บ่อยครั้งที่เราต้องออกไปทำธุระหรือไปเที่ยวต่างจังหวัดหลายวัน จะทำยังไงดีเมื่อต้นไม้ของเรากำลังมีใบเขียวขจีสวยงาม แต่หากขาดน้ำต้นไม้ของเราคงต้องเหี่ยวแห้งเป็นแน่ เหตุการณ์นี้แก้ไขได้ไม่ยากด้วยการสร้างเครื่องมือสำหรับรดน้ำต้นไม้อัตโนมัติ

ชมวิดีโอการสร้างคลิกเลย

หลักการทำงาน

ใช้หัววัดที่ประดิษฐ์เองด้วยแท่งโลหะ 2 ชิ้น สำหรับปักลงไปในดิน โดยอาศัยแผงวงจรสำเร็จรูปสำหรับควบคุมหุ่นยนต์เดินตามเส้น iBEAM เป็นตัวควบคุม เมื่อดินแห้งจะเกิดสภาวะความต้านทานสูงระหว่างแท่งวัดทั้งสองแท่ง แผงวงจร iBEAM จะส่งแรงดันไฟฟ้าจ่ายให้กับแผงวงจรรีเลย์เพื่อต่อหน้าสัมผัส จ่ายไฟให้กับปั้มน้ำทำการรดน้ำต้นไม้

รายการอุปกรณ์

1. แผงวงจร iBEAM (ลิงก์สั่งซื้อสินค้า)
2. แผงวงจรรีเลย์ RELAY1i (ลิงก์สั่งซื้อสินค้า)
3. ปั้มน้ำ 220 โวลต์
4. สายยาง
5. หัวพ่นขนาดเล็ก
6. อะแดปเตอร์ไฟตรง 9 โวลต์ (ลิงก์สั่งซื้อสินค้า)
7. เทอร์มินอล (เต๋าต่อสาย) 3 ช่อง
8. สายปลั้กสำเร็จรูป
9. แท่งโลหะสำหรับใช้เป็นหัววัดดิน 2 แท่ง (ลิงก์สำหรับซื้อแท่งทองเหลือง)
10. ฉนวนยางหรือวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าสำหรับเสียบติดตั้งแท่งโลหะ
11. พลาสวูดหนา 3 มม. ขนาด A4 จำนวน 2 แผ่น (ลิงก์สั่งซื้อสินค้า)
12. พลาสวูดหนา 5 มม. ขนาด A4 จำนวน 1 แผ่น (ลิงก์สั่งซื้อสินค้า)
13. ถังหรือกล่องพลาสติกใส่น้ำ
14. สายไฟแบบ IDC 1MF 4 เส้น (ลิงก์สั่งซื้อสาย IDC เลือกความยาวที่เหมาะสม)
15. ตัวต้านทาน 1 กิโลโอห์ม
16. สายไฟสำหรับตัววัดความชื้นในดิน ยาว 1 เมตร 2 เส้น
17. เต้ารับเดี่ยว 1 ตัว
18. กาวร้อน

ขั้นตอนการประดิษฐ์

1. วัดขนาดถังภายใน สำหรับทำแผ่นปิดด้านใน แล้วตัดด้วยพลาสวูด 3 มม. ให้ได้ขนาดตามที่วัดไว้ ดังรูปที่ 1.1 และ 1.2

2. ตัดพลาสวูดแผ่นหนา 5 มม. เป็นชิ้นเล็กๆ จำนวน 6 ชิ้น เพื่อทำเป็นบ่ารองแผ่นปิดด้านใน ที่ตัดจากขั้นตอนที่ 1 และติดตั้งด้านในกล่องด้วยกาวร้อนดังรูปที่ 2

3. วางปั้มน้ำในกล่องแล้วเจาะรูแผ่นพลาสวูดที่ได้จากจากขั้นตอนที่ 1 สำหรับสอดสายยางดังรูป

4. บากมุมสำหรับสอดสายไฟของปั้มน้ำขึ้นมา

5. จัดวางอุปกรณ์ไว้ด้านซ้ายให้มีพื้นที่ว่างสำหรับตัดทำช่องเติมน้ำดังรูป

6. ติดตั้งชุดวัดความชื้นในดินโดย นำตัวต้านทานปรับค่าได้เสียบเข้ากับช่อง IDC ตัวเมียที่บอร์ด iBEAM บัดกรีสายไฟเข้ากับแท่งโลหะและขั้วสาย IDC ด้านตัวผู้ จากนั้นเสียบสาย IDC ด้านตัวเมียเข้ากับตัวผู้ของบอร์ด iBEAM ดังรูป 6.4

