กงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า

โครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์                เรื่อง  กงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า                           

     โดย

                    1. เด็กชายชนาภัทร   แซ่ตั้ง      ม.2/9  เลขที่ 24

                    2.  เด็กชายธนพัฒน์   แตงอ่ำ     ม.2/9  เลขที่ 28

                    3.  เด็กชายเนติพงษ์   บุญส่งแท้  ม.2/9  เลขที่ 33

 ครูที่ปรึกษา    คุณครูธีรารัตน์  ทองงามดี

โรงเรียนพิษณุโลกพิทยาคม

อำเภอเมือง  จังหวัดพิษณุโลก

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา  เขต 39 

บทที่ 1

บทนำ

ที่มาและความสำคัญ

            การผลิตไฟฟ้ามักใช้ทรัพยากรธรรมชาติที่มากและอาจมีผลกระทบต่อบุคคลในบริเวณนั้นได้ เช่น พื้นที่ป่าไม้ถูกรุกรานเพื่อสร้างเขื่อนผลิตไฟฟ้า ซึ่งอาจนำไปสู่การขัดแย้งกันกับคนในระแวกนั้น

            จากปัญหาดังกล่าวจึงมีการผลิตไฟฟ้าโดยใช้ทรัพยากรธรรมชาติให้น้อยที่สุด โดยใช้กังหันไฟฟ้าของ กฟผ.พลังงานลม เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ มนุษย์เราได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมานานหลายพันปี ในการอำนวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต เช่น การแล่นเรือใบขนส่งสินค้าไปได้ไกลๆ การหมุนกังหันวิดน้ำ การหมุนโม่หินบดเมล็ดพืชให้เป็นแป้ง ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำคัญและนำมาใช้ประโยชน์มากขึ้น โดยการนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่โดยทั่วไป ไม่ต้องซื้อ เป็นพลังงานที่สะอาด ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อม และสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่รู้จักหมดสิ้น “ กังหันลม ” เป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้สกัดพลังงานจลน์ของกระแสลม และเปลี่ยนให้เป็นให้เป็นพลังงานกล จากนั้นจึงนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์ กล่าวคือ เมื่อกระแสลมพัดผ่านใบกังหัน จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานจลน์ไปสู่ใบกังหัน ทำให้กังหันหมุนรอบแกน สามารถนำพลังงานจากการหมุนนี้ไปใช้งานได้  กังหันลมที่ใช้กันมากในประเทศไทยตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน ได้แก่ กังหันลมแบบใบกังหันไม้ ใช้สำหรับฉุดระหัดวิดน้ำเข้านาข้าวบริเวณจังหวัดฉะเชิงเทรา กังหันลมใบเสื่อลำแพน ใช้ฉุดระหัดวิดน้ำเค็มเข้านาเกลือบริเวณ จังหวัดสมุทรสงคราม และกังหันลมแบบใบกังหันหลายใบ ทำด้วยแผ่นเหล็กใช้สำหรับสูบน้ำจากบ่อน้ำบาดาลขึ้นไปเก็บในถังกักเก็บ ส่วนการใช้กังหันลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้ายังอยู่ในระหว่างการทดสอบและพัฒนาอยู่

              ซึ่งจากหลักการดังกล่าว  กลุ่มของข้าพเจ้าจึงได้นำความคิดมาประดิษฐ์กังหันจากการกลิ้งของลูกแก้วแทนการใช้พลังงานจากลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งเรียกว่ากงล้อผลิตพลังงานไฟฟ้า

วัตถุประสงค์

               1. เพื่อประดิษฐ์กงล้อผลิตพลังงานไฟฟ้า

               2. เพื่อใช้ผลิตไฟฟ้าที่ใช้ทรัพยากรให้น้อยที่สุด

               3. เพื่อผลิตสิ่งประดิษฐ์ที่ผลิตไฟฟ้าที่ประหยัดที่สุด

               4. เพื่อเปรียบเทียบการเกิดกระแสไฟฟ้าระหว่างหมุนด้วยมือกับหมุนด้วยแรงเหวี่ยง    ของลูกแก้ว

สมมติฐานการทดลอง

               กงล้อที่ประดิษฐ์ขึ้นสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ทั้งใช้มือและแรงเหวี่ยงจากลูกแก้ว

