เทคโนโลยี -...

หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ชนมธยมศกษาปท ๔

ตามมาตรฐานการเรยนรและตวชวด กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตรและเทคโนโลย

(ฉบบปรบปรง พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช ๒๕๕๑

อาจารยรปอง กลตวาณชย

ดร.ทศนวรรณ ศนยกลาง

อาจารยสนย พงษพนจภญโญ

อาจารยโอภาส วงษทวทรพย

รองศาสตราจารย ดร.ปานใจ ธารทศนวงศ

ผเรยบเรยง

ผตรวจ

บรรณาธการ

เทคโนโลย

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.)

๑๒๕๖/๙ ถนนนครไชยศร แขวงถนนนครไชยศร เขตดสต กรงเทพฯ ๑๐๓๐๐

โทร. ๐-๒๒๔๓-๘๐๐๐ (อตโนมต ๑๕ สาย), ๐-๒๒๔๑-๘๙๙๙

แฟกซ : ทกหมายเลข, แฟกซอตโนมต : ๐-๒๒๔๑-๔๑๓๑, ๐-๒๒๔๓-๗๖๖๖

website : www.iadth.com

สงวนลขสทธ

สำานกพมพ บรษทพฒนาคณภาพวชาการ (พว.) จำากด

พ.ศ. ๒๕๖๓

พมพครงท ๑ จำานวน ๒๐,๐๐๐ เลม

* โปรแกรมและเวบไซตทอางถงเปนชอผลตภณฑเครองหมายการคา

และเปนลขสทธของบรษทนนๆ ตามกฎหมาย

ค�ำน�ำ สำรบญ

หนวยการเรยนรท 1 ระบบทางเทคโนโลย 4

เทคโนโลยและความสมพนธกบศาสตรอนๆ 6 การจำาแนกเทคโนโลย 9 ไทยแลนด4.0(Thailand4.0) 14 กระบวนการออกแบบเทคโนโลย 14 ระบบทางเทคโนโลย 16 ระบบควบคมการทำางานของเทคโนโลย 28

หนวยการเรยนรท 2 เทคโนโลยกบความตองการของมนษย 40

ผลกระทบของเทคโนโลย 42

การนำาเทคโนโลยมาแกปญหาและความตองการของสงคม 47

หนา

หนวยการเรยนรท 3 กระบวนการออกแบบเชงวศวกรรม 64

ขนระบปญหา 67 ขนรวบรวมขอมลและแนวคดทเกยวของกบปญหา 68 ขนออกแบบวธการแกปญหา 69 ขนวางแผนและดำาเนนการแกปญหา 86 ขนทดสอบประเมนผลและปรบปรงแกไขวธการแกปญหาหรอชนงาน 106 ขนนำาเสนอวธการแกปญหาผลการแกปญหาหรอชนงาน 107

หนวยการเรยนรท 4 ไมโครคอนโทรลเลอรและอนเทอรเนตของสรรพสง (IoT) 136

ไมโครคอนโทรลเลอร 138 การทำางานรวมกนของฮารดแวรและซอฟตแวร 148 การสอสารของอปกรณ 158 RaspberryPiกบการสอสารดวยบรการอนเทอรเนตของสรรพสง(IoT) 172

หนวยการเรยนรท 5 แนวคดเชงคำานวณกบการพฒนาโครงงานในชวตจรง 196

แนวคดเชงคำานวณ 198 การประยกตใชแนวคดเชงคำานวณเพอแกปญหาในชวต 217 การพฒนาโครงงาน 219 ตวอยางโครงงาน 225บรรณานกรม 263

หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตรและเทคโนโลย เทคโนโลย ชนมธยมศกษาปท 4

ไดจดทำาขนตามมาตรฐานการเรยนร ตวชวด และสาระการเรยนรแกนกลาง กลมสาระการเรยนร

วทยาศาสตรและเทคโนโลย (ฉบบปรบปรง พ.ศ. 2560) หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน

พทธศกราช2551โดยเนอหาทจดทำาไดออกแบบการนำาเสนอเพอรองรบสำาหรบกลมนกเรยนทตองการ

ปรบพนฐานความร ธรรมชาตของเทคโนโลย การเปลยนแปลง ความสมพนธจนถงผลกระทบ

ของเทคโนโลย มการนำาเสนอขนตอนการปฏบตโดยใชกระบวนการออกแบบ (Design process)

เพอใหเกดทกษะของการวางแผนการทำางานอยางเปนขนตอนการทำางานเปนกลมเปนคณะ ใชทกษะ

กระบวนการคด และสรางสรรคชนงานขนไดดวยตนเอง ซงหนงสอเรยนนไดคดสรรนำาเสนอความร

ทใหม เปนปจจบนและความรทมแนวโนมในอนาคต เปดโลกทศนของผเรยน โดยสามารถเรยนร

การสมผสจรงฝกทกษะการใชเครองมอพนฐานทเปนเครองมอเฉพาะดานอยางถกตองปลอดภย

โดยหนงสอเรยนฉบบนยงเนนใหผเรยนใชเทคโนโลยอยางชาญฉลาด เรยนร เทาทนและ

วเคราะหขอมลอยางมเหตมผล ประเมนความนาเชอถอของขอมล สำาหรบนำามาใชในการดำารงชวต

แกปญหาอยางเปนระบบ เปนขนตอน ใชแนวคดเชงคำานวณในการแกปญหา พฒนาแอปพลเคชน

โครงงานทสามารถนำาไปใชไดจรงในชวตประจำาวนและเปนประโยชนตอสงคม

ผจดทำาไดตระหนกถงการเปลยนแปลงในการจดกระบวนการเรยนรของผเรยนเปนอยางด

จงไดออกแบบหนงสอเรยนนใหผเรยนสามารถปฏบตได โดยปฏบตจากอปกรณจรงและการทดลอง

ปฏบตกบอปกรณแบบเสมอน ทำาใหผเรยนและสถานศกษาสามารถนำาหนงสอเลมนไปใชประกอบ

การเรยนไดจรง ครอบคลมทก ๆ สถานการณ ทำาใหประหยดงบประมาณ และการเตรยมชดฝกหรอ

อปกรณทอาจจะยงไมพรอม รองรบการเรยนรของผเรยนทำาใหผเรยนไมสญเสยโอกาสในการเรยนร

ดงนนผเรยนจงสามารถนำาความรจากหนงสอเลมนไปใชอางอง และนำาไปประยกตใชกบชวตประจำาวน

จนถงการเรยนในระดบสงตอไป

สถาบนพฒนาคณภาพวชาการ (พว.)

1

หนวยการเรยนรท

คำ�ศพท คำ�อ�น คว�มหม�ย

control system คนโทรล′ ซส′ เทม ระบบควบคม

feedback ฟด′ แบค ขอมลยอนกลบ

reset รเซท การตงคาใหม

system ซส′ เทม ระบบ

• วเคราะหแนวคดหลกของเทคโนโลย ความสมพนธกบศาสตรอนโดยเฉพาะวทยาศาสตร หรอคณตศาสตร รวมทงประเมน

ผลกระทบทเกดขนตอมนษย สงคม เศรษฐกจ และสงแวดลอม เพอเปนแนวทางในการพฒนาเทคโนโลย (ว 4.1 ม.4/1)

Thailand 1.0

Thailand 3.0

Thailand 2.0

Thailand 4.0

ยคเกษตรกรรม

ยคอตสาหกรรมหนกและการสงออก

ยคอตสาหกรรมเบา

ยคเศรษฐกจขบเคลอนดวยนวตกรรม

แผนผงหวขอหนวยก�รเรยนร

ตวชวด

ศพทเทคโนโลยน�ร

THAILAND 4.0

ประเทศไทย 4.0ระบบทางเทคโนโลย

ระบบท�งเทคโนโลย

ระบบควบคมการทำางานของเทคโนโลย

กระบวนการออกแบบ

เทคโนโลย

เทคโนโลยและความสมพนธกบศาสตรอน ๆ

ไทยแลนด 4.0(Thailand 4.0)

การจำาแนกเทคโนโลย

ระบบทางเทคโนโลย

76 เทคโนโลย ชนมธยมศกษาปท 4 ระบบทางเทคโนโลย

เทคโนโลยและความสมพนธกบศาสตรอน ๆ

เทคโนโลยเปนสงทมนษยสรางหรอพฒนาขน ซงอาจเปนชนงานหรอวธการ เพอใชเแกปญหา

สนองความตองการหรอเพมความสามารถของมนษย เชน อปกรณ เครองมอ เครองจกรตาง ๆ

เทคโนโลยมความสมพนธกบการดำารงชวตของมนษยมาอยางยาวนาน และมการเปลยนแปลงตลอดเวลา

ตงแตอดตจนถงปจจบน ซงมสาเหตหรอปจจยหลายดาน เชน

การแกปญหา มนษยมกจะหาวธการและกระบวนการตาง ๆ เพอชวยในการแกปญหาทเกดขน

ในชวตประจำาวน โดยอาศยกระบวนการคด การออกแบบ การทดลอง การประดษฐ หรอใชทกษะ

เทคนคหรอวธการในการแกปญหา เชน มนษยรสกรอน จงคดแกปญหาดวยการสรางพดททำาจากไม

ตอมาเปนพดลมไฟฟา และเครองปรบอากาศ

ความตองการ มนษยมกจะหาวธเพอแกปญหาและสนองความตองการทเกดขน เชน ตองการ

ขามแมนำาโดยไมเปยกจงสรางแพ ตอมาเปนเรอพาย และเรอยนตเพอสนองความตองการน

ความกาวหนาของศาสตรตางๆ มนษยพยายามพฒนาศาสตรตาง ๆ เพอการดำารงชวต

เพอการแกปญหา เพอการเอาชนะ จนทำาใหสงคมและวถการดำาเนนชวตในปจจบนเปลยนแปลงและ

เจรญกาวหนาจากอดตไปอยางมาก เชน ความเจรญดานการแพทย การศกษา การเกษตร การสอสาร

และการคมนาคม ซงลวนสงผลใหเกดการเปลยนแปลงของเทคโนโลยในทก ๆ ดาน

นอกจากนเรองเศรษฐกจและสงคมกเปนอกปจจยหนงทสงผลกระทบตอการเปลยนแปลงของ

เทคโนโลย เทคโนโลยยงมความสมพนธกบศาสตรอน ๆ อก เชน

ความสมพนธกบวชาวทยาศาสตร เทคโนโลยกบวทยาศาสตรมความสมพนธกนอยางมาก

โดยเทคโนโลยเกดจากพนฐานทางวทยาศาสตรดวยการนำาความรของวทยาศาสตรสาขาตาง ๆ มา

ประยกตใชชวยในการแกปญหาและการทำางานของมนษยใหมประสทธภาพมากขน เชน การนำาความร

ทางฟสกสมาชวยในการประดษฐเครองทนแรงตาง ๆ เชน รอก ลอและเพลา นำาความรทางเคมและชววทยา

มาชวยในการผลตยารกษาโรค การผลตอาหารสำาเรจรป

ความสมพนธกบวชาคณตศาสตร การศกษาวชาคณตศาสตรชวยใหเกดทกษะในการ

แกปญหาและพฒนากระบวนการคด เทคโนโลยเองกอาศยกระบวนการแกปญหาเชนเดยวกบ

วชาคณตศาสตร เทคโนโลยจำาเปนจะตองใชการดำาเนนการทางคณตศาสตร เพอชวยใหสารสนเทศทได

ถกตองแมนยำายงขน นอกจากนเทคโนโลยกบวชาคณตศาสตรตางสนบสนนกนและกน เชน การใช

ความรดานการดำาเนนการทางคณตศาสตรสรางเครองคดเลข ในขณะเดยวกนเครองคดเลขทสรางขน

กชวยทำาใหการคำานวณทางคณตศาสตรงายและรวดเรวยงขน

นอกจากนเทคโนโลยยงเกยวของกบศาสตรอนอกมากมาย ทงสงคมศาสตร มนษยศาสตร

รฐศาสตร เศรษฐศาสตร เทคโนโลยอาจเกดจากการประยกตหรอใชองคความรจากศาสตรใดศาสตรหนง

หรอประยกตใชจากหลาย ๆ ศาสตรมาบรณาการรวมกน เพอใหเกดการแกปญหา และเพมประสทธภาพ

ในงานดานตาง ๆ ไดอยางถกตอง เหมาะสม

ตวอย�ง การประยกตเทคโนโลยกบศาสตรตาง ๆ มาบรณาการรวมกน

กงหนนำ�ชยพฒน�

จดเ รมตนของโครงการกงหนนำ า-

ชยพฒนานน สบเนองมาจากพระอจฉรยภาพ

ของพระบาทสมเดจพระบรมชนกาธ เบศร

มหาภมพลอดลยเดชมหาราช บรมนาถบพตร

ททรงมพระประสงคตองการแกไขความเสอมโทรม

ของสภาพนำา เพอบำาบดนำาเสยตามแหลงนำา

ท ว ภ ม ภ า ค ใ ห พ ส ก น ก ร ส า ม า ร ถ นำ า ไ ป ใ ช

อปโภค-บรโภคไดปกต ดวยการนพระองค

จงพระกรณาโปรดเกลาฯ ใหมลนธชยพฒนา

ส น บ ส น น ง บ ป ร ะ ม า ณ ว จ ย แ ล ะ ป ร ะ ด ษ ฐ

เครองกลเตมอากาศ หรอเปนทรจกกนดในชอ

“กงหนนำาชยพฒนา” โดยทรงไดแนวทางจาก

“หลก” ซงเปนอปกรณวดนำ า เขานา อนเปน

ภมปญญาชาวบาน ซงเปนจดคดคนเบองตน

กงหนนำาชยพฒนา ใชรปแบบบำาบดนำาเสยดวยการเตมอากาศลงไปในนำาทำาใหนำาเสย

กลายเปนนำาด ผานระบบกงหนวดนำาแบบทนลอย สามารถปรบตวขน-ลงไดตามระดบของนำา

มสวนประกอบหลก คอ โครงกงหนนำารปทรง 12 เหลยม พรอมดวยซองตกนำาบรรจขนาด 110 ลตร

ตดตงโดยรอบจำานวน 6 ซอง ซงแตละซองนนจะเจาะรพรน เพอใหนำาทวดเขาไหลออกกระจาย

เปนฝอย ตวกงหนหมนไดดวยพลงงานจากเกยรมอเตอรขนาด 2 แรงมา ขบเคลอนผานเพลากงหน

ใหซองตกนำาหมนรอบเปนวงกลม สวนดานลางของกงหนทจมนำาจะมแผนไฮโดรฟอยลยดปลายของ

ทนลอยดานลาง

กงหนนำาชยพฒนามคณสมบตในการถายเทออกซเจนไดสงถง 1.2 กโลกรมของออกซเจน/

แรงมา/ชวโมง สามารถนำาไปใชในกจกรรมปรบปรงคณภาพนำาไดอยางอเนกประสงค อกทงยง

ตดตงงาย ประหยดคาใชจาย เหมาะสำาหรบใชในแหลงนำาธรรมชาต ไดแก สระนำา หนองนำา คลอง บง

ลำาหวย ฯลฯ ทมความลกมากกวา 1 เมตร และมความกวางมากกวา 3 เมตร เมอโครงการไดประดษฐกงหน

ตวตนแบบออกมากไดนำาไปทดลองตดตงใชในกจกรรมบำาบดนำาเสยทโรงพยาบาลพระมงกฎเกลา

เมอวนท 1 พฤษภาคม 2532 และทวดบวรนเวศวหาร เมอวนท 3 พฤษภาคม 2532 นอกจากนยงม

การพฒนาวจยปรบปรงคณภาพการทำางานของกงหนอยางตอเนองจนมประสทธภาพสมบรณจนถง

ทกวนน

ภาพท 1.1 กงหนนาชยพฒนาทมา: https://cheechongruay.smartsme.co.th/

content/20928


ดวยประสทธภาพของกงหนนำาชยพฒนา ทสามารถนำามาใชงานไดอยางมประสทธภาพ จงไดรบการพจารณาและทลเกลาฯ ถวายสทธบตรในพระปรมาภไธย เมอวนท 2 กมภาพนธ พ.ศ. 2536 และนบวาเปนเรองทสรางความปตยนดและความภาคภมใจของเราชาวไทยทงปวง เพราะเปนสทธบตรเครองกลเตมอากาศในพระปรมาภไธยของพระมหากษตรยพระองคแรกในประวตศาสตรชาตไทย และเปนครงแรกของโลก นอกจากนยงไดรบรางวลเหรยญทองจาก The Belgian Chamber of Inventor ภายในงาน “Brussels Eureka 2000” ซงเปนงานแสดงสงประดษฐใหมของโลกวทยาศาสตร ณ กรงบรสเซลส ประเทศเบลเยยม สะทอนใหเหนถงพระอจฉรยภาพและความหวงใยพสกนกรทงชาต ของพระบาทสมเดจพระบรมชนกาธเบศร มหาภมพลอดลยเดชมหาราช บรมนาถบพตร ไดอยางชดเจนยง

ทมา: “กงหนนำาชยพฒนา” สดยอดนวตกรรม จากพระอจฉรยภาพของพระเจาอยหวรชกาลท 9 ของ วรศกด ประสพบญ http://www.buildernews.in.th/techproducts/techinnovation/12560

1. ความรทใช (knowledge) สามารถแบงได 3 ระดบ คอ

1.1 เทคโนโลยระดบพนฐาน (basic technology) เปนเทคโนโลยยคแรกของมนษย

เกยวของกบปจจย 4 และความจำาเปนในการดำารงชพ เชน การเพาะปลก การสรางทอยอาศย การทำา

เครองนงหม และยารกษาโรค โดยอาศยความรพนบาน การประดษฐเครองมอเกษตรกรรม เชน จอบ

เสยม คนไถ การถนอมและแปรรปอาหาร เชน การหมกดอง ตากแหง การสรางทอยอาศย เชน หลม

บานดน ตลอดจนสตรยาสมนไพรรกษาโรคตาง ๆ เทคโนโลยระดบพนฐานนไมตองใชความรมากมาย

สวนใหญเกดจากการสงเกต จดจำา และฝกหดจนเกดความเคยชน และประสบการณ

1.2 เทคโนโลยระดบกลาง (intermediate technology) เปนเทคโนโลยทมการใชเครองมอ

ซบซอนมากขน โดยใชความรและประสบการณในการแกปญหา มการใชเครองจกรทำางานแทนคน

มการใชอปกรณตาง ๆ เพออำานวยความสะดวกและประหยดเวลา เชน รถตดหญา รถไถนา เครองสบนำา

โดยผใชจะตองมความร ทกษะ และประสบการณมากขน

1.3 เทคโนโลยระดบสง (high technology) เปนเทคโนโลยทตองอาศยความรและ

ประสบการณขนสง มการศกษาวจยและพฒนาอยางตอเนอง มการใชระบบฐานขอมลและการตดตอ

สอสารผานอนเทอรเนต เชน ระบบโทรคมนาคมและการสอสาร อปกรณทางการแพทยทใช

ระบบคอมพวเตอรในการวนจฉยโรค การผลตอาหารกระปอง

เทคโนโลยไดเขามามบทบาทตอบคคลและสงคม มผลกระทบตอโครงสรางทางสงคม โครงสราง

ทางวฒนธรรม และอน ๆ เปนอยางมาก ซงเทคโนโลยมการเปลยนแปลงไปตามความกาวหนาของศาสตร

ตาง ๆ ทคนพบ ทำาใหเทคโนโลยเปลยนแปลงไปอยางรวดเรว และสงประดษฐมขนาดทกระชบเลกลง

หรอในดานเทคโนโลยทเปนวธการกตาม กมการปรบเปลยนใหมระยะเวลาสนลง ขนตอนนอยลง แตได

ผลผลตและผลสำาเรจมากขน ซงมเกณฑในการจำาแนกเทคโนโลย ดงน

1. ความรทใช

2. โครงสรางทางเศรษฐกจ

3. การนำาเทคโนโลยไปใชงาน

การจำาแนกเทคโนโลย

2. โครงสรางทางเศรษฐกจ (economic structure)

ปจจบนเทคโนโลยเปนทงเทคโนโลยสวนบคคลทเอกชนใชงานและเทคโนโลยทเปนสาธารณะ

ทประชาชนทกคนสามารถใชงานหรอบรการเทคโนโลยได แตโดยสวนใหญแลวเทคโนโลยจะเนนท

เทคโนโลยทใชสำาหรบบคคลหรอเปนเทคโนโลยทเปนเชงการคามากขน เนองจากมการแขงขนเทคโนโลย

เพอลดตนทนในการผลต ทำาใหสวนตางของสนคาและบรการนนมมาก จงมการคดเพอชงความ

ไดเปรยบในดานดงกลาว โดยเกณฑนสามารถจำาแนกเทคโนโลยเปน 2 ประเภท ไดแก

ซองตกนาบรรจขนาด 110 ลตร

เฟองจานโซ

โครงกงหนนารปทรง 12 เหลยม

ชดเฟองเกยรทด

มอเตอรไฟฟาขนาด 2 แรงมา

ระดบผวนา

แผนไฮโดรฟอยลแผนไฮโดรฟอยล

ทนลอย

โครงเหลกยดทนลอย

1-20

0 ม.

