โครงงานรถไฟฟ้าอัจฉริยะ
(ม.ปลาย)

ผู้จัดทำ

1. นางสาวชนัญชิดา อ้วนดี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
2. นางสาวนุชนารถ ใหม่คำหล้า ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
3. นายนวิน แซ่ว่าง ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

อาจารย์ที่ปรึกษา:

นายวีรศักดิ์    เป้รอด

นางสาวมติกา    ใจธรรม

สถานศึกษา :

โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์จิตต์อารีฯ ลำปาง

บทนำ

บทคัดย่อ

เนื่องด้วยในปัจจุบันเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีของระบบ Smart Phone ได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วมี Application ต่าง ๆ ออกมามากมาย เพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้ชีวิตของมนุษย์ ทำให้สามารถควบคุมอุปกรณ์ได้อย่างสะดวกสบายง่ายและรวดเร็ว โดยผ่าน Application ซึ่งมีให้ดาวน์โหลดฟรี และแบบเขียนขึ้นเอง ทำให้สามารถเชื่อมโยงระหว่างกันและกันผ่านอินเตอร์เน็ต เครือข่ายในลักษณะนี้เรียกว่า The Internet of Things เรียกย่อ ๆ ว่า IOT

โครงการรถไฟฟ้าอัจฉริยะ  มีวัตถุประสงค์เพื่อลดปัญหาด้านการใช้พลังงานในประเทศสร้างความสะดวกและความรวดเร็วในการเดินทาง ลดค่าใช้จ่ายในการเดินทาง รวมถึงการแจ้งเตือนให้กับผู้ที่ใช้งานหรือผู้ที่ขับขี่รถไฟฟ้าอัจฉริยะที่อยู่ในระยะที่เป็นอันตรายต่อการชนกับสิ่งกีดขวางรอบข้าง เพื่อให้สามารถเตรียมความพร้อมกับเหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นได้รวดเร็ว และลดการสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สิน โดยคณะผู้จัดทำได้ทำการทดลอง และออกแบบรถไฟฟ้าอัจฉริยะซึ่งสามารถแจ้งเตือนการเกิดการชนกับสิ่งกีดขวางรอบข้างได้ โดยมีเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวทำหน้าที่ในการสำรวจว่ามีสิ่งกีดขวางอยู่รอบข้างไหม ถ้ามีเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวก็จะส่งข้อมูลไปยัง Raspberry Pi 3 จากนั้น Raspberry Pi 3 ก็จะส่งไปยัง KidBright แล้ว KidBright ก็จะส่งค่าไปยังโมดูลเสียงเพื่อส่งสัญญาณแจ้งเตือนไปยังผู้ที่ใช้งาน

หลักการทำงานของรถไฟฟ้าอัจฉริยะ คือ เริ่มแรกเราจะทำการสตาร์ทรถเพื่อจ่ายไฟจากแบตลิเธียม ไปยังระบบควบคุมการทำงานและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆของรถ  พออุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ของรถได้รับกระแสไฟฟ้าแล้วจะทำการจ่ายข้อมูลไปยัง Raspberry Pi 3 และตัวคอลโทล เพื่อทำการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ และเมื่อรถไฟฟ้าเข้าใกล้สิ่งกีดขวางในระยะที่ไม่ปลอดภัยหรือเกิดการชนกับสิ่งกีดขวางที่อยู่รอบข้าง เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวจะส่งข้อมูลไปยัง Raspberry Pi 3 จากนั้น Raspberry Pi 3 ก็จะส่งไปยัง KidBright แล้ว KidBright ก็จะส่งค่าไปยังโมดูลเสียงเพื่อส่งสัญญาณแจ้งเตือนไปยังผู้ที่ใช้งาน

คำสำคัญ                  

          Application  คือ โปรแกรมประเภทหนึ่ง ที่เราเรียกว่าโปรแกรมประยุกต์ โปรแกรม

เหล่านี้จะถูกออกแบบมาให้ทำงานเฉพาะด้าน เช่น พิมพ์เอกสาร, คำนวณ, ตกแต่งรูปภาพ เป็นต้น จากอดีตนั้นโปรแกรมเหล่านี้ทำงานบนเครื่องคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว เราจึงมักเรียกชื่อเต็ม ๆ ว่า Application แต่เมื่อมีการพัฒนา Smartphone ขึ้นมา Application ก็ได้พัฒนา และไปใช้งานบนโทรศัพท์มือถือได้อีกด้วย และนิยมเรียกกันสั้น ๆ ว่า “App” นั่นเอง

