โครงงานระบบจัดสรรทรัพยากรน้ำตามใจเรา
ที่มาของโครงงาน
เนื่องด้วยทางโรงเรียนวัดน้ำไคร้นันทชัยศึกษา มักจะประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำในช่วง ฤดูแล้งอยู่บ่อยครั้ง จึงทำให้ดอกไม่ที่อยู่ในแปลงขาดแคลนน้ำ และมีระยะทางห่างจากแหล่งน้ำที่ใช้สำหรับการอุปโภคมาก และไม่มีการจัดสรรการใช้น้ำอย่างเป็นระบบ จึงทำให้สูญเสียน้ำจากแหล่งเก็บน้ำไปโดยไม่ได้ใช้ให้เกิดประโยชน์เท่าที่ควรด้วยเหตุนี้จึงส่งผลกระทบต่อนักเรียนและบุคลากรของโรงเรียนโดยตรงเมื่อไม่มีน้ำที่เพียงพอสำหรับการใช้ในการอุปโภคในด้านต่างๆ หลังจากที่กลุ่มผู้จัดทำโครงงานนี้ได้เข้าร่วมอบรมการเขียนโปรแกรมคำสั่งด้วยภาษาซี และการเขียนโปรแกรมควบคุมแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จากนั้นจึงมีแนวคิดริเริ่มที่จะแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยการเขียนโปรแกรมควบคุมแผงวงจรสมาร์ทคอนโทรลบอร์ดโดยใช้เซนเซอร์วัดความชื้นเป็นตัวอินพุตข้อมูลจากนั้นจะมีการประมวลผลที่บอร์ดและส่งค่าที่ประมวลได้นั้นไปยังตัวรีเลย์เพื่อให้โซลินอยด์วาล์ว ซึ่งทำหน้าเป็นเป็นประตูกั้นน้ำทำงาน จากนั้นน้ำก็จะถูกปล่อยเข้าสู่พื้นที่แปลงดอกไม้ซึ่งการทำงานของอุปกรณ์สมาร์ทคอนโทรลบอร์ดนั้น ก็จะแสดงสถานะการทำงานผ่านหน้าเว็บอีกด้วยส่วนบริเวณแปลงดอกไม้ซึ่งเป็นระบบจ่ายน้ำนั้น พบว่าน้ำจากหัวจ่ายสปริงเกอร์กระจายออกไปได้ทั่วถึง ในส่วนของเซนเซอร์พบว่าค่าของเซนเซอร์ในแต่ละพื้นที่มีความชื้นที่สูงต่ำแตกต่างกัน และการติดตั้งเซนเซอร์ในความลึกที่แตกต่างกันออกไป
วัตถุประสงค์ของโครงงาน
- เพื่อเป็นการจัดทำระบบจัดสรรทรัพยากรน้ำ
- เพื่อ เป็นการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำที่มีอยู่อย่างจำกัดให้เพียงพอต่อการอุปโภค ทุกประเภทและเพื่อเป็นการช่วยลดการสูญเสียน้ำที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์
- เพื่อเป็นการพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์
- เพื่อ เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีร่วมกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้เกิด ประโยชน์และสามารถต่อยอดการพัฒนาโครงงานสู่องค์กร หรือหน่วยงานอื่นได้
วัสดุอุปกรณ์
- Raspberry Pi
- Smart Board
- Relay
- Sensor
- Solenoid Valve
- สปริงเกอร์
ผังโครงสร้าง
หลักการทำงาน
- นำ Raspberry Pi ไปต่อกับ Smart Board เพื่อให้ตัวบอร์ดได้รับ Internet ส่งค่าไปยังหน้าเว็บ
- นำSolenoid Valve ต่อเข้ากับ Relay
- นำ Sensor ต่อเข้ากับ Smart Board
- นำสปริงเกอร์และ Sensor ต่อลงยังบริเวรต้นไม้
- ทดลองการควบคุม
การทำงานของระบบผ่านหน้าจอ URL Automatic แบบตั้งเวลา และManual
ค่าความชื้น
CODE คำสั่งการทำงาน
ผลของการทดสอบ
จากการดำเนินการโครงงานพบว่าอุปกรณ์สมาร์ทคอนโทรลบอร์ด สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากไม่มีปัญหาในเรื่องของการเขียนโปรแกรม โดยหน้าที่ของ สมาร์ทคอนโทรลบอร์ดคือ เป็นตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลกับserver หรือ/และdatabase รวมถึง ทำการควบคุมระบบรดน้ำแบ่งเป็น 2 โหมด คือ AUTO และ MANUAL โดยปกติSmartBoardมันจะrequest by Get ไปที่https://champ.sms4thai.com/autoWater/device.phpโดยส่งค่าของparameter 2ตัวไปด้วยนั่นคือ sensor และ value
โดยมีหลักการทำงานดังต่อไปนี้เมื่อเซ็นเซ่อร์วัดค่าความชื้นน้อยกว่าที่กำหนดเซ็นเซ่อร์ก็จะส่งค่าไปยังตัวบอร์ดโดยตัวบอร์ดจะได้ค่า Internet จาก Raspberry Piจากนั้นตัวบอร์ดก็จะสั่งให้ Ralay จ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับSolenoid Valveเพื่อเปิดประตูน้ำ แต่ถ้าค่าความชื้นมากกว่าที่กำหนดก็จะสั่งให้ Ralay ตัดกระแสไฟฟ้า เพื่อให้Solenoid Valveปิดประตูน้ำ
รูปการทำงาน
1. เตรียมอุปกรณ์
2. เตรียมพื้นที่ และประกอบอุปกรณ์ต่าง ๆ
3. โปรแกรมคำสั่ง พร้อมทดสอบระบบ
วีดีโอผลงาน
คณะผู้จัดทำโครงงาน
- สามเณรนวพล คำแสน ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 5
- สามเณรจิราธิป อารีพิทักษ์ ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 1
อาจารย์ที่ปรึกษา
นายสุทธิชัย ใบยา อาจารย์ที่ปรึกษา
โรงเรียนวัดน้ำไคร้นันทชัยศึกษา อำเภอท่าวังผา จังหวัดน่าน