งานวิจัยเครื่องตรวจจับควันบุหรี่

อุปกรณ์ตรวจจับควันบุหรี่แจ้งเตือนผ่าน LINE APP

• ราคาของผลงานนวัตกรรม : ยังไม่ได้กำหนดราคา

• จุดเด่นของผลงานนวัตกรรม :

เครื่องตรวจจับควันบุหรี่แจ้งเตือนผ่าน LINE APP สามารถส่งสัญญาณแจ้งเตือนและภายในเครื่องตรวจจับควันบุหรี่จะมีเซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้นเพื่อแจ้งเตือนหากเกิดอัคคีภัย
- เพื่อลดการสูบบุหรี่ในพื้นที่สำนักงาน
- เพื่อลดมลภาวะทางอากาศภายในสำนักงาน

• ชื่อเจ้าของข้อมูล : สำนักวิจัยและพัฒนาการอาชีวศึกษา

TRL-7 นำผลงานไป ทดลองใช้แล้ว

ถ่ายทอดเทคโนโลยี, เสาะหาผู้รับอนุญาตใช้สิทธิ

Directory ประชาสัมพันธ์เท่านั้น

วันที่เผยแพร่: 15 กันยายน 2564

ตรวจจับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้(2) เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควัน

บุหรี่แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม โดยเครื่องเตือนควันบุหรี่ที่สร้างขึ้นเป็นแบบที่ใช้ตัวตรวจจับก๊าซ

Flammable Gas &Smoke Sensor (MQ-2) มีประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ได้ มีหลักการท างานคือ

เมื่อมีควันเคลื่อนที่เข้าไปยังกล่องควันของวงจร MQ-2 เป็นผลให้ค่าแรงดันของระบบเปลี่ยนแปลงไปจนถึง

ระดับหนึ่ง สังเกตได้จากไดโอดสีแดงจะกระพริบตลอดเวลา(ตรวจพบควัน) จนเมื่อมีควันเข้าไปอยู่จนเต็มกล่อง

ควัน รีเลย์จะตัดและส่งสัญญาณไปยังเอาท์พุทซึ่งต่อไว้กับ Alarm เกิดเป็นเสียงดังต่อเนื่องไปเรื่อยๆ จนกว่า

ควันจะลดลงจนหมดจากกล่องควัน หรือจนกว่าจะถูกปิดสวิตซ์ นั่นคือค่าแรงดันของระบบไม่เปลี่ยนแปลง

ระบบแจ้งเตือนจะหยุดท างาน โดยเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบเพิ่มแรงลม (มีพัดลมระบายอากาศ) จะมีความเร็ว

ในการแจ้งเตือนมากกว่าเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบปกติ 2 เท่า

บทที่ 1

บทนำ

 

ที่มาและความสำคัญ

สถิติทั่วโลกพบว่า มะเร็งปอดเป็นสาเหตุการตายอันดับ 1 จากโรคมะเร็งในผู้ชาย และเป็นสาเหตุการตายอันดับ 2 จากโรคมะเร็งในผู้หญิง สำหรับในประเทศไทย จากสถิติ พ.ศ.2551 พบว่า มะเร็งปอดเป็นสาเหตุการตายอันดับที่ 2 จากโรคมะเร็ง รองจากมะเร็งตับและทางเดินน้ำดีในทั้งเพศชายและเพศหญิงจากสถิติพบว่า ในเพศชายที่เป็นมะเร็งปอดจะเกิดจากการสูบบุหรี่ประมาณร้อยละ 80 และเพศหญิงที่เป็นมะเร็งปอดพบว่าบุหรี่เป็นสาเหตุประมาณร้อยละ 50 โดยจากการศึกษาพบว่า การสูบบุหรี่ 1 ซองต่อวัน เป็นเวลานาน 30 ปี จะเสี่ยงต่อการตายจากมะเร็งปอด 20-60 เท่าในผู้ชาย และ 14-20 เท่าในผู้หญิง เมื่อเปรียบเทียบกับคนที่ไม่สูบบุหรี่ โดยความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นอีก 1 เท่าตัว ถ้าสูบนาน 40 ปี
ในปัจจุบันพบว่า คนที่ไม่สูบบุหรี่ ก็เสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งปอดได้จากควันบุหรี่ในสิ่งแวดล้อม ที่เรียกว่า Environmental Tobacco Smoke (ETS) หรือควันบุหรี่มือสอง หรือ Secondhand Smoke (SHS) นั่นเอง ควันบุหรี่จากสิ่งแวดล้อมหรือจากควันบุหรี่ที่ผู้อื่นสูบมี 2 รูปแบบคือ ควันที่ออกมาจากปลายมวนบุหรี่หรือซิการ์ และควันที่ผู้สูบบุหรี่ โดยมีผลการศึกษาพบว่า ควันบุหรี่จากปลายมวนบุหรี่จะมีสารก่อมะเร็งสูงมากกว่าควันที่ผู้สูบบุหรี่หายใจออกมา