Kid – Bright คือ เป็นบอร์ดสมองกลฝังตัวที่สามารถทำงานตามชุดคำสั่ง โดยสามารถสร้างชุดคำสั่งผ่านโปรแกรม KidBright IDE บนคอมพิวเตอร์ ที่ใช้งานง่าย เพียงใช้การลากบล็อกคำสั่งมาวางต่อกัน (Drag and Drop) ช่วยลดความกังวลเรื่องการพิมพ์ชุดคำสั่งผิด ชุดคำสั่งที่ถูกสร้างดังกล่าวจะถูกส่งไปที่บอร์ด KidBright ให้ทำงานตามที่โปรแกรมไว้

Raspberry Pi 3 คือ เครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก (ประมาณบัตรทั่วไป) ที่มีราคาถูกกว่าคอมพิวเตอร์ สามารถต่อเข้ากับจอคอมพิวเตอร์ (ผ่าน HDMI) หรือจะใช้ตัวแปลง (HDMI to VGA)  และยังรองรับเมาส์/คีย์บอร์ด/อุปกรณ์อื่นๆ ผ่านทาง USB Port อีกทั้งยังสามารถต่อสายแลน (10/100 RJ45) ได้อีกด้วย (มี Bluetooth และ Wi-Fi 802.11n Controller On-Board)

 

ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

       เนื่องจากปัจจุบันได้เกิดปัญหาด้านการใช้พลังงานในประเทศ  ซึ่งเป็นปัญหาที่มีมาอย่างยาวนาน  โดยน้ำมันและแก๊สที่ใช้สำหรับขับเคลื่อนยานพาหนะเป็นเป้าหมายทำให้ประเทศไทยต้องใช้ปริมาณน้ำมันสูงขึ้น อีกทั้งประเทศไทยยังไม่มีการพัฒนาเรื่องพลังงานทดแทนอย่างเป็นระบบ ทำให้เกิดปัญหาน้ำมันแพง  ซึ่งผลกระทบของปัญหาน้ำมันนี้ค่อนข้างกระจายเป็นวงกว้างและสูงมาก เนื่องจากน้ำมันใช้แล้วหมดไป และแนวโน้มของน้ำมันมีท่าทีว่าจะหมดในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้า

คณะผู้จัดทำจึงเห็นปัญหาที่กล่าวมา จึงคิดวิธีแก้ปัญหาเพื่อลดการใช้น้ำมันที่ใช้ในการขับเคลื่อนยานพาหนะที่ทำให้เกิดปัญหาด้านการใช้พลังงาน  จึงได้คิดค้นรถไฟฟ้าอัจฉริยะนี้ขึ้นมาเพื่อลดการใช้น้ำมันในการขับเคลื่อนยานพาหนะ  และลดปัญหาด้านการใช้พลังงานในประเทศ

จากเหตุการณ์ดังกล่าวข้างต้น ทำให้เกิดโครงงานรถไฟฟ้าอัจฉริยะ โดยมี Raspberry Pi 3 เป็นตัวควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆในการควบคุมการทำงาน รวมถึงมีเซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวทำหน้าที่ในการสำรวจสิ่งกีดขวางที่อยู่บริเวณรอบข้าง เพื่อส่งข้อมูลไปยัง ยัง Raspberry Pi 3 จากนั้น Raspberry Pi 3 ก็จะส่งไปยัง KidBright แล้ว KidBright ก็จะส่งค่าไปยังโมดูลเสียงเพื่อส่งสัญญาณแจ้งเตือนไปยังผู้ที่ใช้งาน

รถไฟฟ้าอัจฉริยะตัวนี้มีระบบการทำงานโดยใช้เทคโนโลยีของ Raspberry Pi 3  มีวัตถุประสงค์เพื่อนำอุปกรณ์ Raspberry Pi 3 มาพัฒนาให้ความสามารถที่หลากหลาย อุปกรณ์ต้นแบบที่สร้างมาเพื่อลดปัญหาด้านการใช้พลังงาน และลดค่าน้ำมัน โดยโครงงานนี้ได้อธิบายวิธีการพัฒนาระบบอย่างละเอียด เพื่อให้ผู้ที่สนใจสามารถที่จะนำไปใช้เพื่อให้สนองกับความต้องการ โดยระบบที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถตอบสนองความต้องการทั้งภาคการศึกษา

