พัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น

(Fan control by application)

นายพลากร วิเศษสมบูรณ์

นายจตุรวิธ มั่งกูล

โครงงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร ประกาศนียบัตรวิชาชีพ

ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ สาขางานเทคนิคคอมพิวเตอร์ ปีการศึกษา 2562

ลิขสิทธิ์เป็นของวิทยาลยัเทคนิคมหาสารคาม

ใบรับรองโครงการ

วิทยาลัยเทคนิคมหาสารคาม

เรื่อง พัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น

จัดท าโดย

นายพลากร วิเศษสมบูรณ์

นายจตุรวิธ มั่งกูล

ได้รับการอนุมัติให้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ

ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ สาขางานเทคนิคคอมพิวเตอร์

คณะกรรมการตรวจสอบโครงการ

…………………..……….……………………ประธานกรรมการสอบ

(นายสรวิศ พุ่มพวง)

……………..…..…………………..…………ครูที่ปรึกษาและกรรมการสอบ

(นายวิศรุต การถัก)

ก

กิตตกิรรมประกาศ

โครงการเรื่อง พัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น ลุล่วงไปได้ด้วยดี ได้รับความเมตตาช่วยเหลืออย่างดียิ่ง ของท่านครูที่ปรึกษา ท่านคณะกรรมการท่าน คุณครูท่านที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้และท่านคุณครูณัฐธัญ สุวรรณทา หัวหน้าภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่อนุมัติเห็นชอบในการจัดท าโครงการและการสนับสนุนในการท ารูปเล่มและเขียนรายงานการวิจัยและเป็นที่ปรึกษาด้านวิชาการจัดท าโครงการรวมทั่งคณะครู ประจ าภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ทุกท่านที่ได้ให้ค าแนะน าและข้อคิดเห็นต่างๆ ของการท างานมาโดยตลอด ขอบพระคุณท่านคุณครูวิศรุต การถัก ที่กรุณาให้ค าแนะน าในการจัดท าโครงการ อ านวยความสะดวกจัดท าโครงการ อุทิศเวลา และเป็นที่ปรึกษาโครงการ โดยเฉพาะการน าเสนอที่ถูกต้อง ท้ายที่สุดนี้ผู้จัดท าหวังเป็นอย่างยิ่งว่า โครงการนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาของผู้ที่สนใจต่อไปและ น าไปต่อยอดเพ่ือประยุกต์ใช้ในชีวิตประจ าวัน

ผู้จัดท า

นายพลากร วิเศษสมบูรณ์

นายจตุรวิธ มั่งกูล

ข

ชื่อนักศึกษา นายพลากร วิเศษสมบูรณ์

นายจตุรวิธ มั่งกูล

ชื่อเรื่อง พัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น

วุฒิการศึกษา ประกาศนียบัตรวิชาชีพ ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

สาขางานเทคนิคคอมพิวเตอร์

ครูที่ปรึกษา นายวิศรุต การถัก

ปีการศึกษา 2562

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพ่ือสร้างพัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่นสามารถน าไปใช้ทั้งในอาคารบ้านเรือน หรือสถานที่ ต่างๆ จัดท าข้ึนเพื่อศึกษาการควบคุมอุปกรณ์ เทคโนโลยีแบบ WIFI เพ่ืออ านวยความสะดวกแก่ผู้ใช้งาน และศึกษาแบบจ าลองการ ควบคุมระบบไฟ ใช้งานได้ ในระยะ 20 เมตร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งกีดขวาง ในการส่งข้อมูล ผู้จัดท าขึ้นเพ่ืออ านวยความสะดวกให้กับผู้ใช้งานท าให้ไม่เสียเวลาเปิด-ปิดพัดลม และลดการใช้พลังงานอย่าง สิ้นเปลือง จาก ผลการประเมินความพึงพอใจเกี่ยวกับด้านการใช้งาน ด้านความปลอดภัย และด้านความ สวยงาม ของงานวิจัยเรื่องนี้

ค

สารบัญ เรื่อง หน้า กิตติกรรมประกาศ ก บทคัดย่อ ข สารบัญ ค รายการตาราง จ สารบัญภาพ ฉ บทที่1 บทน า 1.1 ความเป็นมาของโครงการ 1 1.2 วัตถุประสงค์ของโครงงาน 1 1.3 ขอบเขตของโครงงาน 1 1.4 สถานที่ท างาน 1 1.5 แผนการปฏิบัติงาน 2 1.6 งบประมาณ 2 1.7 ประโยชน์ที่ได้รับจากโครงงาน 3 บทที่2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องของโครงการ 2.1 พัดลม 4 2.2 Arduino 14 2.3 Relay 4 Chanel 16 2.4 Node ESP8266 19 บทที่3 การจัดท าโครงงานวิชาชีพเรื่อง พัดลมควบคุมผ่านแอพพลิเคชั่น 3.1 แผนผังการปฏิบัติงาน 23 3.2 จัดเตรียมวัสดุอุปกรณ์ 24 3.3 การออกแบบและประกอบเครื่อง 27 บทที่4 ข้ันตอนการทดลองการใช้งาน 4.1 การทดลอง 29 4.2 ผลการทดลอง 32

ง

สารบัญ(ต่อ) เรื่อง หน้า บทที่5 สรุปผลอภิปรายและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผล 33 5.2 ปัญหาที่พบบ่อย 33 5.3 อภิปรายและน าเสนอ 33 บรรณานุกรม 34 ภาคผนวก ก โปรแกรม Arduino ที่ใช้ควบคุม 35

ข ประวัติผู้จัดท า 37 ประวัติผู้จัดท า 38

จ

รายการตาราง ตารางท่ี หน้า ตารางท่ี1.1 แผนการปฏิบัติงาน 2

ฉ

รายการรูปประกอบ รูปที่ หน้า รูปที่ 2.1 ประเภทของพัดลม 4 รูปที่ 2.2 แสดงการไหลของอากาศผ่านตัวพัดลมแบบหมุนเหวี่ยง 5 รูปที่ 2.3 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า 6 รูปที่ 2.4 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง 6 รูปที่ 2.5 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Tube axial fans 7 รูปที่ 2.6 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Vane axial fans 7 รูปที่ 2.7 แสดงการหาจุดท างานของพัดลมที่เหมาะสมจากกราฟคุณลักษณะ 8 รูปที่ 2.8 แสดงสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า 9 รูปที ่2.9 กราฟสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง 9 รูปที่ 2.10 แสดงกราฟสมรรถนะของพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน 10 รูปที่ 2.11 วิธีการควบคุมอัตราการไหลหลายๆ 11 รูปที่ 2.12 คุณลักษณะความเร็ว-แรงบิด ภายใต้เงื่อนไขท่ีปิดวาล์วขาเข้า แล้วเปิด 13 วาล์วขาออกและวาล์วบายพาส รูปที่ 2.13 Arduino เวอร์ชั่นแรก Arduino Mini 14 รูปที่ 2.14 บอร์ด Arduino Node ESP8266 15 รูปที่ 2.15 แสดงตัวอย่าง Relay 16 รูปที่ 2.16 สัญลักษณ์ในวงจรไฟฟ้าของรีเลย์ 16 รูปที่ 2.17 แสดงตัวอย่าง SPST และ SPDT 17 รูปที่ 2.18 แสดงตัวอย่าง DPST และ DPDT 17 รูปที่ 2.19 Relay Module 4 Channels 18 รูปที่ 2.20 แสดงขาท่ีใช้ในการเชื่อมต่อของ Relay Module 4 Channels 18 รูปที่ 2.21 หน้าต่างหลังเปิดใช้งาน Arduino IDE 1.6.9 ครัง้แรก 19 รูปที่ 2.22 กดเลือก Menu ไปที่ File >> Preferences 19 รูปที่ 2.23 หน้าต่าง Preferences 20 รูปที่ 2.24 ใช้ Stable Version 20 รูปที่ 2.25 วาง Link ลงใน Boards Manager URLs: จากนั้นกด OK 21 รูปที่ 2.26 เลือก Boards Manager... 21 รูปที่ 2.27 Install Board ESP826 22 รูปที่ 2.28 Download Boards ESP8266 22 รูปที่ 2.29 Board ESP8266 ถูกเพ่ิมเข้ามา 23