ทมา: www.เรารกพระเจาอยหว.com/th/blog/page/76/กงหนนำาชยพฒนา แผนภาพท 1.1 สวนประกอบของกงหนนาชยพฒนา

คณตศ�สตร

ใชการดำาเนนการทางคณตศาสตรคำานวณหาความสมพนธระหวางความกวาง ความยาว และความลกของกงหน การหาพนทสมผสระหวางนำากบอากาศท เหมาะสม การใชรปทรงทางเรขาคณต และการเจาะรในการออกแบบซองตกนำา

วทย�ศ�สตร

ใชหลกการทางวทยาศาสตรสาขาตาง ๆ มาประยกตใช ดงนฟสกส ใชความรเรองแรงลอยตว การเคลอนทและระบบกลไก ชวยในการออกแบบโครงสรางชววทย� ศกษาการดำารงชวตของสตวนำา และการเตบโตของจลนทรยในแหลงนำาเคม ศกษาการลดความเขมขนของสารตาง ๆ ในนำาดวยการทำาปฏกรยา ระหวางออกซเจนในอากาศกบนำาเพอใหไดคาทเหมาะสม

วศวกรรมศ�สตร

ใชความรดานวศวกรรมชวยในการออกแบบโครงสราง การประดษฐระบบกลไก ระบบไฟฟา และการเลอกใชวสดตาง ๆ

เศรษฐศ�สตร

ศกษาเรองความคมทน คมคา

ความประหยด เพอหาวธลดงบประมาณ

ในการบำาบดนำาเสยและลดตนทนในการ

เลอกซอวตถดบตาง ๆ ในการประดษฐ


2.1 เทคโนโลยท เปนสวนบคคล (private technology) เปนเทคโนโลยทใชในการ

ขบเคลอนทางเศรษฐกจโดยมวลรวม ซงลกษณะเทคโนโลยสวนบคคลนมเอกลกษณ 3 ประการ คอ

1) มก�รคดคน วจย เพอออกแบบและพฒนาในตวของเทคโนโลย โดยทมงานหรอ

องคกรใดองคกรหนง ซงปกตแลวจะมการแขงขน และปกปดเปนความลบทางการคา เชน การคดคน

โทรศพทรนใหมทจะเปดตวในแตละคายกจะมทมวจย คดคนและปกปดเปนความลบ ทงน เพราะ

เทคโนโลยเหลานเปนการแขงขนกนในทางธรกจเทคโนโลยทสรางผลตภณฑ

2) มก�รผลต โดยมระบบการจดการเพอการผลต ในการสรางผลตภณฑทออกแบบ

และพฒนานนออกมา ซงการผลตอาจจะเปนสนคา เปนโครงสรางหรอเปนบรการกไดทงสน

3) มก�รตล�ด โดยผลตภณฑทออกแบบและผลตออกมาสตลาดนน จะตองมการ

โปรโมต โฆษณาใหกลมเปาหมายหรอลกคาไดรบรเพอใหเทคโนโลยทออกแบบหรอพฒนาไดถงมอ

กลมเปาหมายใหมากทสด

เทคโนโลยสวนบคคลนอาจจะเรยกวาเปนการพฒนาเทคโนโลยในเชงพาณชย เพราะ

การออกแบบสรางเทคโนโลยประเภทนจะตองออกแบบพฒนาโดยมกจกรรมทครบวงจร มบคลากร

ทงดานการวจยเพอเกบขอมลขอผดพลาดจากเทคโนโลยเดมมาปรบเปลยน แกไขการศกษาแนวทาง

ความนยมชมชอบของกลมเปาหมาย เพอผลตออกมา และสรางกจกรรม ระบบการจดการใหเทคโนโลย

เหลานถกใชโดยกลมเปาหมายใหมากทสด ซงองคประกอบอยางนอยทสดของเทคโนโลยสวนบคคลนคอ

ตองมระบบสนบสนนการผลตในระบบอตสาหกรรมและมเงนทนเขามาเกยวของเสมอ เชน เทคโนโลย

สมารตโฟน เทคโนโลยโครงสรางเครอขายบรการ 4G LINE application

2.2 เทคโนโลยทเปนสาธารณะ (public technology) เปนเทคโนโลยทไมใชของบคคลใด

บคคลหนง แตเปนเทคโนโลยเพอทก ๆ คน ทควรไดรบหรอบรการ แตอาจจะมขอจำากด ดงน

1) เทคโนโลยทมก�รวจยและก�รผลต การลงทนทคอนขางสงเนองจากอาจจะ

ไมกอใหเกดรายไดในการลงทนหรอไมมแรงจงใจใหพฒนา เชน เทคโนโลยการผลตอปกรณอวกาศ

ซงการวจยและการผลตไมมตลาดรองรบ องคการ NASA จงตองทำาการวจยและผลตเพอใชประกอบ

ในกจกรรมขององคกร การผลตโพลเอสเตอรเพอทำาชดอวกาศ การวจยพฒนาเทคโนโลยผลตวสด

ทนความรอนสง

2) เทคโนโลยทมคว�มเสยง เนองจากเทคโนโลยบางดาน รฐจำาเปนตองสงวนไวเพอ

ความมนคง เชน เทคโนโลยทผดกฎหมาย เทคโนโลยการแยกสารเคมบางชนด เทคโนโลย

การผลตอาวธ ดงนน รฐจงเปนผวจย พฒนาเทคโนโลยเพอใชในกจการ ซงอาจจะเปนวงการแพทย

หรอวงการทหาร

3) เทคโนโลยทมก�รลงทนสง จดคมทนตองใชเวลานาน แตเปนโครงสรางพนฐาน

ทจำาเปน เชน เทคโนโลยเกยวกบการคมนาคม การไฟฟาพลงนำา เทคโนโลยพลงงานทดแทน

ภาพท 1.2 ชดอวกาศสาหรบปฏบตภารกจอะพอลโล ภาพท 1.3 รถไฟฟาบรษทระบบขนสงมวลชนกรงเทพ จากด (มหาชน) (BTS)

3. การนำาเทคโนโลยไปใชงาน (The use of technology) แบงได 7 ประเภท ดงน

3.1 เทคโนโลยการเกษตรและชวภาพ (agricultural and relatedbiotechnologies tech-

nology)โดยเทคโนโลยดานการเกษตรจะนำาความรมาใชเกยวกบการผลตทงพช สตว และดานการประมง

เชน เครองปลกขาวโพด เทคโนโลยการคดเลอกสายพนธออย เทคโนโลยการเพาะเลยงเนอเยอ สำาหรบ

เทคโนโลยทางดานชวภาพ จะนำาความรเรองระบบและนำาสงมชวตมาสรางผลผลต หรอผลตภณฑตาง ๆ

ใหเกดประโยชนตามความตองการของมนษย เชน การผลตอาหารเฉพาะบคคล (personalized food)

ทตองใชเทคโนโลยดานจโนมกส (genomics)

เกบขอมลทางชววทยา ขอมลพนธกรรม

แตละคนทสมพนธกบสารอาหารทไดรบ เพอหา

แนวโนมของการเกดโรคทางอายรกรรม เชน

ความดนโลหตสงทตองควบคมโซเดยมคลอไรด

การควบคมไขมน นำาตาลสำาหรบคนท เปน

เบาหวาน ขอมลทถกเกบมานจะนำามาออกแบบ

สตรอาหาร และควบคมปรมาณสารอาหาร

เพอใหคนแตละคนไดรบสารอาหารทผาน

ระบบยอยอาหารทสอดคลองกบภาวะทาง

ชววทยาเปนรายบคคล ภาพท 1.4 เครองปลกขาวโพด 3 แถว

คำ�ถ�ม

สำ�คญ


3.2 เทคโนโลยสารสนเทศและการสอสาร(informationandcommunicationtechnology)

เปนเทคโนโลยทใชเพอการสอสาร วเคราะห การจดเกบ การสำาเนา การนำาเสนอขอมลและสารสนเทศ

ภาพท 1.5 ดาวเทยมสอสารไทยคม 8

ในรปแบบตาง ๆ เชน เทคโนโลยการสอสารผาน

ดาวเทยม เทคโนโลยการสอสาร Li-Fi ซงเปน

เทคโนโลยเครอขายแบบไรสายทอาศยการสงขอมล

ผานลำาแสงในหลอด LED ททำาใหสอสารไดรวดเรวกวา

ระบบ Wi-Fi ถง 100 เทา

3.3 เทคโนโลยโครงสราง (construction

technology) เปนเทคโนโลย ทใชในการกอสราง

ทพกอาศย อาคารสำานกงาน โครงขายบรการตาง ๆ

เชน โทรศพท การเดนสายไฟฟา การขนสงพลงงาน-

ระบบทอแกสใตดน 3.4 เทคโนโลยพลงงาน (energy and power technology) เปนเทคโนโลยทใชจดการ

พลงงานในรปแบบตาง ๆ เพอใหสามารถนำามาใชกบมนษยอยางคมคามากทสด เชน การจดการ

พลงงานลม พลงงานจากตวเกบประจยงยวดขนาดจว (micro supercapacitor) ทสามารถปลอย

พลงงานและชารจไดเปนลานครงโดยไมสกกรอน ทสำาคญคอยดหยน โคงงอได ซงคาดการณวา

ในอนาคตเราจะสามารถชารจสมารตโฟนจากใยเสอผาทเราสวมใสได

3.5 เทคโนโลยการผลต (manufacturing technology) เปนเทคโนโลยทนำาความรมา

ชวยเพมผลผลต ลดตนทน ลดขนตอนทำาใหเรวขน ทำาให

เกดประสทธภาพในการผลตสนคาและการบรการ และ

ยงรวมถงการใช เทคโนโลย เพอเข าถงแหลงวตถดบ

เพอปอนการผลตดวย เชน เทคโนโลยการผลตอาหารกลอง

แบบปด ซงเปนการผลตทไมใชมนษยในการสมผสอาหาร

ทำาใหไดอาหารทมคณภาพ ทงปรมาณ ความสะอาด และ

ความปลอดภย

3.6 เทคโนโลยทางการแพทย (medical technology) เปนเทคโนโลยทเกยวกบสขภาพ

และการรกษาอาการปวยตาง ๆ เชน เทคโนโลยพอลเมอรทดแทนผวหนง (second skin) ซงเปนการ

นำาสารพอลเมอร (polysiloxane) มาใชทาทบบนผวหนง จะทำาใหผวหนงสวนนนเตงตง ออนเยาว โดย

ผวเทยมนจะไมหลดลอกจากเหงอหรอนำาโดยงาย จงชวยปกปองผวจากรงส UV และหากใชสารนกบ

ตวยากจะทำาใหตวยาซมเขาสผวหนงไดดกวาการทายาตามปกต ซงทำาใหใชยานอยลงในการรกษาผวหนง

แตมประสทธภาพมากยงขน

ภาพท 1.6 การผลตขาวกลองอตโนมต เทคโนโลยมความสำาคญตอการดำาเนนชวต

ของนกเรยนอยางไรบาง

3.7 เทคโนโลยการขนสง (transportation technology) ซงเปนเทคโนโลยทใชกบการ

เคลอนยาย ขนสงคนและสงของทเปนสนคาใหสามารถเคลอนยายไดรวดเรวเปนจำานวนมาก และ

ภาพท 1.7 การใชโดรนขนสงพสด

ทำาใหขอจำากดของสภาพภมประเทศหมดไป เพราะบางทองถน

ไมสามารถใชระบบการขนสงปกต จงคดคนเทคโนโลยขนสง

ใหสอดคลองกบสภาพภมประเทศ เชน เทคโนโลยการขนสง

ดวยโดรนไรคนขบ ใชกบการขนสงในสภาพทเครองมอขนสง

อน ๆ ไมสามารถเขาถงได หรอการใชโดรนขนาดใหญ เพอใช

ในการโดยสารของมนษยจากทหนงไปสอกทหนง

จะเหนวาเทคโนโลยยงมสาขาอน ๆ อกมากมาย

เนองจากความเจรญและรปแบบการนำาไปใชเปดกวางมากขน

เพราะการทเทคโนโลยหนงเจรญกจะกอใหเกดเทคโนโลยอก

สาขาหนงตดตามมา เชน เทคโนโลยกลองจลทรรศนทมกำาลงขยายสง สงผลทำาใหเทคโนโลยชวภาพ

ทตองอาศยจลนทรย เพอศกษาเซลลของสงมชวตในระดบชวมวล หรอความเจรญทางดานวสด

อปกรณ ทสามารถทำาใหมขนาดเลกระดบนาโน จนสามารถจดอะตอมและโมเลกลใหอย ใน พกด ท ตองการไดอย างถกตองจนไดวสด