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

    1.  ได้กงล้อสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า

    2 . ใช้ผลิตไฟฟ้าโดยใช้ทรัพยากรปริมาณน้อย

    3. ใช้ผลิตไฟฟ้าในยามจำเป็น  เช่น  ตอนไฟฟ้าในบ้านดับหรือขัดข้อง เป็นต้น

ขอบเขตการศึกษา

    1. สถานที่ทำการทดลอง        โรงเรียนพิษณุโลกพิทยาคม อำเภอวัดโบสถ์ จังหวัดพิษณุโลก    2. ระยะเวลาที่ทำการทดลอง        ระหว่างเดือนพฤศจิกายน  2556 – กุมภาพันธ์ 2557
    3. งบประมาณ         500  บาท

นิยามศัพท์เฉพาะ

               กงล้อผลิตไฟฟ้า  หมายถึง  กงล้อที่ใช้แรงโน้มถ่วงจากการกลิ้งของลูกแก้วในการผลิตไฟฟ้า

                                                                                                  บทที่ 3

อุปกรณ์และวิธีการดำเนินการ

วัสดุอุปกรณ์

1.  ไม้อัด  ขนาด 1x1 เมตร             จำนวน   1  แผ่น

2.  ลูกแก้ว                               จำนวน  16  ลูก

    3. ท่อ PVC ขนาด 3/4  นิ้ว            จำนวน   8  ท่อ

    4. กาวติดไม้                              จำนวน   1  ขวด

5.  ไม้บรรทัดสำหรับวัด                 จำนวน   1  อัน

6.  ดินสอเขียนแบบ                     จำนวน   1  แท่ง

7.  เลื่อยตัดไม้                           จำนวน   1  ปื้น

8.  มอเตอร์ขนาดเล็ก                    จำนวน   1  ตัว

9.  หลอดไฟชนิดหัว LED  3 โวลท์     จำนวน   1  หลอด

10.  สายไฟ                              จำนวน   1  ชุด

11.  แอมมิเตอร์                         จำนวน   1  เครื่อง

12.  ตัวเก็บประจุไฟฟ้า                  จำนวน   1  ชุด

13.  เฟือง                                  จำนวน   1  ชุด

14.  กระดาษกาว                         จำนวน   2  ม้วน

ขั้นตอนการดำเนินการประดิษฐ์กงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า 

              1.  ออกแบบกงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า

            2.  ซื้ออุปกรณ์ต่างๆในการทำสิ่งประดิษฐ์ และวัสดุที่เหลือใช้

            3.  ตัดไม้อัดเป็นรูป 8 เหลี่ยมสำหรับทำโครง

            4.  ตัดไม้อัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ยาว  4.5  นิ้ว   กว้าง  1.5  นิ้ว จำนวน  8  อัน

            5.  ตัดไม้อัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ยาว  4.5  นิ้ว   กว้าง  1.5  นิ้ว จำนวน  1  อัน            เพื่อเป็นแท่นวางมอเตอร์

            6.  ตัดท่อ PVC  ขนาด 5  นิ้ว  จำนวน  8  อัน

            7.  นำไม้อัดที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าติดที่โครงไม้อัดที่เป็นรูปแปดเหลี่ยมโดยใช้กาวติดไม้ติดบริเวณริมขอบเหลี่ยมของโครงไม้อัดทั้ง 8 เหลี่ยม

            8.  นำท่อ PVC  ที่ตัดไว้มาติดบริเวณมุมขอบของโครงถึงจุดกึ่งกลาง โดยใส่ลูกแก้ว     จำนวน 2 ลูก  ไว้ข้างในท่อ PVC  จำนวน 8 ท่อ

            9.  นำมอเตอร์ขนาดเล็กมาติดที่ฐานเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

          10. นำหลอดไฟ หลอดไฟชนิดหัว LED ขนาด  3 โวลท์  มาต่อกับมอเตอร์

          11. ทดสอบการทำงานของกงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยใช้แอมมิเตอร์วัดปริมาณการเกิดกระแสไฟฟ้า  และสังเกตการสว่างของหลอดไฟ

           

บทที่ 4

ผลการดำเนินการ

ตอนที่ 1 ประดิษฐ์กงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า

ตอนที่ 2  ผลการทดสอบการเกิดกระแสไฟฟ้าของกงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า                    

