โครงงานตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยระบบอัตโนมัติ
- ที่มาและความสำคัญของปัญหา
เนื่องจากโรงเรียนราชประชานุเคราะห์ ๕๓ จังหวัดสกลนคร เป็นโรงเรียนอยู่ประจำที่ส่งเสริมให้นักเรียนมีรายได้ระหว่างเรียนและมีอาชีพหลังจากจบการศึกษาไป ซึ่งอาชีพที่เป็นที่นิยมของนักเรียน จะเป็นอาชีพเกษตรกรรม อาชีพคหกรรม อาชีพอุตสาหกรรม และอาชีพบริการ เป็นต้น ผลผลิตทางการเกษตรในโรงเรียนจึงมีเป็นจำนวนมาก โดยมีการจำหน่ายให้กับทางโรงเรียน ซึ่งในบางช่วงเวลามีผลผลิตที่มากเกินความต้องการของผู้บริโภคภายในโรงเรียน ผลผลิตที่เหลือเกิดการเน่าเสีย แต่ถ้าสามารถยืดระยะเวลาในการเก็บรักษาให้นานขึ้น จะช่วยลดการสูญเสียในส่วนนี้ลงได้ ซึ่งวิธีการที่นิยมใช้ในอดีตจนถึงปัจจุบัน คือ การนำผลผลิตทางการเกษตรไปตากแดด แต่วิธีนี้มีข้อเสีย คือความไม่แน่นอนของสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะในฤดูฝนที่สภาพอากาศไม่เอื้ออำนวย และอาจเกิดการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์จากฝุ่นละอองและจุลินทรีย์
การอบแห้งด้วยตู้อบพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอีกวิธีที่นำมาใช้ถนอมอาหารและเก็บรักษาผลผลิตทางการเกษตร ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการอบแห้งแล้ว จะมีความชื้นลดลง ทำให้จุลินทรีย์ที่อยู่ในผลิตภัณฑ์มีอัตราการเจริญเติบโตช้าลง ผลิตภัณฑ์จะไม่เน่าเสียง่าย ในการอบแห้งด้วยตู้อบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์นี้ยังปราศจากสิ่งปนเปื้อนภายนอก เช่น แมลงวัน มด ฝุ่นละอองต่างๆ
ดังนั้นคณะผู้จัดทำ จึงศึกษาการอบแห้งโดยใช้ตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ โดยการนำกล้วย และเนื้อหมู มาทดลองเพื่อเปรียบเทียบระหว่างการอบแห้งด้วยตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์และการตากแห้งธรรมดา ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอบแห้งด้วยตู้อบแห้งเอนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์มีคุณภาพที่ดีใกล้เคียงกับการตากแห้งธรรมดา
วัตถุประสงค์
- เพื่อสร้างและศึกษาตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ และการทำงานแบบอัตโนมัติ
- เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการอบแห้งด้วยตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์และการตากแห้งธรรมดา
ตัวแปรที่ศึกษา
ตัวแปรต้น : ตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
ตัวแปรตาม : ความแห้งของผลิตภัณฑ์
ตัวแปรควบคุม : ความหนา-บางของผลิตภัณฑ์
ขอบเขตการศึกษา
- ผลิตภัณฑ์ที่ศึกษา ได้แก่ กล้วย
- ใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิเป็นตัวควบคุมการทำงานของตู้อบแห้งแบบอัตโนมัติ
- เวลาในการศึกษา อยู่ในช่วง 09.00 – 16.00 น.
- สถานที่ศึกษาบริเวณสนามบาสโรงเรียนราชประชานุเคราะห์ ๕๓ จังหวัดสกลนคร
สมมติฐาน
ตู้อบแห้งมีประสิทธิภาพในการอบแห้งผลิตภัณฑ์มากกว่าการตากแดดแบบธรรมดา และตู้อบแห้งจะทำงานอัตโนมัติเมื่อภายในตู้อบมีอุณหภูมิต่ำกว่า 55 องศาเซลเซียส และมีความชื้นมากกว่า 16 %
ประโยชน์ที่ได้รับ
- ได้ตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ ที่สามารถทำงานแบบอัตโนมัติ
- ทราบผลการเปรียบเทียบการอบแห้งจากตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์และการตากแห้งธรรมดา
วิธีการดำเนินงาน
การศึกษาตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ มีขั้นตอนการดำเนินงานดังนี้
- สืบค้นและศึกษาข้อมูลเรื่องตู้อบแห้งจากพลังงานแสงอาทิตย์
- ออกแบบตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
3 จัดเตรียมอุปกรณ์และสร้างตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
4 เขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ ลงในบอร์ด Arduino
รูปที่…..
5.ทดลองใช้โปรแกรมควบคุมการทำงานของตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
รูปที่ …..
6.ต่ออุปกรณ์เข้ากับบอร์ด Arduino และประกอบเข้ากับตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
รูปที่…..
