เครื่องตรวจจับโลหะ ผู้ทำโครงงาน นาย ภุชงค์ เพชรลูก เลขที่ 23 ม.6/3

1. เครื่องตรวจจับโลหะ ผู้ทำโครงงาน นาย ภุชงค์ เพชรลูกเลขที่ 23 ม.6/3 น.ส. รัชฎาภรณ์นาไทย เลขที่ 31 ม.6/3 นาย ไตรภพ แซ่เจี้ยง เลขที่ 32 ม.6/3 น.ส. อารีรัตน์ รัตนคช เลขที่ 34 ม.6/3 น.ส. ศิริขวัญ คำวงค์ เลขที่ 37 ม.6/3 น.ส.สุวิมล ในสระ เลขที่ 39 ม.6/3

2. ปรึกษาโครงงานนางผุสดี อินทรวสุ โรงเรียนพนมเบญจา อำเภอเขาพนม จังหวัดกระบี่ สังกัดเขตพื้นที่การศึกษากระบี่

3. บทคัดย่อ วงจรตรวจจับโลหะ เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่มีประโยชน์มากสำหรับตำรวจ ทหารผู้รักษาความปลอดภัย หรือสำหรับช่างก่อสร้าง ถ้าเป็นตำรวจหรือผู้รักษาความปลอดภัย ใช้ตรวจสอบการพกพาอาวุธ เช่น ปืน มีด หรือวัตถุที่เป็นโลหะ เวลาที่ต้องการเจาะฝาผนังที่เป็นคอนกรีตจะต้องตรวจดูก่อนว่ามีเหล็กเส้นในฝาผนังนั้นหรือไม่ วงจรนี้สามารถตรวจจับโลหะได้ทุกชนิด เช่น ทองแดง เงิน อลูมิเนียม เป็นต้น

4. คำนำ รายงานโครงงานเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา การงานอาชีพและเทคโนโลยี จัดทำขึ้นเพื่อฝึกทักษะให้ผู้เรียนสามารถนำความรู้ที่ได้ศึกษานำไปใช้ประโยชน์เพื่อให้เกิดผลงานที่มีคุณภาพที่สุดออกสู่สังคม สามารถ คณะผู้จัดทำโครงงาน

5. กิตติกรรมประกาศ การทำโครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์ เครื่องตรวจจับโลหะ ที่กลุ่มข้าพเจ้าคิดประดิษฐ์ขึ้น ได้รับความร่วมมือจากสมาชิกในกลุ่มทุกคนเป็นอย่างดี และได้รับคำปรึกษาหารือกับคุณครูที่ปรึกษาโครงงาน ทำให้โครงงานนี้สำเร็จไปได้ด้วยดี ทั้งนี้กลุ่มของข้าพเจ้าขอขอบพระคุณ ครูธวัฒน์ธิเดช เดชอรัญ ครูผู้ช่วยกลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยี ที่ให้คำปรึกษาเกี่ยวกับการเขียนแบบชิ้นงาน ครูกุศล บัวเกตุ และครูทุกท่านในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่คอยให้คำปรึกษา และแนะนำการทำโครงงาน >>>>>ต่อ

6. ท่านรองผู้อำนวยการโรงเรียน นายธีระยุทธ ทองใบใหญ่ ที่ให้คำชี้แนะในการพัฒนาตรวจจับโลหะ และท่านผู้อำนวยการโรงเรียนพนมเบญจา นายนรายณ์ นาคปนทอง ที่ให้การสนับสนุนการทำโครงงานครั้งนี้ไว้เป็นอย่างสูง ณ โอกาสนี้ คณะผู้จัดทำโครงงาน

7. บทที่ 1 บทนำ ที่มาและความสำคัญของโครงงาน วงจรตรวจจับโลหะ เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่มีประโยชน์มากสำหรับตำรวจ ทหารผู้รักษาความปลอดภัย หรือสำหรับช่างก่อสร้าง ถ้าเป็นตำรวจหรือผู้รักษาความปลอดภัย ใช้ตรวจสอบการพกพาอาวุธ เช่น ปืน มีด หรือวัตถุที่เป็นโลหะ เวลาที่ต้องการเจาะฝาผนังที่เป็นคอนกรีตจะต้องตรวจดูก่อนว่ามีเหล็กเส้นในฝาผนังนั้นหรือไม่

8. วัตถุประสงค์ 1. เพื่อประดิษฐ์เครื่องตรวจจับโลหะ 2. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับโลหะ 3. สามารถนำไปใช้ในการตรวจจับโลหะได้ ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า การทำโครงงานเครื่องตรวจจับโลหะเป็นการศึกษาประสิทธิภาพของสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้สำหรับตรวจจับโลหะเพื่อ และสิ่งต้องสงสัยว่าเป็นอาวุธ การทดสอบประสิทธิภาพ ทดสอบที่โรงเรียนพนมเบญจา อำเภอเขาพนม จังหวัดกระบี่