สังคมไทยในปัจจุบันมีการต่อต้านการสูบบุหรี่เป็นอย่างมากมีการกำหนดพื้นที่สำหรับให้สูบบุหรี่และห้ามสูบบุหรี่โดยเฉพาะในขณะเดียวกันก็ยังมีกลุ่มคนบางกลุ่มที่สูบบุหรี่ แม้ในสถานที่ที่ห้ามสูบบุหรี่ เช่น ในโรงเรียนของคณะผู้จัดทำโครงงาน ซึ่งปฏิเสธไม่ได้ว่าโรงเรียนมัธยม หรือกระทั่งมหาวิทยาลัยก็พบปัญหานี้เช่นกัน มาตรการที่นำมาใช้ในการป้องกันและปราบปรามกับพฤติกรรมของเยาวชนที่ยังคงแอบสูบบุหรี่ในสถานศึกษายังไม่ได้ผลเท่าที่ควร  ดังนั้นคณะผู้จัดทำโครงงานจึงพยายามคิดหานวัตกรรมที่ช่วยให้ผู้ที่แอบสูบบุหรี่ในโรงเรียน เช่น บริเวณห้องน้ำชาย ได้เกิดความเกรงกลัวหรืออับอายเมื่อต้องแอบสูบบุหรี่ในห้องน้ำ และเลิกสูบบุหรี่บริเวณนั้นในที่สุด  คณะผู้จัดทำโครงงานจึงได้มีการศึกษาเกี่ยวกับระบบแจ้งเตือนควันขนาดเล็ก (Small Smoke DetectorAlarm System) ซึ่งจะทำการพัฒนาเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิดจากควันบุหรี่และส่งเสียงสัญญาณเตือนเป็นหลักโดยจะนำไปใช้ติดตั้งในสถานที่ที่ห้ามสูบบุหรี่เช่นห้องน้ำชายในโรงเรียนโรงพยาบาลโรงงานอุตสาหกรรมรถโดยสารสาธารณะเป็นต้นโดยเครื่องเตือนควันบุหรี่จะส่งสัญญาณเตือนทุกครั้งเมื่อมีการตรวจพบควันบุหรี่ เครื่องเตือนควันบุหรี่ที่ติดตั้งภายในอาคารต่างๆได้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับควันที่เกิดจากไฟไหม้โดยที่เครื่องเตือนควันบุหรี่ มีการทำงานอยู่ 2 รูปแบบรูปแบบแรกคือIonizationSmoke Detector เป็นแบบที่ต้องใช้สารกัมมันตรังสีซึ่งต้องทำการจดทะเบียนก่อนจึงจะสามารถผลิตได้และรูปแบบที่สองคือ Photoelectric Smoke Detector เป็นแบบที่ใช้หลักการให้ควันเข้าไปบังแสงหรือหักเหแสงที่เกิดจากอุปกรณ์ตรวจจับซึ่งโครงงานนี้จะนำแบบที่ใช้หลักการหักเหแสงที่เกิดจากควันและใช้ตัวตรวจจับก๊าซ(MQ-2- Flammable Gas &Smoke Sensor) มาประยุกต์ใช้งาน

