Rising Water คือโปรเจกต์สำหรับวิชาฟิสิกส์ขั้นสูงของพวกเราที่โรงเรียนมัธยมอนิมัส คลาสนี้มีรุ่นพี่ปีสี่สองคนคือโคลกับเอวาน และรุ่นน้องปีสองอีกสองคนคือเทย์เลอร์กับเคียน และครูของเราคือเคิร์ต เราเริ่มต้นจากการศึกษาปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "Wagon Wheel effect" (เอฟเฟกต์ล้อเกวียน) เอฟเฟกต์นี้คือการที่เราเห็นภาพของวัตถุที่เคลื่อนที่ถูกแบ่งเป็นช่วงๆ อย่างรวดเร็ว จนทำให้ดูเหมือนว่าวัตถุนั้นกำลังหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับความเป็นจริง เรามักจะเห็นปรากฏการณ์นี้ในทีวีหรือวิดีโอ โดยเฉพาะล้อรถ ที่ดูเหมือนล้อกำลังหมุนไปข้างหน้า แต่พอมันถึงจุดหนึ่งกลับดูเหมือนกำลังหมุนถอยหลัง สาเหตุเกิดจากกล้องแบ่งแสงออกเป็นเฟรมนั่นเอง

พวกเราอยากจะสาธิตเอฟเฟกต์นี้ เลยหาข้อมูลว่าจะทำโปรเจกต์อะไรดี จนมาเจอวิดีโอในยูทูบของ isaac879 กับโปรเจกต์ RGB time fountain ของเขา เราก็เลยตัดสินใจลองทำตามดู เริ่มวางแผนกันเลย!

เริ่มแรก เราสร้างวงจร 555 timer ขึ้นมาเพื่อควบคุมให้ LED ชุดเล็กๆ กะพริบเร็วๆ จากนั้นก็ศึกษาการทำงานของ MOSFET และนำมันเข้ามาใส่ในวงจรพื้นฐานของเรา ต่อมา เราลองนำแถบ RGB LED มาทดสอบกับวงจรของเรา พอทำสำเร็จ เราก็พัฒนาต่อโดยใช้ Arduino มาควบคุมความถี่ของการกะพริบของ LED โดยใช้ MOSFET เป็นสวิตช์ลงกราวด์ พร้อมกันนั้น เราก็สร้าง voltage divider ขึ้นมาเพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่เข้าสู่ Arduino ในขณะที่ยังจ่ายไฟให้ LED ได้เต็มที่

ขั้นต่อไป เราพัฒนาโค้ดเพิ่มเติม และหลังจากแก้ปัญหาบางอย่าง เราก็เพิ่มฟังก์ชันเปลี่ยนสีเข้าไป ซึ่งขั้นตอนนี้ใช้เวลาพอสมควร เพราะเราต้องหาวิธีใช้ potentiometer ในการทำให้สีหลักทั้งสามสี (แดง, เขียว, น้ำเงิน) ค่อยๆ เปลี่ยนความเข้ม เพื่อให้เราสามารถสร้างสีได้หลากหลายสี หลังจากคำนวณกันจนมึนหัวในที่สุดเราก็ทำสำเร็จ และก้าวต่อไป

ทั้งหมดนี้นำมาสู่ผลงานชิ้นสุดท้ายของเรา ดังภาพด้านล่างนี้

เราใช้ปั๊มน้ำธรรมดาๆ ในการปั๊มน้ำขึ้นไปด้านบนเพื่อสร้างสายน้ำที่หยดลงมาอย่างสม่ำเสมอ ขณะที่น้ำกำลังตกลงมา เราก็ใช้ LED ที่ตั้งให้กะพริบด้วยความถี่เฉพาะ ทำให้เราสามารถทำให้ดูเหมือนว่าน้ำตกลงช้าลง หรือแม้แต่ดูเหมือนน้ำกำลังไหลขึ้นด้านบนได้เลย!

นี่คือแผนภาพวงจร (schematic) ของเรา ไฟล์สำหรับดาวน์โหลดอยู่ในส่วนฮาร์ดแวร์ ไฟล์นี้ใช้กับโปรแกรม Fritzing ดูหมายเหตุใต้ลิงก์ดาวน์โหลดสำหรับการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยในส่วนของ LCD

รายละเอียดทางเทคนิคแบบจัดเต็ม

กรอบการทำงานระบบเตือนภัยน้ำท่วมฉับพลัน

โปรเจค Rising Water นี้คือเครื่องมือตรวจสอบสภาพแวดล้อมความไวสูง ออกแบบมาเพื่อตรวจจับและแจ้งเตือนชุมชนเกี่ยวกับความเสี่ยงน้ำท่วมฉับพลันแบบเรียลไทม์

• การตรวจวัดระดับน้ำแบบแม่นยำ: ใช้เซ็นเซอร์แบบไม่สัมผัส (อัลตราโซนิก) หรือทรานสดิวเซอร์วัดความดัน เพื่อติดตามความสูงของแม่น้ำหรืออ่างเก็บน้ำแบบเป๊ะๆ Arduino จะวิเคราะห์หาความผิดปกติของ "อัตราการเพิ่มขึ้นของน้ำ" (ระดับน้ำที่พุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ)
• แดชบอร์ดแสดงผลจาก Inkscape: (ส่วนการออกแบบ) ตัวโครงเครื่องและองค์ประกอบ UI ถูกออกแบบและวางแผนด้วย Inkscape เพื่อให้มีตัวบ่งชี้ภาพที่ชัดเจนและดูโปร แสดงโซน "ปลอดภัย" กับ "อันตราย" บนหน้าจอ LCD รองของอุปกรณ์

การเชื่อมต่อ

• ระบบส่งข้อความเตือน SMS แบบครอบคลุม: จะส่งข้อความเตือน SMS ที่เข้ารหัสไปยังหน่วยงานท้องถิ่นทันที พร้อมกัน หากระดับน้ำเกินเกณฑ์ "วิกฤต" เป็นเวลานานกว่า 5 นาที