โครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android (งานที่ 20)

โครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android

ที่มาและความเป็นมาของโครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android

ปัจจุบันเทคโนโลยีและนวัตกรรมต่างๆมีมากมายให้ได้ใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นด้านเทคโนโลยีการสื่อสารที่มีผู้คนใช้งานเป็นจำนวณมากซึ่งก็คือโทรศัพท์มือถือ ระบบปฎิบัติการในการใช้งานของโทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ที่นำมาใช้นั้นก็คือ ระบบปฏิบัติการ Android จึงทำให้โทรศัพท์มือถือมีความสำคัญและทำให้การติดต่อสื่อสารนั้นง่ายและสะดวกยิ่งขึ้นและยังเป็นที่นิยมในการนำมาพัฒนาในรูปแบบของแอปพลิเคชั่นต่างๆ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถนำไปใช้ให้ตรงกับความต้องการของตนเอง ดังนั้นจึงมีแนวคิดที่ว่าจะนำมาใช้กับสิ่งประดิษฐ์ที่รวมกับโทรศัพท์มือถือมาใช้ในการควบคุมการทำงานต่างๆ

จากแนวความคิดเหล่านี้รวมไปถึงนำโครงงานของรุ่นพี่มาพัฒนาต่อยอดเพิ่มขึ้นจากโครงงานควบคุมระดับน้ำให้กลายเป็นโครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android  โดยหลักการทำงานคือให้โทรศัพท์มือถือ Android นั้นดูค่าระดับน้ำที่เราต้องการ พร้อมทั้งจะส่งสัญญาณเตือนเมื่อเกณฑ์ของระดับน้ำเกินค่าที่เรากำหนดโดยเป็นสัญญาณเสียงออกมา

คุณสมบัติการทำงานของโครงงาน

–  สามารถแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือในระบบปฏิบัติการ Android

–  การรับข้อมูลของระดับน้ำผ่านระบบไร้สายแบบ Bluetooth

–  แสดงผลบนมือถือและหน้าจอ LCD

–  ใส่ค่าระดับน้ำได้สูงสุด 25 เซนติเมตร

วงจรโดยรวมของโครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android

ส่วนประกอบสาคัญภายในวงจร

ส่วนที่ 1 ขาที่ใช้ของบอร์ดSTM32F4 Discoveryนำอุปกรณ์มาต่อตามหมายเลขขาที่เราใช้งานโดยมีขาที่ใช้งานคือ PA3,PA5,PB1,PB15,PD8,PD9,PE5

ส่วนที่ 2 อุปกรณ์ในการแสดงสถานะ โดยจะใช้บัสเซอร์ บัสเซอร์จะเป็นตัวส่งสัญญาณเตือนเมื่อมีระดับน้ำที่เกิน

ลิมิตที่ตั้งไว้

ส่วนที่ 3 อุปกรณ์รับ-ส่งข้อมูลผ่านบลูทูธ โดยจะเป็นตัวรับข้อมูลจาก STM32F4 Discovery มาแสดงผลบนโทรศัพท์มือถือในระบบปฎิบัติการ Android โดยจะแสดงเป็นระดับที่ตั้งไว้และระดับที่วัดได้

ส่วนที่ 4 ตัวต้านทานปรับค่าได้ จะมีทั้งหมด 2 ตัวคือ

1.ตัวต้านทานสำหรับปรับแรงดันของ Sensor โดยการนำสัญญาณเซนเซอร์เข้าตัวต้านทานปรับค่าได้เพื่อลดแรงดันของเซนเซอร์สูงสุดไม่ให้เกิน 3.3V ก่อนต่อเข้าที่บอร์ดที่ขาPA3และนำสัญญาณ PWM จากขาPB15 เข้าชุดควบคุมระดับน้ำเพื่อควบคุมมอเตอร์ปั๊มน้ำในถัง

2.ตัวต้านทานสำหรับปรับระดับของน้ำโดยการนำสัญญาณจากขา PA5เข้าตัวต้านทานปรับค่าได้เพื่อ-ลดระดับน้ำตามความต้องการของผู้ใช้งาน