วัตถุประสงค์ของการศึกษา

1. ศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้
2. เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

สมมติฐานของการศึกษา

• ถ้าแรงลมมีผลต่อความเร็วในการตรวจจับควันบุหรี่แล้ว ดังนั้น เครื่องเตือนควันบุหรี่แบบเพิ่มแรงลม จะตรวจจับควันบุหรี่ได้เร็วกว่าแบบปกติ

 

ตัวแปรที่ศึกษา

ตัวแปรต้น  ชนิดของเครื่องเตือนควันบุหรี่

ตัวแปรตาม        อัตราเร็วในการเตือนของเครื่องเตือนควันบุหรี่

ตัวแปรควบคุม1.   บริเวณที่ใช้ทดสอบ

1. ปริมาณควันบุหรี่
2. ชนิดของควันที่ใช้ทดสอบ

 

 

นิยามเชิงปฏิบัติการ

       ประสิทธิภาพของเครื่องเตือนควันบุหรี่  หมายถึง  ความเร็วในการส่งสัญญาณเตือนของเครื่องเตือนควันบุหรี่เมื่อตรวจพบควันบุหรี่ วัดเป็นวินาที

 

ขอบเขตของการศึกษา

สถานที่ทดลองการตรวจจับควันบุหรี่ ใช้บริเวณหน้าห้องปกครอง โรงเรียนกาญจนาภิเษกวิทยาลัย นครปฐม (พระตำหนักสวนกุหลาบมัธยม)

ระยะเวลา ตั้งแต่วันที่ 6-17มิถุนายน พ.ศ.2559

 

ผลที่คาดว่าจะได้รับ

1. ได้เรียนรู้หลักการทำงานโครงสร้างระบบควบคุมและระบบแสดงผลของเครื่องเตือนควันบุหรี่
2. ได้เครื่องเตือนควันบุหรี่ที่สามารถเตือนควันบุหรี่ได้จริง
3. มีส่วนร่วมในการช่วยต่อต้านบุคคลที่สูบบุหรี่ในที่ห้ามสูบและช่วยในการรณรงค์ลดการสูบบุหรี่ ลดอัตราการเกิดโรคมะเร็งปอด
4. สามารถช่วยเหลือและรักษาสุขภาพของคนที่ได้รับผลกระทบจากการสูบบุหรี่
5. สามารถนำเครื่องเตือนควันบุหรี่ไปติดตั้งในสถานที่ที่ห้ามสูบบุหรี่สามารถช่วยลดจำนวนคนที่สูบบุหรี่ลงได้

 

บทที่ 3

วิธีดำเนินการ

 

ในการจัดทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง เครื่องเตือนควันบุหรี่ คณะผู้จัดทำได้แบ่งวิธีดำเนินการได้ดังนี้

ตอนที่ 1 การศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิด
จากบุหรี่ได้

ตอนที่ 2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่
แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

ตอนที่ 1เพื่อศึกษาออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิดจาก
บุหรี่ได้

 

วัตถุประสงค์

เพื่อศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้

 

วัสดุอุปกรณ์

1.วงเวียน                                                  จำนวน          1          อัน

2.ปากกาเคมี                                              จำนวน          1          ด้าม

3.แผ่นอะคริลิค                                           จำนวน          5          แผ่น

4.ฟิวเจอร์บอร์ด                                          จำนวน          1          แผ่น

5.พัดลมระบายอากาศ (คอมพิวเตอร์)                 จำนวน          1          ตัว

6.เซ็นต์เซอร์ตรวจจับควัน                               จำนวน          1          ตัว

7.ปืนกาวร้อนพร้อมแท่งกาว                            จำนวน          1          อัน

8.กาวสองหน้า                                            จำนวน          1          ม้วน

9.หัวแร้ง,ตะกั่ว,น้ำยาประสาน                          จำนวน          1          อัน

