มาฝึกให้เด็กๆ สนุกกับการดูแลต้นไม้ในบ้าน ไม่ให้เหี่ยวเฉาด้วยโครงงานนี้ Emotional POT ที่เหมือนมีต้นไม้เป็นเพื่อน โดยมันจะแสดงหน้าเศร้าบอกเรายามที่ดินเริ่มแห้ง และยิ้มยามดินชุ่มชื้น
โครงงานนี้ถือกำเนิดขึ้นมาด้วยความชื่นชอบส่วนตัวจริงๆ ครับ เพราะการปลูกต้นไม้ทำให้ผมรู้สึกได้ถึงความผ่อนคลายยามละสายตาจากหน้าจอคอมพิวเตอร์ได้เป็นอย่างดี และก็เชื่อว่าผู้อ่านหลายท่านคงรู้สึกเช่นเดียวกันที่สำคัญหากทำไว้ให้เด็กๆ ได้เล่นก็น่าจะเป็นของเล่นที่สอนให้พวกเขาได้รู้จักฝึกดูแลต้นไม้ได้อีกด้วย
เจ้า Emotional POT นี้ใช้หลักคิดง่ายๆ คือ เราจะตรวจสอบสภาพของดิน เมื่อดินชื้นจะให้มันแสดงหน้ายิ้ม และเมื่อดินแห้งจะต้องแสดงหน้าเศร้าหรือบึ้งนั่นเอง โดยใช้อุปกรณ์มาต่อกันเป็นวงจรง่ายๆ ที่นักอิเล็กทรอนิกส์มือใหม่และเก่าทุกคนคุ้นเคยเป็นอย่างดี เพื่อทำหน้าที่ตรวจจับความต้านทานของดิน แต่ก่อนอื่นเราต้องมาออกแบบหน้าตากันเสียก่อนว่าจะให้ยิ้มยังไง และบึ้งแบบไหนจะได้รู้ว่าจะใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง
การออกแบบหน้าตา สำหรับตัวต้นแบบผมใช้ LED แบบความสว่างสูงสีฟ้านำมาจัดเรียงกันบนแผ่นวงจรพิมพ์เอนกประสงค์แบบจุดไข่ปลาขนาดเล็กดังรูปที่ 1 จากนั้นบัดกรีขา K (แคโทด) ของ LED ทุกดวงเข้าด้วยกัน ส่วนขา A (แอโนด) บัดกรีแยกเป็นชุด จะได้ LED ทั้งหมด 5 ชุด ดังรูปที่ 2 เมื่อทำหน้าตาเสร็จแล้วก็มาดูวงจรที่จะใช้งานกันสักนิดนะครับ ดังรูปที่ 3
การทำงานของวงจร
วงจรนี้จะอาศัยทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q2 เป็นตัวควบคุมการทำงานโดยที่จุด P ทั้งสองจุดจะถูกปักลงดิน โดยหากดินแห้งก็จะมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านดินที่จุด P ได้ ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปจ่ายให้ขา B ของ Q2 แทน ทำให้ Q2 ทำงานขับ Ry1 ให้ทำงาน รีเลย์ทำการต่อหน้าสัมผัส NO จ่ายไฟให้กับ LED 4 ดวงของชุดที่แสดงหน้าบึ้ง ในทางกลับกันหากดินมีความชื้นค่าความต้านทานในดินต่ำ จึงมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจุด P ไปเข้าขา B ของ Q1 ทำให้ Q1 ทำงานและ Q2 จึงหยุดทำงาน หน้าสัมผัสของรีเลย์จึงกลับมาอยู่ที่ NC ซึ่งมีแรงดันจ่ายไปยัง LED 4 ดวงที่แสดงเป็นหน้ายิ้ม สำหรับความไวในการตรวจจับความชื้นปรับได้จาก VR1 ส่วน LED อีก 3 ชุดที่เหลือไม่มีผลใดๆ ต่อการทำงานของวงจรครับ เพราะมันจะติดตลอดเวลาที่เราจ่ายไฟเข้าวงจร
การติดตั้งอุปกรณ์ลงแผ่นวงจรพิมพ์เอนกประสงค์