ช

รายการรูปประกอบ(ต่อ) รูปที่ หน้า รูปที่ 3.1 พัดลมตั้งโต๊ะ 25 รูปที่ 3.2 บอร์ด ESP 8266 และ ฐานบอร์ด ESP 8266 1.0 25 รูปที่ 3.3 บอร์ดรีเลย 5v. 4 ช่อง 25 รูปที่ 3.4 สายจั๊มเปอร์ เมีย-เมีย 10 cm 10เส้น 26 รูปที่ 3.5 อแด็ปเตอร์ 220v AC to 5V DC ผ่าน USB และ สาย USB to micro USB 26 รูปที่ 3.6 สายไฟ 26 รูปที่ 3.7 การประกอบพัดลม 1 27 รูปที่ 3.8 การประกอบพัดลม 2 27 รูปที่ 3.9 ชิ้นงานประกอบเสร็จ เรียบร้อย 28 รูปที่ 4.1 เสียบลั๊กให้เครื่องพร้อมใช้งาน 29 รูปที่ 4.2 อัพโหลดโค้ดลงบอร์ด ESP8266 29 รูปที่ 4.3 เปิดสัญญาณ ฮอตสปอต และ ข้อมูลมือถือ 30 รูปที่ 4.4 เปิดแอปพลิเคชั่น 30 รูปที่ 4.5 เชื่อมต่อ WIFI อัคโนมัติ 31 รูปที่ 4.6 เปิด-ปิด พัดลม 31

บทที่ 1 บทน า

1.1 ความเป็นมาของโครงการ ความส าคัญคือการที่เราต้องการควบคุมและบังคับพัดลมโดยไม่ต้องใช้วิธีการเดินไปปิดเปิด มันอย่างเดิมๆ เหตุผลที่อยากศึกษาการทดลองเก่ียวกับเรื่องนี้ คือ ในสมัยนี้เทคโนโลยีที่สร้างความสะดวก สบายได้เข้ามามีบทบาทส าคัญมากในชีวิตประจ าวันของเราสามารถสร้างสิ่งที่ท าให้ผู้คนรู้สึกสบาย และสะดวกต่อการใช้งานได้ก็ถือว่าเราเป็นผู้สร้างสรรค์เทคโนโลยีได้ระดับหนึ่ง ผู้จัดท าอยากศึกษาเกี่ยวกับการใช้งานร่วมกันระหว่างฮาร์ดแวร์กับซอร์ฟแวร์ ที่สามารถน า มาใช้งานร่วมกันจนเกิดเป็นรูปร่างสิ่งประดิษฐ์ที่พวกเราได้สร้างสรรค์มันขึ้นมา จากการค้นคว้าท าให้รู้ว่าสามารถควบคุมพัดลมผ่านแอพพลิเคชั่นได้โดยผ่านการเชื่อมต่อ กันทาง Wi-fi ซึ่งสามารถท าได้ทั่วไปผ่านโทรศัพท์มือถือแอนดรอยด์ 1.2 วัตถุประสงค์ของโครงงาน 1.2.1 เพื่อให้มีการศึกษาหาความรู้ ความสามารถทักษะทางด้านงาน Andriod , Wi-fi 1.2.2 เพ่ือให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมเปิดปิดและเปลี่ยนเบอร์ของพัดลมผ่านทาง Application 1.2.3 เพ่ือให้ผู้ใช้งานสามารถควบคุมเปิดปิดและเปลี่ยนเบอร์ของพัดลมผ่านทาง Wi-fi 1.2.4 เพ่ืออ านวยความสะดวกสบายแก่ผู้ใช้งาน 1.3 ขอบเขตของโครงงาน 1.3.1 ก าหนดผู้ใช้งานด้วย Application ผ่านโทรศัพท์ระบบ Android 1.3.2 เปิด-ปิดพัดลมด้วยการเชื่อมต่อกับ Application ผ่าน Wi-fi 1.3.3 เปลี่ยนเบอร์ความแรงลมด้วยการกด หมายเลข 1,2,3 ผ่าน Application 1.4 สถานที่การท างาน 1.4.1 ณ ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ วิทยาลัยเทคนิคมหาสารคาม 1.4.2 ณ ห้องสมุดประชาชน 1.4.3 ณ บ้านตนเอง

2

1.5 แผนการปฏิบัติงาน

ตารางท่ี 1.1 แผนการปฏิบัติงาน

สัปดาห์ที่ หัวข้อ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18

เตรียม โครงงาน

เสนอ โครงงาน

ปฏิบัติงาน จัดท า รูปเล่ม

ตรวจสอบ น าเสนอ ชิ้นงาน

1.6 งบประมาณ

1.6.1 ค่าเอกสารและรูปเล่ม 1,000 บาท 1.6.2 ค่าวัสดุอุปกรณ์ 1,600 บาท

รวมทั้งสิ้น (สองพันหกร้อยบาทถ้วน) 2,600 บาท

3

1.7 ประโยชน์ที่ได้รับจากโครงงาน 1.7.1 ได้รับความรู้และการปฏิบัติงาน ระบบ Andriod,Wi-fi 1.7.2 ผู้ใช้งานสามารถควบคุมการเปิดปิดพัดลมผ่านทาง Application 1.7.3 ผู้ใช้งานสามารถเปลี่ยนเบอร์ความแรงลมด้วยการ กด หมายเลข 1,2,3 ผ่าน Application 1.7.4 ผู้ใช้งานได้รับความสะดวกสบายในการใช้งาน

บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

2.1 พัดลม (FAN)

พัดลมมีหลายชนิดตามขนาดอัตราไหลและความดันของของไหลที่ล าเลียงและตามหลักวัตถุประสงค์การใช้งานดังตาราง 1 แบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้เป็นแบบ centrifugal ซึ่งท างานด้วยการให้แรงหนีศูนย์กลางให้เกิดกระแสในทิศทางตั้งฉากกับแกน แบบ axial flow ซึ่งสร้างกระแสของไหล (อากาศ) ในทิศทางเดียวกับเพลา แบบ cross flow ซึ่งมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างทั้งสองแบบข้างต้น และแบบอ่ืนๆ อย่างไรก็ตาม เพ่ือสามารถติดตั้งและเชื่อมต่อกับท่อต่างๆ ได้สะดวก พัดลมแบบ centrifugal บางครั้งดูภายนอกแล้วจะมีลักษณะเหมือนกับแบบ axial flow โดยทั่วไปพัดลมแบบ axial flow จะเหมาะกับความดันต่ า 2.1.1 อัตราไหลสูง ส่วนแบบ centrifugal จะเหมาะกับความดันสูง

