โครงงานระบบจ่ายน้ำอัตโนมัติ
ที่มาของโครงงาน
เนื่องจากปัจจุบันทางโรงเรียนได้จัดทำโครงการปลูกพืชไร้ดิน หรือไฮโดรโปนิกส์ ซึ่งเป็นโครงการเกษตรเพื่อภัตตาหารเพลของโรงเรียนเวียงชัยพิทยาของเรา และต้องมีการจ่ายน้ำเลี้ยงให้กับผักอยู่เป็นระยะ เพื่อไม่ให้นิ่งเพราะจะทำให้รากของผักนั้นเน่าเสีย จึงมีความจำเป็นที่จะนำ GoGo Board เข้ามาช่วยควบคุมระบบจ่ายน้ำเพื่อให้มีน้ำหมุนเวียนอยู่เป็นระยะ ป้องกันผักไม่ให้เกิดการเน่าเสียและช่วยอำนวยความสะดวกให้แก่ผู้นิดเปิดน้ำที่ต้องคอยมาดูแลอยู่ตลอด อีกทั้งจะทำให้โครงการปลูกพืชไร้ดิน หรือไฮโดรโปนิกส์มีระบบระเบียบมากขึ้
วัตถุประสงค์ของโครงงาน
- เพื่อสร้างระยะเวลาการหมุนเวียนของน้ำให้เป็นไปอย่างมีระบบ
- ช่วยอำนวยความสะดวกในการควบคุมดูแล ของผู้ดูแลแปลงผักไฮโดรโปนิกส์
- ผักไม่เน่าเสียและมีความสมบูรณ์จากความสม่ำเสมอของน้ำ
- ฝึกให้นักเรียนมีทักษะประสบการณ์ในการคิด วิเคราะห์ และการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้น
วัสดุอุปกรณ์
- GoGo Board 1 ตัว
- รีเลย์ แบบโซลิดสเตท (Solid State Relay) ขนาด 25A 1 ตัว
- ชุดรีเลย์ปลั๊กพ่วง 1 ตัว
- โซลินอยด์วาล์ว โซลินอยด์2ทางปิดเปิดน้ำ วัสดุทองเหลือง ขนาด4หุน 1 ตัว
- นาฬิกา 1 ตัว
- ปั้มน้ำ 12 VDC : 7 ลิตร/นาที ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 4×8 cm 1 ตัว
ผังโครงสร้าง
หลักการทำงาน
- เครื่องมือที่ใช้ในการเขียนชุดคำสั่ง ในการกำหนดคำสั่งให้กับ Gogo board นั้นทางเราได้ใช้โปรแกรม Tinker : Gogo board ในการเขียนชุดคำสั่ง โดยในรายละเอียดของคำสั้งนั้นก็มีการแยกชุดคำสั่งควบคุมการทำงานออกเป็นสองส่วนด้วยกัน ส่วนที่ 1 คือ ทำการควบคุมการทำงานของ โซลินอยด์วาล์ว ซึ่งเป็นตัว ปิด/เปิด การจ่ายของกระแสน้ำเพื่อให้จ่ายน้ำตรงตามเวลาที่กำหนด ส่วนที่ 2 คือ รีเลย์ แบบโซลิดสเตท เป็นปลั๊กไฟขนาด 220 โวลต์ เพื่อทำการควบคุมการทำงานของปั้มน้ำวน ให้ทำงานในทุกๆ หนึ่งชั่วโมง เพื่อให้น้ำไหลเวียนในแปลงผักไม่ให้รากของผักเน่าเสีย
- โปรแกรมสำหรับเชื่อมกับ Gogo board คือ GoGo Widget มีหน้าที่ชื่อต่อ โปรแกรม Tinker : Gogo board ให้ใช้งานได้กับตัว Gogo board เป็นตัวตั้งค่าเวลาให้กับ นาฬิกา(Clock module) ให้ทำงานได้ตรงตามเวลาจริง
- ในส่วนของการต่ออุปกรณ์ และท่อ PVC นั้นก็ได้ทำการเจาะรูท่อ PVC ระยะห่างประมาณ 7 นิ้ว เพื่อให้น้ำได้กระจายออกตามรูที่เจาะเอาไว้รอบๆแปลง เพื่อให้น้ำได้กระจายออกตามรูอย่างสม่ำเสมอ
- ขอบเขตและข้อจำกัดของ ระบบจ่ายน้ำอัตโนมัตินี้จัดทำขึ้นมาเพื่อให้ใช้ได้กับแปลงไฮโดรโปนิกส์เบื้องต้น ในเรื่องของการ ปิด/เปิดการจ่ายน้ำและกำหนดระยะเวลาการทำงานของปั้มน้ำวน แต่ยังไม่สามารถนำไปใช้ได้กับการทำงานด้านอื่นๆได้ เนื่องจากเป็นอุปกรณ์เฉพาะ และยังขาดการกำหนดชุดคำสั่งเพิ่มเติมถ้าหากนำไปใช้กับด้านอื่นๆ
CODE คำสั่งการทำงาน