7.ทดลองใช้ตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ และบันทึกผลการทดลอง
รูปที่ 1 แสดง เครื่องอบแห้งเอนกประสงค์ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
ผลการดำเนินการ
จากการเก็บข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอบแห้งด้วยตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ และการตากแดดธรรมดา ได้ผลการทดลองดังนี้
ผลการทดลอง
| วันที่ | เปรียบเทียบ | อุณหภูมิต่ำสุด | อุณหภูมิสูงสุด | น้ำหนัก | |||
| ช่วงเวลา | อุณหภูมิ | ช่วงเวลา | อุณหภูมิ | ก่อนทดลอง(กรัม) | หลังทดลอง (กรัม) | ||
| 1 | ตู้อบ | 9.00 น. | 32 | 15.00 น. | 64 | 5.10 | 2.80 |
| แดด | 9.00 น. | 27 | 15.00 น. | 30 | 5.00 | 3.43 | |
| 2 | ตู้อบ | 9.00 น. | 34 | 15.00 น. | 65 | 3.30 | 1.24 |
| แดด | 9.00 น. | 29 | 15.00 น. | 31 | 3.40 | 1.96 | |
| 3 | ตู้อบ | 9.00 น. | 32 | 15.00 น. | 60 | 4.80 | 2.60 |
| แดด | 9.00 น. | 29 | 15.00 น. | 30 | 4.54 | 3.00 | |
| 4 | ตู้อบ | 9.00 น. | 33 | 15.00 น. | 59 | 4.64 | 2.60 |
| แดด | 9.00 น. | 27 | 15.00 น. | 29 | 4.20 | 3.00 | |
| 5 | ตู้อบ | 9.00 น. | 31 | 15.00 น. | 59 | 3.20 | 1.02 |
| แดด | 9.00 น. | 26 | 15.00 น. | 29 | 2.50 | 1.21 | |
| ค่าเฉลี่ยของตู้อบ ฯ | 9.00 น. | 32.40 | 15.00 น. | 61.40 | 4.20 | 2.05 | |
| ค่าเฉลี่ยของตากแดด ฯ | 9.00 น. | 27.60 | 15.00 น. | 29.80 | 3.93 | 2.52 | |
ตารางที่ 1 ตารางแสดงผลการทดลองการเปรียบเทียบน้ำหนักผลิตภัณฑ์ และอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ และการตากแดดธรรมดา
กราฟที่ 1 กราฟแสดงแสดงผลการทดลองการเปรียบเทียบอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ และการตากแดดธรรมดา
จากผลการทดลองพบว่า เมื่อนำเอาผลิตภัณฑ์มาอบแห้งในตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ วัดค่าอุณหภูมิในช่วงเวลา 09.00 น. ได้ คือ 32 , 34 , 32 , 33 และ 31 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ช่วงเวลา 15.00 น. ได้ คือ 64 , 65 , 60 , 59 , 59 องศาเซลเซียส ตามลำดับ และวัดอุณหภูมิของการตากแดดแบบธรรมดา ช่วงเวลา 09.00 น. ได้ คือ 27 , 29 , 29 , 27 และ 26 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ช่วงเวลา 15.00 น. ได้ คือ 30 , 31 , 30 , 29 และ 29 องศาเซลเซียส ตามลำดับ น้ำหนักของผลิตภัณฑ์ ก่อนการทดลองในตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์มีค่าเฉลี่ย 4.20 กรัม หลังการทดลองมีค่าเฉลี่ย 2.05 กรัม น้ำหนักผลิตภัณฑ์ก่อนการทดลองโดยการตากแดดธรรมดามีค่าเฉลี่ย 3.93 กรัม และน้ำหนักหลังการทดลองมีค่าเฉลี่ย 2.52 กรัม และในวันที่ไม่มีแสงแดดหรืออุณหภูมิภายในตู้อบแห้งอเนกประสงค์น้อยกว่า 30 องศาเซลเซียส หลอดไฟในตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์จะทำงานอัตโนมัติ
สรุปผลการดำเนินการ/อภิปรายผลการดำเนินการ
การศึกษาตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถนำผลการศึกษามาสรุปผลการดำเนินการและอภิปรายผลการดำเนินการได้ดังต่อไปนี้
สรุปผลการดำเนินการ
จากการทดลองอบแห้งผลิตภัณฑ์ด้วยตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ พบว่าเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 55 องศาเซลเซียส หลอดไฟจะทำงานเพื่อส่งความร้อนไปปรับอุณหภูมิให้มากกว่า 55 องศาเซลเซียส แล้วหลอดไฟจะหยุดทำงาน และค่าความชื้นมีค่ามากกว่า 16 % พัดลมจะทำงานเพื่อดูดเอาความชื้นออกภายนอกตู้อบ เมื่อค่าความชื้นมีค่าต่ำกว่า 16 % พัดลมจะหยุดทำงานและลำโพงจะส่งเสียงดัง
อภิปรายผลการดำเนินการ
จากการศึกษาตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถนำผลการศึกษามาอภิปรายผลคือ นักเรียนศึกษาและประดิษฐ์สร้างเครื่องอบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้นักเรียนได้เครื่องอบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์ มีความรู้และสามารถนำผลการทดลองมาเปรียบเทียบหาประสิทธิภาพ โดยเครื่องอบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพที่สูงสามารถยืดระยะเวลาของผลผลิตให้ได้นานยิ่งขึ้น และสามารถทำงานเพื่อเพิ่มอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งได้อัตโนมัติ เป็นการเพิ่มศักยภาพในการทำงานของตู้อบแห้งอเนกประสงค์พลังงานแสงอาทิตย์
ข้อเสนอแนะ
- สามารถนำไปต่อยอดให้มีการแจ้งเตือนผ่านมือถือโทรศัพท์มือถือ เมื่อผลิตภัณฑ์มีค่าความชื้นที่พอเหมาะได้
- สามารถนำไปปรับใช้กับการปิด เปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าได้
คณะผู้จัดทำ
1. นางสาวอภัสรา แสงพล
2. นางสาวสุนันทา แจ่มพล
3. นางสาวสุกัญญา รัตนศรี
ครูที่ปรึกษา
1. ครูสานิต โลบภูเขียว
2. ครูจิตรฤทัย ดีโท
3. ครูศีลวัต โคตรพรม