รูปที่ 2.1 ประเภทของพัดลม

อย่างไรก็ตามพัดลมแบบ axial flowที่สามารถรองรับความดันได้พอสมควรแ ล ะ แ บ บ centrifugal ที ่ร อ ง ร ับ อ ัต ร า ไ ห ล ไ ด ้พ อ ส ม ค ว ร ก ็พ อ ม ีอ ยู ่พ ัด ล ม แ บ บ multi-blade บางครั ้งก็เรียกว่าพัดลมแบบ sirocco นิยมใช้กันมากที่ส ุดกับการปรับอากาศและระบายอากาศการจ าแนกพัดลมสามารถแบ่งได้เป็นประเภทใหญ่ๆตามลักษณะการเคลื่อนที่ของอากาศได้2 ลักษณะดังนี้

2.1.1.1 พัดลมแบบหมุนแรงเหวี่ยง (Centrifugal flow or radial fans) พัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือพัดลมซึ่งมีการไหลของอากาศในแนวรัศมีจะประกอบด้วยใบพัดหมุนอยู ่ภายในตัว เ รือนของพัดลม(Fan house)ชุดใบพัดจะประกอบด้วยแผ่นใบเล็กๆประกอบเข้าด้วยกันเป็นลักษณะกงล้อความดันของอากาศจะถูกท าให้มีค่าสูงขึ้นภายในตัว

5

เรือนของพัดลมซึ่งสามารถเพ่ิมค่าให้สูงขึ้นได้ด้วยการเพ่ิมขนาดความยาวของใบพัดซึ่งจะท าให้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางภายในระบบมีค่ามากขึ้นอากาศจะไหลผ่านเข้าไปในท่อทางเข้าโดยมีทิศทางขนานกับแกนของใบพัดและไหลออกในทิศทางตั้งฉากกับแกนของเพลาใบพัดในท่อทางออกพัดลมประเภทนี้จ าแนกตามลักษณะรูปร่างของใบพัดเป็น 3 แบบ คือ

(1) แบบใบพัดตรง (Straight blade หรือ Radial fans)

พัดลมชนิดนี้มีจ านวนใบน้อยที่ สุดประมาณ 6 ถึง 20 ใบ และใบพัดจะอยู่ในระนาบรัศมีจากเพลา ใบพัดหมุนด้วยความเร็วรอบอย่างต่ าประมาณ 500-3000 รอบ/นาที ดังนั้นจึงเหมาะกับงานที่ต้องการปริมาตรการไหลน้อยๆ และมีค่าความดันของอากาศสูงๆ

(2) แบบใบพัดโค้งไปข้างหน้า (Forward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดโค้งไปข้างหน้าในทิศทางเดียวกับการหมุนชุดใบพัดจะมีจ านวนแผ่นใบพัดประมาณ 20 – 60 ใบ ชุดใบพัดจะมีลักษณะคล้ายกับกรงกระรอก ( Squirrel cage) เพลาใบพัดจะมีขนาดเล็กหมุนด้วยความเร็วรอบที่สูงกว่าพัดลมชนิดใบพัดตรงการท างานของพัดลมชนิดนี้มีเสียงเบาที่สุดมีข้อเสี ยคือมีโอกาสที่มอเตอร์จะท างานเกินก าลังและมีช่วงการท างานของพัดลมที่ไม่เสถียรดังนั้นจึงไม่ควรใช้กับงานหรือระบบที่มีอัตราการไหลของอากาศเปลี ่ยนแปลงตลอดเวลา พัดลมชนิดนี ้จะให้ค่าความดันลมและอัตราการไหลของอากาศสูงที่สุด

(3) แบบใบพัดโค้งไปข้างหลัง (Backward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดเอียงไปข้างหลังในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของใบพัดจะมีจ านวนใบพัดประมาณ 10 –50 ใบ และเป็นพัดลมที่มีความเร็วรอบสูง ไม่ก่อให้เกิดเสียงดังเกินควรไม่มีลักษณะที่มอเตอร์จะท างานเกินก าลังและไม่มีช่วงการท างานที่ไม่เสถียรเหมาะที่จะใช้งานระบายอากาศและอากาศที่ใช้ต้องสะอาดด้วยเนื่องจากสามารถที่จะควบคุมความดันและปริมาณลมได้ง่าย พัดลมชนิดนี้จะมีราคาสูงกว่าชนิดอ่ืนๆเมื่อเทียบขนาดเท่ากัน

รูปที่ 2.2 แสดงการไหลของอากาศผ่านตัวพัดลมแบบหมุนเหวี่ย ง

6

รูปที่ 2.3 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

รูปที่ 2.4 แสดงพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง

2.1.1.2 พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans) พัดลมแบบนี้อากาศจะไหลขนานกับแกนของใบพัดและตั้งฉากกับระนาบการหมุนของใบพัดชุดใบพัดจะถูกติดตั้งบนแกนเพลาขับของมอเตอร์ต้นก าลังซึ่งอยู่ภายในตัวพัดลมท าให้มอเตอร์สามารถระบายความร้อนออกไปกับอากาศที่ถูกขับเคลื่อนพัดลมชนิดนี้มีราคาถูกการท างานของพัดลมมีเสียงดังและมีช่วงการท างานของพัดลมที่ไม่เสถียรจึงเหมาะกับงานระบายอากาศมีขนาดเล็ก เคลื่อนย้ายง่าย สามารถแบ่งได้ 2 ลักษณะคือ

7

(1) พัดลมที่ให้ลมหมุนเป็นเกลียว (Tube axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี ้ มีโครงสร้างประกอบด้วยชุดใบพัดซึ ่งหมุนอยู่ภายในท่อรูปทรงกระบอก ลมที่ถูกขับเคลื่อนให้ผ่านชุดใบพัดจะหมุนเป็นเกลียว มีลักษณะการไหลแบบปั่นป่วน พัดลมชนิดนี้ให้ค่าความดันลมปานกลาง

รูปที่ 2.5 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Tube axial fans

(2) พัดลมที่ให้ลมในแนวเส้นตรง (Vane axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี ้ จะมีแผ่นครีบเ พื่อใช้ในการบังคับการไหลของอากาศ ที ่ถ ูกขับ เคลื ่อน ติดตั ้ง อยู ่ภ าย ในตัว เ ร ือนของพัดลม บริเ วณท่อทางออกบริเ วณด้านหลังชุดใบพัด เพื่อช่วยให้การไหลของอากาศที่ถูกขับเคลื่อน มีทิศทางเป็นเส้นตรงมากที่สุด ซึ่งจะช่วยลดลักษณะการไหลของอากาศปั่นป่วนลดลง และลดพลังงานสูญเสียเนื่องจากการไหลของอากาศปั่นป่วนภายในระบบให้น้อยลง ท าให้ประสิทธิภาพการใช้งานและราคาสูงกว่าพัดลมชนิด Tube axial fans

รูปที่ 2.6 แสดงพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Vane axial fans

8

2.1.2 คุณลักษณะและสมรรถนะการท างานของพัดลม (CHARACTERISTICS AND PERFORMANCE OF FAN) ขณะที ่พัดลมท างานจะท า ให้อากาศเกิดการ เคลื ่อนที ่ได้ด้วยค่าความดันต่างที ่ เ กิดขึ ้น เมื ่ออากาศเคลื่อนที่ออกไประยะทางที่เพิ่มมากขึ้นจะท าให้ความดั นลดลงถ้าน าค่าความดันในช่วงต่างๆมาเขียนกราฟเทียบกับอัตราการไหลของอากาศที่ได้ในช่วงความดันนั้นๆถ้าค่าความดันดังกล่าวเป็นค่าความดันรวมของระบบเมื่อน าค่าความดันรวมที่ลดลงของระบบมาหักออกจากค่าความดันความเร็วจะได้กราฟอีกเส้นซึ ่งแสดงถึงความดันสถิตของระบบเราสามารถน ากราฟดังกล่าวไปใช้ในการเลือกจุดท างานที่ เหมาะสมที่ของพัดลมชนิดนั้นได้