ชนดใหมหรอเครองมอ อปกรณทมขนาดเลกแต

มคณสมบตแตกตางจากท เราเหนอย เชน

ไมโครชประดบนาโนทสามารถฝงตวอยในเสนใย

เสอผา สามารถซอมเสนใยไดเอง จอภาพท

สามารถบดโคงงอเหมอนกบผนผา โดยท

สามารถแสดงผลไดดกวาจอภาพแอลอดทเราใช

อยในปจจบน

ภาพท 1.8 จอภาพแบบ OLED ทสามารถมวน งอ หรอพบเกบได

โดรน หรออากาศยานไรคนขบ (Unmanned Aerial Vehicle: UAV) ในยคแรกเรมเปน

นวตกรรมอจฉรยะแบบใหมทสรางขนเพอใชงานทางการทหาร แตปจจบนมการใชประโยชน

หลากหลายดาน เชน ใชในการถายภาพมมสง การพนสารเคมอนตรายในการเกษตรกรรม

เดกควรร

คำ�ถ�ม

สำ�คญ


นบแตมนษยถอกำาเนดขนมาบนโลก ธรรมชาตไดใหความตองการของการอยรอด การดำารงชวต ทตดตวมากบมนษยอยแลว การดำารงชวตโดยปกตมนษยกสามารถดำารงชวตไดเชนเดยวกบสงมชวต อน ๆ ทอยบนโลก และมกลไกในการปองกนตนเองโดยธรรมชาต แตมนษยยงมการเรยนรจากสรรพสงทอยรอบตนเองและเกบเปนประสบการณ นำาความรทมอยในธรรมชาตมาใชตอบสนองตนเองเพอลดขอจำากดทางสรระรางกาย โดยประดษฐเครองมอ อปกรณ เพอชวยทำางานใหไดปรมาณมากขน สามารถทำางานไดเรวขน มนษยสามารถเดนทางไดไกลและ เรวกวาการเดนดวยเทาดวยการสรางรถทมลอ มนษยสามารถยกสงของหรอเคลอนยายสงของทม นำาหนกหลายสบตน โดยการคดคนวธการและเครองมอในการเคลอนยาย ดงเหนไดจากการกอสรางพระมดของชาวอยปต การเคลอนยายหนศลาแลงเพอสรางปราสาทหนในยคตาง ๆ ซงการไดมา ซงแนวคดหรอเครองมอในการทำางานเพอตอบสนองและแกปญหาตาง ๆ นน ตองมกระบวนการ ในการทำางานอยางเปนระบบ จงสามารถทำางานเพอแกปญหานนได กระบวนการออกแบบเทคโนโลยถอเปนสวนหนงของเทคโนโลย การประดษฐคดคนเครองมอ ชนงานหรอวธการตาง ๆ ทเกดเปนเทคโนโลยเพอใชงานนนมขนตอน หรอกระบวนการในการ

สรางเทคโนโลย ดงน

กระบวนการออกแบบเทคโนโลย

ประเทศไทยไดประกาศนโยบายไทยแลนด 4.0 เนองจากตองการเปลยนแปลงเศรษฐกจ ของประเทศไทยใหดขน ซงการเปลยนแปลงของเศรษฐกจดวยวธการเดมนนมการเปลยนแปลงท ขบเคลอนไปพรอม ๆ กน จงไมไดทำาใหสภาวะเศรษฐกจของประเทศไทย รายไดตอหวของประชากร รายไดตอครวเรอนสงขนแตอยางใด เพราะนานาประเทศกมการปรบตวของเศรษฐกจทสงขนไป พรอมกน การตดสนใจขบเคลอนนโยบายไทยแลนด 4.0 มงหวงใหทกภาคสวนมการเปลยนแปลง ปรบปรงและขบเคลอนธรกจของตนเอง โดยใชเทคโนโลย ใชความคดสรางสรรค และสรางนวตกรรม เพอขบเคลอนประเทศไปพรอมกน ไมวาจะเปนภาคการเกษตร ภาคเทคโนโลยชวภาพ ภาคอตสาหกรรม ภาคเทคโนโลยบรการ ภาคสาธารณสข ภาคเทคโนโลยทางการแพทย กลมดจทล เทคโนโลยเครอขาย เทคโนโลยการเชอมตอ และกลมของสมองกลฝงตวทเปนอเลกทรอนกสในการควบคม การขบเคลอนดวยนโยบายไทยแลนด 4.0 น รฐเปนผผลกดนงบประมาณโครงสรางพนฐาน เพอใหเออตอการขบเคลอนนโยบาย ซงการเปลยนแปลงในอนาคตกมการเปลยนแปลงดวย ความคดสรางสรรค การใชนวตกรรมและมการนำาเทคโนโลยดจทลเขามาใช จะสามารถสราง ความเปลยนแปลงระบบทางเทคโนโลยและเทคโนโลยอยางกาวกระโดดได

กระบวนการออกแบบเทคโนโลยมความสำาคญอยางไร

1. กำาหนดปญหาและความตองการ (requirements) เปนขนตอนแรกของกระบวนการเนองจากการสรางเทคโนโลยนนเกดจากความตองการเสมอ ดงนน ขนตอนนจงตองกำาหนดใหไดวา สงทตองการแกไขหรอสรางขนมานน จะสามารถนำามาแกปญหาหรอแกไขสงใดในอนดบแรก ในขนตอนนอาจจะมการคดรวมกนเพอคนหาสงทตองการทแทจรง เพอใหสามารถแกปญหานนได ตรงวตถประสงคใหมากทสด 2. การศกษาคนควาศาสตรทเกยวของ (research) ขนตอนนเปนการรวบรวมขอมลความรจากศาสตรตาง ๆ เพอนำามาใชในการประกอบ การประดษฐ หรอวธการ โดยคำานงถงขอจำากด ทงทางดานเทคโนโลยเดมทมอย โครงสราง วตถดบ ทรพยากรทสนบสนนในการทำากจกรรมพฒนาเทคโนโลยนดวย 3. การออกแบบ (design) การออกแบบ การรางภาพ หรอการจำาลอง เพอใหสามารถมองเหนจนตนาการของสงประดษฐหรอวธการของการพฒนาเทคโนโลยนน ในขนตอนนอาจจะมการ ออกแบบทหลากหลายเพอใชสำาหรบการวพากษ และใชศาสตรเกยวของมาตรวจสอบ ใชทฤษฎคำานวณหาคาทตองการ คำานวณการลงทน วสด ทรพยากร คนหาขอด-ขอเสยของตนแบบเทคโนโลยนน เพอสรางทางเลอกและประกอบการตดสนใจวาควรใชแบบใดในการทำางานเพอแกปญหาน 4. การทดสอบ (testing) เมอไดเลอกตนแบบจากขนตอนการออกแบบแลว จงเรมสรางเทคโนโลยตนแบบเพอใชทดสอบ ในการทดสอบนนอาจจะเรมตนในการทดสอบทละระบบ ของเทคโนโลยโดยรวม เชน การผลตรถยนต อาจจะทดสอบระบบการหยด ระบบการจดระเบด ของเครองยนต ระบบสองสวาง ซงการทดสอบเรมตนจะอยในพนทควบคมทสรางสถานการณ ทอาจจะเกดขนไดจนกวาจะมนใจ จงเรมนำาออกมาทดสอบในพนททใกลเคยงกบสภาพจรง เมอทดสอบทกระบบแลวจงนำาระบบยอยเหลานมาทดสอบการทำางานรวมกนของระบบการทำางาน ในลำาดบตอไป 5. สรางตนแบบ (prototype) เปนขนตอนทเทคโนโลยตนแบบไดรบการสรางเหมอนจรง ทกประการ หรออาจจะเปนการเขยนแบบแปลน เพอใชในการกำาหนดใหผสรางผลตออกเปน จำานวนมากตามขอกำาหนด หรอรปแบบคณลกษณะ ใชสำาหรบการผลตเทคโนโลยนในลำาดบตอไป 6. การนำาไปใชและดำาเนนงานจรง (implement and operationalize) เปนขนตอนท เทคโนโลยไดผลตออกมาตามการออกแบบและผานการทดสอบมาแลว การนำาไปใชและดำาเนนงานจรง ซงขนตอนนเทคโนโลยจะสามารถทำางานเพอแกปญหาตามวตถประสงคของการสราง ในการออกแบบทดนนจะตองออกแบบใหสามารถปรบปรงหรอแกไขตวเทคโนโลยในขนตอนนดวย หากการออกแบบไมเอออำานวยตอการปรบปรงแกไข อาจจะสงผลใหตองเปลยนหรอเรมกระบวนการออกแบบใหม จะทำาใหเสยเวลาและตนทนการผลต 7. การทบทวน (review) เปนขนตอนการเกบขอมลของเทคโนโลยทสรางขนโดยการทบทวนขนตอนตาง ๆ ซงเทคโนโลยบางตวเมอสรางแลว สามารถตอยอดในการสรางเทคโนโลยใหมในอนาคต ขอผดพลาดบางสวนอาจจะถกนำามาใชประโยชนเปนเทคโนโลยใหม สามารถนำากลบมาแกไข ใหเทคโนโลยทสรางขนสมบรณยงขน

ไทยแลนด 4.0 (Thailand 4.0)


นกออกแบบผลตภณฑ (product designer) เปนอาชพททำางานเกยวกบการออกแบบผลตภณฑ

เชน เฟอรนเจอร เครองมอ เครองใช พฒนาผลตภณฑ และควบคมดแลการผลตใหเปนไปตามแบบ

เพอใหไดงานตามลกษณะทตองการ

อาชพนาร

ระบบทางเทคโนโลย

การทำางานของระบบทตองทำางานรวมกนจะตองถกออกแบบใหมความสอดคลองและกลมกลน

เพอทำาหนาทรวมกนไดอยางสมบรณ

การทำางานของระบบทางเทคโนโลยในแตละระบบจะม input process และ output เปนหลก

โดยท output ของระบบยอยหนงอาจจะเปนการ input ของอกระบบหนง ซงการออกแบบอาจจะตอง

มการตรวจสอบขอมลยอนกลบ (feedback) หรอควบคมการทำางานใหระบบทำางานรวมกน สราง

ความสมพนธเชอมตอ ใหทำางานโดยลดขอผดพลาดซงกนและกนได

ตวอย�งท 1 ระบบทมการตรวจสอบขอมลยอนกลบ : เตารดไฟฟาแบบอตโนมต

เตารดไฟฟาแบบอตโนมต เปนเทคโนโลยทมระบบทำางานรวมกนมากกวา 1 ระบบ และยงม

การใชขอมลยอนกลบ (feedback) เพอควบคมการทำางานของระบบอน ๆ ใหทำางานรวมกนไดตาม

วตถประสงค

หนาทหลกของเตารดไฟฟาแบบอตโนมต คอ การผลตพลงงานความรอน ซงมระบบทาง

เทคโนโลยททำางานรวมกน คอ ระบบนำาไฟฟาเขาสตวเครอง ระบบทำาความรอน ระบบกระจายความรอน

และระบบควบคมความรอน

ระบบยอยท 1 ระบบนำาไฟฟาเขาสตวเครอง มหนาทในการเชอมตอนำาพลงงานไฟฟาจาก

ไฟฟาภายในบานเขาสวงจรของเตารด โดยสวนประกอบของระบบนำาไฟฟาจะมสายไฟฟา 2 เสน

มปลกไฟตวผเปนหลก

ระบบยอยท 2 ระบบทำาความรอน มหนาท ในการเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงาน

ความรอน โดยรบพลงงานไฟฟามาจากระบบนำาไฟฟา

ระบบยอยท 3 ระบบกระจายความรอน มหนาทนำาความรอนจากระบบทำาความรอน

กระจายไปสแผนเหลกใหมความรอนเทา ๆ กน

ระบบยอยท 4 ระบบควบคมความรอน มหนาทในการรบคาความรอนจากระบบกระจาย

ความรอน หากความรอนสงเกนอณหภมทกำาหนดไว จะควบคมใหหยดการทำางานของระบบนำาไฟฟา

เปนการชวคราว เพอใหระบบทำาความรอนหยดการทำางานไปดวยจนกวาอณหภมลดลง จงควบคมให

ระบบนำาไฟฟาเรมทำางานอกครง

ภาพท 1.9 ระบบทางเทคโนโลยของเตารดไฟฟาแบบอตโนมต

จากตวอยางระบบเตารดไฟฟาแบบอตโนมต จะเพมสวนทเปนระบบทใชตรวจสอบ และสงขอมล

ยอนกลบดวยการตรวจสอบทสวนนำาออกของระบบ ซงหากความรอนทเปนสวนนำาออกมากเกน

กจะสงขอมลยอนกลบ เพอกระตนใหสวนนำาเขาหยดการทำางานชวคราว

การทำางานของสวนทสงขอมลยอนกลบ นอกจากการตรวจสอบทขอมลการสงออกแลว ยงสามารถ

ออกแบบใหมการตรวจสอบขอมลของระบบทสวนนำาเขา เมอพบวาไมมขอมลสวนนำาเขา กตงเงอนไข

ใหสวนกระบวนการผลตยงทำางาน เชน เครองปมนำา ใหตรวจสอบขอมลกอนวา มนำาเพยงพอหรอไม

หากมนำ าไม เพยงพอกสงขอมลยอนกลบยบยงไมใหมอเตอรทำางาน เพอลดการสญเสยของ

กระบวนการทำางาน

inputoutput

feedback process


ภาพท 1.10 รถจกรยานรปแบบตาง ๆ

ตวอย�งท 2 ระบบทางเทคโนโลยรวมสมยทมระบบซบซอน : รถจกรยาน รถจกรยานเปนเทคโนโลยทมนษยสรางขนมาตงแตอดต โดยวตถประสงคหลกของการสรางระบบ

ทางเทคโนโลยเพอลดขอจำากดในการเดนทาง ทำาใหเกดความสะดวก รวดเรวในการเดนทางมากขน

ดวยปจจยการเปลยนแปลงในดานตาง ๆ ทำาใหเทคโนโลยมการเปลยนแปลง สงผลกระทบทำาให

ระบบยอยทางเทคโนโลยถกปรบเปลยน หรอเปลยนแปลงตามไปดวย ทำาใหรถจกรยานมพฒนาการ

ตงแตอดตจนถงปจจบน ดงน

1. การเปลยนแปลงทางดานเศรษฐกจ ทำาใหมการผลตและแขงขนทางการคา การพฒนารปราง

ทหลากหลาย และสรางทางเลอกสำาหรบผบรโภค

2. การเปลยนแปลงทางสงคม รถจกรยานถกนำามาใชเพอการพกผอนของครอบครว การชนชม

ธรรมชาต การถบจกรยานเพอสขภาพ รถจกรยานถกออกแบบใหสามารถพบเกบได สามารถปรบความสง

ของทนง เพอตอบสนองตอความแตกตางของสมาชกในครอบครว และปรบรปแบบเพอการถบจกรยาน

ในการพกผอนทแตกตางกน การเพมทนงสำาหรบรถจกรยานชายหาด การออกแบบเปนรถจกรยาน-

เสอภเขา

3. การเปลยนแปลงทางวฒนธรรม เมอมการใชงานอยางแพรหลาย มการใชรถจกรยานเพอการ

กฬา การแขงขนสมรรถนะทางรางกาย จงทำาใหเทคโนโลยการผลตรถจกรยานมทงเพอการใชงานปกต

และเพอการกฬา ซงมคณลกษณะเฉพาะแตกตางจากรถจกรยานทมวตถประสงคโดยทวไป

4. การเปลยนแปลงทางดานสงแวดลอม รถจกรยานถกมองเปนยานพาหนะทางเลอกทเปนมตร

ตอสงแวดลอม เนองดวยสภาวะมลพษทางอากาศทเพมขนจากการใชเชอเพลง มการรณรงคเพอสรางถนน

สำาหรบรถจกรยานโดยเฉพาะ มการพฒนารถจกรยานระบบโซทมเสยงดงและดแลรกษายากใหเปลยน

มาใชระบบสาย (string) ทดแทน

กระบวนก�รทำ�ง�นของรถจกรย�น มระบบยอย (subsystem) ททำางานสมพนธกน ดงน

1. ระบบลอหมน (wheel)

2. ระบบขบเคลอนและเกยร (drivers & gears)

3. ระบบโครงสรางตวถงและวสด (frames & materials)

4. ระบบเบรกและระบบบงคบทศทาง (brakes & steering)


1. ระบบลอหมน (wheel) เปนเทคโนโลยทมนษยใชงานมานบพนป มหลกฐานคนพบวา

มการใชลอและเพลาในการสรางรถทลากจงดวยสตวตงแต 3,500 ปกอนพทธกาล ระบบลอจะใชงาน

รวมกบเพลา ซงลอจะเปนวตถทรงกระบอกทมขนาดใหญกวาแกนทเรยกวาเพลา เปนวงกลมขนาดใหญ

ทยดตดกบเพลาทเปนแกนกลาง เมอลอหมน 1 รอบ เพลากตองหมน 1 รอบ หรอเมอเพลาหมน 1 รอบ

ลอกตองหมน 1 รอบ

จากเทคโนโลยน จะพบวาการนำาลอและเพลามาใชในรถ จงเปนการนำาเทคโนโลยเดมทมอย

มาพฒนาใหใชกบเทคโนโลยใหม ซงอยภายในเงอนไข ทลอวงนอกตองมขนาดใหญ แตตองมนำาหนกเบา

สามารถผอนแรงสะเทอนทเกดจากการเคลอนทไปบนถนนไดเปนอยางด จากปญหาเดมทลอมขนาดใหญ

จะมนำาหนกมาก ทำาใหการสงแรงตองใชกำาลงมาก จงใชวสดเปนซลวดทเชอมตอจากเพลามายงขอบลอ

ดานนอก โดยแตละซไมไดถกดงมาจดศนยกลางเพอมายงขอบยางโดยตรง แตจะทำามมเอยงและขดกน

ในตำาแหนงทเหมาะสมกบรมทงสองดาน จงทำาใหการสงแรงสนสะเทอนทเกดจากการกระแทกเขา

สตำาแหนงผถบจกรยานนนลดลง ทำาใหการถบจกรยานนมนวลขน และมการพฒนายางทเตมลมทำาให

ถบจกรยานไปบนถนนไดเรวขน

2. ระบบขบเคลอนและเกยร (drivers & gears)

เปนการออกแบบเพอสงแรงจากผถบจกรยานเปน input สงแรงผานบนได (pedals)

ทมทศทางสลบกน ทำาใหสามารถสงแรงจากเทาทง 2 ขางไดอยางสมดล โดยบนไดนจะยดตดกบจาน

ทมฟนคลองกบโซทถายทอดแรงทสงจากเทาไปยงระบบขบเคลอนอกชดหนงทอยดานหลงของ

รถจกรยาน ซงจานชดหลงททำาหนาทรบแรงจากจานชดหนานจะมขนาดทแตกตางจากจานชดหนา

ทถายทอดแรงมาให ขนาดทแตกตางนเองทำาใหแรงทใชในการสงไปจากจานทมเสนรอบวงใหญกวา

ไปสเฟองทมเสนรอบวงเลกกวา ทำาใหผใชรสกใชแรงนอย ถบจกรยานสะดวก เบาแรง ซงเฟองทอย

วงลอดานหลงจะมขนาดแตกตางกนทเราเรยกวา เกยร

เกยรสำาหรบรถจกรยานอาจจะมเกยรเดยวหรอเฟองชดเดยว หรออาจจะมเฟองหลายชด

เพอปรบเปลยนภาวะการสงแรงใหสมดลเหมาะสมกบผใช

ระบบลอหมน(wheel)

ระบบขบเคลอนและเกยร

(drivers & gears)

ระบบโครงสร�งตวถงและวสด (frames & materials)

ระบบเบรกและระบบบงคบทศท�ง (brakes & steering)

รถจกรย�น


ภาพท 1.11 การทดแรงจากจานหนาไปสเฟองหลง

จากภาพท 1.11 จะเหนวา ความตองการทแทจรงของการถบจกรยานคอ ตองการใหลอหลงหมน

โดยทลอหลงนถกยดตดกบเฟอง การทตองการใหเฟองลอหลงหมนไดจงตองอาศยแรงจากผถบจกรยาน

สงแรงไปทบนได ซงบนไดนกถกยดตดกบจานซงทำาหนาทสงแรงจากบนไดไปหมนเฟองลอหลงผานโซ

ทคลองหากนระหวางจานหนากบเฟองลอหลง ซงตองใชแรงผถบจกรยานสงแรงไปทบนไดจะสมพนธ

กบการหมนของลอหลง ยงบนไดมกานยาวจะทำาใหเบาแรงมากขน แตทงนเพราะสรระรางกายมนษย

มชวงขาในการปนทจำากด ชวงกานของบนไดรถจกรยานจงมความยาวนบจากศนยกลางประมาณ

16-17.5 เซนตเมตร เพอใหถบจกรยานไดอยางสบาย บนไดนเปนสวนทอยวงนอกสดนบจากศนยกลาง

ของจานหนา โดยทอตราเรงทแปรผนจะหาไดงายจากระยะเสนผานศนยกลางของเฟองดานหลงกบระยะ

เสนผานศนยกลางของจานดานหนา ยงเฟองดานหลงมขนาดเลกกวาจานดานหนาและแตกตางกน

มากเทาใดกยงมอตราเรงเพมขน หรอนบไดจากจำานวนซของจาน เพราะซของจานทเกยวกบระยะโซ

ตองมขนาดเทากน แตจานทใหญกวาจะมจำานวนซฟนมากกวาจานทเลกกวา ในทนเฟองดานหลง

มจำานวน 16 ซ นนหมายถง การทผถบจกรยานหมนจานหนาครบ 1 รอบทมซฟน 32 ซ กจะสามารถ

หมนฟนเฟองดานหลงทม 16 ซได 2 รอบ โดยทผถบจกรยานสงแรงผานบนไดทอยวงรอบนอกสดทม

รศมมากทสดของจานดานหนาทนบจากจดศนยกลาง จงทำาใหไดระยะทางมากกวา

จากการทโซสงแรงไปยงเฟองเกยรของลอหลง บางครงอาจจะมการหมนจำานวนลอหลงทเรวกวา

ซงเกดจากแรงเฉอย อาจจะสงผลใหสงแรงยอนกลบมาผานโซเสนเดยวกนมาทจานดานหนา ทำาให

จานดานหนาหมนตาม ดงนน ในระบบเกยรนจงม free gear เพอใหลอหลงและเพลาหมนไดเปนอสระ

กบเฟอง ดงภาพ

32 ซ16 ซ

จากภาพท 1.12 คลปเลก ๆ ทอยภายในเพลาของลอจะลไปตามแรงหมนของลอทหมนเรวกวาเกยร

ทำาใหเฟองเปนอสระกบเพลาท เปนสวนหนงของลอ แตเมอสงแรงไปหมนเฟองกจะทำาใหเฟอง

หมนเรวขน ดงภาพท 1.13 ซงทำาใหคลปถกดนขนมาตดกบรอยบากของเฟองวงใน จงสามารถ

ถายทอดแรงจากเฟองไปสวงลอเสมอนเฟองและลอถกยดตดกน

ระบบของ free gear นเองทำาใหรถจกรยานในยคปจจบนกำาลงเปลยนแปลง ไมตองใชโซในการ

สงแรง แตเปลยนมาใชสายสงแรงททำาจากวสดอน ทำาใหไมเกดเสยงดงและการสกกรอนนอยกวา

การใชโซ เรยกวา string bike

ภาพท 1.12 free gear ในขณะทลอหมนเรวกวาเฟอง ภาพท 1.13 free gear ในขณะทเฟองหมนเพอทาใหลอหมนตาม

