Thailand Excellence Community
Pneumatic Nail Gun System
ฝึกกระบวนการออกแบบระบบเมคคาทรอนิกส์แบบองค์รวม โดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ของระบบ
เช่น MATLAB Simulink หรือ Simscape
รูปแบบงาน
เลือกหนึ่งระบบเมคคาทรอนิกส์ที่สนใจ และนำเสนอเนื้อหาดังนี้
แนวคิดในการเลือกหัวข้อและปัญหาที่ต้องการแก้ไข
องค์ประกอบของระบบ
เซนเซอร์ แอคชูเอเตอร์ ระบบกล ระบบไฟฟ้า ระบบควบคุม
เป้าหมายในการออกแบบ
การจำลองด้วย MATLAB
ผลการจำลองและสรุปผล
สำหรับผลการจำลอง นักศึกษาสามารถเลือกแนวทางใดแนวทางหนึ่ง เช่น
ป้อนสัญญาณเข้าและดูผลลัพธ์ของระบบ
จำลองพฤติกรรมเชิงกลหรือการตอบสนอง
ใส่วงจรควบคุมแบบป้อนกลับแล้วดูผลการปรับปรุงการตอบสนองของระบบ
ไม่บังคับว่าต้องมี feedback control ทุกคน แต่สามารถทำได้หากต้องการ
สิ่งที่ต้องส่ง
A. วิดีโอนำเสนอหนึ่งไฟล์ ความยาวประมาณสิบ นาที
B. เอกสารประกอบหนึ่งไฟล์ เป็นสไลด์หรือ PDF
C. ไฟล์งาน MATLAB/Simulink
6714552378 ธีรเมธ สหัสธาราชัย
https://youtu.be/ws6SPmqd-7o https://drive.google.com/open?id=1_H_LsgFCH_oYeWPRQ4-kw_YoM2hZjDrJ
วิดีโออ้างอิง: Pneumatic Nail Gun System (ความยาว 9:44 นาที)
ลำดับการนำเสนอ (Structure): เริ่มต้นด้วยการอธิบายกลไกของปืนลมยิงตะปูและคอมเพรสเซอร์อย่างเห็นภาพ จากนั้นกำหนดตัวแปรตั้งต้น (Initial States) อย่างชัดเจน นำเข้าสู่การคำนวณมือ (Hand Calculation) เพื่อหาพลังงานจลน์และการลดลงของความดัน ก่อนจะเทียบกับการจำลองใน Simscape
การสื่อสาร (Clarity & Delivery): น้ำเสียงชัดเจนและเป็นธรรมชาติ มีความซื่อสัตย์ในการนำเสนอสูง เช่น การยอมรับว่าสไลด์บางจุดพิมพ์ตัวเลขผิด หรืออธิบายว่าค่าบางอย่างได้มาจากการลองผิดลองถูก (Trial and Error) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเข้าใจหน้างานจริง
การใช้สื่อและแบบจำลอง (Visuals & Demo): มีการเปิดโปรแกรม MATLAB/Simscape รันให้ดูสดๆ พร้อมอธิบายกราฟที่เกิดขึ้นแบบ Real-time
จุดเด่นที่สุด: ทักษะการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบ (Critical Thinking) ที่สามารถสรุปได้ว่าทำไมการคำนวณมือกับคอมพิวเตอร์ถึงไม่ตรงกันเป๊ะ (เรื่อง Fixed variable vs. Dependent variable)
6814550971 นายวิชยุตม์ อินแก้ว
https://youtu.be/zt4mus33-JU https://drive.google.com/open?id=1JW2chpVpzAtNZnj2sMXJNC_J2ZJxcSCl https://drive.google.com/drive/folders/1s49Ewa_Qt16_SwqfOK7YyAuMY-9a9lSu?usp=sharing
วิดีโออ้างอิง: การออกแบบและจำลองระบบควบคุมความดันห้องแยกโรคความดันลบ
ลำดับการนำเสนอ (Structure): วางโครงสร้างสไลด์เทียบเท่าการพรีเซนต์งานวิศวกรรมระดับมืออาชีพ เริ่มจากภาพรวมปัญหา (Context), ความท้าทาย (Disturbance/Lag), องค์ประกอบระบบ, การออกแบบ PID + Anti-windup, และสรุปผลด้วย Scenario ต่างๆ
การสื่อสาร (Clarity & Delivery): แม้จะเป็นเรื่องซับซ้อน แต่การจัดเรียงเนื้อหาเป็น Step-by-step ทำให้ผู้ฟังตามได้ง่าย มีการระบุเป้าหมายชัดเจนคือ -12.5 Pa