ส่วนประกอบวงจรประกอบไปด้วย

1. บอร์ด STM32F4 DISCOVERY
2. บอร์ดบลูทูธ HC-06
3. บอร์ดแหล่งจ่าย 5VDC
4. บอร์ด Buzzer
5. Pressure Sensor
6. มอเตอร์ปั๊มน้ำ
7. จอ LCD 16X4

โปรแกรม Simulink ที่สมบูรณ์ของโครงงานแสดงระดับน้ำผ่านโทรศัพท์มือถือ Android

ส่วนที่ 1

ประกอบด้วย

       – Target Setup ;เป็นการเรียกใช้เพื่อรองรับการใช้บอร์ด STM32F4 Discovery

– Character LCD Setup ;ใช้ในการตั้งค่าสำหรับจอแสดงผล LCD

– Volatile Data Storage ;เป็นการประกาศตัวแปรโดยเก็บไว้เป็นตัวแปร Line1 และ Line2

– UART Setup ;ใช้ในการตั้งค่า Port ในการสื่อสารโดยเป็นการรับ – ส่งข้อมูล

ส่วนที่ 2

ประกอบด้วย

       -Regular  ADC ; ใช้ในการรับค่าเซนเซอร์เข้ามาที่ขา PA3 และตัวต้านทานสำหรับเพิ่ม-ลดระดับน้ำต่อไปที่ขา PA5 ซึ่งเป็นสัญญาณAnalog

– Gain ; เป็นตัวแปลงค่าเป็นดิจิตอลโดยนำไปเทียบ100/4095แล้วนำเข้าMatlab functionเพื่อทำให้ค่าเซนเซอร์นั้นสูงสุดคือ100และต่ำสุดคือ0ซึ่งเนื่องจากเซนเซอร์มีค่าเริ่มต้นที่ไม่ใช่ 0จึงนำไปเทียบบัญญัติไตรยางศ์ให้ค่าสูงสุดที่ 100 และต่ำสุดที่0 แล้วนำทั้งสองค่าไปหารด้วย 4 เพื่อให้ได้ค่าสูงสุดคือ 25 และต่ำสุดที่ 0 จากนั้นนำค่าทั้งสองเปรียบเทียบกันโดยตั้งเงื่อนไขว่าถ้าค่าเซนเซอร์น้อยกว่าค่าระดับน้ำที่กำหนดให้ส่งสัญญาณ PWM ออกไป 100% และเมื่อน้ำเข้าในถังจนมีระดับที่ต้องการจะหยุดจ่ายสัญญาณ PWM

ส่วนที่ 3,4

ประกอบด้วย

       – String Buffer Progress ;เป็นการรับข้อมูลมาเก็บไว้ในตัวแปร Line1 และ Line2 เพื่อนำไปใช้แสดงผลบนจอ LCD

 ส่วนที่ 5

ประกอบด้วย

       – Volatile Data Storage Read ;เป็นตัวอ่านข้อมูลที่เก็บไว้ใน Line1 และ Line2

       – Character LCD Write ;เป็นตัวนำข้อมูลไปเขียนบนจอ LCD ในแต่ละบรรทัด

       – Constant ;เป็นการกำหนดในตัวอักษรหรือตัวเลขต่างๆโดย xpos,yposแสดงในตำแหน่งตามต้องการและcmdเป็นตัวกำหนดการนำค่านั้นค้างไว้หรือไม่

ส่วนที่ 6

 

ประกอบด้วย

       – Data type Conversion; เป็นการแปลงข้อมูล โดยข้อมูลที่รับมาจะเป็น double จึงต้องผ่านการแปลงให้เป็น Single เพื่อที่จะทำให้ชนิดข้อมูลให้เหมือนกันจึงสามารถใช้งานได้ในการแสดงผลบนโทรศัพท์มือถือ Android จะนำข้อมูลที่อยู่ในวงกลมสีแดงตามภาพ