เนื่องจากโครงงานนี้มีอุปกรณ์ไม่มาก จึงไม่ต้องเสียเวลาทำแผ่นวงจรพิมพ์ โดยวงจรตรวจจับความชื้นตัวต้นแบบนี้ผมใช้แผ่นวงจรพิมพ์เอนกประสงค์แบบไอซีบอร์ดมีลักษณะเป็นลายทองแดงแบ่งเป็นแถวยาวหลายแถว โดยมีจุดที่ต้องทำให้ลายทองแดงขาดจากกัน 3 จุด อยู่ใต้ตัวถังของรีเลย์ และจุดเชื่อมต่อที่เป็นเส้นสีดำตามรูปที่ 4 ใช้เศษขาอุปกรณ์ก็ได้ นอกนั้นก็ไม่มีอะไรซับซ้อนครับให้ดูการวางอุปกรณ์ตามรูปที่ 4 ได้เลย เมื่อบัดกรีอุปกรณ์เรียบร้อยแล้วให้ตรวจดูความเรียบร้อย
โดยเฉพาะช่องระหว่างลายทองแดงที่มักจะมีเศษตะกั่วจากการบัดกรีไปติดอยู่ อาจใช้แปรงขัดออกก็ได้ ต่อไปทำการเชื่อมแผงวงจรส่วนหน้าเข้ากับส่วนควบคุมด้วยสายแพ 6 เส้น โดยเผื่อความยาวของสายแพให้เท่ากับความสูงของกระถางก็เป็นอันเรียบร้อย พร้อมรับการทดสอบ
ทดสอบการทำงานของวงจร
เริ่มทดสอบโดยการนำอะแดปเตอร์ไฟตรง 6 ถึง 9V มาต่อเพื่อจ่ายไฟ LED จำนวน 4 ชุดคือ คิ้วซ้าย,คิ้วขวา,ตา+กึ่งกลางปาก และ หน้าบึ้ง จะต้องติด และเมื่อนำปลายสายของจุด P มาสัมผัสกัน LED ชุดปากยิ้มจะติดแทน แสดงว่า วงจรพร้อมทำงานแล้วครับ ต่อไปก็เป็นการสร้างกระถางน่ารักๆ ให้วงจรพักพิง
การสร้างกระถางต้นไม้
ในขั้นตอนนี้ผมถือว่าเป็นขั้นตอนที่ต้องใช้ความอดทนพอสมควร แต่โชคดีที่ในโลกนี้มีพลาสวูด จึงทำให้งานของผมเสร็จได้อย่างรวดเร็ว มาเริ่มกันเลยครับ
(1) นำพลาสวูดหนา 5 มม. ขนาด A4 ที่ซื้อมาจาก TPE Shop ตัดตามแบบดังรูปที่ 5 นำชิ้นส่วนที่เป็นผนังของกระถางทั้ง 4 ชิ้นมาเฉือนขอบด้านข้างด้วยคัตเตอร์ให้ได้มุมประมาณ 45 องศา จากนั้นเจาะช่องของชิ้น A ที่จะใช้เป็นด้านหน้า แล้วนำพลาสวูดทั้ง 4 ชิ้น (A, B, C และ D) มาประกอบกันโดยใช้กระดาษกาวแปะเพื่อช่วยประคองไว้ดังรูปที่ 6.3 จากนั้นยึดด้วยกาวร้อนหรือกาวตราช้างก็จะได้โครงสร้างกระถางที่แน่นหนา ต่อไปอุดร่องด้านในกระถางเพื่อเสริมความแข็งแรงด้วยกาวซิลิโคนสีขาวแบบแห้งเร็วดังรูปที่ 6.4 เสร็จแล้วรอให้ซิลิโคนแห้งประมาณ 1 ชั่วโมง
(2) นำพลาสวูดส่วนฐาน E มาบากเป็นร่องขนาด 5 x 20 มม. จากนั้นนำแผงวงจรแสดงอารมณ์และสายไฟสำหรับวัดความต้านทานในดินมาพาดไว้ที่ปากกระถางก่อน แล้วจึงวางแผ่นฐานลงไปในกระถางดังรูปที่ 7 โดยแผ่นฐานนี้จะไม่ลงไปสุดก้นกระถาง เพราะเราต้องการเหลือพื้นที่ส่วนล่างไว้ติดตั้งแผงวงจรควบคุมนั่นเอง จากนั้นยึดด้วยกาวร้อน แผ่นฐาน E ก็จะเข้าไปช่วยเสริมความแข็งแรงของกระถางได้เป็นอย่างดี