7. เชื่อมต่ออุปกรณ์ทั้งหมดเข้าด้วยกันดังรูปวาดที่ 7

8. ทดสอบโดยการนำแท่งวัดจุ่มน้ำไว้เมื่อเสียบปลั้กและเปิดสวิตช์ปั้มน้ำจะต้องยังไม่ทำงาน หากปั้มทำงานทันทีให้ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้บนบอร์ด iBEAM จนปั้มน้ำหยุดทำงาน และเมื่อยกแท่งวัดขึ้นจากน้ำปั้มน้ำจะต้องทำงานทันที

9. ใช้สว่านดอกเล็กเจาะรูด้านข้างกล่องแล้วใช้สกรูเกลียวปล่อยขนาดเล็กขันยึดบ่าพลาสวูดที่ติดไว้ตั้งแต่ขั้นตอนที่ 2 เพื่อทำให้บ่าพลาสวูดมีความแข็งแรง

10. ตัดแผ่นพลาสวูดแผ่นหนา 3 มม. ปิดด้านข้างให้ขอบสูงเสมอกับถังน้ำดังรูปที่ 10.1 จากนั้นยึดด้วยกาวร้อน และตัดพลาสวูดแผ่นปิดด้านบนของกล่องดังรูปที่ 10.3 และเจาะช่องเปิดสำหรับซ่อมบำรุงดังรูปที่ 10.4 ตัดพลาสวูดทำเป็นบ่ารับแผ่นเปิดยึดด้วยกาวร้อนดังรูปที่ 10.6 แล้วใช้วัสดุอะไรก็ได้ยึดบนฝาทั้งฝาเปิดเติมน้ำ และฝาเปิดสำหรับซ่อมบำรุง เพื่อเป็นมือจับ

11. ใช้กาวร้อนยึดแผ่นบนเข้ากับแผ่นขอบที่ดังรูป

12. นำไปทดสอบกับกระถางปลูก

ในบางครั้งเมื่อความชื้นในดินเริ่มเปลี่ยนจากแห้งเป็นเปียก หรือเปียกเป็นแห้ง พบว่าหน้าสัมผัสของรีเลย์จะสั่นรัวๆ ในช่วงเวลาประมาณ 5 ถึง 10 วินาที

วิธีแก้ไข
ทำความสะอาดแท่งวัด และเสียบลงในดินให้ลึกขึ้นจะทำให้ค่าการนำกระแสไฟฟ้าระหว่างแท่งต่อทำได้ดีขึ้น

นี่อาจไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุดในการรดน้ำต้นไม้อัตโนมัตินะครับ แต่ก็สามารถใช้แก้ขัดได้ในกรณีที่เราไม่อยู่บ้านหลายวัน

ชมวิดีโอการสร้างคลิกเลย

เรามาดูบอร์ดควบคุมอัตโนมัติที่ผู้ใช้ไม่ต้องเขียนโปรแกรมกันบ้างนะครับ ในตอนนี้เรามารู้จักกับชุดหุ่นยนต์ iBEAM กัน อันที่จริงแล้วไม่ได้ใช้แค่การควบคุมมอเตอร์ให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่เท่านั้น แต่บอร์ด iBEAM ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้เพื่อสร้างโครงงานอัตโนมัติอย่างง่ายๆ ได้อีกหลากหลาย แต่ในตอนนี้ขอแนะนำเฉพาะตัวชุดที่ผู้ขายจัดมาให้เป็นชุดก่อนก็แล้วกัน

คลิกเพื่อชมวิดีโออุปกรณ์ในกล่อง

คลิกเพื่อชมวิดีโอการประกอบ

iBEAM คือชุดหุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามเส้นแบบอัตโนมัติโดยไม่ต้องเขียนโปรแกรม โดยอาศัยวงจรจรอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานคือไอซีออปแอมป์มาทำหน้าที่เปรียบเทียบแรงดันที่เกิดขึ้นจากตัวตรวจจับแสงสะท้อนอินฟราเรด กับแรงดันอ้างอิงของวงจร นำผลการเปรียบเทียบที่ได้นั้นไปควบคุมให้มอเตอร์ทำงานหหรือหยุดทำงานนั่นเอง