10.คัตเตอร์                                                จำนวน          1          อัน

 

วิธีสร้าง

1.นำวงเวียนวาดเป็นวงกลม

 

 

 

2.เจาะรูแผ่นอะคริลิคเป็นวงกลมตามที่วาดไว้ ด้วยคัตเตอร์

 

 

 

3.เชื่อมแผ่นอะคริลิคเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยม(กล่อง)ด้วยกาวร้อน

 

 

 

 

4.นำตัวเซ็นต์เซอร์ตรวจจับควันไปติดลงฟิวเจอร์บอร์ดจากนั้นไปติดกับกล่อง

 

 

5.เชื่อมต่อสายไฟตัวเซ็นต์เซอร์ตรวจจับควันเข้ากับกล่องแบตเตอร์รี่พร้อมใส่ถ่าน

 

6.ติดพัดลมระบายอากาศ(คอมพิวเตอร์)ไว้ตรงช่องติดกับตัวเซ็นต์เซอร์ด้วยกาวสองหน้า

 

ตอนที่ 2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่
แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

วัตถุประสงค์

เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่
แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

สมมติฐาน

ถ้าแรงลมมีผลต่อความเร็วในการตรวจจับควันบุหรี่แล้ว ดังนั้น เครื่องเตือนควันบุหรี่แบบเพิ่มแรงลม จะตรวจจับควันบุหรี่ได้เร็วกว่าแบบปกติ

 

ตัวแปรที่ศึกษา

ตัวแปรต้น  ชนิดของเครื่องเตือนควันบุหรี่

ตัวแปรตาม        เวลาที่ใช้ในการเตือนของเครื่องเตือนควันบุหรี่

ตัวแปรควบคุม

1.    บริเวณที่ใช้ทดสอบ
2. ปริมาณควันบุหรี่
3. ชนิดของควันที่ใช้ทดสอบ
4. 4. ช่วงเวลาที่ใช้เครื่องเตือนควันบุหรี่

วัสดุอุปกรณ์

1. ตู้จำลองควัน จำนวน              1      ตู้
2. นาฬิกาจับเวลา จำนวน              1      เรือน
3. บุหรี่ จำนวน              1      ซอง

 

วิธีทดลอง

1. จุดบุหรี่จำนวน 1 มวน วางในตู้จำลองควัน และเริ่มจับเวลาจนกว่าสัญญาณเตือนเสียงAlarmsจะดังขึ้น บันทึกเวลา
2. ทำซ้ำข้อ 1 แต่เปลี่ยนจากบุหรี่ 1 มวน เป็น 2 , 3 , 4 , และ 5 มวนตามลำดับ
3. ทำซ้ำข้อ 1 -2 อีก 3 ครั้ง
4. ทำซ้ำข้อ 1-3 แต่เปลี่ยนเป็นตู้จำลองควันที่ไม่มีพัดลมระบายอากาศแทน

 

บทที่ 4

ผลการดำเนินงาน

 

ในการจัดทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง เครื่องเตือนควันบุหรี่ คณะผู้จัดทำได้รายงานผลการการดำเนินงานดังนี้

ผลการทดลองตอนที่ 1 การศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจจับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้

ผลการทดลองตอนที่ 2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

ผลการทดลองตอนที่ 1 การศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถตรวจ
จับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้

 

 

 

 

 

 

 รูปภาพแสดงเครื่องเตือนควันบุหรี่ที่สร้างเสร็จแล้ว

 

 

 

 

 ผลการทดลองตอนที่ 2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

 

ตารางที่ 1 แสดงระยะเวลาการเริ่มแจ้งเตือนของเครื่องเตือนควันบุหรี่ (Smart Smoke Detector)
แบบมีพัดลมระบายอากาศ

 

 

จำนวนบุหรี่ที่จุด (มวน)ระยะเวลาที่เครื่องตรวจจับเริ่มแจ้งเตือน(วินาที)ครั้งที่ 1ครั้งที่ 2ครั้งที่ 3เฉลี่ย120191819.00218191718.00317171516.00413131112.0059101110.00