3. ระบบโครงสรางตวถงและวสด (frames & materials)

เปนโครงสรางหลกของรถจกรยานททำาหนาทใหอปกรณตดตงทำางานรวมกนไดอยางเหมาะสม

มโครงสราง ดงน

ภาพท 1.14 โครงสรางของรถจกรยาน ค.ศ. 1868ทมา: http://bikelifecities.com/bicycling-beginnings-the-

penny-farthing/

3.1 รปรางของโครงสราง จะถกออกแบบโดย

คำานงถงรปราง การรบนำาหนกของผถบจกรยาน ตำาแหนง

ของการสงแรงจากบนไดเพอขบเคลอนระยะทางระหวาง

จานสงแรงไปสเฟองรบแรงดานหลง ความสมดลของ

ลอหนากบลอดานหลงเมอมคนนงไปดวย

จากโครงสรางของรถจกรยานรนแรกนน

จะเหนวา แนวของตะเกยบกบแฮนดของรถจกรยาน

ทสมพนธกบลอหนาอยในตำาแหนงเดยวกน เมอผข

ตองการหนไปทางใดกหมนแฮนดไปทางนน รถกจะ

เคลอนไปในทศทางทตองการ การทำางานของโครงสราง

รถจกรยานแบบนจะทำาใหการทรงตวของรถจกรยาน


ภาพท 1.15 โครงสรางตะเกยบหนากบลอทตอจากตวถงรถจกรยาน

ภาพท 1.16 การออกแบบโครงสรางใหตะเกยบดานหนาเอยง

เมอเคลอนทนนเสยสมดลไดงาย เพราะเมอตองการเลยวซาย หากไมเอยงรถไปดานซาย รถจกรยานจะ

เสยสมดลและลมในทสด และเมอเวลาหยดจะทำาใหรถจกรยานเสยสมดลเชนเดยวกน ซงโครงสราง

แบบนไมสามารถทำาความเรวไดมากนก เนองจากควบคมรถจกรยานไดยาก ดงนน การปรบโครงสราง

มมเอยงของตะเกยบดานหนาใหลอหนาทำามมเอยงกบแกนรถจกรยาน จะทำาใหรถจกรยานทงนำาหนก

ลงมาไมตรงศนยกลางของแกน ทำาใหสามารถรกษาสมดลการขไดดกวา ดงภาพ

ภาพท 1.17 การปรบแนวลอใหเยองกบแนวรบนาหนกของตะเกยบหนา

จะพบวาโครงสรางในภาพท 1.16 เมอรถจกรยานเคลอนท ถาหนแฮนดรถจกรยานไป

ทางใด แนวรถจกรยานกเอยงตามโดยอตโนมต เปนการรกษาสมดลไดมากขน ซงหากเปนโครงสรางใน

ภาพท 1.15 หากไมเอยงรถจกรยาน รถจกรยานจะลมและลอหนาจะหมนกลบดานได

2-10 ซม.

จากภาพท 1.17 การเปลยนตำาแหนงลอใหมระยะทหางจากแกนของแนวตะเกยบ เมอหน

แฮนดรถไปทางทศทางใดทศทางหนงจะทำาใหหนารถจกรยานเชดสงขน เพราะตะเกยบมแนวโคงงอ

ทำาใหการทรงตวของรถจกรยานมนคงและรกษาสมดลของรถจกรยานไดเอง ถงแมเราไมจบแฮนดรถ

จกรยานใหหนาตรง ตะเกยบหนาโครงสรางนกยงรกษาแนวตรงไดด แตการโคงงอของตะเกยบทออกจาก

แนวแกนของตะเกยบ ถงแมยงออกนอกแกนมากจะยงรกษาความมนคงในขณะรถจกรยานวงไดด

มากขน แตกมปญหาในการบงคบเวลารถเลยวดวย รถจกรยานจงมแนวโคงออกจากตะเกยบหนานเพยง

2-10 เซนตเมตร เพอสะดวกในการบงคบทศทาง

จะเหนวารปรางโครงสรางของรถจกรยานกสงผลตอการทำางานทสมพนธกบสวนประกอบ

ยอยอน เชน การจดตำาแหนงเบรก การทงนำาหนกลงสศนยกลางของรถจกรยานเมอมการชะลอรถ

หรอหยดรถอยางปลอดภย


3.2 วสดทใชทำาโครงสราง การเลอกชนดของวสดทใชตองคำานงถงนำาหนก ความแขงแรง ความยดหยนระหวางการถบจกรยาน โดยนำาหนกจะแปรผนไปตามสภาพพนทจากแรงกระแทก การดแลรกษา การออกแบบระบบโครงสรางนมการนำาวสดชนดตาง ๆ มาใชงาน ดงน 1) ไม (wood) ถกนำามาใชทำาเปนโครงสรางในชวงแรก ๆ ของการเรมใชรถจกรยาน

แตยงไมแขงแรงพอ และมนำาหนกมาก

ภาพท 1.18 รถจกรยานทใชไมทาโครงสรางทมา: http://www.revistabicicleta.com.br/bicicleta.php?a_historia_da_bicicleta_no_mundo&id=931

2) เหลก (steel) โครงสรางททำาดวยเหลกจะแขงแรง รบแรงกระแทกและซบแรง ไดพอสมควร แตมนำาหนกมาก เกดสนมไดงายเมอเปยกชน และดแลรกษายาก 3) โครโมล (chromoly) เปนโลหะผสมระหวางเหลกกบโมลบดนม (molybdenum) มนำาหนกเบากวาเหลก แตซบแรงกระแทกไดด ทำาใหถบจกรยานไดนมนวล แตเกดสนมไดงาย เชนเดยวกบเหลก ทำาใหดแลรกษายาก 4) อะลมเนยม (aluminium) เปนโครงสรางทมนำาหนกเบา แขงแรง ดแลรกษางาย เปนสนมยากกวาเหลก แตอะลมเนยมกลบไมซบแรง ทำาใหการถบจกรยานไมนมนวล จงนยมนำามา ใชเฉพาะรถจกรยานทใชในเมองและทางเรยบ 5) ค�รบอนไฟเบอร (carbon fiber) มความแขงแรง นำาหนกเบา ไมเปนสนมหรอ เปนสนมนอยมาก นยมนำามาผลตเปนชนสวนในตำาแหนงทตองรบแรงกระแทกมาก ๆ แตขอเสย คอ ราคาสง และการเชอมตอกบวสดอนทำาไดไมดจงเปนปญหาสำาหรบการนำาคารบอนไฟเบอรมาใช รวมกบโครงสรางวสดอน เพอหลกเลยงปญหาการเชอมตอ จงมการนำาคารบอนไฟเบอรมาขนโครง ทงชนโดยไมมวสดอนมารวม 6) ไทเทเนยม (titanium) เปนวสดทเกดจากโลหะผสมกนคอ อะลมเนยม กบไทเทเนยม มนำาหนกเบามาก แขงแรง ทนตอการบด กระแทก และซบแรงไดด ไมเปนสนม ทำาให ถบจกรยานไดนมนวล แตมราคาแพงมาก อกทงวสดไทเทเนยมเปนวสดตองหาม หรอมการควบคม การซอขายและตองมใบประกอบการอนญาต

4. ระบบเบรกและระบบบงคบทศทาง (brakes & steering)

เบรกเปนระบบการทำางานของวสดกบกลไกททำาใหเกดแรงเสยดทานของลอทกำาลงหมนใหลด

ความเรวลงและหยดในทสด ระบบเบรกเปนระบบทถกเพมเตมเขามาในระบบหลกของรถจกรยานเพราะ

จดเรมตนนนไมมเบรกแตอยางใด

เบรกในยคเรมแรกใชยางในการบบกบขอบลอดานนอก ซงมปญหาเมอลอรถอยในสภาพท

เปยกทำาใหยางลน ไมสามารถทำางานไดเตมท และลอยางกสกหรอรวดเรวกวาปกต จงเปลยนมาเปนระบบ

เบรกทมกลไกทำางานอยภายใน เมอผถบจกรยานสงแรงมา ระบบเบรกกจะทำางานสงแรงเพอทำาให

เกดแรงเสยดทานจากเพลาทอยภายในลอหลง ทำาใหลอหยดหมนอยางรวดเรว จงไมเหมาะสมกบสภาวะ

ทมฝน เปยกหรอลน เพราะลอจะลอกและหยดหมนอยางรวดเรวทำาใหควบคมรถจกรยานไมได ซงระบบ

เบรกแบบนยงมใชกบรถจกรยานประเภท 3 ลอเนองจากควบคมไดงายกวา 2 ลอ

จงมการพฒนาระบบเบรกทเรยกวา คาลปเปอร หรอเบรกแบบกามป ททำาหนาทสงแรงไปตาม

สายลวดไปสตำาแหนงของกลไกททำาหนาทควบคมในการบบดานในของลอทตองการหยด เบรกระบบน

มนำาหนกเบา ตนทนตำา ตดตงงาย แตอาจจะทำาใหประสทธภาพการทำางานลดลงเมอมสภาพเปยก

หรอมฝนตก แตกยงสามารถทำางานทดแทนไดดกวาแบบอน

นอกจากนระบบการบงคบทศทางกเปนระบบยอยของรถจกรยานททำาหนาทในการปรบเปลยน

ทศทางการเคลอนทของรถจกรยานใหไปในทศทางทตองการ ซงระบบการบงคบทศทางตองคำานงถง

การทรงตวของรถจกรยานเมอเคลอนท ดงนน ตำาแหนงจดหมนจงตองไดรบการทดสอบวาปลอดภย

สำาหรบผถบจกรยาน และผลทออกมาสมพนธกบแรงทผถบจกรยานสงออกไปอยางเปนธรรมชาต

มากทสด

รถจกรยานกาลงเคลอนท รถจกรยานกาลงจอด

ภาพท 1.19 ระบบเบรกแบบกามป (caliper)

run

input

output

stop


จากตวอยางของระบบทางเทคโนโลยรถจกรยาน จะเหนวามการทำางานของระบบหลก (system)

และระบบยอย (subsystem) ตาง ๆ มากมาย ทตองทำางานอยางสมพนธกน เชน ระบบโครงสราง ระบบ

ขบเคลอน ระบบเบรก โดยทระบบยอยกยงมระบบหรอสวนประกอบยอยททำาหนาทอยางสมพนธกน

ภายในระบบหลกของหนวยนน ๆ ซงหากสวนใดหรอระบบยอยใดระบบหนงทำาหนาทของระบบ

ไมสมบรณกจะสงผลกระทบหรอขอมลทไมถกตองไปสการทำางานของระบบอน ๆ ทตองรบขอมลจาก

ระบบทผดพลาด และในทสดกทำาใหระบบการทำางานของระบบหลกทำางานผดพลาดตามเปนลำาดบ

ระบบควบคมการทำางานของเทคโนโลย

ภาพท 1.20 การเปด-ปดวาลวนา

การออกแบบเทคโนโลย มการออกแบบการทำางานทเปนระบบทางเทคโนโลย ซงมตวปอน (input)

