารตั น์ บญุ มี (2565ข : ภาพวาด)
ขั้นตอนการสรา้ งผลงานประดิษฐ์
1. ตอ่ บอร์ด WeMos D1 WiFi เข้ากับอปุ กรณอ์ ืน่ ๆตามแบบร่างภาพที่ 6
2. ติดตงั้ สาย USB จากบอรด์ แล้วตอ่ เข้ากับอะแดปเตอรเ์ ป็นแหล่งจ่ายไฟใหก้ ับวงจร
3. เขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานลงบนบอรด์ WeMos D1 WiFi เช่อื มต่อขาตา่ งๆ เพือ่ สง่
ข้อมลู ระหวา่ งอุปกรณ์อ่นื ๆ ตามแบบร่างการตอ่ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ภาพที่ 6
4. ติดตง้ั อุปกรณ์ท้ังหมดตามภาพที่ 4 แบบที่รา่ งไว้
5. ทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจบั ควันและแก๊ส

7

ข้ันตอนการทำงานของผลงานประดิษฐ์
1.จ่ายไฟให้กับเครื่องตรวจจับควันและแก๊ส ตัวเครื่องจะแสดงความพร้อมผ่านหน้าจอ

LCD และไฟสีเขียวทำงาน
2.กรณีมีควันหรือแก๊ส ปริมาณระดับความเข้มของควันหรือแก๊สในอากาศมากกว่าหรือ

เท่ากับ 30 ppm หน้าจอLCD จะแสดงปริมาณระดับความเข้มของควันและแก๊สในอากาศขณะนั้น
พร้อมท้ังสง่ เสียงรอ้ งและไฟสีแดงจะทำงาน และสง่ ขอ้ ความแจง้ เตอื นผา่ นแอพลิเคชั่นไลน์

3.กรณีเครื่องตรวจับควันและแก๊สรั่วมีปัญหา ให้กดปุ่มรีเซตด้านข้างเพื่อให้เครื่องทำงาน
ใหมอ่ ีกคร้ัง

ขนาดและน้ำหนกั ของผลงานประดิษฐ์
กว้าง 109.5 มิลลเิ มตร ยาว 109.5 มิลลเิ มตร สูง 63.5 มิลลเิ มตร
น้ำหนกั ประมาณ 0.2 กิโลกรัม

ผลงานสิ่งประดิษฐ์

ด้านข้าง ด้านหน้า

ภาพที่ 9 สิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควันและแกส๊ ร่ัว”

ทีม่ า : สุภารัตน์ บุญมี. (2565ช : ภาพถ่าย)

การทดสอบประสิทธิภาพของสิง่ ประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์
ทดสอบการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครือ่ งตรวจจบั ควันและแกส๊ ” โดย

ทดสอบการทำงานของเครื่องตรวจจบั ควนั และแกส๊ ผลปรากฏดังตารางที่ 2

8

ตารางที่ 2.1 ตารางแสดงผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เครือ่ งตรวจจับควัน

และแกส๊ ” โดยใช้ควันบุหรี่

ผลการทดสอบ ไฟแดง เสียง จอLCD แสดงผลทางแอพลิเคชัน่ ไลน์
เวลา(วนิ าที)

2 ไม่ทำงาน ไม่ทำงาน 28ppm ไม่แจง้ เตอื น

4 ทำงาน ทำงาน 32ppm แจ้งเตือน

6 ทำงาน ทำงาน 35ppm แจ้งเตือน

จากตารางบันทึกผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควนั

และแก๊ส” โดยใช้ควันบุหรี่ พบว่า เมื่อเวลา4 วินาทีขึ้นไป ควันบุหรี่มีระดับความเข้มมากกว่า30ppm
เครือ่ งตรวจจับควนั และแกส๊ ทำงานและแจ้งเตือนผ่านแอพลิเคช่ันไลน์

ตารางที่ 2.2 ตารางแสดงผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครือ่ งตรวจจับควนั

และแกส๊ ” โดยใช้ควนั จากการเผากระดาษ

ผลการทดสอบ ไฟแดง เสียง จอLCD แสดงผลทางแอพลิเคชน่ั ไลน์
เวลา(วนิ าที)

