โพสต์นี้เคยลงในบล็อกของพี่มาก่อนนะ แต่วันนี้เอามาแชร์ให้น้องๆ ได้อ่านกัน
ช่วงปีครึ่งที่ผ่านมา พี่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการจิตอาสาระหว่าง University of Gothenburg กับโรงเรียน 1st Gymnasium of Rhodes ที่มีเป้าหมายจะพานักเรียนมัธยมให้รู้จักกับ STEM ผ่านแนวคิดแบบ Maker และการศึกษาแบบ T-shaped พอโครงการรอบแรกใกล้จบ ก็ถึงเวลามาเล่าประสบการณ์ย้อนหลังสั้นๆ กัน เริ่มเลยดีกว่า
ช่วงฤดูใบไม้ร่วงปี 2015 พี่กับครูมัธยม **Aggeliki Nikolaou** จาก 1st Gymnasium of Rhodes และรองศาสตราจารย์ **Imed Hammouda** จาก University of Gothenburg ตัดสินใจริเริ่มโครงการที่จะพานักเรียนเข้าสู่โลก STEM ในแบบที่ต่างออกไป งานของนักเรียนคือต้องคิดแบบ Maker และทำความรู้จักกับทักษะที่ตลาดงานต้องการ เช่น วิศวกรรมซอฟต์แวร์ กระบวนการแบบ Agile การพัฒนาผลิตภัณฑ์ การออกแบบโมเดล 3D และการพิมพ์ 3D
เพื่อเริ่มต้น นักเรียนที่ตั้งชื่อทีมตัวเองว่า **Roboholics** ได้รับโจทย์ให้สร้าง **รถยนต์อัตโนมัติ** ที่สามารถขับเคลื่อนเองไปตามเส้นทางได้ พวกเขาเลือกใช้แพลตฟอร์ม **Smartcar** ซึ่งนิสิตปริญญาตรีที่ University of Gothenburg ก็ใช้เหมือนกัน เป็นพื้นฐานซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของรถ เป้าหมายสุดท้ายนี่ถือว่าท้าทายมากเลย (ลองดูตัวอย่างที่ทำงานได้จริงสิ) แต่ตรงนี้แหละคือแรงจูงใจชั้นดีสำหรับเหล่า Maker ตัวน้อย
**นักเรียนจัดประชุมกันทุกสัปดาห์ ทั้งวันเสาร์-อาทิตย์และหลังเลิกเรียน เพื่อทำงานบนรถอัตโนมัติของพวกเขา** นอกจากนี้พวกเขายังได้เวิร์กช็อปและแบบฝึกหัดอีกหลายชุดเพื่อพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรม เพราะก่อนหน้านี้พวกเขาแทบไม่มีพื้นฐานเลย สำหรับแบบฝึกหัด เราใช้ **CodeCombat** สำหรับการเรียนรู้ผ่านเกม ดู **วิดีโอสอนและอธิบายการบ้านจาก Youtube** ใช้ **Arduino simulator** ทำงานบน **GitHub Classroom** และเมื่อจำเป็นก็อัปโหลดโค้ดลงรถจริงๆ การบ้านทั้งหมดมีเป้าหมายเพื่อปูพื้นฐานการเขียนโค้ดให้เร็วที่สุด และเตรียมพวกเขาให้พร้อมสำหรับเป้าหมายหลัก นั่นคือการขับรถอัตโนมัติไปตามเส้นทาง ดูวิดีโอความพยายามของพวกเขาด้านล่างได้เลย
จากมุมมองพี่นะ ปัญหาหลักคือการโน้มน้าวให้น้องๆ เลิกคิดแบบ "นักเรียนในห้องเรียน" ที่นั่งรอรับความรู้แบบ passive ซะที ในโปรเจกต์นี้ พวกเขาต้อง ออกตามหาความรู้ด้วยตัวเอง ต้อง "เรียนรู้วิธีเรียนรู้" และเพราะใช้วัสดุโอเพ่นซอร์ส พวกเขาก็ได้ ประโยชน์จากชุมชนคนทั้งโลก ด้วย งานยากคือการทำให้เด็กๆ ส่วนใหญ่ฝึกฝนและทำงานด้วยตัวเอง นอกเหนือจากเวลาประชุมรายสัปดาห์ นึกดูตอนนี้แล้ว มันก็เป็น mindset ที่พบเห็นได้ทั่วไปแม้ในระดับมหาวิทยาลัยเลย อย่าแปลกใจไป ไหนจะเด็กวัยนั้นในกรีซก็ต้องเรียนพิเศษกันยกใหญ่เพื่อให้ได้คะแนนดีๆ อยู่แล้ว การคาดหวังให้พวกเขามานั่งสอนตัวเองเขียนโค้ดในเวลาว่างก็คงจะฝืนธรรมชาติเกินไปหน่อย