รูปที่ 2.7 แสดงการหาจุดท างานของพัดลมที่เหมาะสมจากกราฟคุณลักษณะ

เนื่องจากปริมาณอากาศที่ได้จากพัดลมตามที่ก าหนดจากผู้ผลิต ปกติแล้วได้จากการทดสอบ ณ สภาวะแวดล้อมมาตรฐาน เช่น ที่อุณหภูมิ 15 °C ความกดดันบรรยากาศแวดล้อมเท่ากับ 1 บาร์ และความสูงเทียบเท่ากับระดับน้ าทะเล ปานกลาง เป็นต้น ซึ่งสภาวะดังกล่าวอาจแตกต่างจากสภาวะจริงที่ติดตั้งใช้งาน จึงท าให้สภาวะการใช้งานไม่เป็นไปตามข้อก าหนด

เนื่องจากสมรรถนะของพัดลมจะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมต่างๆ อาทิ อุณหภูมิ ความเร็วรอบ และความหนาแน่นของอากาศ ดังนั้น The Air Moving and Condition Association (AMCA) จึงได้พัฒนามาตรฐานการทดสอบพัดลมขึ้นและได้ท าการทดสอบเพ่ือหากราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดต่างๆ ดังนี้

9

รูปที่ 2.8 แสดงสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

จากรูปที่ 2.8 แสดงให้เห็นว่า เมื่อเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างมีค่าสูงขึ้นจะท าให้ค่าก าลังงานที่ป้อนให้เพลา ของพัดลมมีค่าสูงขึ้นตามไปด้วย ซึ่งมีผลท าใ ห้มอเตอร์ของพัดลมท างานเกินก าลังในขณะที่ความต้านทานของระบบมีค่าลดลง ดังนั ้น จึงไม่ควรใช้พัดลมชนิดนี้กับระบบที่มีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ช่วงที่ เหมาะสมส าหรับการท างานของพัดลมชนิดนี้คือ ช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างประมาณ 30 – 50 % ซึ่งจะท าให้การท างานของพัดลมมีค่าประสิทธิภาพสูงสุด เส้นกราฟค่าความดันสถิตจะมีช่วงการท างานของพัดลมที่ไม่มีความเสถียรภาพคือช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างในช่วงไม่เกิน 40 % ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ปริมาตรที่เปิดกว้างให้อากาศเข้าสู่ตัวเรือนของพัดลมในช่วงนี้

2.1.2.2 พัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง

รูปที่ 2.9 กราฟสมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดโค้งไปข้างหลัง

จากรูปที่ 2.9 จะเห็นได้ว่าช่วงที่ เหมาะสมส าหรับการท างานของพัดลมชนิดนี้คือช่วงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่ เปิดกว้างให้อากาศเข้าสู่ตัวเรือนของพัดลมมีค่าประมาณ 50 – 65 % ซึ่งจะท าให้การท างานของพัดลมชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงสุด ค่าประสิทธิภาพของพัดลมจะมีค่าส ูงสุด เมื ่อ ใช้ก าลัง งาน ในการขับ เพลาของพัดลมสูงด้วย เช่นกัน พัดลมชนิดนี ้จ ะไม่มีลักษณะที่มอเตอร์จะท างานเกินก าลังและไม่มีช่วงการท างานของพัดลมที่ไม่มีเสถียรภาพ

10

2.1.2.3 พัดลมแบบหมุนเหวี่ยงชนิดใบพัดตรง

กราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดนี้ จะเหมือนกับกราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า กล่าวคือเส้นกราฟก าลังงานของพัดลมจะมีค่าสูงขึ้น เรื ่อยๆ แม้ว่าค่าความดันของระบบจะลดลงก็ตาม แต่ความเร็วของอากาศที่ไหลผ่านตัวเรือนพัดลมชนิดนี้จะมีค่าต่ ากว่าพัดลมชนิดใบพัดโค้งไปข้างหน้า

2.1.2.4 พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)

รูปที่ 2.10 แสดงกราฟสมรรถนะของพัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน

จากรูปที่ 2.10จะเห็นว่าเส้นกราฟของเฮดสถิตและเฮดรวมของพัดลมชนิดนี้จะลดลงและ เ พิ ่มขึ ้น ในช ่ว ง เปอร ์เ ซ ็นต ์ของป ร ิม าตร เปิด ให ้อ ากาศ เข ้า สู ่ต ัว เ ร ือนพัดลมมีค ่า อยู่ประมาณ 30 – 50 % ถ้าพัดลมชนิดนี้ท างานอยู่ในช่วงดังกล่าวจะก่อให้เกิดความไม่เสถีย รภาพขึ ้นภายในระบบ และช่ว งที ่ เ หมาะสมส าหรับการท า งานของพัดลมก็คือ ช่ว งเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรที่เปิดกว้างประมาณ 55 – 75 % ซึ่งจะท าให้การท างานของพัดลมมีประสิทธิภาพสูงสุด สามารถขับเคลื ่อนอากาศได้ปริมาณที่มาก และใช้ก าลังงานในการขับเลื่อนไม่มากจนเกินไป เส้นกราฟการท างานของพัดลมจะค่อนข้า งแบนราบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในช่วงการท างานที่มีค่าเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรเปิดกว้างประมาณ 40 % นั่นคือก าลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนพัดลมภายในช่วงดังกล่าวจะมีค่าค่อนข้างคงที่

2.1.2.5 กฎการแปรผันและกฎความคล้ายของพัดลมและปั๊ม

อัตราไหลของของไหลจะแปรผันตามความเร็ว รอบของพัดลม ความดันสูญเสียในท่อลมและท่อน้ าที่ต่ออยู่กับพัดลม จะแปรผันตามก าลังสองของความเร็วของกระแส (ความเร็ว) นั่นคือ แปรผันตามอัตราไหลก าลังสองนั่นเอง ดังนั้น หากความเร็วรอบเปลี่ยนแปลง ความดันจะ แปรผันตามก าลังสองของความเร็วรอบ และก าลังขับเพลาจะแปรผันตามก าลั งสามของความเร็วรอบตาม ความสัมพันธ์นี้ เรียกว่ากฎการแปรผัน

11

นอกจากนี้เมื่อเดินเครื่องพัดลมที่มีลักษณะคล้ายกันภายใต้สภาวะที่คล้ายกัน ( เช่น จุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด) และสมมติว่าประสิทธิภาพของพัดลมเท่าเดิมแล้ว การไหลภายในปั๊มทั้งหมดจะมีลักษณะคล้ายกัน โดยความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลาง D ความเร็วรอบ n กับอัตราไหล ความดันและก าลังขับเพลาจะค านวณได้จากสูตรต่อไปนี้ซึ่งเรียกว่า กฎความคล้ายของพัดลม

กฎการแปรผันและกฎความคล้ายบอกเราว่าหากเรามีพัดลมที่มีก าลังมากเกินไป (มีขนาดใหญ่เกินไป) ไม่เพียงแต่การลดขนาดท่อลมเพื่อให้เกิดแรงต้านมากขึ้นเท่านั้น แต่หากเราเปลี่ยนขนาดของพัดลม (ใบพัด) หรือความเร็วรอบ ก็สามารถลดการใช้พลังงานลงอย่างมีประสิทธิผลอีกด้วย วิธีการนี้เป็นกลวิธีอนุรักษ์พลังงานที่ส าคัญอย่างหนึ่งในการเลือกใช้หรือดัดแปลงอุปกรณ์ที่ท างานด้วยของไหล