2 ทำงาน ทำงาน 32ppm แจ้งเตือน

4 ทำงาน ทำงาน 37ppm แจ้งเตือน

6 ทำงาน ทำงาน 46ppm แจ้งเตือน

จากตารางบันทึกผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควนั
และแก๊ส” โดยใช้ควนั จากการเผากระดาษ พบวา่ ภายในเวลา2 วินาที ควนั จากการเผากระดาษมีระดับ

ความเข้มมากกว่า30ppm ทกุ ครั้ง เคร่อื งตรวจจับควนั และแกส๊ ทำงานและแจง้ เตอื นผ่านแอพลิเคชั่นไลน์

ตารางที่ 2.3 ตารางแสดงผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เครือ่ งตรวจจับควนั

และแก๊ส” โดยใช้แก๊สหุงตม้ กระป๋อง

ผลการทดสอบ ไฟแดง เสียง จอLCD แสดงผลทางแอพลิเคชั่นไลน์
เวลา(วนิ าที)

2 ทำงาน ทำงาน 30ppm แจ้งเตือน

4 ทำงาน ทำงาน 37ppm แจ้งเตือน

6 ทำงาน ทำงาน 36ppm แจ้งเตือน

9
จากตารางบันทึกผลการทำงานของผลงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควันและ
แก๊ส” โดยใช้ควันจากการเผากระดาษ พบว่า เมื่อแก๊สจากแก๊สกระป๋องมีระดับความเข้มมากกว่า
30ppm ทกุ คร้ัง เครื่องตรวจจับควันและแก๊ส ทำงานและแจ้งเตือนผา่ นแอพลิเคชัน่ ไลน์

ผลงานสิ่งประดิษฐ์นี้ มีความโดดเดน่ กว่าผลงานประดิษฐอ์ ืน่ ท่เี คยมีมากอ่ นอย่างไร
เครื่องตรวจจับควันและแก๊สที่ผู้จัดทำได้สร้างขึ้น สามารถทำงานตรวจจับควันที่มีระดับ

ความเข้มของควันและแกส๊ ในอากาศมากกวา่ หรอื เท่ากบั 30 ppm และแจ้งเตือนผา่ นแอพลิเคช่นั ไลน์

ประโยชน์และคณุ ค่าของผลงานประดิษฐ์ ( ในแงอ่ าชีพหรอื เชิงพาณิชย์ )
1. เปน็ เครื่องที่ชว่ ยแจ้งเตอื นกรณีมีปริมาณควนั หรือแกส๊ ในปริมาณที่อันตรายตอ่ ร่างกาย

และทรพั ยส์ ินได้
2. นำไปเป็นตวั ชว่ ยในการตรวจจับควันบหุ รใ่ี นห้องนำ้ ชายของโรงเรียน ป้องปรามการสบู

บหุ ร่ใี นสถานศกึ ษาได้

10

บรรณานกุ รม

กองจดั การคณุ ภาพอากาศและเสียง กรมควบคุมมลพิษ. (2565). ขอ้ มลู ดัชนีคุณภาพอากาศ.
[ออนไลน์]. เข้าถึงขอ้ มูลเมื่อวนั ที่ 3 พฤศจกิ ายน 2565 ที:่ http://air4thai.pcd.go.th/.