ในการกำหนดคำสั่งการทำงานของโค้ดนั้นได้ กำหนดให้ มอเตอร์ A เป็นรีเลย์ปลั๊ก มอเตอร์ B เป็นโซลินอยด์วาล์ว ในเวลา 7.00 น. ของทุกวันมอเตอร์ B จะทำงานจ่ายน้ำเข้าแปลงผักเป็นเวลา 55 นาที เมื่อจ่ายน้ำเสร็จแล้ว เวลา 08.10 น. มอเตอร์ A จะสั่งให้ปั้มน้ำวนทำงานเพื่อให้น้ำไหลเวียนในแปลงผัก เมื่อถึงเวลา 8.55 น. มอเตอร์ A จะตัดการทำงาน และเริ่มการทำงานอีกครั้งในเวลา 10.10 น. ทำงาน 1 ชั่วโมง หยุดการทำงาน 1 ชั่วโมงสลับกันไปจนถึงเวลา 23.59 น. และเริ่มการทำงานอีกครั้งในวันใหม่
to main
forever
[
if hours = 07 and minutes = 00
[ b , on ]
if minutes = 55
[ b , off ]
if hours = 08 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 10 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 12 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 14 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 16 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 18 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 20 and minutes = 10
[ a , on ]
if minutes = 55
[ a , off ]
if hours = 22 and minutes = 10
[ a , on ]
if hours = 23 and minutes = 59
[ a , off]
]
end
ผลของการทดสอบ
ในการทดสอบการใช้งาน Gogo board และชุดคำสั่งที่ได้เขียนขึ้นนั้นได้ทำการทดลองใช้กับสถานที่จริงอยู่สามครั้งด้วยกัน
ครั้งที่ 1 ชุดคำสั่งตัวแรกที่ได้มาจากการอบรมจากมหาวิทยาลัยเชียงใหม่นั้น เมื่อนำมาทดใช้จริงปรากฏว่า ตัวโซลินอยด์วาล์วทำงาน แต่เมื่อครบเวลาไม่ตัดการทำงานตามระยะเวลาที่กำหนด แต่รีเลย์ แบบโซลิดสเตททำงานตามปกติ
ครั้งที่ 2 ทางนักเรียนและอาจารย์ที่ปรึกษาได้ช่วยกันแก้ไขปัญหาจากการที่ ตัวโซลินอยด์วาล์วทำงานไม่ตัดการทำงาน และแก้ไขให้ใช้งานได้ตามปกติ และ เมื่อนำไปทดสอบอีกครั้งก็พบว่าแรงดันของน้ำนั้นไม่ค่อยแรงเท่าที่ควร และระยะเวลาการจ่ายน้ำนั้นไม่สัมพันธ์กันจึงทำให้น้ำจ่ายได้ไม่เต็มแปลง
ครั้งที่ 3 เมื่อได้ปัญหาจากการทดสอบในครั้งที่สองและนำกลับมา วิเคราะห์ก็สามารถกำหนดระยะเวลาการจ่ายน้ำของ โซลินอยด์วาล์ว ให้สัมพันธ์กับแรงดันน้ำ จนจ่ายน้ำได้เต็มแปลงและเขียนคำสั่งให้กับ Gogo board ได้ตรงตามเวลาที่กำหนดเอาไว้
รูปการทำงาน
1. เตรียมพื้นที่ พร้อมเดินท่อส่งน้ำ
2. ต่ออุปกรณ์ และเครื่องควบคุมระบบ พร้อมโปรแกรมคำสั่ง
3. ระบบแล้วเสร็จ พร้มอทดสอบ
วีดีโอผลงาน
รายชื่อผู้จัดทำโครงงาน
- สามเณรกฤษณะ ไชยวุฒิ ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 4
- สามเณรเอกราช คลองลับ ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 4
- สามเณรวรายุทธ ผาแก้ว ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 5
อาจารย์ที่ปรึกษา
นาย ภาทิศ นวลลังกา สอนวิชา คอมพิวเตอร์
โทรศัพท์ 082-765-2550 e-mail yuranan.nu@hotmail.com
โรงเรียน เวียงชัยพิทยา
ที่อยู่ของโรงเรียน 102 หมู่ 11 ต.เวียงเหนือ อ.เวียงชัย จ.เชียงราย 57210