2.1.3 การควบคุมการท างานของพัดลม (OPERATION CONTROL OF FAN)

ระบบปรับอัตราการไหลของพัดลมให้เหมาะสมกับภาระการใช้งาน เรียกว่า ระบบปริมาตรอากาศแปรผัน (VAV:Variable_Air_Volume)

วิธีการควบคุมอัตราการไหลแปรผัน

รูปที่ 2.11 วิธีการควบคุมอัตราการไหลหลายๆ แบบ

12

2.1.3.1 วิธีการเลือกระบบการขับเคลื่อนของพัดลม

ในกรณีที่ไม่จ าเป็นต้องปรับปริมาณลม การเดินเครื่องด้วยความเร็วคงที่ก็เพียงพอแล้ว ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้มอเตอร์เหนี่ยวน า 3 เฟสแบบกรงกระรอก ส าหรับพัดลมที่มีขนาดปานกลางและขนาดใหญ่ ก็จะใช้มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีเพาเวอร์แฟกเตอร์และประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวน า ในกรณีนี้จะมีปัญหาตอนสตาร์ทเครื่องเท่านั้น ในรูป 11 ได้แสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะความเร็ว -แรงบิด ภายใต้เงื่อนไขที่ปิดวาล์วขาเข้า แต่เปิดวาล์วขาออกและวาล์วบายพาส แต่ในพัดลม axial flow จะใช้วิธีเปลี ่ยนมุมใบพัดแปรผัน จากรูปนี้ จะเห็นว่าแรงบิดตอนสตาร์ทเครื่องจะไม่เป็นปัญหา

โดยทั่ว ไปแล้วพัดลมแบบเทอร์โบจะให้ปริมาณลมมาก และเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดก็จะมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย ดังนั้น เมื่อเทียบกับภาระอื่นๆ แล้ว โมเมนต์ความเฉื่อยจะมีค ่า ส ูง กว่า มาก ซึ ่ง ห ากสตาร ์ทมอ เตอร์เ หนี ่ย วน า 3 เฟสแบบกรงกระรอกด้วยว ิธ ีจ ่า ยแรงดันไฟฟ้าเต็มที่ ( full-voltage starting) สุดท้ายแล้ว ความร้อนที่เทียบเท่าพลังงานขับเคลื่อนที่สะสมในโมเมนต์ความเฉื่อยจะเกิดขึ้นที่ขดลวดโรเตอร์ ดังนั้น จึงจ า เป็นที่จะต้องพิจารณาว่าการเพ่ิมขึ้นของอุณหภูมิของขดลวดกรงกระรอกจะมีปัญหาหรือไม่

ในกรณีที่ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟสตาร์ทเครื่องในปริมาณมากได้ หรือในกรณีต้องสตาร์ท เครื ่องบ่อยๆจะใช้มอเตอร์เหนี ่ยวน าแบบโรเตอร์พันขดล วด แต่ถ้าหากเดิน เครื ่องมอเตอร์เหนี่ยวน าแบบกรงกระรอกด้วยความเร็วแปรผันโดยใช้อินเวอร์เตอร์ ก็จะท าให้ปัญหาในตอนสตาร์ทเครื่องหมดไป และยังมีประสิทธิภาพในการอนุรักษ์พลังงานอย่างมากอีกด้วย ดังนั้น ในระยะหลังนี้ จึงมีการน าการขับเคลื่อนด้วยความเร็วแปรผันโดยใช้อินเว อร์เตอร์มาใช้ในการสตาร์ทเครื่อง และในการเดินเครื่องปกตินั้น จะสลับเอาไฟฟ้าของการไฟฟ้ามาจ่ายใช้งานต่อไป

ในการปรับปริมาณลม ท าได้ด้วยกลไกเชิงกล เช่น ระบบ variable pitch airfoil และด้วยการควบคุมคว าม เ ร็ว ก า ร ใช้กล ไกนั ้นจะมีร าคาถูกแต่ห าก ใช ้ง าน ในช่ว งกว้า งจะท า ให้ประสิทธิภาพการส่งลมลดลงในระยะหลัง จากที่มีเป้าหมายการประหยัดไฟฟ้า ท าให้มีการน าระบบควบคุมแบบที ่ใ ช ้อ ิน เ วอร์เตอร์ที ่ม ีค ุณภาพสูงมา ใช้ใน เครื ่อ ง ระบายอากาศ ดักฝุ ่น เครื่องส่งและระบายอากาศในอุโมงค์ชนิดต่างๆ

การขับพัดลมและโบลเวอร์ขนาดกลางและขนาดใหญ่ด้วยความเ ร็วไม่คงที่ด้วยกระแสสล ับ ได ้น า ม า ใ ช ้เ ป ็น ผลดีใ นช ่ว งที ่ เ ก ิด ว ิกฤตน้ า ม ัน ในยุคปี 1970 โ ดย ร ิเ ริ ่ม ก า รใช้ thyristor inverter ในปัจจุบัน อินเวอร์เตอร์ที่มีราคาต่ า มีขนาดเล็ก แต่มีความสามารถสูงนั ้น ได้ถูกผลิตขึ ้นจากการพัฒนาด้าน power electronics และการเดิน เครื ่องด้วยความเร็วแปรผันที่ได้น าเอาข้อดีของมอเตอร์เหนี่ยวน าแบบกรงกระรอกมาใช้ ก็มีแนวโน้มว่าจะเป็นที่แพร่หลายได้อย่างรวดเร็ว โดยเริ ่มจากพัดลมและโบลเวอร์ ขนาดกลางและขนาดใหญ่ซึ่งมีประสิทธิภาพในการอนุรักษ์พลังงาน สูงจนถึงที่มีขนาดเล็ก

13

รูปที่ 2.12 คุณลักษณะความเร็ว-แรงบิด ภายใต้เงื่อนไขที่ปิดวาล์วขาเข้า แล้วเปิดวาล์วขาออและวาล์วบายพาส

2.1.4 แนวทางการอนุรักษ์พลั งงานในพัดลม

2.1.4.1 จุดที่ต้องมีการตรวจสอบในการอนุรักษ์พลังงานในระบบพัดลม มีดังต่อไปนี้ (1) พัดลมจ่ายลมออกไปในปริมาณที่มากกว่าที่จ าเป็นต้องใช้หรือไม่ (2) พัดลมเดินเครื่องที่ประสิทธิภาพสูงหรือไม่ (3) กรณีท่ีมีการเปลี่ยนแปลงปริมาณลม พัดลมยังคงท่ีสมรรถนะที่ดีแม้ในช่วงปริมาณลมน้อยๆ (4) วิธีควบคุมปริมาณลมมีประสิทธิภาพสูงสอดคล้องกับความต้องการของโรงงานหรือไม่ (5) ในเรื่องความต้านทานของท่อความเร็วลมสูงเกินไปหรือไม่ มีความต้านทานที่ไม่จ าเป็น เช่น มีท่องมากเกินไปหรือไม่