สุภารตั น์ บุญมี. (2565ก ). WeMos D1 WiFi. [ภาพถา่ ย]. บ้านเลขที่ 28/4 หมูท่ ี่ 1 ตำบลทุง่ โพธิ์
อำเภอจุฬาภรณ์ จังหวัดนครศรธี รรมราช.
. (2565ข ). Sensor MQ-2. [ภาพถ่าย]. บ้านเลขที่ 28/4 หมูท่ ี่ 1 ตำบลทุ่งโพธิ์ อำเภอจุฬาภรณ์
จงั หวดั นครศรีธรรมราช.
. (2565ค).ไดโอดเปลง่ แสง. [ภาพถ่าย].บ้านเลขที่ 28/4หมทู่ ี่ 1 ตำบลทุ่งโพธิ์ อำเภอจฬุ าภรณ์
จงั หวดั นครศรีธรรมราช.
. (2565ง).buzzermoduie. [ภาพถ่าย].บ้านเลขที่ 28/4หม่ทู ี่ 1 ตำบลทงุ่ โพธิ์ อำเภอจฬุ าภรณ์
จังหวัดนครศรีธรรมราช.
. (2565จ).สวติ ซ์ไฟทรงกลม. [ภาพถ่าย].บ้านเลขที่ 28/4หมทู่ ี่ 1 ตำบลทงุ่ โพธิ์ อำเภอจฬุ าภรณ์
จงั หวดั นครศรีธรรมราช.
. (2565ฉ). แบบรา่ ง “เคร่ืองตรวจจบั ควันและแกส๊ ”. [ภาพวาด]. บ้านเลขที่ 28/4 หมู่ที่ 1
ตำบลท่งุ โพธิ์ อำเภอจุฬาภรณ์ จังหวัดนครศรีธรรมราช.
. (2565ช). แบบร่างวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ “เครือ่ งตรวจจบั ควันและแกส๊ ”.[ภาพวาด].
บ้านเลขที่ 28/4 หมูท่ ี่ 1 ตำบลทงุ่ โพธิ์ อำเภอจุฬาภรณ์ จงั หวัดนครศรีธรรมราช.
. (2565ซ ).สิง่ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ “เครอ่ื งตรวจจบั ควนั และแกส๊ ”. [ภาพถ่าย].
บ้านเลขที่ 28/4 หมทู่ ี่ 1 ตำบลทงุ่ โพธิ์ อำเภอจุฬาภรณ์ จงั หวดั นครศรีธรรมราช.
. (2565ฌ). แบบร่าง “เครอ่ื งตรวจจับควันและแก๊ส”. [ภาพวาด]. บ้านเลขที่ 28/4 หมู่ที่ 1
ตำบลทุง่ โพธิ์ อำเภอจุฬาภรณ์ จังหวัดนครศรีธรรมราช.
. (2565ญ ). การทำงานของเครือ่ งตรวจจับควันและแกส๊ . [ภาพถ่าย]. บ้านเลขที่
28/4 หม่ทู ี่ 1 ตำบลทุ่งโพธิ์ อำเภอจฬุ าภรณ์ จังหวัดนครศรีธรรมราช.
. (2565ฏ ). การเขียนโปรแกรมควบคมุ การทำงานของเครือ่ งตรวจจับควันและแกส๊ .
[ภาพถ่าย]. บ้านเลขที่ 28/4 หม่ทู ี่ 1 ตำบลทุง่ โพธิ์ อำเภอจฬุ าภรณ์ จังหวัดนครศรีธรรมราช.

11
ภาคผนวก ก
ภาพสเกต็ โครงร่างสิง่ ประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เครื่องตรวจจับควนั และแกส๊ ”

ภาพที่ 10 แบบร่าง “เครือ่ งตรวจจับควนั และแกส๊ ”
ที่มา : สุภารตั น์ บุญมี. (2565ก : ภาพวาด)

12
ภาคผนวก ข
ภาพถ่ายทดสอบการทำงานของสิง่ ประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์

ภาพที่ 11 ภาพถา่ ยการทำงานของ “เคร่ืองตรวจจับควนั และแกส๊ ”
ทีม่ า : สุภารัตน์ บญุ มี. (2565ซ : ภาพถ่าย)

ภาพที่ 12 ภาพถ่ายแสดงผลการทำงานของ “เคร่อื งตรวจจับควันและแก๊ส”
ที่มา : สุภารตั น์ บญุ มี. (2565ฌ : ภาพถ่าย)

13

ภาคผนวก ค

การเขียนโปรแกรมควบคมุ การทำงานของสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์ “เคร่ืองตรวจจับควนั และแกส๊ รั่ว”

// จอ lcd
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
//LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);
//เเจ้งเตือนไลน์
#include <TridentTD_LineNotify.h>
//รบั คา่ sensor MQ2
const int analogInPin = A0; // กำหนดขา input เซน็ เซอร์
int sensorValue = 0; // ตัวแปรคา่ Analog
int outputValue = 0; // ตวั แปรสำหรบั Map เพื่อคิด %
//ประกาศตัวแปรไฟ
int LedRED = D12;
int LEDgreen = D13;
//ประกาศตวั แปรควบคุมเสียง
#define buzzer1 D6
#define buzzer2 D7
//ประกาศตัวแปร wifi
#define SSID "IOT_GAS.JP" // ชื่อ Wi- Fiทีต่ ้องการให้ESP8266เชือ่ มตอ่
#define PASSWORD "JP123456" // รหัส Wi-Fi
#define LINE_TOKEN "d2nlbrkkn4wUNswe2enjBStqa2MqCXfzwkFTd1PfmLH" //Token line

