ชื่อโปรเจกต์: COVID-19 การล้างมือด้วย Arduino

Project Overview

การระบาดของ COVID-19 ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญอย่างยิ่งยวดของสุขอนามัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการล้างมือ ในการป้องกันการแพร่เชื้อโรคติดต่อ โปรเจกต์นี้นำเสนอโซลูชันที่มีต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพ นั่นคือ เครื่องจ่ายสบู่เหลวอัตโนมัติ ที่ขับเคลื่อนด้วย Arduino ด้วยการใช้ proximity sensing ระบบนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถจ่ายสบู่ได้โดยไม่ต้องสัมผัสขวดเครื่องจ่าย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนข้าม (cross-contamination) ในสภาพแวดล้อมที่ใช้ร่วมกันได้อย่างมาก

แนวคิดหลักคือการใช้ ultrasonic sensor เพื่อตรวจจับพื้นที่ด้านหน้าของเครื่องจ่าย เมื่อตรวจพบมือของผู้ใช้ภายในระยะที่กำหนด micro-servo motor จะถูกสั่งให้ทำงานเพื่อกดปั๊มของเครื่องจ่าย ส่งผลให้สบู่ถูกจ่ายออกมาหนึ่งหยด

Engineering & Working Principle

ระบบทำงานโดยอาศัยการวนซ้ำของการวัดระยะทางและการตอบสนองตามเงื่อนไขอย่างต่อเนื่อง:

1. Proximity Sensing (การตรวจจับระยะใกล้): HC-SR04 Ultrasonic Sensor คือ "ดวงตา" ของโปรเจกต์นี้ มันจะปล่อยคลื่นเสียงความถี่สูงออกมาและวัดเวลาที่คลื่นสะท้อนกลับหลังจากชนกับสิ่งกีดขวาง (มือของผู้ใช้)
2. Signal Processing (การประมวลผลสัญญาณ): Arduino UNO จะรับพัลส์จากขา Echo ของ HC-SR04 และคำนวณระยะทางโดยใช้ความเร็วของเสียง
3. Mechanical Actuation (การกระตุ้นทางกล): หากระยะทางที่คำนวณได้น้อยกว่าเกณฑ์ที่กำหนด (เช่น 10 cm) Arduino จะส่งสัญญาณ Pulse Width Modulation (PWM) ไปยัง SG90 Micro-servo
4. Dispensing Mechanism (กลไกการจ่าย): SG90 servo จะถูกติดตั้งโดยให้แตร (horn) หรือแขนที่ติดอยู่กดลงบนหัวจ่ายของขวดสบู่ servo จะหมุนไปยังมุมที่กำหนด (เช่น 90 degrees) เพื่อดันปั๊ม จากนั้นจะกลับไปยังตำแหน่งหยุดนิ่ง (idle position) (เช่น 0 degrees) เพื่อรอผู้ใช้คนถัดไป

Components Deep Dive

• Arduino UNO: ทำหน้าที่เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์หลัก โดยจัดการเรื่องเวลาสำหรับ ultrasonic sensor และตรรกะการควบคุมสำหรับ servo motor
• HC-SR04 Ultrasonic Sensor: ให้การวัดระยะทางแบบไม่สัมผัส มีความน่าเชื่อถือสูงสำหรับงานตรวจจับระยะใกล้แบบง่ายๆ เช่นนี้
• SG90 Micro-servo: ตัวกระตุ้น (actuator) ที่มีน้ำหนักเบาแต่มีกำลังเพียงพอที่จะกดปั๊มสบู่เหลวมาตรฐานส่วนใหญ่ได้ ต้องการแหล่งจ่ายไฟ 5V และขาสำหรับสัญญาณ
• 2x Arduino UNO: โปรดทราบว่าแม้ในแผนผังต้นฉบับจะระบุ Arduino UNO สองตัว แต่โดยปกติแล้ว Arduino UNO เพียงตัวเดียวก็เพียงพอสำหรับโปรเจกต์นี้ หากใช้สองตัว ตัวหนึ่งสามารถจัดการ sensor ในขณะที่อีกตัวจัดการ motor โดยสื่อสารกันผ่าน Serial หรือ I2C

Technical Concept: Proximity-Based Logic

ความน่าเชื่อถือของโปรเจกต์นี้ขึ้นอยู่กับการจับเวลาของ trigger และ echo Arduino จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าพัลส์ trigger มีระยะเวลา 10 microseconds พอดีเพื่อเริ่มต้นการส่งคลื่น ultrasonic ลักษณะที่ละเอียดอ่อนของการจ่ายสบู่ต้องการการปรับเทียบอย่างระมัดระวัง เพื่อไม่ให้ servo ทำงานโดยไม่ตั้งใจ หรือติดอยู่ในวงวน "การจ่ายซ้ำสองครั้ง"