2.1.4.2 ประเด็นส าคัญในการอนุรักษ์พลังงานในพัดลม

(1) การลดปริมาณลม (2) ความดันให้เหมาะสมกับที่ภาระต้องการ

(3) การควบคุมการเดินเครื่องให้เหมาะสมกับการเปลี่ยนแปลงปริมาณท่ีภาระต้องการ

2.1.4.3 ปัญหาเฉพาะตัวพัดลม ได้แก่

(1) การเลือกใช้พัดลมที่มีประสิทธิภาพสูงและมีคุณลักษณะเหมาะกับการใช้งาน

(2) ไม่มีฝุ่นละอองสะสมที่ตัวถังและใบพัดที่ท าให้การไหลของกระแสอากาศลดลง

(3) ลดการรั่วไหลจาก Labyrinth seal ของ shaft seal และ balance disk

14

2.2 Arduino

Arduino มีผู้ริเริ่มเป็นชาวอิตาเลียน ดังนั้นจึงอ่านออกเสียงไปในทางอิตาเลียนว่า อาดูยโน่ หรือบางคนก็อ่านว่า อาดูโน่ หรือ อาดูยอีโน่ก็ได้ เรื่องมันก็เริ่มต้นในปี2005 ผู้ริ เริ่มของ Arduino ชื่อว่า Massimo Banzi และ David Cuartielles ซึ่งอาศัยอยู่ในเมือง Ivrea ทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี สองคนนี้ตั้งใจสร้างอุปกรณ์ประเภทไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูกที่นักเรียนนักศึกษาสามารถเข้าถึง และซื้อหามาเป็นเจ้าของได้

โรงงานเล็ก ๆ ในเมืองที่ว่านี้ก็ถูกใช้เป็นที่ผลิตบอร์ด Arduino เวอร์ชั่นแรก โดยใช้ชื่อโครงการของพวกเขาว่า Arduino of Ivrea

นอกจากจะตั้งใจให้ราคาของอุปกรณ์นั้นถูกเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลอ่ืน ๆ ในท้องตลาดแล้ว พวกเขายังตั้งใช้ให้ Arduino สามารถพัฒนาโดยโปรแกรมที่ "แจกฟรี" ภายใต้เงื่อนไขในการใช้งานลักษณะ Open Souce ดังนั้นจึงเลือกใช้การพัฒนาบนพื้นฐานของระบบ Wiring

ส าหรับบางคนก็ยังไม่แน่ใจว่าไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร ไมโครคอนโทรลเลอร์จะว่าไปแล้วก็เปรียบเหมือนกับสมองของมนุษย์ครับ คือมีหน้าที่คิด ค านวณทางคณิตศาสตร์ ค านวณทางลอจิก สั่งการ มีส่วนความจ าเพ่ือใช้เป็นข้อมูลในการค านวณ หรือ ประมวลผลต่าง ๆ "แต่จะไม่สามารถท างานได้เอง" โดยไม่มีมือ เท้า แขน ขา หรือ ตา หู จมูก ซึ่งเปรียบได้กับอุปกรณ์ส่วนควบ (Accessories) อ่ืน เช่น เซนเซอร์ มอเตอร์ ระบบสื่อสารผ่านอินเตอร์เน็ต ระบบแสดงผลผ่านจอภาพ เป็นต้น

ดังนั้นโดยสรุปคือ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะท าหน้าที่ในการคิดค านวณ รับค่าจากระบบวัดผลภายนอก เข้ามาประมวลผล เพื่อสั่งการตอบสนองออกไปที่อุปกรณ์ต่อเชื่อมอ่ืน ๆ ตัวมันเองเดียวๆ จะท าอะไรไม่ได้มากไปกว่าการคิด

ไมโครคอนโทรเลอร์ ในปัจจุบันก็มีอยู่หลายยี่ห้อ เช่น PIC ของบริษัท ไมโครชิพ Z80 MCS-51 ARM-Cortex AVR และอ่ืน ๆ อีกมาก Arduino ก็เป็นไมโครคอนโทรเลอร์แบบหนึ่งที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ต่างจากยี่ห้ออ่ืน ๆ คือ การเป็น Open Source ซึ่งท าให้ได้เปรียบเรื่องราคา และจ านวนผู้ใช้งานทั่วโลก

Arduino เวอร์ชั่นแรกปรากฏต่อสายตาชาวโลกในเดือนกันยายน ปี 2006 เรียกชื่อว่า Arduino Mini และก็เล็ก ราคาขายในเมืองไทยก็ตกอยู่ไม่กี่ร้อยบาท (แต่ตอนนี้ไม่มีขายแล้ว)

รูปที่ 2.13 Arduino เวอร์ชั่นแรก Arduino Mini

15

ถึงปัจจุบัน Arduino มีบอร์ดหลายแบบให้เลือกใช้งานตามความถนัดและความเหมาะสมมากกว่า 20 รุ่น แต่ละรุ่นก็มีขนาด ความจุ ความเร็ว จ านวนขาพอร์ตอินพุต เอาท์พุต แตกต่างกันออกไป มีตั้งแต่ราคาหลักสองสามร้อยบาทไปจนกระทั่งพันกว่าบาท นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ต่อพ่วง(Shield) ให้อีกสารพัด ราคาก็เป็นไปตาม concept เดิม คือสมเหตุสมผลสุดๆ ท าให้เป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

สาเหตุที่ราคาถูกก็สามารถสรุปได้ดังนี้ - (1) ระบบเป็นแบบ Open Source ไม่มีลิขสิทธิ์ในการน าไปใช้งานต่อเชิงพาณิชย์ แถมแจกไฟล์ที่

ใช้ในการสร้างต้นแบบให้ฟรีๆ ท าให้ประเทศผู้ผลิตอย่างจีนสามารถน าไปผลิตได้ในราคาสบายๆ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องค่าลิขสิทธิ์

- (2) ซอฟแวร์ หรือ Arduino IDE ที่ใช้ในการพัฒนายังแจกให้ฟรี ดาวน์โหลดกันได้อย่างถูกกฎหมายเอาไปใช้งานต่อ สร้างผลิตภัณฑ์แล้วขายต่อ ก็ไม่ต้องเสียเงินให้แบบไมโครคอนโทรลเลอร์เจ้าอ่ืนๆ

- (3) มีซอฟแวร์ (แบบฟรีๆ) ที่สร้างโดยคนใจดี เข้ามาร่วมอุดมการณ์

- (4) ชุมชนคนใช้ Arduino ในต่างประเทศมีอยู่มากมาย หาได้จากWebsite ดังๆ

2.2.1 Node MCU

รูปที่ 2.14 แสดงตัวอย่าง Node MCU

Node MCU (โหนด เอ็มซียู) คือ บอร์ดคล้าย Arduino ที่สามารถเชื่อมต่อกับ Wi-Fi ได้,สามารถเขียนโปรแกรมด้วย Arduino IDE ได้เช่นเดียวกับ Arduino และบอร์ดก็มีราคาถูกมาก ๆ เหมาะแก่ผู้ที่คิดจะเริ่มต้นศึกษา หรือทดลองใช้งานเกี่ยวกับ Arduino, IoT, อิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่การน าไปใช้จริงในโปรเจคต่าง ๆ ก็ตาม เพราะราคาไม่แพง ภายในบอร์ดของ Node MCU ประกอบไปด้วย ESP8266 (ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สามารถเชื่อมต่อ WiFi ได้) พร้อมอุปกรณ์อ านวยความสะดวกต่าง ๆ เช่น พอร์ต micro USB ส าหรับจ่ายไฟ/อัปโหลดโปรแกรม, ชิพส าหรับอัปโหลดโปรแกรมผ่านสาย USB, ชิพแปลงแรงดันไฟฟ้าและขาส าหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกเป็นต้น

16

2.3 Relay 4 Chanel

รูปที่ 2.15 แสดงตัวอย่าง Relay

รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งท าหน้าที่ตัดต่อวงจรแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการท างานด้วยไฟฟ้า Relayมีหลายประเภท ตั้งแต่ Relay ขนาดเล็กที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จนถึง Relay ขนาดใหญ่ที่ใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันออกไป แต่มีหลักการท างานที่คล้ายคลึงกัน ส าหรับการน า Relay ไปใช้งาน จะใช้ในการตัดต่อวงจร ทั้งนี้ Relay ยังสามารถเลือกใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ

รูปที่ 2.16 สัญลักษณ์ในวงจรไฟฟ้าของรีเลย์

17

ภายใน Relay จะประกอบไปด้วยขดลวดและหน้าสัมผัส

- (1) หน้าสัมผัส NC (Normally Close) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะปกติหน้าสัมผัสนี้จะต่อเข้ากับ ขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด

- (2) หน้าสัมผัส NO (Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะลอยอยู่ ไม่ถูกต่อกับขา COM (Common) แต่จะเชื่อมต่อกันเมื่อมีกระแสไฟไหลผ่านขดลวด

- (3) ขา COM (Common) เป็นขาที่ถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง NC และ NO ขึ้นอยู่กับว่า ขณะนั้นมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หน้าสัมผัสใน Relay 1 ตัวอาจมีมากกว่า 1 ชุด ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและลักษณะของงานที่ถูกน าไปใช้ จ านวนหน้าสัมผัสถูกแบ่งออกดังนี้

สวิตช์จะถูกแยกประเภทตามจ านวน Pole และจ านวน Throw ซึ่งจ านวน Pole (SP-Single Pole, DP-Double Pole, 3P-Triple Pole, etc.) จะบอกถึงจ านวนวงจรที่ท าการเปิด-ปิด หรือ จ านวนของ ขา COM นั่นเอง และจ านวน Throw (ST, DT) จะบอกถึงจ านวนของตัวเลือกของ Pole ตัวอย่างเช่น SPST- Single Pole Single Throw สวิตช์จะสามารถเลือกได้เพียงอย่างเดียวโดยจะเป็นปกติเปิด (NO-Normally Open) หรือปกติปิด (NC-Normally Close) แต่ถ้าเป็น SPDT- Single Pole Double Throw สวิตช์จะมีหนึ่งคู่เป็นปกติเปิด (NO) และอีกหนึ่งคู่เป็นปกติปิดเสมอ(NC)ดัง

รูปที่ 2.17 แสดงตัวอย่าง SPST และ SPDT

รูปที่ 2.18 แสดงตัวอย่างDPSTและDPDT

18

รูปที่ 2.19 แสดงตัวอย่าง Relay Module 4 Channels

Relay Module 4 Channels มีเอาต์พุตคอนเน็คเตอร์ที่ Relay เป็น NO/COM/NC สามารถใช้กับโหลดได้ทั้งแรงดันไฟฟ้า DC และ AC โดยใช้สัญญาณในการควบคุมการท างานด้วยสัญญาณโลจิก TTL

คุณสมบัติ (Features)

(1) รีเลย์เอาต์พุตแบบ SPDT จ านวน 4 ช่อง (2) สั่งงานด้วยระดับแรงดัน TTL (3) CONTACT OUTPUT ของรีเลย์รับแรงดันได้สูงสุด 250 VAC 10 A, 30 VDC 10 A (4) มี LED แสดงสถานะ การท างานของรีเลย์และแสดงสถานะของบอร์ด (5) มีจัมพ์เปอร์ส าหรับเลือกว่าจะใช้กราวด์ร่วมหรือแยก (6) มี OPTO-ISOLATED เพ่ือแยกกราวด์ส่วนของสัญญาณควบคุมกับไฟฟ้าที่ขับรีเลย์ออกจากกัน

รูปที่ 2.20 แสดงขาท่ีใช้ในการเชื่อมต่อของ Relay Module 4 CH

19

2.4 การติดตั้ง library ส าหรับ ESP8266

2.4.1 หน้าต่างเริ่มต้นโปรแกรม Arduino

รูปที่ 2.21 หน้าต่างหลังเปิดใช้งาน Arduino IDE 1.6.9 ครัง้แรก

2.4.2 ติดตั้ง Broad ESP8266 ลงบน Arduino IDE

รูปที่ 2.22 กดเลือก Menu ไปที่ File >> Preferences

20

2.4.3 จะขึ้นหน้าต่าง Preferences ให้สังเกตุในช่อง Additional Board Manger URLs:

รูปที่ 2.23 หน้าต่าง Preferences

2.4.4 ในส่วนของ Additional Board Manger บทความนี้ผมจะใช้ Boards Manager ของ Community ESP8266

รูปที่ 2.24 ใช้ Stable Version

21

2.2.5 ใส่ URL >> ลงใน Addition Board Manager URLs: ดังนี้ http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

รูปที่ 2.25 วาง Link ลงใน Boards Manager URLs: จากนั้นกด OK

2.2.6 ไปที่ Menu Tools >> Boar: “Arduino…” >> Board Manager…

รูปที่ 2.26 เลือก Boards Manager...

22

2.2.7 จะขึ้นหน้าต่าง Boards Manager เลือก Type เป็น Contributed หน้าต่าง Boards Manager จะแสดง Boards ของ ESP8266 เลือกเวอร์ชัน 2.2.0 หรือใหม่กว่าในอนาคต Boards และกด Install

2.2.8 Install Board ESP8266

รูปที่ 2.27 Install Board ESP826

2.2.9 แล้วรอ สัก 2-3 ครู่ ตัวโปรแกรมจะโหลด Boards ESP8266 ให้ ขนาดไฟล์ประมาณ 150 MB และติดตั้งให้เอง

รูปที่ 2.28 Download Boards ESP8266

23

2.2.10 เมื่อเราติดตั้งบอร์ด ESP8266 เสร็จเรียบร้อยแล้ว ให้ปิดโปรแกรม Arduino IDE ก่อน แล้วจึงเปิดขึ้นมาใหม่

2.2.11 เมื่อเปิดโปรแกรม Arduino IDE ขึ้นมาใหม่แล้ว ให้ลองเลือกไปที่ Menu Tools >> Board: “…..” ซึ่งจะพบว่า มี Menu ส าหรับเลือกใช้งาน ESP8266 กับ Arduino IDE ขึ้นมาให้เลือกใช้งาน

รูปที่ 2.29 Board ESP8266 ถูกเพ่ิมเข้ามา

ซึ่ง หมวดของ ESP8266 Modules นั้นจะมีบอร์ดให้เลือกใช้งานอยู่ด้วยกันหลายบอร์ด ที่มีจ าหน่ายทั่ว ๆ ไป เช่น - Generic ESP8266 Module >> บอร์ด ESP8266 ที่ใช้งานทั้วไป หรือ บอร์ดที่สร้างขึ้นเอง - ESPresso Lite 1.0 และ 2.0 >> บอร์ด ESP8266 ของ Espert และ Chiangmai Maker Club - Olimex MOD-WIFI-ESP8266(-DEV) >> บอร์ด ESP8366 ที่บริษัท Olimex เป็นผู้สร้าง - Node MCU (ESP8266 ESP-12 Module) >> บอร์ด ESP8266 ที่เป็นบอร์ด Node MCU - WeMos D1 >> บอร์ด ESP8266 ที่เป็นบอร์ด wemos ซึ่งถ้าหากเรามีบอร์ด ESP8266 ที่รองรับโมดูลทั้ง 3 บอร์ดก็สามารถใช้งานได้เลยบอร์ดรุ่นต่างๆที่ใช้งานโดยทั่ว ๆไปก็จะมี Generic ESP8266 Module , ESPresso Lite 1.0 และ2.0 , Node MCU , WeMos , ESP8266-ESP01