 

 

จากตารางที่ 1 พบว่า การจุดบุหรี่ 1 มวนในตู้จำลองควัน เครื่องตรวจจับควันบุหรี่ใช้เวลาเฉลี่ย 18.66 วินาที จึงจะเริ่มมีการแจ้งเตือนเป็นเสียง Alarmส่วนการจุดบุหรี่ 2 , 3 , 4 และ 5 มวน เครื่องตรวจจับควันบุหรี่ใช้เวลาเฉลี่ย 17.33 , 15.66 , 14.66 และ 13.33 ตามลำดับ

 

 

 

 

ตารางที่ 2 แสดงระยะเวลาการแจ้งเตือนของเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบไม่มีพัดลมระบายอากาศ

 

จำนวนบุหรี่ที่จุด (มวน)ระยะเวลาที่เครื่องเตือนเริ่มแจ้งเตือน(วินาที)ครั้งที่ 1ครั้งที่ 2ครั้งที่ 3เฉลี่ย141424041.00231333031.33329282728.00424252324.00520192019.67

 

 

จากตารางที่ 2 พบว่า การจุดบุหรี่ 1 มวนในตู้จำลองควันที่ไม่มีพัดลมระบายอากาศ เครื่องตรวจจับควันบุหรี่ใช้เวลาเฉลี่ย 58.00 วินาที จึงจะเริ่มมีการแจ้งเตือนเป็นเสียงAlarmส่วนการจุดบุหรี่2 , 3 , 4  และ 5 มวน เครื่องเตือนควันบุหรี่ใช้เวลาเฉลี่ย 54.33 , 50.00 , 46.67 และ 44.67 ตามลำดับ

 

 

บทที่ 5

สรุป อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ

 

ในการจัดทำโครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง เครื่องเตือนควันบุหรี่ คณะผู้จัดทำได้สรุปผลการการดำเนินงานดังนี้

 

สรุปผลการทดลองตอนที่ 1 การศึกษาการออกแบบและสร้างเครื่องเตือนควันบุหรี่ ให้สามารถ
ตรวจจับควันที่เกิดจากบุหรี่ได้

       เครื่องเตือนควันบุหรี่ที่สร้างขึ้นเป็นแบบที่ใช้ตัวตรวจจับก๊าซ Flammable Gas &Smoke Sensor (MQ-2)มีประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ได้ โดยมีหลักการทำงานคือ เมื่อมีควันเคลื่อนที่เข้าไปยังกล่องควันของวงจร MQ-2 เป็นผลให้ค่าแรงดันของระบบเปลี่ยนแปลงไปจนถึงระดับหนึ่ง สังเกตได้จากไดโอดสีแดงจะกระพริบตลอดเวลา(ตรวจพบควัน) จนเมื่อมีควันเข้าไปอยู่จนเต็มกล่องควัน รีเลย์จะตัดและส่งสัญญาณไปยังเอาท์พุทซึ่งต่อไว้กับ Alarm เกิดเป็นเสียงดังต่อเนื่องไปเรื่อยๆ จนกว่าควันจะลดลงจนหมดจากกล่องควัน หรือจนกว่าจะถูกปิดสวิตซ์ นั่นคือค่าแรงดันของระบบไม่เปลี่ยนแปลง ระบบแจ้งเตือนจะหยุดทำงาน

 

สรุปผลการทดลองตอนที่ 2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการตรวจจับควันบุหรี่ของเครื่อง
เตือนควันบุหรี่แบบปกติและแบบเพิ่มแรงลม

จากการทดลองตอนที่ 2 สรุปได้ว่า เครื่องเตือนควันบุหรี่แบบเพิ่มแรงลม (มีพัดลมระบายอากาศ) จะมีความเร็วในการแจ้งเตือนมากกว่าเครื่องเตือนควันบุหรี่แบบปกติถึง 2 เท่า