void setup() { lcd.begin();
lcd.backlight(); // เปิด backlight
{lcd.setCursor(5, 0); //กำหนดหลกั ที่ 5 และแถวที่ 1
lcd.print("JP IOT ");
lcd.setCursor(0, 1); //กำหนดหลกั ที่ 0 และแถวที่ 2
lcd.print("JULAPHON SCHOOL");
delay(3000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0); //กำหนดหลกั ที่ 0 และแถวที่ 1
lcd.print("Smoke Gas Sensor");
delay(3000);
lcd.clear();
}
Serial.begin(115200);
pinMode(LedRED, OUTPUT);
pinMode(LEDgreen, OUTPUT);
pinMode(buzzer1, OUTPUT);

14

pinMode(buzzer2, OUTPUT);
lcd.setCursor(2, 0); //กำหนดหลกั ที่ 2 และแถวที่ 1
lcd.print("Select wifi ");
WiFi.begin(SSID, PASSWORD); // เชื่อมตอ่ Wi-Fi
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(100);
Serial.print(".");
}
Serial.println(""); // เชื่อมต่อเสร็จหลุดออกจากลปู มาทำบรรทดั นีล้ งไป
Serial.println("WiFi connected");
lcd.setCursor(1, 0); //กำหนดหลกั ที่ 1 และแถวที่ 1
lcd.print("WiFi connected ");
tone(buzzer1, 1000);
delay(100);
noTone(buzzer1);
delay(100);
tone(buzzer1, 1500);
delay(100);
noTone(buzzer1);
delay(100);
tone(buzzer2, 2000);
delay(200);
noTone(buzzer2);
delay(1000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0); //กำหนดหลกั ที่ 0 และแถวที่ 1
lcd.print("GAS VOLUME : ");
LINE.setToken(LINE_TOKEN); // เชื่อมต่อกับ Token Line
}

void loop() {
sensorValue = analogRead(analogInPin);
outputValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 100); //แปลงคา่ จาก
Serial.print(outputValue);
Serial.println(" %");
String LineText;
String string1 = "ตรวจพบควนั เกนิ ค่ากำหนด : ";
String string2 = " % ";
lcd.setCursor(13, 0); //กำหนดหลกั ที่ 13 และแถวที่ 1
lcd.print(outputValue);

lcd.setCursor(15, 0); //กำหนดหลกั ที่ 15 และแถวที่ 1
lcd.print("%");
lcd.print("%");

15

if (outputValue>=30) { //ต้ังคา่ % ที่ต้องการให้แจง้ เตือน
{ digitalWrite(LedRED, HIGH);
digitalWrite(LEDgreen, LOW);}
//เสียง
tone(buzzer2, 2000);
delay(100);
noTone(buzzer2);
delay(100); tone(buzzer2, 2000);
delay(100); noTone(buzzer2);
delay(100); tone(buzzer1, 3000);
delay(700);
lcd.setCursor(3, 1);
lcd.print("WARNING !!"); delay(500);
lcd.setCursor(2, 1);
lcd.print("------------"); delay(300);
lcd.setCursor(3, 1);
lcd.print("WARNING !!"); delay(500);
lcd.setCursor(2, 1);
lcd.print("------------"); delay(300);
//เเจ้งเตือนไลน์
LineText = string1 + outputValue + string2;
Serial.print("Line ");
Serial.println(LineText);
LINE.notify(LineText);
}
else if (outputValue<30){
lcd.setCursor(2, 1); lcd.print("------------");
noTone(buzzer1);
noTone(buzzer2);
digitalWrite(LedRED, LOW);
digitalWrite(LEDgreen, HIGH);
}
delay(10);
}

16
ภาคผนวก จ
การเขียนโปรแกรมควบคุมและทดสอบการทำงานของสิ่งประดิษฐท์ างวิทยาศาสตร์
“เคร่ืองตรวจจบั ควันและแก๊สรั่ว”

ภาพที่ 13 ภาพถา่ ยการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานและแสดงผลการทำงานของ “เคร่อื ง
ตรวจจบั ควนั และแก๊ส”

ทีม่ า : สุภารัตน์ บญุ มี. (2565ญ : ภาพถ่าย)