9. นิยามศัพท์ เครื่องตรวจจับโลหะหมายถึง เครื่องมือที่ประดิษฐ์ขึ้นมา เพื่อนำไปใช้ในการตรวจวัตถุที่เป็นโลหะ

10. ผลที่คาดว่าจะได้รับ 1. เครื่องตรวจจับโลหะสามารถนำมาใช้ตรวจจับโลหะหรือวัตถุที่เป็นโลหะได้ 2. สามารถตรวจพบวัตถุที่เป็นโลหะที่ซ่อนอยู่ได้ 3. ช่วยลดระยะเวลาในการตรวจค้น ตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะ

11. บทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวข้อง แผนภาพวงจร(Circuit Diagrams)

12. การเขียนแผนภาพวงจร(Drawing circuit diagrams) วิธีการเขียนวงจรไม่ได้ยากเลยแต่ต้องฝึกการเขียนให้เรียบร้อยสะอาดตาจนชำนาญ  การเขียนวงจรมีความจำเป็นและมีประโยชน์มากสำหรับวิทยาศาสตร์และอิเล็กทรอนิกส์  เพราะอย่างน้อยหากเราออกแบบวงจร ก็แน่นอนว่าต้องเขียนวงจรเอง เพื่อให้เขียนวงจรได้ดีควรทำตามคำแนะนำดังนี้: ให้แน่ใจว่าเราใช้ สัญลักษณ์ ของอุปกรณ์แต่ละตัวถูกต้อง ใช้เส้นตรงเขียนเป็นเส้นต่อวงจร (ควรใช้ไม้บรรทัด) ใส่จุดกลม () ที่จุดต่อระหว่างสาย เขียนบอกค่ากำกับที่ตัวอุปกรณ์ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขั้วบวก (+)ของแหล่งจ่ายไฟต้องไว้ข้างบน และขั้วลบ (-) อยู่ข้างล่าง  ขั้วลบใส่ค่า 0V (ศูนย์โวลท์)

13. รูปแบบการเขียนแผนภาพวงจรรูปแบบการเขียนแผนภาพวงจร ทั้งแบบที่ถูกต้องและแบบที่ผิด

14. ไฟฟ้าคืออะไร ไฟฟ้าคือประจุที่ไหลรอบวงจร นำพลังงานจากแบตเตอรี่(หรือแหล่งจ่ายกำลัง)ไปยังอุปกรณ์ที่เป็นภาระ(Load) เช่น หลอดไฟ มอเตอร์ กระแสไฟฟ้าจะไหลได้ก็ต่อเมื่อมีการต่อครบวงจร จากแบตเตอรี่ผ่านสายไปยังภาระและย้อนกลับมาที่แบตเตอรี่อีกแผนภาพด้านขวาแสดงวงจรแบตเตอรี่อย่างง่าย ประกอบด้วย สาย สวิทช์ และหลอดไฟ สวิทช์ทำหน้าที่ตัดต่อหรือปิดเปิดวงจรเมื่อสวิทช์ถูกตัดหรือเปิด(open)วงจรจะขาดตอน-ไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้หลอดจะดับเมื่อสวิทช์ถูกต่อหรือปิด(closed) วงจรจะครบสมบูรณ์ - ไฟฟ้าจะไหล นำพลังงานจากแบตเตอรี่ไปยังหลอดไฟ ทำให้หลอดติด เราสามารถมองเห็น ได้ยิน รู้สึก ของผลที่เกิดจากการไหลของไฟฟ้า ดังเช่นหลอดติด กริ่งดัง หรือมอเตอร์หมุน -แต่เราไม่สามารถมองเห็นตัวไฟฟ้า จึงไม่อาจรู้ได้ว่ามันไหลไปทางไหน **ในภาษาไทยคำว่าเปิดสวิทช์(เปิดไฟ)หมายถึงสวิทช์ถูกต่อหรือปิด(closed) และปิดสวิทช์(ปิดไฟ)หมายถึงสวิทช์ถูกตัดหรือเปิด(open)**