ตาราง 1 แสดงผลการทดสอบการเกิดกระแสไฟฟ้า

การทดสอบ	ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่เกิด (แอมแปร์)	การสว่างของหลอดไฟ
กงล้อหมุนด้วยมืออย่างต่อเนื่อง	2	หลอดไฟสว่าง
กงล้อที่หมุนด้วยแรงเหวี่ยงของลูกแก้ว	ไม่เกิดกระแสไฟฟ้า	หลอดไฟไม่สว่าง

                จากตารางที่ 1 พบว่า เมื่อทดสอบการทำงานของกงล้อผลิตกระแสไฟฟ้า  พบว่า  เมื่อหมุนกงล ้อด้วยมือจะเกิดกระแสไฟฟ้า  2  แอมแปร์  และสังเกตที่หลอดไฟ  จะพบว่าหลอดไฟสว่าง  แต่พอหมุนด้วยแรงโน้มถ่วงของลูกแก้ว  ปรากฏว่ากงล้อไม่หมุน  ทำให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นและหลอดไฟไม่สว่าง 

  

โครงงานวิทยาศาสตร์ประเภททดลอง

โครงงานทดลองทางวิทยาศาสตร์
                                                        เรื่อง  ดอกเบญจมาศไล่ยุง

วัตถุประสงค์

                1.  เพื่อคิดค้นสูตรยากำจัดยุงจากดอกเบญจมาศ

                2.  เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของยากำจัดยุงจากดอกเบญจมาศ

ความสำคัญของโครงงาน

ยากำจัดยุงที่เราได้วิจัยและทำขึ้นนั้น จะมีการเน้นในเรื่องของการกำจัดยุงมากกว่าลูกน้าเพื่อต้องการตัดวงจรชีวิตระยะตัวโตเต็มวัยซึ่งอยู่ในระยะที่กำลังสืบพันธ์และเป็นพาหะของโรคต่าง ๆ

สมมติฐาน

              1.  ได้สูตรยากำจัดยุงจากดอกเบญจมาศ

                2.    ยากำจัดยุงจากดอกเบญจมาศที่ทำขึ้นมีประสิทธิภาพสามารถกำจัดยุงได้

นิยามศัพท์เฉพาะ

              ดอกเบญจมาศ  ชื่อวิทยาศาสตร์ : Dendranthemum grandifflora (เดิมชื่อ Chysanthemum morifolium) วงศ์ : Asteraceae(เดิมวงศ์ Compositae)

              พัยรีธริน (Pyrethrins)  เป็นสารที่อยู่ในดอกเบญจมาศ

              ยุง (MOSQUITOES)  หมายถึง  ยุงลาย ( Aedes ) ยุงรำคาญ ( Culex ) ยุงก้นปล่อง ( Anopheles )

ยุงเสือหรือยุงลายเสือ ( Mansonia ) และ ยุงยักษ์หรือยุงช้าง ( Toxorhynchites )

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

ประโยชน์จากการทำโครงงานเชิงทฤษฎี

1.     จำนวนยุงลดน้อยลง

2.     สามารถลดอัตราการเกิดโรคต่าง ๆ ที่มียุงเป็นพาหะแก่ประชากรในชุมชนได้

3.     ลดค่าใช้จ่ายในการซื้อสารเคมีเพื่อกำจัดยุงลาย

4.     เป็นการพัฒนาทักษะความคิดและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ประโยชน์จากการทำโครงงานเชิงประยุกต์