(3) การสร้างห้องให้กับแผงวงจรแสดงอารมณ์ ให้ตัดแผ่น PVC สีขาวชนิดที่แสงผ่านได้ให้มีขนาดกว้างกว่าช่องด้านหน้าของผนังกระถางเล็กน้อย เพื่อใช้เป็นแผ่นหน้ากากกรองแสง แล้วใช้กาวสองหน้าอย่างบางติดด้านในกระถางดังรูปที่ 8.1 ต่อไปติดตั้งแผงวงจรแสดงอารมณ์ด้วยการนำแผ่นพลาสวูด F ที่มีรูปทรงเหมือนผนังกระถางแต่สั้นกว่า (ดูจากแบบรูปที่ 5) มายึดเข้ากับแผ่นพลาสวูด G ด้วยกาวร้อน จากนั้นใช้ดอกสว่านขนาด 3 มม. คว้านรูของแผ่นวงจรพิมพ์เพื่อให้สามารถสอดสกรูเกลียวปล่อยขนาดจิ๋วเข้าไปได้ จากนั้นก็ขันสกรูยึดแผงวงจรแสดงอารมณ์ดังรูปที่ 8.2 แต่อย่าให้แน่นมากเพราะจะทำให้แผ่นวงจรพิมพ์แตกหักได้ ต่อไปให้วางแผ่นพลาสวูด F ที่ติดตั้งแผงวงจรแสดงอารมณ์ให้ระยะห่างระหว่าง LED กับแผ่นPVC ห่างกันเล็กน้อยประมาณ 2 ถึง 3 มม. จากนั้นยึดด้วยกาวร้อน แล้วนำกาวซิลิโคนมาอุดตามร่องเพื่อความเรียบร้อยและกันน้ำรั่วซึมในกรณีที่นำกระถางไปปลูกพืชน้ำ
(4) การติดตั้งแผงวงจรควบคุมให้คว่ำกระถางลงแล้วใช้ดอกสว่าน 3 มม. คว้านรูแผ่นวงจรพิมพ์ จากนั้นนำสกรูเกลียวปล่อยตัวจิ๋วขันยึดเข้าไปได้เลย ต่อไปเจาะรูเพื่อติดตั้งตัวต้านทานปรับค่าได้และแจ็กอะแดปเตอร์ตัวเมียดังรูปที่ 9.2
(5) ทำฝาปิดด้านบนด้วยแผ่นพลาสวูด H ขนาด 3 x 8.9 ซม. และพลาสวูด i และ J เป็นขา 2 ข้างสำหรับเป็นตัวล็อกไม่ให้ฝาหลุดออกมาโดยง่าย นำมาประกอบกันด้วยกาวร้อนดังรูปที่ 10.1 เพียงเท่านี้คุณก็จะได้กระถางต้นไม้เล็กๆ น่ารัก ที่สร้างด้วยฝีมือตัวเองแล้วล่ะครับ
การนำไปใช้งานและปรับแต่ง
หาพรรณไม้สำหรับปลูกในร่ม เช่น ว่านต่างๆ บอน เฟิร์น พลูด่าง ฯลฯพรรณไม้พวกนี้จะไม่มีรากแก้วและไม่ต้องการแสงแดดมาก จึงเหมาะที่จะปลูกในร่ม การให้น้ำก็จะให้เมื่อดินแห้งเท่านั้น จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงงานนี้
เมื่อเตรียมพรรณไม้แล้ว ก็นำดินปลูกใส่ลงในกระถาง ทำการเสียบแจ็กอะแดปเตอร์เข้าที่ด้านหลังกระถาง หากดินที่ใส่ลงในกระถางแห้ง กระถางจะต้องแสดงหน้าบึ้ง แต่หากพบว่าแสดงหน้ายิ้มอยู่ให้ค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ด้านหลังกระถาง เพื่อปรับความไว้ในการตรวจจับว่าต้องการให้ดินแห้งขนาดไหนจึงจะแสดงหน้าบึ้ง ในทางตรงกันข้ามเมื่อลองฉีดน้ำ (แนะนำให้ใช้กระบอกฉีดเอานะครับเพราะหากใช้วิธีรดน้ำอาจมีปริมาณน้ำมากเกินไปทำให้ต้นไม้เฉาได้) กระถางจะแสดงหน้ายิ้มก็เป็นอันสำเร็จพร้อมใช้งาน จากนั้นนำพรรณไม้ลงปลูกได้เลยครับ
ทิ้งท้ายอีกนิดครับ จากหลักการทำงานของวงจร ท่านสามารถนำวงจรนี้ไปใช้ในงานระบบใหญ่ขึ้นได้เช่นกัน เพราะโครงงานนี้ใช้รีเลย์เป็นตัวจ่ายไฟให้ LED ดังนั้นหากเปลี่ยนจากการจ่ายไฟให้ LED เป็นจ่ายให้ปั้มน้ำขนาดเล็กแทนเพื่อรดน้ำต้นไม้ในสวนหน้าบ้านของคุณก็ย่อมได้ แต่อย่าลืมว่า ปั้มน้ำต้องการกระแสไฟฟ้าสูงกว่า LED มาก ดังนั้นต้องคำนึงถึงการทนกระแสที่หน้าสัมผัสของรีเลย์ด้วย ขอให้ทุกท่านสนุกกับการปลูกต้นไม้ครับ
เรื่องที่คุณอาจสนใจ