การเขียนโค๊ด M-File

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u) //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u เป็น input

y = (35-u)*1.538461538; //เป็นการเปรียบเทียบบัญญัติไตรยางศ์ ให้เซ็นเซอร์มีค่าตั้งแต่ 0-100

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u)   //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u เป็น input

y = u/4;                 //นำค่า u ไปหาร 4 เพื่อให้ได้ค่าตั้งแต่ 0-25 Cm

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u))   //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u เป็น input

y = u/4;                    //นำค่า u ไปหาร 4 เพื่อให้ได้ค่าตั้งแต่ 0-25 Cm

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u,x)  //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u,xเป็น input

if (u>x)                    //เงื่อนไขถ้าค่า u (Sensor) มีค่าน้อยกว่ำ x (ค่าระดับน้ำที่กำหนด)

y = 100;              //ให้ y= 100

else                       //ถ้าไม่จริง

y = 0;                // ให้ y =0

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u,x)  //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u.xเป็น input

if (u>x)                    //เงื่อนไขถ้าค่ำ u (Sensor) มีค่าน้อยกว่ำ x (ค่าระดับน้ำที่กำหนด)

y = 1;                 //ให้ y= 100

else                       //ถ้าไม่จริง

y = 0;                // ให้ y =0

อธิบายโค๊ด

function y = fcn(u,x)  //เป็นการประกาศให้ฟังค์ชั่น y เป็น output และ u,xเป็น input

if (u<x)                    //เงื่อนไขถ้าค่า u (Sensor) มีค่าน้อยกว่ำ x (ค่าระดับน้ำที่กำหนด)

y = 100;               //ให้ y= 100

else                       //ถ้าไม่จริง

y = 0;                // ให้ y =0

หลักการทำงานของโครงงาน

     1.นำแหล่งจ่าย 12VDC ต่อเข้าบอร์ดแปลงแหล่งจ่าย โดยจะแปลงแหล่งจ่ายจาก 12VDC เป็น 5VDC แล้วทำการเปิด Switch เพื่อทำการเปิดใช้งาน

     2.นำบลูทูธและBuzzer มาต่อเข้า Socket ในการนำไปใช้งาน

      3.นำเซนเซอร์ มาต่อเข้าที่ช่อง Sensor แล้วทำการ Calibrate Sensor แรงดันที่ทำให้วัดระดับน้ำได้สูงสุด 25 Cm และนำสัญญาณ PWM ไปใช้งานในการขับมอเตอร์ปั๊มน้ำ

     4.ทำการเชื่อมต่อบลูทูธในการดูค่าระดับน้ำบนมือถือ

     5.ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ให้ได้ระดับน้ำตามที่เราต้องการ

     6.จากนั้นทำการกด Switch เพื่อทำการจ่ายสัญญาณให้กับมอเตอร์เพื่อให้มอเตอร์ปั๊มน้ำทำงาน

ผลจากการทดลองปรับค่าระดับน้ำ

สรุปผลการทดลอง

เมื่อทำการปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ที่ใช้ในการปรับค่าระดับน้ำนั้นแล้ว ทำการกดปุ่มเพื่อทำการจ่ายสัญญาณ PWM เพื่อให้มอเตอร์ทำการปั๊มน้ำขึ้นมา จากนั้นระดับน้ำก็จะนำน้ำเข้ามาและรักษาระดับให้มีค่าให้มีค่าใกล้เคียงกันกับระดับน้ำที่ตั้งเอาไว้ และนำค่าที่ได้นำมาแสดงบนโทรศัพท์มือถือว่ามีระดับน้ำที่เท่าใด และเมื่อทำการลดระดับน้ำลง น้ำก็จะรักษาระดับให้ได้ตามที่ลดค่าลงมาพร้อมทั้งแสดงผลบนโทรศัพท์มือถือด้วยเช่นกัน

ลิงค์วิดีโอhttp://www.youtube.com/watch?v=ub119PnA46U&feature=youtu.be