กระบวนการ (process) และผลผลต (output) ทออกมาจากการทำางานดงกลาว มนษยกจะมระบบ

ควบคมซงเปนการรวบรวมขอมลตาง ๆ เขามารวมกนเพอตดสนใจในการทำางานตามกระบวนการใหได

ตามวตถประสงค โดยระบบควบคมการทำางานของกระบวนการทางเทคโนโลย ม 2 รปแบบ คอ

1. ระบบควบคมแบบวงเปด (open-loop control system)

2. ระบบควบคมแบบวงปด (close-loop control system)

1. ระบบควบคมแบบวงเปด (open-loop control system) เปนระบบการควบคมแบบดงเดม

ทไมมความสลบซบซอนมากนก เหมาะสมกบเทคโนโลยทไมตองการตนทนสง ทำางานแบบงาย ๆ

ซงกระบวนการทำางานแบบนมขอด คอ

1. ออกแบบงาย

2. ทำาซำาไดงาย

3. ทำางานไดไมแตกตางกน

การทำางานของเทคโนโลยแบบวงเปด จะใชมนษยเปนตวควบคมหรออาจจะใชกลไก ปจจย

อน ๆ มาเปนตวควบคมกได

ตวอย�งท 1 การใชมนษยเปนสวนหนงของกระบวนการควบคม

การทำางานของวาลวนำาดมแบบกด มกระบวนการทำางาน ไดแก input คอ กดวาลวนำา output คอ

นำาไหลพงสดานบน เพราะกลไกกระบวนการทำางานภายในวาลวนำาถกเปดใหนำาไหลผาน กระบวนการ

ควบคมนนจะเกดจากประสาทสมผสของมนษยทมองและสงเกตดวยตนเอง เมอดมนำาหรอไมตองการแลว

กดำาเนนการปดวาลวดวยการปลอยปมทกด นำากหยดไหล จะเหนวาเปนการทำางานทงายและไมตอง

สรางกลไกใดเพม

ตวอย�งท 2 การใช output เปนตวควบคม

กานำารอนนกหวดนม input คอ ความรอนกบของเหลวภายในภาชนะ เมอของเหลวหรอนำาเดอด กถอว า เปน output แตกานำ าน เพมกระบวนการควบคม เพอเตอนดวยเสยงกบผใชวานำานนเดอดแลว ซงหมายถง output เสรจแลวนนเอง แ ต ก า นำ า ก ไ ม ไ ด ห ย ด ย ง ป ล อ ย ความรอนเขาไปปกต

ตวอย�งท 3 การใชตวตงเวลาเปนตวควบคม

ภาพท 1.21 กานารอนนกหวด

เปนเทคโนโลยทมการควบคมดวยเครองตงเวลา โดย input คอ การกดปม เครองกจะ

ดำาเนนการปลอยไฟฟาผานขดลวด ทมความตานทานจนเกดความรอน เมอถงเวลาทกำาหนด สปรงกจะทำางานเพอเดงขนมปงทใสไวออกจากเครอง และหยดการปลอยกระแสไฟฟ า การควบคมแบบนจะมขอมลยอนกลบแบบงายโดยใชเวลา จะไมตรวจสอบ วาขนมปงไดใสหรอไมไดใสในชอง กทำางานและจบเวลา และสปรงกจะทำางานเมอครบเวลาโดยไมไดตรวจสอบวาขนมปงเกรยมเพยงพอ หรอมขนมปงหรอไม กทำางานทงสน ภาพท 1.22 เครองปงขนมปง


จากตวอยางจะเหนวา การทำางานควบคมแบบวงเปดมขนตอนการทำางานงาย ๆ โดยตวควบคม

กระตนใหเกดการ input ซงอาจจะเปนตวมนษยเอง เมออปกรณไดรบการกระตนกจะดำาเนนการ

ตามกระบวนการทวางไวเพอ output สงทตองการ เชน กดปมเครองซกผา เครองกทำางาน โดยไม

ตรวจสอบวามผา หรอนำาในถงสะอาด หรอแรงดนนำาเพยงพอหรอไม ระบบกจะทำางานตามทกำาหนดไว

จนครบทงกระบวนการ ซงสามารถเขยนเปนแผนภาพ ดงน

แผนภาพท 1.2 การทางานควบคมแบบวงเปด

คำาสง นำาเขา นำาออกผควบคม กระบวนการ

2. ระบบควบคมแบบวงปด (close-loop control system) ในการออกแบบสรางเทคโนโลยทมความซบซอน เทคโนโลยทเกยวของกบความปลอดภย ของผใช เกยวของกบมวลชน ตองมการทำางานของระบบตรวจสอบทมประสทธภาพมากขน ทำาให เครองมอททำางานสามารถทำางานไดยดหยนมากขน โดยระบบควบคมแบบวงปดน การเกบขอมล ยอนกลบ (feedback) เพอตรวจสอบ บางครงอาจเรยกวา ระบบควบคมแบบยอนกลบ (feedback control system) ซงเปนกระบวนการทำางานทถกเพมเขาไปเมอมการกระตน เพอตรวจสอบหรอ ตรวจจบขอมลทกดานทเกยวของ นำามาประมวลคาความผดพลาด เพอตดสนสงงานในกระบวนการ ทำางานทางเทคโนโลยใหมประสทธภาพทสด กระบวนการทำางานแบบนมขอด คอ 1. กำาจดอปสรรคทรบกวนได 2. รบประกนความสำาเรจไดมากกวาระบบควบคมแบบวงเปด 3. สามารถนำาไปใชในสถานการณทธรรมชาตของการนำาเขาไมคงท ระบบควบคมแบบวงปด อาจจะใชกลไกหรอระบบอเลกทรอนกสเซนเซอรมาทำางานเพอ ใหไดขอมลสงสญญาณยอนกลบมาตรวจสอบ และปรบพฤตกรรมการทำางานใหเหมาะสมกบสถานการณใหมากทสด ตวอย�งท 1 การทำางานระบบควบคมแบบวงปดของเครองตดสลากกลองสนคา

ภาพท 1.23 เครองตดสลากกลองสนคา

เครองตดสลากกลองสนคา

sensor

ลกกลงกาว

การทำางานของเครองตดสลากกลองสนคา มการนำาเขาหลก 2 อยาง คอ กลองสนคาทลำาเลยง

มาจากสายพานลำาเลยงและสลากสนคา โดยกระบวนการทำางานมอเตอรจะหมนหวดดไปทเครองปอน

สลากสนคาทอยดานขาง เพอดดสลากสนคา กระบวนการทำางานตอไปกหมนหวดดสลากสนคาลง

ดานลางเพอผนกสลากสนคาตดบนกลองทผานลกกลงกาวมาแลว ซงกลองดงกลาวไหลมาตามสายพาน

การทำางานของระบบนจะทำางานสมพนธกบเซนเซอรทตดไวสวนตนของสายพานลำาเลยงเพอสงงาน

ใหผนกสลากสนคาไดตรงกบระยะกงกลางของกลองพอด โดยทกลองสนคาอาจจะไมไดลำาเลยงมา

ในระยะทเทากน แตระบบกสามารถตดสลากไดตรงตำาแหนงทกอยาง ซงการควบคมแบบนเกดความ

ยดหยนมากกวาระบบทไมมระบบตรวจสอบ เพราะในการลำาเลยงอาจจะเกดขอผดพลาดของระยะ

กลองลำาเลยง การตดผดพลาด เรมตนระบบใหม (reset) เพอจดระบบใหกลองลำาเลยงเทากน ทำาให

เสยเวลามากขนและกลองทตดผดพลาดจะเกดความเสยหาย ระบบควบคมแบบยอนกลบ (feedback

control system) สำาหรบตวอยางน จงเหมาะกบการทำางานทยดหยน สอดคลองกบปรมาณของตวปอน

(input) ทไมแนนอน

ภาพท 1.24 การทางานทไมมระบบตรวจสอบขอมลแบบยอนกลบ

ตวอย�งท 2 การทำางานระบบควบคมแบบวงปดของลฟตโดยสาร

ลฟตโดยสารในอาคารมหนาทในการขนสงผโดยสารจากชนหนงไปยงชนอน ๆ ซงการทำางานของ

ลฟตทมองจากภายนอกคอ ผใชกดปมลฟตกเปดออกใหผโดยสารเขา เมอผโดยสารเลอกชนกปดประต

แลวกพาผโดยสารไปสชนทไดเลอกไว แตลฟตไมไดทำางานแบบทเราเหน เนองจากลฟตโดยสารมผใชลฟต

จำานวนมากและความตองการกแตกตางกนออกไป และระยะเวลาของการเรยกลฟตกไมเทากน

ดงนน การทำางานแบบระบบควบคมแบบวงเปดไมสามารถใชไดกบลฟตโดยสาร เพราะจะทำาใหสนเปลอง

และผโดยสารตองรอนาน ซงระบบควบคมแบบวงเปดจงใชเฉพาะกบลฟตทบรรทกสงของทมผใชงาน

เปนผควบคมการทำางานแทนระบบตรวจสอบขอมลแบบยอนกลบ

เครองตดสลากกลองสนคา สลากสนคาลกกลงกาว

สลากสนคา


ภาพท 1.25 ลฟตโดยสารขาขน

การทำางานระบบปดของลฟตโดยสารจงตองมระบบควบคม เพอสงขอมลยอนกลบมาประมวลผล

ตลอดเวลา ทงนเพอใหลฟตสามารถทำางานไดอยางมประสทธภาพ ใชระยะทางในการขน-ลงใหนอยทสด

เพอใชพลงงานใหนอยทสด และผโดยสารรอนอยทสด ในขณะเดยวกนกตองคำานงถงความปลอดภยดวย

ระบบควบคมแบบวงปดของลฟตโดยส�รมระบบตรวจสอบขอมลเพอยอนกลบ 3 สวนหลก

คอ

1. ตรวจสอบขอมลการเรยก ทสมพนธกบตำาแหนงของลฟตในขณะนน โดยลฟตจะรบ

ขอมลการเรยกจากผใช ปกตแตละชนจะมปมขนหรอปมลง เพอแจงความประสงควาตองการขน

หรอลง โดยหากลฟตอยขาขนกจะจอดรบชนทตองการขนเทานน และเมอถงชนสงสดของการเรยก

กจะจอดทกชนทคนเรยก เปนขาลง เพอจะไดประหยดพลงงานจนถงชนลางทมคนลง

หยด

หยด

หยด

✓

✗

✓

✗

✓

จากภาพท 1.25 การหยดรบผโดยสาร ลฟตจะหยดรบเฉพาะชนทมผโดยสารกดขนเทานน

และจะหยดสงในชนทเลอก แตการสงผโดยสารนนกเปนไปตามความประสงคทผโดยสารไดกดเลอกไว

ซงอาจจะตรงกบชนทตองหยดรบผโดยสารหรอไมกได ระบบควบคมทใชตรวจสอบการทำางานน

เพอใหลฟตทำางานประหยดและใชเวลาในการบรการนอยทสด

เมอลฟตโดยสารขาขนไปสงผโดยสารขาขนชนบนสดจนหมดแลว กจะรบผโดยสารขาลง

ทอยชนบนสดในขณะนน และจะหยดรบเฉพาะผโดยสารในขาลง ดงภาพท 1.26

ภาพท 1.26 ลฟตโดยสารขาลง

การขน-ลงอาคารชนเดยวหรอสองชนควรใชบนไดแทนการใชลฟตเพอประหยดพลงงาน เพราะการ

กดลฟตแตละครงสญเสยคาไฟฟาถง 7 บาท

อนรกษสงแวดลอม

หยด

หยด

หยด

หยด

✓

✗

✓

✓

✓


2. ตรวจสอบขอมลความปลอดภย ซงเปนระบบควบคมทใชตรวจสอบขอมลเกยวกบ

ผโดยสารทบรเวณหนาประตลฟต โดยมระบบการทำางานตรวจสอบยอยหลายระบบ คอ

2.1 ควบคมการปดประต (door loaddetector) เปนระบบทควบคมเพอตรวจสอบ

ขอมลหากประตปดไมสนท จะสงขอมลใหระบบควบคมทำาใหมอเตอรทดงหองโดยสารยงไมทำางาน

โดย door load detector จะมการทำางานเปนลนประต เมอลนประตกระทบสงกดขวางกจะไปกระตน

ใหระบบสงเปดประตออก ซงทำาใหผโดยสารหรอสงกดขวางไมถกประตหนบ

2.2 ระบบควบคมเพอตรวจจบสญญาณการเคลอนไหว โดยลฟตมกจะใชเซนเซอร

แสงอนฟราเรดในการตรวจจบสญญาณบรเวณทางเขา หากมการบงสญญาณการรบ-สงแสงอนฟราเรด

แสดงวามคนเดนเขาและเดนออก ลฟตกจะไมปดประต แตหากสญญาณทตรวจจบนงในสกชวงเวลาหนง

เซนเซอรควบคมกสงสญญาณสงงานใหประตลฟตปด

ภาพท 1.27 ประตลฟตทมการควบคมการปดประตสาหรบตรวจสอบการปดประตลฟตโดยสาร

หลกเลยงการใชลฟตในขณะทเกดพายฟาคะนอง ฝนตกหนกหรอแผนดนไหว เพราะลฟตอาจคางได

เนองจากระบบไฟฟาอาจขดของจากสภาพแวดลอมทเลวราย

ปลอดภยไวกอน

ประตลฟต

ลนประต

ภาพท 1.28 เซนเซอรทตดตงขอบประตลฟตโดยสาร

จากภาพท 1.28 ระบบควบคมจะตรวจสอบการเคลอนไหว โดยใชการตรวจจบ

การบดบงแสงเลเซอรทยงไปหาตวรบอกดานหนง หากไมมการบงแสงเลเซอรทยงในชวงเวลาหนง

แสดงวาผโดยสารไดเขาลฟตหรอออกจากลฟตหมดแลว ระบบควบคมกสงขอมลใหปดประตลฟตได

2.3 ระบบควบคมตรวจสอบความเรวในการเคลอนท (speed governer) เมอตโดยสาร

เคลอนทเรวกวาทกำาหนด ซงอาจจะเกดจากการขาดของเสนลวดสลงทโยงตว speed governer ทเปน

กลไกอาศยแรงเหวยงของรอบทเรวจนคลปภายในกางออกมาจนสดและลอกเขากบลกรอกทคลองไว

ซงลวดเสนนจะสงกลไกไปให car safety governer ทตดกบตโดยสาร ทำางานดวยการหยดแลว

ยดตโดยสารใหตดกบรางเพอไมใหตโดยสารหลนลงมา และตดวงจรกระแสไฟฟาเพอใหเกดความปลอดภย

ภาพท 1.29 ระบบการทางานของ speed governer

normal error


2.4 ระบบควบคมการทำางานใหหยดตรงชน (inductor relay) ททำางานรวมกบ

inductor plate เปนเซนเซอรทใชตรวจสอบการเขาหาตำาแหนงของชนทตองหยดรบ-สงผโดยสาร

โดยในขณะทลฟตโดยสารจะตด inductor relay ไวบนกลองโดยสาร เมอตว inductor relay

วงผาน inductor plate ทตดอยในตำาแหนงของชนตาง ๆ inductor relay กจะทำาหนาทสงสญญาณ

เปลยนตวเลขในลฟตเพอรายงานวาขณะนลฟตอยชนใดแลว และกสงสญญาณไปหามอเตอรเพอ

ชะลอความเรวเมอใกลถงชนทตองหยด แลวในทสดกจะสงสญญาณใหประตเปดออกได กตอเมอ

inductor relay กบ inductor plate ไดอยตำาแหนงชนทตรงตำาแหนง ซงโดยปกตจะมความผดพลาด

ไมเกน 10 มลลเมตร เปนการปองกนไมใหตโดยสารของลฟตหยดอยระหวางชน ซงจะทำาใหผโดยสาร

กาวแลวหลนลงมา

ภาพท 1.30 ตาแหนงตดตงของ inductor relay ททางานรวมกบ inductor plate

inductor plate

inductor relay

3. ระบบควบคมเพอตรวจสอบนำาหนกสมดลกบตวถวง ซงลฟตโดยสารทเคลอน

ขน-ลงดวยมอเตอรไฟฟาจะไมทำางาน เพอลากดงนำาหนกของลฟตพรอมกบผโดยสารโดยตรง แต

ลฟตโดยสารนนจะใชวธการถวงนำาหนกกบวตถ เพอความสมดลของนำาหนก ซงวตถทถวงนจะมนำาหนก

เปนครงหนงของนำาหนกตโดยสารเมอบรรทกเตมพกด ดงนน เมอบรรทกผโดยสารเตมพกดมอเตอร

กทำางานเพยงประคองลฟตใหขนหรอลงดวยนำาหนกทเหลอจากการถวงดล แตจากการผนแปรของจำานวน

ผโดยสารจะสงผลตอการทำางานของมอเตอรไฟฟา เพอความปลอดภยจงตองมการตรวจสอบนำาหนกของ

ลฟตกอนการปดประตทกครง และเมอมขอมลนำาหนกเกนจากทตงคาไวกจะสงสญญาณไปใหอปกรณ

สงเสยงเตอน และปดระบบการทำางานบางสวนเพอไมใหเกดขอผดพลาดได เชน ปดระบบการกดปมปด

ดวยมอจากผโดยสารดานใน ระบบปดประตอตโนมตกจะไมปดประตใหจนกวาเซนเซอรดงกลาว

หยดสงขอมลบรรทกเกน และระบบควบคมนจะสงขอมลยอนกลบเพอใหมอเตอรทำางานไดปกต ไมทำางาน

หนกและรอนเกนไปจนทำาใหมอเตอรไฟฟาเสยหาย และสามารถทำางานรวมกบเบรกเพอหยดได

โดยทเบรกไมไหมเสยหายจากการทำางานหนกของนำาหนกทมากเกน

ภาพท 1.31 ระบบการทางานของ speed governer

ระบบการทำางานของลฟตโดยสารยงมระบบยอยอกมากมาย ลฟตโดยสารไมเหมาะสม กบระบบการทำางานแบบวงเปดเพราะธรรมชาตของลฟตจะไมสามารถมองเหนสงแวดลอมทตอง ตดสนใจจากภายนอกลฟตได และการควบคมจากภายนอกกไมสามารถมองเหนสงแวดลอม หรอสถานการณภายในลฟตได รวมถง input ทเปนผโดยสารกอยตำาแหนงตาง ๆ ในชนของอาคาร จำานวนและเวลาของผโดยสารกไมคงท จงทำาใหลฟตเปนเทคโนโลยทตองมการออกแบบการทำางาน ทมระบบควบคมแบบวงปด จงเหมาะสมทสด

ถวงนาหนก

motor, break

คำ�ถ�ม

สำ�คญ


การทำางานทมระบบควบคมแบบวงปดสามารถเขยนเปนแผนภาพได ดงน

คำาสง นำาเขา นำาออกผควบคม กระบวนการ

คาผดพลาด

แผนภาพท 1.3 ระบบควบคมแบบวงปด

การออกแบบเทคโนโลยเพอใหใชงานในแตละครง จงตองมการคำานงถงขอด-ขอเสยของ

การออกแบบการทำางานทมการควบคมยอนกลบ โดยเทคโนโลยบางอยางสามารถใชคนเปนผควบคมและ

เปนระบบการควบคมการทำางานแบบวงเปดได เชน การถบจกรยาน การขบขรถจกรยานยนต รถยนต

หรอเครองมออนทตองมมนษยเปนผบงคบควบคมหรอตดสนใจกอาจจะใชมนษยเปนผตดสนใจ ซงถอ

เปนสวนหนงของกระบวนการควบคมแบบวงเปดแทน แตอาจจะสรางระบบควบคมอนเพอเออตอการ

ตดสนใจ เชน สรางกระจกมองหลง แผงแสดงระดบความเรว การทำางานของรอบเครองยนต หรอตำาแหนง

เกยรปจจบน เพอสงขอมลชวยเหลอผขบขทเปนระบบควบคมหลก แตสำาหรบเทคโนโลยบางอยางท

ตองการทำางานอตโนมตโดยใชมนษยควบคมนอยทสด หรอระบบยอยของเทคโนโลยบางระบบทขอมล

ยอนกลบไมสามารถตรวจจบหรอสงเกตไดโดยมนษย การตรวจจบควน ความรอน แรงดนไฟฟา

ทเปลยนไปในตำาแหนงทมนษยไมสามารถทำาไดกจำาเปนทตองออกแบบระบบควบคมการทำางานแบบ

วงปด สำาหรบเกบขอมลยอนกลบมาทระบบควบคม เพอใหกระบวนการทำางานทางเทคโนโลยทำางานได

อยางสมพนธกนจนบรรลกจกรรมหลกทตองการ

นกเรยนเคยพบเทคโนโลยใดบางทใชระบบ

ควบคมแบบวงเปด และระบบควบคมแบบวงปด

+—

การพฒนาเทคโนโลยและความกาวหนาทางอตสาหกรรม

http://www.xdx-ontology.org

เวบไซตแนะนำา

1. ระบบทางเทคโนโลยสงผลดตอมนษยในยคปจจบนอยางไร

2. แนวโนมของเทคโนโลยในอนาคตควรจะเปนอยางไร

3. ถาในอนาคตไมมระบบทางเทคโนโลยจะเกดผลเสยอยางไร

4. การออกแบบเทคโนโลยสวนบคคลมแรงบนดาลใจมาจากสงใดบาง

5. กระบวนการออกแบบในขนตอนการทบทวน (review) สำาคญอยางไร

6. การทำางานของระบบลอรถจกรยานไดนำาขนตอนการทบทวน (review) มาใชอยางไร

7. หากกานบนไดรถจกรยานยาวจะทำาใหการสงแรงทำาไดด แตเพราะเหตใดจงไมทำาให

กานบนไดรถจกรยานยาวมาก ๆ

8. การออกแบบควบคมการทำางานแบบวงเปดมผลดอยางไร

9. ขอมลการยอนกลบของระบบควบคมความรอนของเตารดไฟฟาคอขอมลใด

10. หากการทำางานของระบบ inductor relay ททำางานรวมกบ inductor plate

เกดการผดพลาดจะสงผลตอความปลอดภยอยางไร

คำาถามพฒนากระบวนการคด

กจกรรมการเรยนร

1. นกเรยนแบงกลมระดมพลงสมองรวมกนหาวธทำาใหรถจกรยานขบเคลอนไปได

โดยไมใชโซในการสงแรง

2. นกเรยนอธบายกระบวนการทำางานของเครองซกผา โดยวเคราะหระบบการทำางานหลกและ

ระบบยอยททำางานสมพนธกน

3. นกเรยนเขยนอลกอรทมของการหยดรบและสงผโดยสารของลฟตแตละชนเมอมการเรยก

เขามาพรอมกน

นกเรยนเขยนโปรแกรมแสดงการหยดรบ-สงผโดยสารของลฟตโดยสารในอาคาร 10 ชน

เพอประหยดพลงงาน

โครงงานสรางสรรค

การยอนกลบ

เทคโนโลยี -...

Documents