               สามารถถ่ายทอดองค์ความรู้ให้กับคนในชุมชน เพื่อนำไปพัฒนาใช้เองได้

ขอบเขตการศึกษา

                1. ตัวแปรที่ใช้ในการศึกษา

                                1.1  ตัวแปรต้น     

                                  -   ยากำจัดยุงที่ทำจากดอกเบญจมาศ

                                1.2  ตัวแปรตาม

                         -    จำนวนยุงที่ตาย

                2.  กลุ่มการทดลอง

                                ยุงที่พบในแหล่งน้ำ ภายในโรงเรียนอนุบาลโรจนวิทย์มาลาเบี่ยง

                3.  ระยะเวลาในการดำเนินงาน

                                กันยายน   2553 – ตุลาคม   2553

                4.  สถานที่ในการดำเนินการ

                                อาคารเรียน และบริเวณต่าง ๆ โรงเรียนอนุบาลโรจนวิทย์มาลาเบี่ยง  และชุมชน

ที่กลุ่มผู้ทดลองอาศัยอยู่

สรุปผลการทดลอง

                1. ยาฆ่ายุงที่ทำจากดอกเบญจมาศสามารถฆ่ายุงได้

                2. ประสิทธิภาพของยาฆ่ายุงจากการทดสอบปรากฏว่ามีประสิทธิภาพจริง

การอภิปรายผลการทดลอง

                จากการศึกษาวงจรชีวิตของยุงลายพบว่า ยุงลายมีวงจรชีวิต 4 ระยะ คือ ระยะไข่ ระยะลูกน้ำ ระยะตัวโม่ง และระยะตัวเต็มวัยซึ่งยุงประเภทนี้จะวางไข่ในน้ำสะอาด และเป็นน้ำที่มีลักษณะเป็นน้ำนิ่ง ซึ่งจากการทดลองโดยนำดอกเบญจมาศมาสกัดด้วยน้ำมันก๊าดหรือเอทิลแอลกอฮอล์  พบว่ายาฆ่ายุงที่สกัดได้สามารถฆ่ายุงได้จริง  เนื่องจากในดอกเบญจมาศจะมีสารชื่อ  พัยรีธริน (Pyrethrins)  ซึ่งมีฤทธิ์ในการฆ่าแมลง

จากปัจจัยดังกล่าว เมื่อยุงลายถูกสาร พัยรีธริน (Pyrethrins)  แล้วสารดังกล่าวจะเข้าไปทำลายระบบต่าง ๆ        ภายในร่างกายของยุง โดยเฉพาะระบบการหายใจ  จึงทำให้ยุงตาย

ข้อเสนอแนะจากการศึกษา

1.     ในการใช้ยาฆ่ายุงที่ทำจากดอกเบญจมาศไปฉีดพ่นจะใช้ในปริมาณที่มาก  และ

การเพาะเลี้ยงยุงที่จะนำมาทดลองต้องอาศัยเวลา

           2.   สารละลายที่ใช้ในการสกัดควรใช้แอลกอฮอล์ซึ่งจะดีกว่าน้ำมันก๊าดตรงที่ไม่มีกลิ่นฉุน

ข้อเสนอแนะในการทำการทดลองครั้งต่อไป

                    1.  ควรเปรียบเทียบสารที่ใช้สกัดว่าระหว่างน้ำมันก๊าดกับแอลกอฮอล์ว่าชนิดไหนมีประสิทธิภาพในการสกัดสารจากดอกเบญจมาศได้ดีกว่า

                    2.  ควรเปรียบเทียบดอกเบญจมาศสีต่างกันว่าดอกเบญจมาศสีใดมีประสิทธิภาพในการฆ่ายุงได้ดีกว่ากัน

คณะผู้จัดทำ

                      1. เด็กชายธนพัฒน์    แตงอ่ำ

                      2. เด็กชายเสฏฐวุฒิ   พูลหน่าย
                              3.  เด็กชายมลฑล       ทองทวี
                             

                       

เรือมหัศจรรย์

สิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์

........เรือมหัศจรรย์..........

                เรือมหัศจรรย์  เป็นประดิษฐ์ที่สร้างขึ้นมา  มีวัตถุประสงค์เพื่อคิดสิ่งประดิษฐ์ ที่ใช้ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์และหลักการทางวิทยาศาสตร์

                เรือมหัศจรรย์  มีหลักการทำงานของเครื่องยนต์ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ซึ่งทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าที่อยู่ในถ่านไฟฉายให้เกิดพลังงานจลย์แล้วไปหมุนแกนใบพัดที่ติดไว้กับตัวเรือ  เมื่อใช้เครื่องบังคับเรือจึงสามารถแล่นไปได้

                เมื่อประดิษฐ์เสร็จแล้วนำมาทดสอบปรากฎว่าเรือสามารถแล่นได้

                ประโยชน์และคุณค่าของสิ่งประดิษฐ์  เพื่อนำความรู้ทางด้านทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์มาใช้ประดิษฐ์ของเล่นที่มีคุณค่า