การใช้สื่อและแบบจำลอง (Visuals & Demo): สไลด์ทำมาได้ยอดเยี่ยมมาก มีการใช้ภาพ Graphic, Icon และ Block Diagram ที่มีการทำไฮไลท์แบ่งสี (Controller, Plant, Actuator) ให้ดูง่าย กราฟผลลัพธ์มีการชี้จุดที่เป็น Overshoot และ Settling time อย่างชัดเจน
จุดเด่นที่สุด: ความเป็นมืออาชีพในการจัดทำสไลด์นำเสนอ และการสรุปข้อจำกัดทางกายภาพ (Physical Limits / Sizing Constraint) ของพัดลมได้อย่างเฉียบคม
6714552386 จิตติพันธ์ ลาวัณย์วรวงศ์
6714552394 ธรรมภณ นุ่มสารพัดนึก
https://youtu.be/Mrq22dunTZc https://drive.google.com/drive/folders/1hZBU2zsIgoW2FCEQhHWEMITl5voG6Sic?usp=sharing
วิดีโออ้างอิง: Inverted Pendulum on Cart (ความยาว 15:18 นาที)
ลำดับการนำเสนอ (Structure): แบ่งพาร์ทการพูดได้ดี เริ่มจากการยกตัวอย่างการใช้งานจริง (จรวด, หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์, Segway) จากนั้นเจาะลึกสมการคณิตศาสตร์ (Free body diagram, Lagrange, LQR) และจบด้วยการเปรียบเทียบผลจำลอง 5 รูปแบบ
การสื่อสาร (Clarity & Delivery): การอธิบายคณิตศาสตร์ทำได้รวดเร็วและกระชับ การรับส่งบทสนทนาระหว่างผู้บรรยาย 2 คนทำได้ลื่นไหล มีการสรุปข้อดี-ข้อเสียของแต่ละ Case ได้เห็นภาพชัดเจน
การใช้สื่อและแบบจำลอง (Visuals & Demo): มีการใช้ 3D Animation ใน MATLAB มาช่วยแสดงผลให้เห็นพฤติกรรมของลูกตุ้มและรถเข็นจริงๆ (Visualizer) ทำให้กราฟตัวเลขกลายเป็นภาพที่เข้าใจง่าย
จุดเด่นที่สุด: การทำ Trade-off Analysis เปรียบเทียบ 5 เคส (การปรับค่า Q และ R) และโยงผลลัพธ์ไปสู่การเลือกใช้อุปกรณ์จริง เช่น ระยะรางที่ต้องเผื่อ (Safety factor) และแรงบิดมอเตอร์ที่ต้องใช้
6814550857 ฉิน สุริยะสงคราม
https://youtu.be/SyQ50uz-QcI?si=uMIyLvO4usu1aTZa
https://drive.google.com/open?id=1MGn99bCyo-N-rfC0lVEe1ZzT2byMIQfA
ลำดับการนำเสนอ (Structure): เริ่มจาก Pain point (ความเมื่อยล้าเวลาขับรถ) ตามด้วยสเปคของรถ (น้ำหนัก 1,000 กก. แรงเสียดทาน 50 Ns/m) อธิบาย Flowchart การทำงาน, สมการ PID, และนำเข้าสู่ผลการจำลอง
การสื่อสาร (Clarity & Delivery): พูดกระชับ เข้าประเด็นตรงไปตรงมา อธิบายขั้นตอนตาม Flowchart ได้ชัดเจน แต่เวลาที่ใช้ค่อนข้างสั้นไปนิดเมื่อเทียบกับเพื่อนๆ ทำให้ขาดการวิเคราะห์ในเชิงลึก
การใช้สื่อและแบบจำลอง (Visuals & Demo): สไลด์เรียบง่าย นำเสนอกราฟผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นการลู่เข้าสู่ค่าความเร็วเป้าหมาย (ใช้เวลาประมาณ 80 วินาที)
จุดเด่นที่สุด: การสรุประบบการทำงานที่ซับซ้อนให้ออกมาเป็น Flowchart 6 ขั้นตอนที่คนทั่วไปฟังแล้วเข้าใจได้ทันที (ข้อเสนอแนะ: หากมีการจำลองจังหวะที่รถขับขึ้นเนินหรือลงเนินเป็น Disturbance เพิ่มเติม วิดีโอจะสมบูรณ์แบบมากยิ่งขึ้น)
6814550865 ชนากานต์ ฉิมพลี
6814550881 ธนวัฒน์ วัฒนจัง