บทที่ 3

การออกแบบและขั้นตอนการด าเนินงาน

3.1 แผนผังการปฏิบัติงาน

เริ่มต้น

ค้นคว้าขอมลู

วางแผนการจดัท า

สัง่ซือ้อปุกรณ์

ท าการศกึษา

ประกอยวงจร

ทดลอง ครัง้ที่ 1

ทดลอง ครัง้ที่ 1

สรุปผลการทดลอง

จบ

ปรับปรุง

25

3.2 จัดเตรียมวัสดุอุปกรณ์

1. พัดลมตั้งโต๊ะ

รูปที่ 3.1 พัดลมตั้งโต๊ะ

2. บอร์ด ESP 8266 และ ฐานบอร์ด ESP 8266 1.0

รูปที่ 3.2 บอร์ด ESP 8266 และ ฐานบอร์ด ESP 8266 1.0

3. บอร์ดรีเลย 5v. 4 ช่อง

รูปที่ 3.3 บอร์ดรีเลย 5v. 4 ช่อง

26

4. สายจั๊มเปอร์ เมีย-เมีย 10 cm 10เส้น

รูปที่ 3.4 สายจั๊มเปอร์ เมีย-เมีย 10 cm 10เส้น

5. อแด็ปเตอร์ 220v AC to 5V DC ผ่าน USB และ สาย USB to micro USB

รูปที่ 3.5 อแด็ปเตอร์ 220v AC to 5V DC ผ่าน USB

และ สาย USB to micro USB

6. สายไฟ

รูปที่ 3.6 สายไฟ

27

3.3 การออกแบบและการประกอบเครื่อง

3.3.1 น าอุปกรณ์ต่าง ๆ ประกอบลงในพัดลม

รูปที่ 3.7 การประกอบพัดลม 1

รูปที่ 3.8 การประกอบพัดลม 2

28

3.3.1 ชิ้นงานประกอบเสร็จ เรียบร้อย

รูปที่ 3.9 ชิ้นงานประกอบเสร็จ เรียบร้อย

บทที่ 4

ขั้นตอนการทดลองใช้งาน

4.1 การทดลอง

4.1.1 เสียบปลั๊กให้เครื่องพร้อมใช้งาน

รูปที่ 4.1 เสียบปลั๊กให้เครื่องพร้อมใช้งาน

4.1.2 อัพโหลดโค้ดลงบอร์ด ESP8266

รูปที่ 4.2 อัพโหลดโค้ดลงบอร์ด ESP8266

30

4.1.3 เปิดสัญญาณ ฮอตสปอต และ ข้อมูลมือถือ

รูปที่ 4.3 เปิดสัญญาณ ฮอตสปอต และ ข้อมูลมือถือ

4.1.4 เปิดแอปพลิเคชั่น

รูปที่ 4.4 เปิดแอพพลิเคชั่น

31

4.1.5 เชื่อมต่อ WIFI อัตโนมัติ

รูปที่ 4.5 เชื่อมต่อ WIFI อัตโนมัติ

4.1.6 เปิด-ปิด พัดลม

รูปที่ 4.6 เปิด-ปิด พัดลม

32

4.2 ผลการทดลอง

ครั้งที่ 1 ไม่สามารถ เปิด-ปิด พัดลมได้

ครั้งท่ี 2 แก้ไขวงจรใหม่ จึงท าให้สามารถ เปิด-ปิด พัดลมได้

ครั้งที่ 3 แก้ไขวงจรใหม่ เพราะ Relay เสีย จึงท าให้สามารถ เปิด-ปิด พัดลมได้

ครั้งที่ 4 เปิด-ปิด พัดลมได้ อย่างสะดวกสบาย

บทที่ 5 สรุปผลอภิปรายและข้อเสนอแนะ

โครงการเรื่อง พัดลมควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่น ผู้ด าเนินงานสรุปผลการวิจัยได้ดังนี้ 5.1 สรุปผล

จากการที่ได้ศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับ พัดลมควบคุมผ่านแอปพลิเคชั่น มีการทดสอบทั้งหมด 4 ครั้งเพ่ือหาข้อผิดพลาดโดยได้พบปัญหาหลายอย่าง ผู้จัดท าได้ท าการแก้ไขปรับปรุงแล้วปรากฏว่าโครงงานสามารถท าได้ตรงตามวัตถุประสงค์โดยมีความผิดพลาดเล็กน้อย ซึ่งอาจเกิดจากสภาวะภายนอกและชิ้นงานเป็นไปตามเป้าหมายที่วางไว้และเป็นที่พ่ึงพอใจของผู้จัดท า

5.2 ปัญหาที่พบบ่อย 5.2.1 สายไฟที่วงจรหลวมหรือเล็กเกินไป 5.2.2 ฝาปิดฐานพัดลมหลุดบ่อย 5.3 อภิปรายและน าเสนอ 5.3.1 เพิ่มขนาดของสายไฟ 5.3.2 ตรวจเช็คความปลอดภัยในการใช้งาน

34

บรรณานุกรม

พัดลม (17/09/62) http://electricfan-mobileapplication.blogspot.com/2017/02/2.html Arduino (17/09/62) http://electricfanmobileapplication.blogspot.com/2017/02/2.html Relay 4 Chanel (18/09/62)http://electricfanmobileapplication.blogspot.com/2017/02/2.html Node ESP8266 (18/09/62) http://www.ayarafun.com/2015/08/introduction-arduino-esp8266-nodemcu/

ภาคผนวก ก โปรแกรม Arduino ที่ใช้ควบคุม

36

#define BLYNK_PRINT Serial

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <BlynkSimpleEsp8266.h>

#define ON LOW

#define OFF HIGH

char auth[] = "Vn8uAnV6tDlibNrLLK0qRbWEeS-2EkNr";

char ssid[] = "";

char pass[] = "";

void setup()

{

Serial.begin(9600);

Blynk.begin(auth, "PZ", "0933416523");

}

void loop()

{

Blynk.run();

}

Code Program Arduino

ภาคผนวก ข ประวัติผู้จัดท า

37

ประวัติผู้จัดท า

ชื่อ-สกุล นายจตุรวิธ มั่งกูล วัน เดือน ปี เกิด 15 กันยายน 2544 ที่อยู่ บ้านเลขท่ี 1/16 บ. หนองค่าย ต. โคกก่อ

อ. เมือง จ. มหาสารคาม 44000 เบอร์โทร 093-3416523 ประวัติการศึกษา ระดับประถมศึกษา โรงเรียนอนุบาลกิติยา ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสารคามพิทยาคม (ม.3) ระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพ สาขางานเทคนิคคอมพิวเตอร์ ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ วิทยาลัยเทคนิคมหาสารคาม

38

ประวัติผู้จัดท า

ชื่อ-สกุล นายพลากร วิเศษสมบูรณ์ วัน เดือน ปี เกิด 14 กุมภาพันธ์ 2545 ที่อยู่ บ้านเลขท่ี 243/8 บ. หนองแวงน่าง ต. แวงน่าง

อ. เมือง จ. มหาสารคาม 44000 เบอร์โทร 063-4090913 ประวัติการศึกษา ระดับประถมศึกษา โรงเรียนพระกุมารมหาสารคาม ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสารคามพิทยาคม (ม.1-ม.3) ระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพ สาขางานเทคนิคคอมพิวเตอร์ ภาควิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ วิทยาลัยเทคนิคมหาสารคาม