15. ไฟฟ้าไหลไปทางไหน เราพูดว่าไฟฟ้าไหลจากขั้วบวก (+) ของแบตเตอรี่ไปยังขั้วลบ (-) ของแบตเตอรี่  เราสามารถจินตนาการว่าอนุภาคของประจุบวกสีแดงไหลในทิศทางรอบวงจรดังรูป การไหลของประจุไฟฟ้าแบบนี้เรียกว่ากระแสแบบธรรมดา(conventional current)หรือตามธรรมเนียมที่ใช้กันมา ทิศทางการไหลนี้จะใช้ในเรื่องของอิเล็กทรอนิกส์ตลอด  เป็นสิ่งหนึ่งที่คุณจะต้องจดจำและใช้  เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของวงจร อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่คำตอบทั้งหมด เพราะความจริงอนุภาคที่เคลื่อนที่นั้นเป็นประจุลบและมันจะไหลในทิศทางตรงกันข้าม โปรดอ่านต่อไป

16. อิเล็กตรอน เมื่อไฟฟ้าถูกค้นพบ  นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามทดลองเพื่อให้รู้ว่าไฟฟ้าไหลไปทางไหนในวงจร แต่ในตอนนั้นเขาพบว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะค้นหาทิศทางการไหล เขารู้ว่าประจุไฟฟ้ามีสองชนิดคือ บวก (+) และลบ (-)  และตัดสินใจว่าไฟฟ้าคือประจุบวกไหลจาก + ไป -  เขารู้ว่านี่เป็นการเดาแต่ก็ตัดสินใจอย่างนั้น และรู้ทุกอย่างในเวลานั้นว่าสามารถอธิบายได้หากไฟฟ้าเป็นประจุลบ จะไหลอีกทิศทางหนึ่งคือจาก - ไป +   อิเล็กตรอนถูกค้นพบในปี 1897 และพบว่ามีประจุลบ การเดาเรื่องไฟฟ้าในตอนต้นๆนั้นจึงผิดพลาด  เพราะความจริงไฟฟ้าในตัวนำคือการไหลของอิเล็กตรอน (ประจุลบ) จาก - ไป + ในช่วงแรกที่มีการค้นพบอิเล็กตรอน ก็ยังเชื่อมั่นอยู่ว่าไฟฟ้าไหลจาก + ไป - (กระแสแบบธรรมดา) และโชคดีที่ไม่เกิดปัญหาในความคิดเรื่องไฟฟ้าทำนองนี้  เพราะว่า ประจุบวกไหลไปข้างหน้ามีค่าเท่ากันกับประจุลบไหลไปข้างหลังเพื่อป้องกันการสับสนคุณต้องใช้กระแสแบบธรรมดา  เมื่อพยายามทำความเข้าใจการทำงานของวงจร ต้องนึกอยู่เสมอว่าอนุภาคประจุบวกไหลจาก + ไป -

17. กฎของโอห์ม(Ohm's Law) ถ้าจะให้มีกระแสไหลผ่านความต้านทาน จะต้องมีแรงดันคร่อมตัวต้านทาน  กฎของโอห์มแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน(V) กระแส (I) และความต้านทาน (R) สามารถเขียนแสดงความสัมพันธ์ได้ 3 อย่างคือ: V = I × Rหรือ  I = V/ Rหรือ  R =V/I ในเมื่อ: V = แรงดัน หน่วยเป็นโวลท์ (V)I  = กระแสหน่วยเป็นแอมป์(A)R = ความต้านทานหน่วยเป็นโอห์ม () หรือ: V = แรงดัน หน่วยเป็นโวลท์  (V)I  = กระแสหน่วยเป็นมิลลิแอมป์ (mA)R = ความต้านทานหน่วยเป็นกิโลโอห์ม  (k)

18. สามเหลี่ยม VIR กฎของโอห์มเราสามารถใช้สามเหลี่ยม VIR ช่วยในการจำกฎของโอห์มทั้งสาม   โดยให้เขียน V, I และ R เป็นสามเหลี่ยมดังรูปเหลืองขวามือ ถ้าจะคำนวณหาแรงดันV: ให้วางนิ้วทับ Vที่เหลือจะมองเห็น I R ดังนั้นสมการก็คือ V = I × R ถ้าจะคำนวณกระแสI: ให้วางนิ้วทับ Iที่เหลือจะมองเห็น V อยู่เหนือ R ดังนั้นสมการก็คือ I = V/R ถ้าจะคำนวณความต้านทานR: ให้วางนิ้วทับ Rที่เหลือจะมองเห็น V อยู่เหนือ I ดังนั้นสมการก็คือ R = V/I

19. บทที่ 3 การดำเนินการประดิษฐ์ วัสดุ อุปกรณ์ ตัวต้านทาน R1 1k8Ω R9 4k Ω R2 20k Ω R10 1k Ω R3 27 Ω R11,R14 5k Ω R4 2k2 Ω R12 120k Ω R5,R6 220k Ω R13 300k Ω R7 56k Ω R15 680k Ω R8 100k Ω

20. ตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 = 10k Ω or 103 ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลต์ C1 = 0.0012uF C2 = 0.022uF C3,C4 = 0.0015uF

21. ทรานซีสเตอร์ TR1,TR2 = 0.0012uF TR3,TR5-TR7 = C458,C828,C945,C1815 TR4 = C9012 ไดโอด D1,D2 = 1N4148

22. 2. ขั้นตอนการประดิษฐ์ ลงอุปกรณ์และการต่ออุปกรณ์ภายนอกแสดงไว้ในรูป การประกอบวงจรควรจะเริ่มจากอุปกรณ์ที่มีความสูงที่น้อยที่สุดก่อน เพื่อความสวยงามและการประกอบที่ง่าย โดยให้เริ่มจากไดโอดตามด้วยตัวต้านทานและไล่ความสูงไปเรื่อยๆ สำหรับอุปกรณ์ที่มีขั้วต่างๆ เช่น ไดโอด, คาปาซิสเตอร์แบบอิเล็กทรอไลต์ เป็นต้น ควรใช้ความระมัดระวังในการประกอบวงจร ก่อนการใส่อุปกรณ์เหล่านี้ต้องให้ขั้วที่แผ่นวงจรพิมพ์กับตัวอุปกรณ์ให้ตรงกัน เพราะถ้าหากใส่กลับขั้วแล้อาจจะทำให้อุปกรณ์หรือวงจรเสียหายได้

23. วิธีการดูขั้วและการใส่อุปกรณ์นั้นได้แสดงไว้ในรูป ในการบัดกรีให้ใช้หัวแร้งขนาดไม่เกิด 40 วัตต์ และใช้ตะกั่วบัดกรีที่มีอัตราส่วนของดีบุกและตะกั่วอยู่ระหว่าง 60/40 รวมทั้งจะต้องมีน้ำยาประสานอยู่ภายในตะกั่วด้วย หลังจากที่ได้อุปกรณ์แล้วบัดกรีเรียบร้อยแล้วให้ทำการตรวจสอบความถูกต้องอีกครั้ง เพื่อให้เกิดความมั่นใจแก่ตัวเอง แต่ถ้าเกิดใส่อุปกรณ์ผิดตำแหน่ง ควรใช้ที่ดูดตะกั่วหรือลวดซับตะกั่ว เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจจะเกิดกับลายวงจรพิมพ์ได้

24. 3. งบประมาณ ในการประดิษฐ์เครื่องตรวจจับโลหะใช้งบประมาณทั้งสิ้น 400 บาท

25. บทที่ 4 ผลการทดสอบเครื่องตรวจจับโลหะ เมื่อทำการจ่ายไฟเข้าวงจรแล้ว ให้ทำการหมุนโวลุ่มไปทางขวามือสุด LED จะติดพร้อมมีเสียงที่ไดนามิคบัซเซอร์ ให้ค่อยๆ หมุนโวลุ่มมาทางซ้ายมือจนกระทั้ง LED 1 และเสียงจะหยุดดังไปเมื่อทดลองได้ดังที่กล่าวแล้ว แสดงว่าใช้ได้ การปรับจะต้องปรับให้ห่างกับวัตถุที่เป็นโลหะด้วย

26. บทที่ 5 สรุปผล และข้อเสนอแนะ วิเคราะห์ และสรุปผลการทดสอบ ใช้แหล่งจ่ายไฟขนาด 9 โวลท์ดีซี,กินกระแสสูงสุดประมาณ 40 มิลลิแอมป์มีโวลุ่มไว้สำหรับปรับความไวในการตรวจจับวัตถุ,ระยะห่างในการตรวจจับสูงสุดประมาณ 50 เซนติเมตร และมีขนาดไม่ใหญ่มากนัก (3.01x1.71นิ้ว) เครื่องสามารถตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะได้โดยจะส่งเสียงดัง

27. ประโยชน์ของเครื่องตรวจจับโลหะประโยชน์ของเครื่องตรวจจับโลหะ 1. ใช้ในการตรวจจับโลหะ 2. สามารถใช้ในการหาวัตถุอันตราย เช่น ปืน , มีด 3. ใช้ในการตรวจสอบเหล็กเส้นในฝาผนัง ข้อเสนอแนะ 1. ชนิดงานยังเป็นชนิดงานสำหรับทดสอบอยู่ ความสามารถในการตรวจจับวัตถุจึงด้วยกว่าเครื่องตรวจจับที่มีจำหน่ายในท้องตลาด 2. ต้องมีการปรับปรุงรูปทรงชองเครื่องตรวจจับ

28. จบการนำเสนอ