3.6 Measuring Wheel

 ที่มาของโครงงาน……….

           เนื่องจากกลุ่มพวกเราอยากที่จะคิดพัฒนาสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถใช้ได้จริงทางด้านงานวิศวกร โดยพวกเราเล็งเห็นว่าเครื่องวัดระยะทางในปัจจุบันมีราคาสูง เพราะเหตุดังกล่าวเครื่องนี้จึงถูกจำกัดให้ใช้ในกลุ่มบางกลุ่มเท่านั้น พวกเราจึงคิดวิธีที่จะประดิษฐ์เครื่องวัดระยะทางในรูปแบบของเราเองเพื่อให้คนทุกกลุ่มใช้งานเครื่องนี้ได้ โดยนำเอาความรู้ที่ได้รับจากการเรียนเกี่ยวกับ Microcontroller มาเป็นจุดสำคัญในการดำเนินงาน

วิดีโอสาธิตการทำงาน

  1. Part Ihttp://www.youtube.com/watch?v=XjGtmGoRaK4&feature=youtu.be
  2. Part IIhttp://www.youtube.com/watch?v=7X-3bEqltNk&feature=youtu.be

โครงสร้างของระบบ……….

Diagram

แผนผังประกอบการทำงานของโครงงาน

          โครงงานเครื่องวัดระยะทางชิ้นนี้ ใช้ Encoder รุ่น 25BL30-Q เป็นเซนเซอร์ในการวัดระยะทาง ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มของ Mechanical Encoder สำหรับ Encoder รุ่นนี้เป็นรุ่นที่มีความละเอียด 12 ระดับหากแบ่งเป็น องศาตามหลักทางเรขาคณิตแล้วจะได้ว่ามุมที่วัดได้ในแต่ระดับเท่ากับ

360/12 = 30 องศา

           หลักการในการวัดระยะทางจาก Encoder นี้จะสามารถนำมาคำนวณผ่านสูตรทางเรขาคณิตได้ดังต่อไปนี้

S = rθ

  • S = ระยะทางส่วนโค้งของวงกลม
  • r = รัศมีของวงล้อที่ใช้ทำโครงงาน
  • θ = มุมในหนึ่งระดับของ Encoder (เรเดียน เมื่อ 30 องศา ≈ 0.52359 เรเดียน)

ส่วนประกอบของชิ้นงานโครงงาน……….

แหล่งจ่ายไฟ

DSC00817-2             X9635077-45

                    Power Supply adapter                               แบตเตอรี่ ขนาด AA 1.5V 8 ก้อน

Rotary Encoder (25BL30-Q)

70216832Rotary Encoder รุ่น 25BL30-Q

LCD 16×2 Character Display Module

lcd-white-bg-small LCD16x2 Display Module

Switch

sfe-12mm-push-button-switchfz

                   สวิตซ์กดติดปล่อยดับ                                                สวิตซ์ 2 ทาง

PIC 16F886

pic16f886-i-sp-pdip

PIC 16F886

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

spd_2012060610113_bmetal-oxide-film-resistor-34786-2945251

                              สายไฟเล็ก                                                     ตัวต้านทาน

อุปกรณ์ทางโครงสร้าง

smallsteelwheelssolidtyre_lgaluminium-tube-4.0-3.15-673-p

                                   ล้อยาง                                                        ท่ออลูมิเนียม

โครงสร้างของตัวโครงงาน……….

Definition01

  1. ล้อหมุน : เป็นส่วนที่ใช้ติดตั้ง Rotary Encoder เพื่อใช้ในวัดระยะทาง
  2. กล่องควบคุม : ส่วนที่ใช้ติดตั้งหน้าจอ LCD และ Switch เพื่อใช้แสดงผลและสั่งการต่างๆ

Encoder_Definition

ภาพแสดงล้อยางที่ติดตั้ง Rotary Encoder เรียบร้อยแล้ว

ControlBox_Definition

  1. Switch ON/OFF : สวิตซ์ที่ใช้เปิด/ปิด เครื่องวัดระยะทาง
  2. LCD-Display : หน้าจอแสดงผลวัดระยะทาง
  3. Reset Switch : สวิตซ์ที่ใช้ในการ Reset ค่าที่ทำการวัดได้

อธิบายการทำงาน……….

การทำงานของเครื่องวัดระยะทางตัวนี้จะเป็นไปตามสูตรการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ได้กล่าวเอาไว้ข้างต้น ซึ่งในที่นี้กลุ่มของเราได้ใช้ ล้อยางที่มีรัศมีขนาด 7.5 cm ในการคำนวณ เพราะฉะนั้น หากนำไปแทนค่าในสูตรจะได้ว่า

S = 0.075*(0.52359)
S = 0.03926 m

           ทำให้ทุกๆการเคลื่อนที่หนึ่งระดับจะสามารถวัดระยะทางได้ 3.926 ซม. หากทำให้ครบหนึ่งรอบก็จะได้เป็นระยะทาง

S(1รอบ) = 0.03926 * 12
S(1รอบ) = 0.47123 m

            วิธีการใช้งานก็ไม่ยาก ให้ผู้ใช้กดปุ่ม ON/OFF เพียงแค่นั้นเครื่องวัดระยะทางก็พร้อมที่จะทำการวัดระยะทางโดยอัติโนมัติ และแสดงผลการวัดขึ้นทางหน้าจอ LCD อยู่ตลอดเวลา และหากผู้ใช้ต้องการวัดระยะใหม่ ก็สามารถกดปุ่ม Reset ได้ และเครื่องวัดระยะทางก็จะพร้อมวัดใหม่ในทันทีเครื่องวัดระยะทางนี้มี นัยสำคัญในการวัดเท่ากับ 0.01 m ใช้แบตเตอรี่ขนาด AA 1.5V 8 ก้อนและมี Power Supply Adapter เป็นตัวแปลงไฟเลี้ยงวงจร

อธิบายผลการทดลองใช้งาน ……….

จากการทดลองใช้ผลงาน เครื่องวัดระยะทางของเรา สามารถวัดระยะทางได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริง และราคารวมในการผลิตเครื่องนี้ยังมีราคาต่ำกว่า เครื่องวัดระยะทางที่ขายทั่วไป ประมาณ 800 บาท แต่ข้อจำกัดของเครื่่องนี้คือ Rotary Encoder ที่กลุ่มพวกเราใช้นั้นจะวัดระยะทางทุกๆ 30  องศา โดยแต่ละ 30 องศาจะให้ระยะทาง 0.03 เมตร ปัญหาที่พบคือ ถ้าเราหมุนล้อไปเเลวหยุดก่อนถึง 30 องศา จะให้ให้เราได้ระยะทางคลาดเคลื่อนไป โดยได้ระยะทางน้อยกว่าความจริง

หากผู้ชมต้องการนำไปพัฒนาต่อยอดให้โครงงานนี้ดียิ่งขึ้นสามารถ ศึกษาแผนภาพวงจร และ Source Code ได้ตาม Link ข้างล่าง
Schematic Diagram : Schematic_Measure_Wheel
Source Code : Code_Measuring_Wheel

สมาชิกกลุ่มผู้ประดิษฐ์โครงงาน

Groupภาพและชื่อสมาชิกกลุ่ม(เรียงจาก ซ้าย-ขวา)

  1. นายชัยธวัช กิตติคุณากร  รหัสนักศึกษา 540610597
  2. นายณัฏฐกร เป้าขันธุ์       รหัสนักศึกษา 540610600
  3. นายณัฐนันท์ พรหมสุข    รหัสนักศึกษา 540610601