วัสดุที่ใช้

                       1.  มอเตอร์พร้อมเครื่องบังคับที่เป็นของรถบังคับเก่าที่ไม่ใช้แล้ว  จำนวน  1  ชุด            

                               2.  โฟมสำหรับทำตัวเรือ

                               3.  กาว   จำนวน  1  ขวด

                              4.  เทปใส  จำนวน  1  ม้วน

                              5.  มีดคัตเตอร์  1  ใบ

                              6.  ถ่านไฟฉาย  จำนวน  5  ก้อน

                  7.  สายไฟ

                  8.  ใบพัด  1  ชุด

งบประมาณ    60  บาท  รายละเอียดดังนี้

                   -     กาว  10  บาท                    

     -      มีดคัตเตอร์  ราคา 20 บาท

     -     โฟม  ราคา  10  บาท

     -     ถ่านไฟฉาย  20  บาท

แผนภาพและหลักการทำงาน   

                เรือมหัศจรรย์  มีหลักการทำงานของเครื่องยนต์ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ซึ่งทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าที่อยู่ในถ่านไฟฉายให้เกิดพลังงานจลย์แล้วไปหมุนแกนใบพัดที่ติดไว้กับตัวเรือ  เมื่อใช้เครื่องบังคับเรือจึงสามารถแล่นไปได้

เมื่อประดิษฐ์เสร็จแล้วนำมาทดสอบปรากฎว่าเรือสามารถแล่นได้

                ประโยชน์และคุณค่าของสิ่งประดิษฐ์  เพื่อนำความรู้ทางด้านทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์มาใช้ประดิษฐ์ของเล่นที่มีคุณค่า

ผู้ผลิตสิ่งประดิษฐ์

                           1.  เด็กชายพีรพล         หาญน้อย            

                           2.  เด็กชายเสฏฐวุฒิ      พูลหน่าย           

                           3.  เด็กชายภาสวิช         คงสวัสดิ์            

                           4.  เด็กชายธนพัฒน์     แตงอ่ำ                  

โครงงานสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์

สิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์สู่ชุมชน.........โดยธนพัฒน์และจันทร์มณี  แตงอ่ำ

•               จากการประกอบอาชีพการทำกล้วยอบน้ำผึ้งขายของจังหวัดพิษณุโลก  เป็นอาชีพที่มีจุดประกายความคิดทางวิทยาศาสตร์ให้กับนักเรียนโรงเรียนวัดโบสถ์ศึกษา  ในการลดต้นทุนและระยะเวลาในการผลิต  จึงได้ประดิษฐ์ Slice Machine  ขึ้น  โดยมีหลักการทำงานของเครื่องยนต์ต้นกำลังจะใช้เฟืองทดหมุนมูเลย์ที่ต่ออยู่กับสายพาน แล้วเพลาก็จะไปหมุนจานใบมีดให้ทำงานได้ ในขณะที่เราหมุนเฟืองทด เรายังติดตั้งไดนาโมไว้สำหรับปั่นกระแสไฟฟ้า และเอาตัวแปรกระแสไฟฟ้าต่อกับบอร์ด ตัวแปรก็จะส่งกระแสไฟฟ้าลงในแบตเตอร์รี่ ประโยชน์และคุณค่าของเครื่อง สามารถหั่นกล้วยได้ในเวลาอันรวดเร็ว เป็นการประหยัดแรงและประหยัดระยะเวลาในกระบวนการผลิต ทำให้ปริมาณสินค้ามากกว่าเดิม นอกจากนี้ยังเป็นการประหยัดพลังงาน และสามารถสร้างและเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอร์รี่ได้ ซึ่งเป็นการออกกำลังกายอีกด้วย

             ลักษณะพิเศษ  นอกจากจะใช้ในการหั่นกล้วยเพื่อทำกล้วยฉาบแล้ว  ครอบครัวที่ประกอบอาชีพในการทำหน่อไม้ดองเป็นอาชีพเสริมในช่วงฤดูฝนสามารถนำไปหั่นหน่อไม้เพื่อทำการดองได้  และถ้าต้องการกล้วยในปริมาณมากและเวลาเร่งด่วน  สามารถใช้ไฟฟ้าหมุนได้  เนื่องจากได้ต่อกับมอเตอร์เพื่อหมุนมูเล่ย์โดยตรง 

            จากความคิดของนักเรียนส่งผลให้ได้รับรางวัลเหรียญทองในการแข่งขันสิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ ระดับเขตพื้นที่  ระดับภาค  ระดับประเทศ  และเข้าสู่เวทีนานาชาติโดยการเข้าร่วมแข่งขันเพื่อคัดเลือกเป็นตัวแทนของประเทศไทยในการแข่งขันสิ่งประดิษฐ์นานาชาติ