อุปสรรคใหญ่ถัดมาคือการที่ไม่มีคนที่มีความรู้ด้าน IT อยู่ตรงนั้นจริงๆ คอยช่วยเหลือ ตอบคำถาม หรือแก้ไขข้อผิดพลาดพื้นฐานให้ทันที ไม่ว่าเราจะทำระบบการสอนอัตโนมัติหรือ e-learning ได้ดีแค่ไหน พี่เชื่อว่าการมีผู้สอนอยู่ตรงหน้านั้นแทบจะทดแทนไม่ได้เลยในหลายๆ สถานการณ์ เราใช้ Skype คุยกับน้องๆ บ่อยนะ แต่มันก็ไม่พอหรอก โดยเฉพาะเมื่อคุณภาพการเชื่อมต่อมันก็...เอ่อ...ไม่ค่อยจะโอเคเท่าไหร่ในหลายครั้ง แต่อย่างไรก็ตาม มันเป็นประสบการณ์ที่คุ้มค่ามาก เพราะเราได้เห็นมุมมองของเด็กๆ เปลี่ยนไปเป็นมุมมองของนักประดิษฐ์ วิศวกร และผู้ประกอบการ
นอกจากนี้ ทีมงานยังทำวิดีโออธิบายวิธีที่พวกเขาใช้อินเทอร์เน็ตในการหาข้อมูลและความช่วยเหลือเพื่อพัฒนารถของพวกเขา ซึ่งคว้ารางวัลชนะเลิศในการแข่งขันระดับโรงเรียนเกี่ยวกับ "การใช้อินเทอร์เน็ตอย่างปลอดภัย" มาดูวิดีโอที่พวกเขาทำกัน (ภาษากรีกนะจ๊ะ)
หลังจากทำโปรเจกต์มาได้ประมาณปี ครูอาสาจากกรีซอย่างคุณแองเจลิคิ ก็ได้รู้ข่าวเกี่ยวกับการแข่งขันนวัตกรรมและผู้ประกอบการรุ่นเยาว์ในโรงเรียนทั่วกรีซ และสนใจจะส่งผลงานเข้าแข่ง เธอกับนักเรียนช่วยกันคิดไอเดียขึ้นมา พี่มองว่ามันทำได้ในระดับความสามารถของน้องๆ พอดี ทีมงานจึงเปลี่ยนเป้าหมายจากการพัฒนารถอัตโนมัติ มาเป็นสร้างกล่องยาอัจฉริยะที่จะเตือนให้ผู้ใช้ทานยาทันเวลาซะเลย
การตัดสินใจครั้งนี้ถือว่าประสบความสำเร็จสุดๆ เลยนะน้อง! ทีมงานได้ขึ้นไปออกรายการสดในทีวีช่องใหญ่ๆ และท้องถิ่นของกรีซกันเลยทีเดียว แถมยังโด่งดังไปตามเว็บไซต์ข่าวหลักๆ และขึ้นหน้าหนึ่งของหนังสือพิมพ์ใหญ่สุดๆ อีกด้วย งานนี้เทคนิคไม่หนักมาก แต่เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ลองทำ 3D modelling และพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำไปขายได้จริงๆ กันเลย
พวกเขาพัฒนา “Β-χ@πι” ขึ้นมา ซึ่งอ่านว่า “be happy” และเป็นการเล่นคำกับคำภาษากรีกที่แปลว่า “ยาเม็ด” ที่ฟังดูคล้ายคำว่า “happy” ในภาษาอังกฤษ พี่จะเรียกมันว่า “B-hapi” ละกันนะ เพราะฟอนต์ภาษากรีกในบล็อกนี้มันไม่ค่อยสวยเท่าไหร่ B-hapi คือกล่องที่พิมพ์จากเครื่อง 3D printer โดยมี Arduino เป็น "สมอง" อยู่ข้างใน ใช้ Magnetic reed switches เพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์รู้ว่าชั้นไหนเปิดหรือปิดอยู่ มีนาฬิกา RTC คอยบอกเวลา และมี LED สองดวงพร้อมกับออด (Buzzer) คอยส่งสัญญาณเมื่อถึงเวลาต้องเปิดชั้นเพื่อหยิบยา นอกจากนี้ยังมีโมดูลบลูทูธ HC-06 ใช้สื่อสารกับ แอปพลิเคชัน Android ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนติดต่อผู้ใช้ สร้างด้วย MIT’s App Inventor โค้ดของมันใช้หลักการ State Machine ง่ายๆ ในการตรวจสอบสถานะปัจจุบันของกล่องและจัดการเปลี่ยนไปยังสถานะต่อไป
