โครงงาน 4 G Water Filter (บ่อพักน้ำ 4G)
บทนำ (แนวคิด ความสำคัญ และความเป็นมาของโครงการ)
น้ำมีความสำคัญต่อการดำเนินชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทั้งในด้านอุปโภคและบริโภคแต่ในปัจจุบันมนุษย์ใช้น้ำอย่างไม่คำนึงถึงความสำคัญของน้ำ ซึ่งมนุษย์ส่วนใหญ่นั้นเห็นแก่ตัว มักง่าย เช่น ใช้ในการชำระล้างร่างกาย และสิ่งของเครื่องใช้แล้วก็ปล่อยน้ำเสียลงสู่แม่น้ำ ลำคลอง โดยไม่มี การกรองหรือการบำบัดก่อนปล่อยลงสู่แม่น้ำ ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำ
โครงการบ่อพักน้ำ 4 G (4 G Water Filter ) เป็นการนำเสนอทางเลือกใหม่ในการแก้ปัญหาน้ำขุ่นที่ใช้อุปโภคบริโภคภายในโรงเรียนโดยใช้เทคโนโลยีที่ประยุกต์จากสภาพปัญหาที่พบเจอได้อย่างครบวงจร มีความน่าสนใจ ทันสมัย และยังได้รับผลประโยชน์จากการทำน้ำขุ่นให้เป็นน้ำใส อาทิ การได้บริโภคอุปโภคน้ำที่ใสสะอาด จากกระบวนการผลิต การสร้างจิตสำนึกในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมให้แก่บุคลากรของโรงเรียน ชุมชน และสังคม การสร้างความสามัคคีและความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ให้แก่สมาชิก และที่สำคัญคือสร้างความตระหนักรู้ถึงการสร้างจิตสำนึกในการรักน้ำ และการใช้น้ำอย่างประหยัด
วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
1.เพื่อศึกษาระบบการทำงานของบ่อน้ำ 4G
2.เพื่อสร้างและพัฒนาระบบกรองน้ำขุนให้เป็นน้ำใสใช้ในการอุปโภคในหอนอนโรงเรียน ประจำ
3.เพื่อศึกษาและพัฒนาการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
วัสดุอุปกรณ์
1. board raspberry pi
2. โมดูลวัดความอิ่มตัวGeekcreit® HC-SR
3. Motor สูบน้ำขนาดเล็กสุด
4. บอร์ดต่อไฟ
5. relay
6. Senser วัดค่าความขุ่น
7. สายไฟ jumbler
8. สายยาง
ผังโครงสร้าง
หลักการทำงาน
หลักการทำงาน ระบบบ่อพักน้ำ 4G เริ่มที่กระบวนการทำงานของมอเตอร์ตัวที่ 1 ซึ่งอยู่ในบ่อน้ำที่ 1 ทำงานโดยตรวจสอบค่าความขุ่นของน้ำที่อยู่ในบ่อที่ 1 และระดับน้ำในบ่อที่ 2 ซึ่งหากเงื่อนไขใน 2 ข้อข้างตนเป็นไปตามที่ระบบตั้งค่าไว้คือน้ำใส่และระดับน้ำยังไม่เต็มความจุ บอร์ด Raspberry pi จะสั่งให้มอเตอร์ตัวที่ 1 ทำงานโดยสูบน้ำมาจัดเก็บไว้ในบ่อที่ 2 ตามเกณฑ์ที่ตั้งไว้ และจะหยุดสูบน้ำในบ่อที่ 1 โดยใช้เซ็นเซอร์ วัดค่าระดับน้ำเป็นเกณฑ์ในการประมวลผลข้อมูล เพื่อรองรับปัญหาความขุ่นที่จะเกิดกับน้ำในบ่อที่ 1 เมื่อถึงฤดูฝนหรือน้ำขุ่นตามที่ตั้งไว้ มอเตอร์ตัวที่ 1 จะหยุดสูบน้ำ โดยอาศัยเซ็นเซอร์ตรวจจับความขุ่นของน้ำเป็นเกณฑ์พิจารณา โดยการควบคุมของบอร์ด Raspberry pi เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์วัดค่าระดับของน้ำ ส่วนมอเตอร์ตัวที่ 2 จะสูบน้ำใสจากบ่อที่ 2 ไปแจกจ่ายตามหอพักต่าง ๆ ของนักเรียนโดยตรวจสอบค่าความขุ่นของน้ำก่อน และตั้งเวลาการจ่ายน้ำเป็นเวลาตามที่กำหนด
CODE คำสั่งการทำงาน
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <wiringPi.h>
#include <time.h>
#define TRIG 2
#define ECHO 0
int water=0;
int waterdark=0;
int getCM() {
//Send trig pulse
digitalWrite(TRIG, HIGH);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(TRIG, LOW);
//Wait for echo start
while(digitalRead(ECHO) == LOW);
//Wait for echo end
long startTime = micros();
while(digitalRead(ECHO) == HIGH);
long travelTime = micros() – startTime;
//Get distance in cm
int distance = travelTime / 58;
return distance;
}
int main(void) {
//set time
time_t t = time(NULL);
struct tm tm = *localtime(&t);
//old
wiringPiSetup();
pinMode(TRIG, OUTPUT);
pinMode(ECHO, INPUT);
pinMode (1, OUTPUT) ; //Relay1 22 motor 1
pinMode (4, OUTPUT) ; //Relay2 23 motor 2
pinMode (5, INPUT) ; //Water dark level 24
digitalWrite(TRIG, LOW);
digitalWrite(1, LOW);
digitalWrite(4, LOW);
delay(30);
for (;;){
delay (500) ;
water = getCM();
waterdark = digitalRead(5);
printf(“Distance: %dcm, Water dark : %d\n”, water, waterdark);
if((water>=4)&&(waterdark==1)) //Control Water
{
digitalWrite (1, LOW) ;
delay(500);
}else{
digitalWrite (1, HIGH) ;
delay(500);
}
//set time for on/off pump2
if(tm.tm_hour>=16&&tm.tm_hour<=20){
printf(“pump water processing\n”);
if(waterdark==1) //Control Water Dark
{
digitalWrite (4, LOW) ;
delay(500);
}else {
digitalWrite (4, HIGH) ;
delay(500);
}
}//end if time
}//end for
return 0;
} //end main
ผลของการทดสอบ
ใช้ได้จริง
รูปการทำงาน
1. เตรียมอุปกรณ์
2. ติดตั้งเซนเซอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พร้อมเขียนโปรแกรมควบคุม
3. ติดตั้งระบบแล้วเสร็จ รอรับการทดสอบระบบต่อไป
วีดีโอผลงาน
–
คณะผู้จัดทำโครงงาน
1. นางสาววรพรรณ พันธ์เจดีย์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/1
2. นายชาติชาย แซ่กือ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่5/1
3. นายเด่นชัย กรินคีรี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/2
อาจารย์ที่ปรึกษา
นางสาวอ้อมใจ แรงเขตกิจ สอนวิชา คอมพิวเตอร์
โทรศัพท์ 0852685581 E-mail aomjaicomed@gmail.com
โรงเรียนราชประชานุเคราะห์ 55 จังหวัดตาก
ที่อยู่ของโรงเรียน 170 หมู่ 4 ตำบล แม่ท้อ อำเภอเมือง จังหวัดตาก