โปรแกรมภาษา C , Python และ HTML ที่เขียนขึ้นเพื่อใช้ในโครงงานนี้ ผู้จัดทำได้ศึกษาและเรียนรู้ในโครงการสิ่งประดิษฐ์สมองกลฝังตัวที่จัดขึ้น ซึ่งโครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของมูลนิธิเทคโนโลยีสารสนเทศตามพระราชดำริฯ แล้วนำมาประยุกต์ใช้ในงานที่เป็นประโยชน์ต่อสังคม และผู้ที่มีความสนใจที่จะศึกษาต่อไป

ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

สังคมปัจจุบันเป็นสังคมเมืองดังนั้นในสังคมโดยทั่วไปประสบปัญหาเรื่องพลังงานและปัญหาสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหามลภาวะไม่ว่าจากทางอากาศ และจากขยะมูลฝอย สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจำเป็นต้องหายใจเพี่อใช้ออกซิเจนในการเผาผลาญอาหาร เมื่ออากาศที่หายใจเข้าไปเป็นอากาศเสีย ก็ส่งผลต่อสุขภาพร่างกายและสุขภาพจิตแก่คนในชุมชน และปัญหาที่สำคัญอีกปัญหาหนึ่งคือปัญหาด้านการใช้พลังงานในประเทศ  ซึ่งเป็นปัญหาที่มีมาอย่างยาวนาน  โดยน้ำมันและแก๊สที่ใช้สำหรับขับเคลื่อนยานพาหนะเป็นเป้าหมายทำให้ประเทศไทยต้องใช้ปริมาณน้ำมันสูงขึ้น อีกทั้งประเทศไทยยังไม่มีการพัฒนาเรื่องพลังงานทดแทนอย่างเป็นระบบ ทำให้เกิดปัญหาน้ำมันแพง  ซึ่งผลกระทบของปัญหาน้ำมันนี้ค่อนข้างกระจายเป็นวงกว้างและสูงมาก เนื่องจากน้ำมันใช้แล้วหมดไปและแนวโน้มของน้ำมันมีท่าทีว่าจะหมดในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้า

คณะผู้จัดทำจึงเห็นปัญหาที่กล่าวมา จึงคิดวิธีแก้ปัญหาเพื่อลดมลภาวะทางอากาศเนื่องจากยานพาหนะ และการใช้น้ำมันที่ใช้ในการขับเคลื่อนยานพาหนะที่ทำให้เกิดปัญหาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม  จึงได้คิดค้นรถไฟฟ้าอัจฉริยะนี้ขึ้นมาและหวังเป็นอย่างยิ่งว่าในอนาคตเราจะมีรถไฟฟ้าใช้อย่างสะดวกสบายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

วัตถุประสงค์

1. เพื่อลดปัญหาด้านการใช้พลังงานในประเทศ
2. เพื่อสร้างความสะดวกและความรวดเร็วในการเดินทาง
3. เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการเดินทาง
4. เพื่อลดการเกิดอุบัติเหตุจากการชนของรถกับสิ่งกีดขวางต่างๆ
5. เพื่อสร้างรถไฟฟ้าอัฉริยะ
6. เพื่อนำความรู้ที่ได้จากการอบรมไปประยุกต์ใช้กับโครงาน

 

ขอบเขตการศึกษาข้อมูล

          ขอบเขตด้านเนื้อหา                :         การเขียนโปรแกรมด้วยภาษา C , Python และ  HTML

การออกแบบวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การเขียนโปรแกรมคอนโทร Raspberry Pi 3  และ Kidbright ให้ทำงานตามต้องการ

          ขอบเขตกลุ่มเป้าหมาย             :         นักเรียนในโครงการสิ่งประดิษฐ์สมองกลฝังตัวและผู้ที่สนใจ

          ขอบเขตด้านสถานที่ศึกษา                  :        โรงเรียนศึกษาสงเคราะห์จิตต์อารีฯ ลำปาง

          ขอบเขตระยะเวลาที่ศึกษา                   :         เดือน กันยายน 2562 – มิถุนายน 2563

 

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1. ลดการเกิดอุบัติเหตุของผู้ที่ใช้งาน
2. อำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้งาน
3. ผู้ใช้งานสามารถรับรู้ถึงการชนของรถกับสิ่งกีดขวางรอบข้างได้
4. โครงงานนี้เป็นส่วนหนึ่งในการช่วยลดการใช้พลังงาน
5. ลดค่าใช้จ่ายในการเดินทาง
6. ผู้ที่ใช้งานสามารถเตรียมความพร้อมในการรับมือกับอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นได้

 

รายงานฉบับสมบูรณ์ (PDF File)

Clip VDO 

 

โปสเตอร์ (PDF File)