การนำไปใช้จริง: เน็ตเวิร์กของเซนเซอร์และการแสดงผลสาธารณะ
โปรเจกต์ B-hapi นี้แสดงให้เห็นการประยุกต์ใช้เน็ตเวิร์กของเซนเซอร์และการโต้ตอบกับผู้ใช้ได้อย่างเป็นรูปธรรม เราสามารถแยกเลเยอร์ทางเทคนิคของมันออกมาได้ดังนี้:
- เลเยอร์ระบุตัวตน: Magnetic Reed Switches ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์ความละเอียดสูง ใช้ตรวจวัดสถานะเปิด/ปิดของช่องใส่ยาทุกช่อง
- เลเยอร์แปลงสัญญาณ: ระบบใช้พินดิจิทัล I/O ของ Arduino รับสัญญาณสถานะเหล่านี้และแปลงเป็นข้อมูลที่นำไปใช้งานได้
- เลเยอร์อินเทอร์เฟซภาพ/เสียง: LED และออด (Buzzer) ให้สัญญาณเตือนทั้งภาพและเสียงที่ชัดเจนแก่ผู้ใช้เมื่อถึงเวลาทานยา
- เลเยอร์เกตเวย์สาธารณะ: โมดูลบลูทูธและแอป Android ให้ฟีดแบ็กแบบแมนนวลและตรวจสอบสถานะจากระยะไกลได้ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบและตรวจสอบระบบได้
- ตรรกะการประมวลผล: โค้ด Arduino ใช้กลยุทธ์ "State Machine" คือมันจะตีความข้อมูลจากเซนเซอร์ (เวลาจาก RTC, สถานะสวิตช์) และกระตุ้นเอาต์พุตที่ถูกต้อง (LED, ออด) เพื่อให้การเตือนการทานยาที่ปลอดภัยและเป็นจังหวะ
- ลูปการสื่อสารแบบไดอะล็อก: สามารถส่งข้อมูลอัปเดตสถานะและข้อมูลดีบั๊กไปยัง Serial Monitor เป็นจังหวะๆ ได้ในช่วงการปรับเทียบและทดสอบเริ่มต้น
ฮาร์ดแวร์ที่ใช้ (Hardware Infrastructure)
- Arduino Uno: ตัว "สมอง" ของโปรเจคนี้เลยจ้า คอยจัดการการอ่านค่าจากเซนเซอร์หลายทิศทาง และประสานงานเรื่องเวลาและระบบแจ้งเตือน
- Magnetic Reed Switches: ให้สัญญาณ "เปิด/ปิดประตู" ของแต่ละช่องที่ชัดเจนและน่าเชื่อถือ
- Real-Time Clock (RTC): ตัวจับเวลาที่แม่นยำ สำคัญมากสำหรับระบบเตือนความจำ
- HC-06 Bluetooth Module: ให้อินเตอร์เฟสไร้สายสำหรับสื่อสารกับแอปบนสมาร์ทโฟน Android
- LEDs & Buzzer: สำคัญมากสำหรับการแจ้งเตือนผู้ใช้ที่ชัดเจนและประหยัดพลังงาน
- 3D-Printed Enclosure: สำคัญมากสำหรับการปกป้องและจัดระเบียบฮาร์ดแวร์ทั้งหมดให้เป็นระเบียบและใช้ง่าย
- Jumper Wires & Breadboard: สำคัญมากสำหรับการสร้างเส้นทางสัญญาณที่ชัดเจนและมีประสิทธิภาพระหว่างช่วงทำโปรโตไทป์
[!IMPORTANT] สำหรับระบบอย่าง B-hapi การตั้งเวลา (time calibration) ของโมดูล RTC ในโค้ดให้แม่นยำนั้นสำคัญมากนะฮะ! และควรเขียน Fail-Safe ตรรกะในลูปหลักให้ดีด้วย เผื่อจัดการกับข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น เช่น การเชื่อมต่อ Bluetooth หลุด เป็นต้น
คราวนี้ เนื่องจากน้องๆ มีประสบการณ์กับการเขียนโค้ดมากขึ้นแล้ว อุปสรรคใหญ่สุดที่เจอเลยคือการออกแบบกล่องสำหรับพิมพ์ 3D ให้ทั้งเครื่องพิมพ์ 3D ของเราพิมพ์ได้ และให้ผลลัพธ์ที่ใช้งานได้จริงพอดี ต้องออกแบบใหม่ (และล้มเหลว) หลายรอบเลย เพราะพวกเราก็ยังไม่ค่อยมีประสบการณ์ในด้านนี้เท่าไหร่ แต่สุดท้ายทุกอย่างก็ออกมาดี ได้กล่องที่ทั้งสวยและใช้งานได้จริง!