https://drive.google.com/file/d/1MGQ5CiuvmFIxHLO83OirJh72wbPq2uin/view?usp=sharing https://drive.google.com/open?id=1quVBrncM7McOf_io-eEObuG_zYHBUznu
หุ่นยนต์แกนเดี่ยว (Single-Axis Robot) คือหน่วยย่อยที่สำคัญที่สุดของหุ่นยนต์พิกัดฉาก (Cartesian Robot) หรือเครื่องจักร CNC ปัญหาหลักที่โครงงานนี้พยายามแก้ไขคือ “ความแม่นยำในการเข้าสู่ตำแหน่ง (Positioning Accuracy)” ภายใต้เงื่อนไขที่มีแรงเฉื่อย (Inertia) และแรงเสียดทาน (Friction) ของระบบกลไก การควบคุมเพียงแค่แรงดันไฟฟ้า (Open-loop) ไม่สามารถทำให้หุ่นยนต์หยุดในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ จึงจำเป็นต้องมีระบบป้อนกลับ (Feedback Control)
6814550938 ภัทยา โค้วถาวร
6814550962 วัชรพล สมศิริกุล
https://drive.google.com/drive/folders/1lxnWN6ngS1dYOO2dPX5CmO7-rez6iSlo?usp=sharing https://drive.google.com/open?id=1nLOF19Up5Yeu3qZYCV19AisN041Pi6NV
https://drive.google.com/drive/folders/1lxnWN6ngS1dYOO2dPX5CmO7-rez6iSlo https://drive.google.com/open?id=1zbmO0TCuPmzLLQM7_fGUKDEatvKxj9mA
หัวข้อ: หุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบล้อ (AGV)
การประเมินและวิเคราะห์เชิงลึก:
นายศรัณยภัทร สันตะวงค์
https://youtu.be/IchehChqeN8
https://drive.google.com/open?id=1112hGalLD6KaBEZiAH4q-6OImLPn66bg
หัวข้อโครงงาน: PID control system design and automatic tuning
ลำดับการนำเสนอ (Structure): มีการวางโครงสร้างปัญหาที่เฉียบคม เริ่มจากการระบุ “Pain Point” อย่างชัดเจน (ระบบขาดเสถียรภาพ, เกิดการแกว่ง/Oscillation, ระบบเป็นแบบ Open-loop ควบคุมยาก) จากนั้นจึงนำเสนอทางแก้ (Solution) ผ่าน Feedback Control และตั้งเป้าหมายเชิงตัวเลข (Rise Time < 2 วินาที, ไม่มี Overshoot, Steady-State Error เข้าใกล้ 0)
การวิเคราะห์ผลและการใช้สื่อ: สไลด์มีความเป็นวิชาการและจัดทำได้สวยงามมาก จุดที่น่าชื่นชมคือการเทียบเคียงภาพอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์จริง (เซนเซอร์ Rotary Encoder, บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์, มอเตอร์) เข้ากับ Transfer Function ทำให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างทฤษฎีและปฏิบัติ มีการบันทึกหน้าจอ (Screencast) การจำลอง Simulink และเปิด Scope ให้เห็นกราฟ Step Response ก่อนและหลังจูน PID ซึ่งตอบโจทย์ตัวชี้วัดที่ตั้งไว้ได้ทั้งหมด
จุดเด่นที่สุด: ความสามารถในการเชื่อมโยงสมการคณิตศาสตร์เข้ากับกายภาพของอุปกรณ์จริง ทำให้ผู้ชมเข้าใจกระบวนการทำงานได้ทันที
ก้องสกุล ถวายเทียน
https://youtu.be/JxQBR6D08dk
https://drive.google.com/open?id=1hxaB_z_0oR_sB066ixurXVpQIfLvW1_H
หัวข้อ: Pump Protection System Simulation
การประเมินและวิเคราะห์เชิงลึก:
แนวคิดทางวิศวกรรม (Engineering Concept): โครงงานนี้เน้นไปที่ระบบความปลอดภัย (Safety & Interlock System) ซึ่งแตกต่างจากระบบควบคุมตำแหน่งทั่วๆ ไป เป้าหมายคือการป้องกันความเสียหายของปั๊มน้ำอุตสาหกรรมจากสภาวะผิดปกติ เช่น น้ำแห้ง (Dry Run), แรงดันเกิน (Overpressure), หรือการเกิดโพรงอากาศ (Cavitation)
การสร้างแบบจำลอง (System Modeling): ระบบนี้ผสมผสานระหว่างสมการทางของไหล (Fluid Dynamics) และวงจรลอจิก (Logic Control) การจำลองผ่าน Simulink/Simscape จะต้องมีบล็อกเซนเซอร์วัดแรงดัน (Pressure Sensor) และเซนเซอร์วัดอัตราการไหล (Flow Meter) เพื่อส่งค่ากลับไปยัง Controller
การทดสอบและการวิเคราะห์ผล (Simulation & Analysis):
ใจความสำคัญของงานนี้คือ State Machine (การเปลี่ยนสถานะการทำงาน) หุ่นจำลองจะต้องรับเงื่อนไขสภาวะวิกฤต (Fault Injection) เช่น จำลองการปิดวาล์วขาออกกะทันหัน ทำให้แรงดันพุ่งสูง
การประเมินจะดูที่ “Response Time” ว่าหลังจากเซนเซอร์ตรวจพบความผิดปกติ ระบบใช้เวลาเสี้ยววินาทีเท่าไรในการสั่งตัดการทำงาน (Trip) ของ Relay หรือ Breaker มอเตอร์ปั๊ม
ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม (Critique): ในระบบปั๊มจริง การตัดต่อกะทันหันอาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ค้อนน้ำ (Water Hammer) โครงงานนี้จะยกระดับได้อีกหากมีการเพิ่มฟังก์ชัน “Soft Start / Soft Stop” หรือหน่วงเวลา (Time Delay) เพื่อป้องกันการแจ้งเตือนผิดพลาด (False Alarm) จากเซนเซอร์กระเพื่อมชั่วขณะ
ขวัญชัย สิทิโพธิ์
https://youtu.be/irUW_1q39h8
https://drive.google.com/open?id=1Gviws8Wy88OAOOhpQey8ZSGQHifyVoDA https://drive.google.com/drive/folders/1auayP2agPE5Md7fRpP8XxasrjMzA-NHK?usp=drive_link
หัวข้อโครงงาน: Simulation of Path Planning and Control of an AMR (ความยาว 12:54 นาที)
ลำดับการนำเสนอ (Structure): เริ่มต้นด้วยบริบทปัญหาในคลังสินค้าที่ซับซ้อนและต้องหลบหลีกสิ่งกีดขวาง จากนั้นค่อยๆ แกะโครงสร้างระบบ (Differential Drive, Actuator, LiDAR Sensor, Controller) และเจาะลึกอัลกอริทึมการทำแผนที่
การสื่อสาร (Clarity & Delivery): อธิบายด้วยน้ำเสียงฉะฉานและมั่นใจ สามารถแจกแจงบล็อกไดอะแกรมใน Simulink ทั้ง 8 บล็อกได้อย่างละเอียดและเข้าใจง่าย (เช่น อธิบายการใช้บล็อก Pure Pursuit ร่วมกับเซนเซอร์ LiDAR ที่สแกน 360 องศา)
การวิเคราะห์ผลและการใช้สื่อ: ใช้หน้าต่างจำลองภาพ 2 มิติ (Visualizer) แสดงให้เห็นหุ่นยนต์วิ่งตามจุด Waypoint สีแดง พร้อมกับมีลำแสง LiDAR กระทบผนังจริง การวิเคราะห์ตอนท้ายมีการตระหนักถึง “ข้อจำกัด” ของการซิมูเลชันด้วย (เช่น ยังไม่ได้รวมเรื่องแรงเสียดทาน) ซึ่งสะท้อนมุมมองของวิศวกรที่มองเห็นความต่างระหว่างโลกจำลองและโลกจริงได้อย่างสมเหตุสมผล
นายวิชยุตม์ อินแก้ว 6814550971
ธีรเมธ สหัสธาราชัย 6714552378
ฉิน สุริยะสงคราม 6814550857
กษิตินาถ สุระนาถ 6714552335
ภัทยา โค้วถาวร 6814550938
ขวัญชัย สิทิโพธิ์ 6814550849
ธรรมภณ นุ่มสารพัดนึก 6714552394
ก้องสกุล ถวายเทียน 6714552343
จิตติพันธ์ ลาวัณย์วรวงศ์