ออกแบบและผลิตจำหน่าย โดย บริษัท อินโนเวตีฟ เอ็กเพอริเมนต์ จำกัด หรือ INEX

อุปกรณ์ในชุด
1. แผงวงจร iBEAM
2. ชุดเฟืองขับมอเตอร์ BO1 (87:1) (1 Output) (สาย IDC สีดำ)
3. ล้อพลาสติก 3 1/2 นิ้ว สำหรับชุดเฟืองขับมอเตอร์ รุ่น BO-2
4. ยางขอบล้อ
5. แผ่นฐานแบบกริดขนาด 80 x 80 มม.
6. ZX-03 แผงวงจรตรวจจับอินฟราเรดสะท้อน
7. กล่องใส่กะบะถ่าน 4 ก้อน
8. แท่งต่อ/ชิ้นต่อพลาสติก/ชุดนอต
9. เหล็กฉาก 2×3 แบบวงรี
10. เทปพันสายไฟ
11. คู่มือการใช้งาน

การประกอบก็ไม่มีอะไรซับซ้อน ทำตามคู่มือไปเรื่อยๆ ก็จะได้หุ่นยนต์ 2 ล้อ ที่มีเซนเซอร์หรือตัวตรวจจับแสงสะท้อน 2 ตัวติดตั้งไว้ด้านล่างของแผ่นฐานหุ่นยนต์

การทดสอบ
ก่อนอื่นเราก็มาสร้างสนามสำหรับให้หุ่นยนต์ขของเราเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่เราต้องการซะก่อน โดยการใช้เทปพันสายไฟสีดำ ติดบนกระดาษขาวหรือฟิวเจอร์บอร์ดสีขาวก็ดี การติดให้ติดเป็นเส้นทางไม่คดเคี้ยวจนเกินไปแล้วให้ส่วนปลายมาบรรจบกับจุดเริ่มต้นเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างต่อเนื่องได้

จากนั้นใส่ถ่าน AA จำนวน 4 ก้อนลงในกะบะถ่านที่ติดอยู่กับตัวแผงวงจร แล้วนำหุ่นยนต์วางคร่อมเส้นสีดำ จากนั้นเปิดสวิตช์ที่แผงวงจร iBEAM หากไม่สามารถตรวจจับเส้นได้ เราต้องปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ที่แผงวงจรซะก่อน โดยการยกต้วหุ่นยนต์ขึ้นจากพื้นเล็กน้อยไม่เกิน 2-3 ซม. แล้วค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ทีละข้างจนกว่ามอเตอร์ข้างนั้นจะหยุดหมุน เพียงแค่นี้หุ่นยนต์ iBEAM ของเราก็เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่เราออกแบบไว้ได้แล้วครับ

หลักการตรวจจับเส้น
ทำไมหุ่นยนต์จึงเคลื่อนที่ไปตามเส้นได้ ก็อย่างที่ได้เกลิ่นไปตอนต้นแล้วว่าอาศัยหลักการเปรียบเทียบแรงดัน แต่เพื่อให้ง่ายในการทำความเข้าใจ เรามาดูภาพประกอบในกรณีเมื่อตัวตรวจจับด้านใดด้านหนึ่งพบเส้นสีดำกันครับ

จากภาพด้านบนจะเห็นว่า เมื่อตัวตรวจจับแสงสะท้อนด้านซ้ายพบเส้นสีดำ จะส่งแรงดันต่ำกลับมายังแผงวงจรทำให้มีแรงดันอ้างอิงที่แผงวจรมีค่าสูงกว่า ไอซีออปแอมป์ด้านซ้ายจะให้แรงดันเอาต์พุตขาออกเป็น 0 โวลต์ เป็นผลให้มอเตอร์ด้านซ้ายหยุดหมุน ในขณะที่ตัวตรวจจับแสงสะท้อนด้านขวาพบพื้นสีขาวมอเตอร์จะยังหมุนอยู่ทำให้หุ่นยนต์ค่อยๆ เลี้ยวไปทางซ้าย จนตำแหน่งของตัวตรวจจับทั้งด้านซ้าายและขวากลับมาคร่อมเส้นอีกครั้ง หุ่นยนต์จึงเคลื่อนที่ตรงไปข้างหน้า

บทสรุป
iBEAM นับเป็นชุดเรียนรู้การทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้เป็นอย่างดี และยังสามารถฝึกให้เด็กๆ ได้เรียนรู้การหยิบจับเครื่องมือ และที่สำคัญ iBEAM ยังสามารถนำมาประยุกต์ใช้ทำโครงงานแบบควบคุมอัตโนมัติได้อีกด้วย แล้วพบกันใหม่กับ iBEAM the series

ซื้อได้ที่ไหน
สำหรับผู้ที่สนใจ สามารถสั่งซื้อออนไลน์ได้ 2 แหล่ง (เท่าที่เรารู้)

1. สั่งซื้อทาง Lazada ส่งฟรีถึงบ้านพร้อมชำระเงินปลายทาง
2. สั่งซื้อทางเว็บของผู้ผลิต www.inex.co.th