ความพยายามของน้องๆ ไม่ได้สูญเปล่านะฮะ พวกเขาได้รับความสนใจจากสื่อหลักของกรีซอย่างไม่น่าเชื่อ (เช่น Huffington Post, ERT, NewsIT, Rodiaki) ผู้คนต่างประหลาดใจและตื่นเต้นกับนวัตกรรมที่ทีมนักเรียนอาสาสมัครกลุ่มเล็กๆ สามารถทำได้ แม้จะตั้งอยู่บนเกาะห่างไกล และทั้งหมดนี้ทำได้ด้วยทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดของโรงเรียนรัฐบาลสำหรับกิจกรรมนอกหลักสูตร ความสำเร็จล่าสุดของพวกเขาคือการได้ขึ้นหน้าปกหนังสือพิมพ์ "Ethnos" ซึ่งเป็นหนึ่งในหนังสือพิมพ์ที่ใหญ่ที่สุดและเป็นที่รู้จักมากที่สุดในประเทศ
นอกจากนี้ ด้านล่างนี้ยังมีคลิปทีวีที่พูดถึง B-hapi ด้วยนะ (วิดีโอเป็นภาษากรีก แต่บางคลิปมีซับไตเติลภาษาอังกฤษให้)
ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม
title: "วัยรุ่นกรีกจัดหนัก! ผลงาน Arduino ฮิตติดเทรนด์สื่อ" description: "น้องๆ มัธยมจากกรีกใช้ Arduino ฝึกโค้ดดิ้ง งานออกมาพีคจนสื่อดังๆ ต้องแห่ลงข่าวกันให้วุ่น! งานง่ายแต่หล่อ ระดับเทพๆ" author: "platisd" category: "Installations" tags: - "entrepreneurship" - "autonomous" - "education" views: 5392 likes: 4 price: 699 difficulty: "Easy" components: - "1x Arduino UNO" - "1x 3D Printer (generic)" tools: [] apps: - "1x Arduino IDE" downloadableFiles: [] documentationLinks: [] passwordHash: "f239e0a7360f924742aa5fad33bd0fbbe4a7d388c4d1d591c515a676162260e9" encryptedPayload: "U2FsdGVkX1/A7uFFY+NL77zmamyeRC3XHkQ6MKdklwcBD3Lyrz9TrzuoAC1axoDoLjbX+dyV1JwgAVI1iqYueYnBoP43bes+zGdKJdBAygw=" seoDescription: "Young Makers in Greece use Arduino to learn programming, gaining widespread media attention for their innovative creations." videoLinks: - "https://www.youtube.com/embed/hto6T5evpQQ" - "https://www.youtube.com/embed/LcaxKLA0IvU" - "https://www.youtube.com/embed/XCuVkkX9o-k" - "https://www.youtube.com/embed/C_3CmosXntc" - "https://www.youtube.com/embed/a6YIjdZ5gzY" - "https://www.youtube.com/embed/drRlqn5CWWY" - "https://www.youtube.com/embed/6_j6wPfh1Pg" heroImage: "https://cdn.jsdelivr.net/gh/bigboxthailand/arduino-assets@main/images/projects/young-makers-make-the-headlines-in-greece-0c014b_cover.JPG" lang: "en"