ตัวอย่าง สิ่งประดิษฐ์ โครงงาน นักเรียนนักศึกษา ปวช. ปวส. ไมโครคอนโทรลเลอร์ ผลงานที่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ความคิดสร้างสรรค์ ความรู้ และเทคนิคต่าง ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ เช่น การแก้ปัญหา การอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน หรือเพื่อการทดลองและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ
ความแม่นยำและรายละเอียดสูง: ช่วยให้การออกแบบมีความแม่นยำและครบถ้วน ทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบรายละเอียดและแก้ไขปัญหาก่อนที่จะเข้าสู่กระบวนการผลิตจริง การจำลองและการวิเคราะห์: ช่วยให้สามารถจำลองการทำงานของชิ้นส่วนหรือระบบต่าง ๆ ได้เสมือนจริง ทำให้สามารถวิเคราะห์จุดอ่อนและปรับปรุงได้ก่อนการผลิตจริง
การจำลองวงจรช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบ ทดสอบ และปรับปรุงวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ช่วยลดความเสี่ยงและต้นทุนในการพัฒนา และเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการเรียนรู้และพัฒนาโปรเจกต์ที่ซับซ้อน.
เครื่องวัดระยะด้วย ultrasonic แสดงผลผ่าน lcd1602
การวัดระยะทางเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีความสำคัญในหลากหลายอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นการก่อสร้าง การควบคุมระยะห่างในระบบอัตโนมัติ หรือการตรวจจับสิ่งกีดขวางในหุ่นยนต์ ก่อนหน้านี้ การวัดระยะทางอาจทำได้ด้วยวิธีการทางกลไก เช่น การใช้เทปวัด แต่เมื่อต้องการความแม่นยำและการวัดที่สะดวกรวดเร็วในสถานการณ์ที่มีข้อจำกัด การพัฒนาเซนเซอร์วัดระยะทางด้วยคลื่นเสียงจึงเกิดขึ้น
เซนเซอร์ Ultrasonic HC-SR04 ใช้หลักการส่งคลื่นเสียงความถี่สูงไปยังวัตถุ และจับสัญญาณที่สะท้อนกลับเพื่อคำนวณระยะทาง โดยใช้สูตรคำนวณความเร็วเสียงในอากาศร่วมกับเวลาที่คลื่นเสียงสะท้อนกลับมา เซนเซอร์แบบนี้ได้รับการพัฒนาอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีราคาไม่สูง มีความแม่นยำ และใช้งานง่าย ร่วมกับการแสดงผลผ่าน LCD1602 ซึ่งเป็นจอแสดงผลที่สะดวกในการแสดงผลตัวเลขและข้อความ ทำให้การใช้งานในโครงการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการวัดระยะทางนั้นเป็นไปได้อย่างเรียบง่ายและรวดเร็ว
การคิดหัวข้อสิ่งประดิษฐ์สำหรับนักเรียนสามารถเริ่มต้นจากการวิเคราะห์ องค์ประกอบสำคัญต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหา การพัฒนาทักษะ และการตอบสนองต่อความต้องการในชีวิตประจำวัน การคิดสิ่งประดิษฐ์ไม่เพียงแต่ช่วยเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์เท่านั้น แต่ยังช่วยให้นักเรียนได้ฝึกทักษะด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (STEM) ไปพร้อมกัน ผู้เขียนมักจะพบปัญหาเมื่อนักเรียนต้องการทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์เพื่อนำมาแก้ปัญหาต่างๆ แต่พบกว่านักเรียนนักศึกษาไม่สามารถวิเคราะห์ถึงปัญหาที่เกิดขึ้นได้ ไม่รู้องค์ประกอบว่าควรพิจารณาเรื่องใดบ้างต่อไปนี้คือรายละเอียดขององค์ประกอบที่สามารถนำมาใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการคิดหัวข้อสิ่งประดิษฐ์ พร้อมกับรายละเอียดเพิ่มเติมในแต่ละข้อย่อยเพื่อใช้ในการพิจารณาต่อไป :
ที่มาและความสำคัญ ผู้เขียนมักจะพบกับปัญหาของนักเรียนนักศึกษาที่ต้องทำวิชาโครงงานสิ่งประดิษฐ์และสิ่งประดิษฐ์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน สมองกลฝังตัว MCU ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ของนักเรียนนักศึกษาไม่ประสบผลสำเร็จ อาจเกิดจากหลายๆสาเหตุ วันนี้ทางผู้เขียนจึงอาจจะนำเอาสาเหตุเหล่านี้มาแบ่งปันให้กับผู้อ่าน เพื่อให้ผู้อ่านได้พิจารณาหรือเตรียมตัวที่จะเจอกับปัญหาเหล่านี้ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นหัวข้อต่าง ๆ ดังนี้ต่อไปนี้ :
รูปภาพจาก https://www.arduino.cc/en/hardware
เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) หรือที่เรียกกันสั้นๆ ว่า MCU นั้นเปรียบเสมือนสมองกลขนาดเล็กที่ถูกออกแบบมาให้ควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ได้อย่างอิสระหรืออัตโนมัติ โดยภายในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์นั้นจะประกอบไปด้วยส่วนประกอบสำคัญที่คล้ายๆกับคอมพิวเตอร์อย่างครบถ้วน ไม่ว่าจะเป็น หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), หน่วยความจำ (Memory) และ พอร์ตสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก (I/O Ports) ทั้งหมดถูกบรรจุอยู่บนชิปตัวเดียวทำให้มีขนาดเล็ก กินพลังงานน้อย และเหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลากหลายชนิด กล่าวคืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่มีการรวมฟังก์ชันต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ไว้ในชิปขนาดเล็ก โดยมีส่วนประกอบหลักดังนี้
สิ่งประดิษฐ์เกิดจากกระบวนการคิดเพื่อแก้ปัญหาใดๆ และเรามักจะพบกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับระยะทางในช่วงสั้นๆที่มีความแม่นยำ หากความต้องการที่กล่าวมาข้างต้นเราจะพิจารณาเอาอุปกรณ์ตัวนึงเข้ามาแก้ปัญหาเหล่านี้ เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากเพราะใช้งานง่ายการเชื่อมต่อสื่อสารไม่ซับซ้อนและมีโปรแกรมตัวอย่างให้ใช้งานมากมายนั้นคือ HC-SR04 เป็นเซ็นเซอร์วัดระยะทางด้วยอัลตราโซนิก (Ultrasonic Sensor) ที่ทำงานโดยการปล่อยคลื่นเสียงความถี่สูงและรับสัญญาณสะท้อนกลับมาเพื่อคำนวณระยะทาง วัดจากระยะเวลาที่เสียงใช้ในการเดินทางจากตัวปล่อย (transmitter) ไปยังวัตถุและสะท้อนกลับมาที่ตัวรับ (receiver)
