Page 76 - งานวิจัยพร้อมใช้

อดูอิโน
การพัฒนาชุดการทดลอง

วิชาฟิสิกส์สี่การทดลองด้วย

Developing a Four Physics Experiment set with Arduino

แหล่งทุน งบเงินรายได้ ปีงบประมาณ 2563
หน่วยงาน คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย

หลักแนวคิดในการสร้างนวัตกรรม

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาชุดทดลองคุณภาพสูงส�าหรับสอนวิชาฟิสิกส์ โดยอาศัย
ความสามารถของอดูอิโนร่วมกับตัวต้านทานปรับค่าตามแสง(LDR), วงจรรีเลย์, โมดูลจอภาพ
ุ
่
ื
ี
ึ
่
ึ
ู
ผลกเหลว(LCD)และซอฟต์แวร์ อดอิโน ซงสามารถสร้างชดทดลองทดลองได้สการทดลองคอ
การทดลองที่หนึ่งเรื่องการตกอย่างอิสระของวัตถุ ผลการทดลองสามารถหาความเร่งเนื่องจาก
แรงโน้มถ่วง g มีความผิดพลาดจากค่ามาตรฐานน้อยกว่า 0.1% การทดลองท่สองเรื่องระบบ
ี
มวลคล้องผ่านรอกผลการทดลองสามารถหาความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง g มีความผิดพลาด
จากค่ามาตรฐานน้อยกว่า 2% การทดลองที่สามเรื่องลูกตุ้มนาฬิกาชนิดธรรมดาผลการทดลอง
ื
สามารถหาความเร่งเน่องจากแรงโน้มถ่วง g มีความผิดพลาดจากค่ามาตรฐานน้อยกว่า 0.1%
และการทดลองสุดท้ายเรื่องการเคล่อนท่แบบฮาร์โมนิกอย่างงายของสปริงผลการทดลองค่า
ี
ื
ความคลาดเคล่อนของคาบจากการทดลองต่างจากทฤษฎีน้อยกว่า 0.4% ผลการใช้การสอน
ื
สามารถสังเกตได้ว่านักศึกษามีความเข้าใจมากขึ้น
ลักษณะเด่นของสิ่งประดิษฐ์ และคุณค่าในงานสร้างสรรค์
การวิจัยนี้จะออกแบบและพัฒนาชุดทดลองวิชาฟสิกสสี่การทดลองโดยใชไมโครคอนโทรลเลอร์
้
์
ิ
ควบคุม ดังรูปที่ โดยน�า บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์อดูอิโน เชื่อมต่อกับวงจรเลือกการทดลอง,
วงจรรีเลย์, วงจรสวิทช์เริ่มการทดลองและวงจรตรวจจับลาแสงเลเซอร์โดยใช้ LDR เป็นตัว
�
เซ็นเซอร์ )
ี
ี
�
เป็นชุดการทดลองทางฟิสิกส์ท่มีความแม่นยา สร้างบรรยากาศการเรียนรู้ท่ดีอย่างต่อเนื่อง
�
ตระหนักถึงบทบาทของเทคโนโลยีสาหรับการพัฒนาการเรียนรู้ของนักเรียนในห้องปฏิบัติการ
ปัจจุบันเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าอย่างต่อเน่องโดยเฉพาะไมโครคอนโทรลเลอร์ ซอฟต์แวร์และ
ื
เซ็นเซอร์เก็บข้อมูล จึงเป็นโอกาสดีในการน�าเทคโนโลยีมาช่วยในการพัฒนาการทดลอง จากการ h(m) t (s) t2(s) t (s) t(s) t↑2(s2)
3
1
ึ
ิ
ศกษาเชอว่าห้องปฏบตการทนาไมโครคอนโทรลเลอร์มาพัฒนาอุปกรณ์การสอนฟิสกส์มแนวโน้ม 0.1000 0.143 0.143 0.143 0.143 0.020
ิ
ั
ี
ี
ิ
ื
่
�
่
ประสบความส�าเร็จเชิงประจักรมาก 0.2000 0.202 0.202 0.201 0.202 0.041
การทดลองเรื่องการตกอย่างอิสระของวัตถุสามารถหาค่าความเร่งเน่องจากแรงโน้มถ่วงได้ 0.3000 0.248 0.247 0.248 0.248 0.061
ื
g = 2slope = 2 X 4.889 = 9.778 m/s 2 0.4000 0.286 0.287 0.286 0.286 0.082
2
จังหวัดนครศรีธรรมราชค่า g = 9.7814 m/s ผลการทดลองเรื่องตกอย่างอิสระได้ g =
9.778 m/s 2 มีความคลาดเคลื่อนจากค่ามาตรฐาน 0.03% 0.5000 0.320 0.321 0.320 0.320 0.103
0.6000 0.350 0.350 0.350 0.350 0.123
การประยุกต์ใช้ 0.7000 0.379 0.379 0.378 0.379 0.143
0.8000 0.404 0.404 0.405 0.404 0.163
สามารถทดลองได้สี่การทดลองด้วยกันคือ
1. การตกอย่างอิสระ ตัวอย่าง บันทึกผลการทดลองเรื่องการตกอย่างอิสระ
2. ระบบมวลคล้องผ่านรอก
3. ลูกตุ้มนาฬิกาชนิดธรรมดา
4. การเคลื่อนที่แบบฮาโมนิกอย่างงายของสปริง
ื
ี
ผลท่ได้จากการวิจัยครั้งน้มีความคลาดเคล่อนน้อย บ่งถึงการบูรณาการ
ี
ความรู้ระหว่างฟิสิกส์คณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์สามารถนามาพัฒนาการศึกษา
�
ี
ิ
ึ
�
ภาคปฏิบัติทาให้นักศึกษาสามารถเข้าใจส่งท่เป็นนามธรรมได้มากข้น ผู้วิจัยหวังว่า
�
ประสบการณ์และทักษะท่ได้จากการวิจัยหากมีผู้สนใจนาไปพัฒนาต่อยอดสามารถ
ี
ตอบโจทย์การเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์ได้เป็นอย่างดี
58
ผศ.ส�าคัญ รัตนบุรี
คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย