ปัญหา ผู้ สูงอายุ สูญ เสียการได้ยิน 5W1H

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1
กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์

บทท่ี 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

ค�ำ คนำ�นำ��ำ

หนงั สอื เรียนรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
ชน้ั มธั หยนมังศสึกอื ษเรายี ขนน้ั รปาที ย่ีวิช4าเพส่มิ ถเตามิบันกสล่มุง่ เสสารริมะกกาารรเสรอียนนวร้กูิทายรางศานาสอตาชรเ์พี เละเทคโนโลยี (สสวท.)
แลจะดั เททคำ�ขโน้ึนโตลายมี ปม.า6ตรเลฐม่านนก้ี จาัดรทเร�ำียขน้นึ รต้เู เาลมะหตัวลชกั ีว้สดั ตู รแกกลนมุ่กสลาารงะกกาารรศเกึรยีษนารู้วิทยาศาสตร์ (ฉบบั
ขั้นปพรับ้นื ปฐราุงนพพ.ุทศธ.2ศ5กั 6ร0า)ชต2า5ม5ห1ลสักำ�สหตูรบัรเนเกั นเรกยี ลนาชงั้นกปาระศถกึ มษศากึ ขษ้ันาพปืน้ ที ฐ่ี 6านโดพยุทธศักราช 2551 โดย
มเีมปีเน้าหอ้ื มหายเกใหี่ยว้นกักับเรยีะนบแบลทะาคงรเทูใชคเ้ โปนน็ โสลื่อยใีทนซ่ี กับาซร้อจนัดกราวรมเรถียึงนการรู้ เเพป่อืลพ่ยี นฒั เนเปาลงเเละผลกระทบของ
นักเทเรคียโนนใโหล้มยคีี ุณกภาราเพเกต้ปาญั มหมาาตดร้วฐยากนรกะาบรวเรนียกนารรู้ อตอัวชก้ีวเเดั บชบัน้ เชปงิี แวลศิ ะวสการรระมการซ่งึ จะเปน็ ประโยชนต์ ่อ
เสกม แรลมีคา เกคไียลดะรรุณาวนสม่รใ้เราปรชถลงันนมู้แค็นกั้ทนกีจ้ำร�กมษอะักาไู้เะสนเโสปรยณเษลำ�ลกป�ำจใา่นะกะลคชะัดน็งทักชไอาัญใ้ดทปดนงงวีนัักี�ำ ทารอ้ติกไษพหนะยี่หดาะนงึโแคา่แ้รลปทยงังลดณกักสชรม่จี ะำ�่สะอืะนคีค�ำกรตูสเกเวว์ตงารปรงราาชยี่อรกค็นมมรีวในกำ�์มใชสสิตเหานพรกาขุ้เเรนทเยามา่อืจลยดคุาครใดัะวรหกเโมกรศชิถนา้สูเุ้่งาราใรทาโใรนเษศลหมพ่าเกรฐึกยทา้ผิ่มาียกรษีเู้นัรเรรนถิจตาสกวียดอรขิม่อื ับมนู้ยจินั้สมทกกู่ริทาพเคีาลว่ั้งเรัล้ืนลรมมุ่เวสกเะฐาสกปสารมเาาับปลรมิอนรรผคย่ี็น้อูะสดหิดู้อกนนัสรควน่ืา้าเเ่วลกงั ปเรใงนเปาอ้เนปน็นรรสลงสียสน็ักแกำ�งงัานกอเคขับคกรร้ปยัญอกยีมลกู้ ญั่างานใไางโเนรทหรกลยใเงกหายริดกงิ่ าายีก้ นรนวพ่ารฒัรูใ้ นวนมศาทตคหั้งวณุ นกรังราภสรษาพือทพเฒั ี่เรเยีลน2น1ะา
อามชาพีตแรฐลาะนเทกคาโรนศโกึ ลษยาี ปก.ล6ุ่มสเลาม่ระนกี้ คารณเระยีผนู้จัดรูว้ทิทำ�ยไดาศ้ศึกาสษตารเอ์ ขกอสขาอรหบลคกั ุณสสูตถราบนั ส่งเสริมการสอน
อยวา่ทิ งยลาะศเอาียสดตถร์เ่ถี เล้วะนเททัง้ คดโา้นนโวลสิยัยี ทตัศลนอ์ดหจลนกั บกคุ าครลจเดุ เลหะมหานย่วสยมงรารนถอนนื่ ะสๆ�ำ คัญท่ีมสี ว่ นเกยี่ วข้องกบั ใน
ขอกงานรักจเัดรทยี ำ�นไวค้ ณุ ณลโกั อษกณาสะอนนั ี้ พงึ ประสงค์ มาตรฐานการเรยี นรู้ ตัวชีว้ ัดช้ันปี

สาระการเรยี นรแู้ กนกลาง แนวทางการจัดการเรียนรู้ การวดั และประเมณิ ผล
การเรียนร้แู ลว้ จงึ นำ�องคค์ วามรทู้ ีไ่ ด้มาออกแบบหนว่ ยการเรยี นรู้
หวงั เป็นอยา่ งยงิ่ ว่า หนงั สอื เรยี น รายวิชาเพิ่มเติม กลุ่มสาระการเรียนรู้
การงานอาชีพและเทคโนโลยี ป. 6 เล่มนจ้ี ะช่วยสง่ เสริมให้นกั เรยี นสามารถ
พัฒนาตนเองและสังคมไดเ้ ตม็ ตามศกั ยภาพ และชว่ ยสนับสนุนให้การ
จดั การเรียนการสอนของสถานศึกษาบรรลเุ ปา้ หมาย

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลยี) บทที่ 1
กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

สารสะาบรบญั ญั

เรอื่ ง หน้า

บทท่ี 1 กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนิกส ์ 1

1.1 กลไก 3
1.2 อปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนิกส ์ 9
1.3 แผงควบคุมขนาดเลก็ 16

กจิ กรรมท้ายบท ออกเเบบเทคโนโลยที ี่มอี งคป์ ระกอบของกลไก 18

ของกลไก อปุ กรณ์ไฟฟ้าเเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์

บทที่ 2 กระบวนการออกเเบบเชงิ วศิ วกรรม 19

2.1 ข้ันระบุปัญหา 24
2.1 ข้นั รวบรวมขอ้ มูลเเละเเนวคดิ ทเี่ ก่ยี วข้องกบั ปัญหา 31
2.3 ขั้นออกเเบบวิธีการเเกป้ ญั หา 37
2.4 ขน้ั วางเเผนเเละดำ�เนินการเเก้ปญั หา 49
2.5 ขน้ั ทดสอบ ประเมินผล เเละปรับปรงุ เเก้ไขวิธกี ารเเก้ปัญหา 51
หรอื ช้ินงาน

กิจกรรมท้ายบท วเิ คราะหช์ ้ินงานหรอื วธิ ีการเเก้ปัญหาตาม 54

กระบวนการออกเเบบเชิงวิศวกรรม

บรรณานกุ รม 55

บทท่ี 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลยี) บทที่ 1 22
กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

ความรู้เกี่ยวกบั กลไก ไฟฟ้าเเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์ มีความส�ำ คญั ต่อการพฒั นาหรอื
สรา้ งสรรค์เทคโนโลยี เน่ืองจากเปน็ ส่วนประกอบสำ�คัญท่ีจะทำ�ใหเ้ ทคโนโลยตี ่างๆ เช่น
โทรทศั น์ หม้อหุงขา้ ว ท�ำ งานไดอ้ ย่างมีประสทิ ธิภาพ มคี วามสะดวกสบายในการใชง้ าน
มากขึ้น ตัวอยา่ งเชน่ การพฒั นาเครอื่ งปรับอากาศ ซ่ึงจ�ำ เปน็ ต้องอาศัยการทำ�งานดว้ ย
อปุ กรณ์กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ลก็ ทรอนิกส์ชว่ ยควบคมุ การท�ำ งานเพอื่ ใหเ้ ครอื่ งทำ�งานได้
อยา่ งมีประสทิ ธภิ าพ

33 บทท่ี 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
กลไก ไฟฟา้ เเละอิเล็กทรอนกิ ส์

ทบทวนความร้กู อ่ นเรยี น

นักเรยี นได้เรียนรูเ้ ก่ียวกับกลไก อุปกรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์ เเละเครอ่ื งมอื
ทางไฟฟา้ บางอยา่ งจากวชิ าวทิ ยาศาสตร์ รวมท้ังการออกเเบบเเละเทคโนโลยีมาเเลว้
อย่างไรก็ตามในบทนี้นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทำ�งานเเละการประยุกต์ใช้ความรู้
เกี่ยวกับกลไก อุปกรณไ์ ฟฟ้าเเละอิเล็กทรอนิกสใ์ นการสร้างหรอื พัฒนาเทคโนโลยี

บทนำ�

ในชวี ิตประจ�ำ วนั มีการใชก้ ลไก อปุ กรณ์ไฟฟ้าเเละอิเล็กทรอนกิ ส์เป็นส่วนประกอบใน
การสร้างหรือพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆเพ่ือช่วยอำ�นวยความสะดวกในการทำ�งานของมนุษย์
เช่น โทรทัศน์ เตารีด โดยเทคโนโลยบี างอยา่ งอาจมรี ะบบการท�ำ งานทีซ่ ับซอ้ น ซ่ึงตอ้ งใชก้ ลไก
อุปกรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนิกสห์ ลายอย่างร่วมกนั เพอ่ื ช่วยให้ท�ำ งานได้ตามวัตถุประสงค์ ซึง่
ในบทนี้นกั เรียนจะไดเ้ รยี นรู้เกี่ยวกบั ความรู้พ้นื ฐานดา้ นกลไกอปุ กรณไ์ ฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์
เพ่ือเป็นเเนวทางในการประยุกตใ์ ช้งานต่อไป

1.1 กลไก (mechanic)

มนุษย์รู้จักการนำ�อุปกรณ์บางประเภทเข้ามาช่วยในการทำ�งานเเละช่วยในการทำ�งาน
เเละช่วยอ�ำ นวยความสะดวกตง้ั เเตอ่ ดีต เช่น รอก พนื้ เอยี ง คาน เเละได้พฒั นากลไกต่างๆ
โดยประยกุ ตใ์ ชเ้ ป็นส่วนประกอบในการสร้างเเละพัฒนาเทคโนโลยี ในการทำ�งานของกลไก
ต้องอาศัยอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนหลายออย่างร่วมกันเพ่ือทำ�ให้เกิดการทำ�งานในลักษณะต่างๆ
ได้ตามตอ้ งการ ซงึ่ อปุ กรณ์เเตล่ ะประเภทจะมีหน้าทใี่ นการท�ำ งานที่เเตกตา่ งกนั ไป ตัวอยา่ ง
อปุ รกรณท์ ีจ่ ะไดศ้ ึกษาในบทน้ี ไดเ้ เก่ เฟอื งเเละรอก

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1 44
กลไก ไฟฟา้ เเละอิเล็กทรอนกิ ส์

1.1.1 เฟอื ง (gears)

เฟืองเปน็ ชิน้ สว่ นเครื่องกลท่มี ีรปู ร่างโดยทว่ั ไปเปน็ จานแบนรูปทรงกลม โดยสว่ นขอบ
มีลักษณะเป็นเเฉก เฟืองผลติ ข้นึ มาเพื่อใช้ส่งกำ�ลังในลักษณะของเเรงบดิ (torque) ด้วยการ
หมนุ ของตวั เฟืองทีม่ ีฟันอยใู่ นเเนวรศั มี โดยการสง่ กำ�ลังจะเกดิ ขึน้ ไดเ้ มอื่ มเี ฟืองตั้งเเต่สองตัว
ขึ้นไปมาสบกนั น่นั คือถา้ เฟอื งตวั แรกหมนุ เฟืองตัวท่สี องจะหมุนในทิศทางตรงกนั ขา้ ม เกิดเป็น
ระบบส่งก�ำ ลังขนึ้
การน�ำ เฟอื งมาใชป้ ระโยชน์ในดา้ นต่างๆ ผใู้ ชจ้ �ำ เป็นต้องมคี วามเขา้ ใจหน้าท่ีเเละตอ้ ง
เขา้ ใจการท�ำ งานของเฟือง เช่น ทำ�หนา้ ทีส่ ง่ ผา่ นกำ�ลังเเละการเคลอ่ื นท่ี ซ่ึงเฟืองมีหลาย
ประเภท โดยท่ัวไปเเล้วจะเเบ่งตามรูปรา่ งเเละลักษณะการใชง้ าน ดังน้ี

ตาราง 1.1 ประเภทของเฟอื งเเละลกั ษณะการใช้งาน

ประเภทของเฟือง ลกั ษณะการใช้งาน

เฟืองตรง (squr gears) เฟืองตรงเปน็ เฟืองทนี่ ยิ มีใช้งานกันมากทีส่ ุด ซึง่ เป็นเฟอื งทมี่ ี
ฟันขนานกับเเกนหมุนใช้ได้ท้ังการส่งกำ�ลังการหมุนจากเพลา
หนงึ่ ไปยงั อีกเพลาหนงึ่ เปล่ียนขนาดเเรงบดิ เเละความเรว็ ของ
รอบหมนุ เปล่ยี นทศิ ทางการหมนุ หรอื ทศิ ทางการเคลือ่ นที่
เฟืองตรงา่วนมากจะน�ำ มาใชใ้ นระบบสง่ ก�ำ ลัง เช่น ระบบสง่
ก�ำ ลงั ในรถยนต์ เครื่องจกั รกล

เฟอื งสะพานมลี ักษณะเปน็ เเทง่ ยาวตรง มีฟนั เฟอื งอยูด่ ้าน
บนเเละเฟืองตรงอยู่ด้านบนสบกันอยู่กับส่วนที่เป็นฟันเฟือง
ของเฟืองสะพาน มีหน้าทเี่ ปลยี่ นทศิ ทางการเคล่ือนท่หี รอื
การเคลือ่ นท่ีกลับไปกลับมา เฟืองสะพานถูกใชใ้ นเครอ่ื งจกั ร
อตั โนมัติ ตา่ งๆ เชน่ เคร่อื งจักรผลติ ชน้ิ สว่ นรถยนตอ์ ตั โนมัติ
เฟอื งสะพาน (rack gears)

55 บทที่ 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี
กลไก ไฟฟ้าเเละอิเล็กทรอนกิ ส์

ประเภทของเฟือง ลกั ษณะการใช้งาน

เฟืองวงเเหวนีรูปร่างลักษณะกลมเช่นเดียวกับเฟืองตรงเเต่
ฟันเฟืองจะอยู่ด้านในของวงกลมเเละต้องใช้คู่กับเฟืองตรงที่มี
ขนาดเล็กกวา่ สบอยู่ภายในเฟอื งวงเเหวน ซ่ึอตั ราทดสามารถ
ออกเเบบให้มากหรือน้อยได้โดยขึ้นอยู่กับขนาดของเฟืองตัว
นอกเเละเฟืองตัวใน ถา้ เฟืองตัวในเล็กกว่าเฟืองตัวนอกมาก
เฟอื งวงเเหวน (internal gears) อัตราทดก็จะมากโดยเฟืองตวั ในจะท�ำ หน้าท่ตี วั ขบั เคลื่อน
เฟืองเฉียงเป็นเฟืองส่งกำ�ลังที่มีฟันเฉียงทำ�มุมกับเเกนหมุน
มีหน้าที่การใช้งานเหมือนกับเฟืองตรงเเต่มีเสียงที่เกิดจาก
การทำ�งานเบากว่าเฟืองฟันตรง เมอื่ ทำ�งานสง่ กำ�ลงั ด้วยความ
เรว็ รอบสูง เเละเฟืองฟันเฉียงใช้ในการสง่ กำ�ลงั ให้กับเพลาท่ี
เฟืองเฉียง (helical gears) ไม่ขนานกนั

เฟืองดอกจอกมีรูปทรงคล้ายกับกรวยมีท้ังเเบบเฟืองตรง
เเละเเบบเฟืองเฉยี ง เฟืองดอกจอกจะเป็นเฟอื งสองตวั ทสี่ บ
กันในลักษณะเเนวเพลาของเพลาทั้งคู่จะต้ังฉากหรือตัดกัน
ส่วนมากเเล้วเพลาของเฟืองทั้งคู่จะต้ังฉากกันเป็นมุม90องศา
การใช้งานเฟืองดอกจอกเเบบเฟืองเฉียงใช้ในยานพาหนะ
เฟืองดอกจอก (bevel gears) เช่น ในระบบสง่ กำ�ลงั เเละขับเคลอ่ื นในรถเเทรกเตอร์ หรือใน
ระบบเฟอื งสง่ ก�ำ ลังเรอื
เฟืองตัวหนอนเป็นชุดเฟืองท่ีประกอบด้วยเกลียวตัวหนอน
เเละเฟืองตัวหนอน ทำ�งานโดยการหมนุ เเนวเพลาขบั เเละ
เพลาตามของเฟืองตวั หนอน โดยทำ�มมุ กัน 90 องศา ซึ่งการ
ทำ�งานของเฟืองตัวหนอนจะเงียบเเละมีเเรงส่ันสะเทือนเกิด
เฟืองตวั หนอน (worm gears) ข้ึนน้อย

เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลยี) บทท่ี 1 66
กลไก ไฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์

1.1.2 รอก (pulley)

รอก เปน็ อปุ กรณช์ ่วยอำ�นวยความสะดวกในการเคลือ่ นย้ายส่ิงของ เเละช่วยผอ่ นเเรง
เพื่ออ�ำ นวยความสะดวกเเก่ผ้ใู ช้งาน โดยมีลกั ษณะเป็นลอ้ ท่มี ีรอ่ งตรงกลางสำ�หรบั คล้องเชอื ก
รอกสามารถเเบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ

รอกเดี่ยวตายตัว รอกเดี่ยวเคล่ือนที่ รอกพวง
เป็นรอกทช่ี ่วยอำ�นวยความสะดวก เปน็ รอกท่ีชว่ ยอำ�นวยความ เกิดจากการนำ�รอกหลายๆ ตวั
ในการทำ�งานเเตไ่ มช่ ่วยผ่อนแรง สะดวกเเละชว่ ยผอ่ นแรง มาผูกตอ่ กนั เป็นพวง ทำ�ให้ผ่อน
แรงมากขึ้น

1.การผอ่ นแรง เราจะใชร้ อกพวงชว่ ยผ่อนแรงในการเคล่ือน
ย้ายวัตถทุ ี่มนี �ำ้ หนักมาก เช่น การเคลอ่ื นย้ายวสั ดุกอ่ สร้าง หรอื การ
ย้ายสง่ิ ของในโรงงาน ซึ่งประสทิ ธิภาพในการผอ่ นแรงของรอกพวง
ข้ึนอยู่กับจำ�นวนรอกเเละลกั ษณะการตอ่ ที่น�ำ มาใช้ ถ้าหากตอ้ งการ
ผ่อนแรงมากจะตอ้ งใชร้ อกมากขึ้นตามไปด้วย เชน่ คลงั สนิ ค้าของ
โรงงานจะใช้รอกพวงติดบนคานเพ่อื เคลือ่ นยา้ ยสง่ิ ของ การเคลือ่ น
ย้ายทม่ี ีวสั ดุท่ีมีน�ำ้ หนักมาก เชน่ วสั กกุ ่อสรา้ งจะใช้รถเครนยก
2.การอำ�นวยความสะดวกเเละทำ�ให้เกิดการเคลื่อนท่ี
ลกั ษณะตา่ งๆ
การเคลื่อนที่ในเเนวดงิ่ รอกท�ำ ใหเ้ กดิ การเคลอื่ นทต่ี าม
เเนวเส้นตรงตั้งฉากกับพื้นเเละช่วยอำ�นวยความสะดวกในการยก
ส่ิงของขน้ึ สู่ที่สูง เช่น การใชเรอกลำ�เลยี งวสั ดุก่อนสรา้ งขน้ึ ที่สูง
หรอื การชักธงชาตขิ นึ้ เสาผา่ นรอก
รูป 1.1 การใช้รอกในการเคล่ือนทใี่ นเเนวดิ่ง

77 บทท่ี 1 เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนิกส์

รปู 1.2 การใช้รอกในการเคลื่อนที่ในเเนวราบ รูป 1.3 การใช้รอกในการเคลื่อนทีเ่ ป็นวงกลม

การเคลื่อนที่ในเเนวราบ รอกท�ำ ใหเ้ กดิ การเคลื่อนทีเ่ เนวเส้นตรงขนานกบั พ้นื เชน่
การเคล่อื นที่ของกระเช้าไฟฟ้า สายพานลำ�เลียงกระเป๋า
การเคลอ่ื นท่ีเป็นวงกลม รอกทำ�ใหเ้ กิดการเคลือ่ นที่ตามเสน้ รอบวงกลม เช่น เครอื่ ง
ซกั ผา้ ใช้การท�ำ งานรอกควบคู่กับมอเตอรเ์ พื่อท�ำ ใหถ้ งั ซกั ผา้ หมุน
การเคลื่อนทจ่ี ากหมนุ เป็นเเนวเส้นตรง เช่น การใชร้ อกมว้ นสายวัดเข้าไปเก็บในคลับ
เมตร การม้วนสายเบ็ดตกปลาโดยใช้รอกหมุน

รูป 1.4 การใชร้ อกในการเคล่อื นทจ่ี ากการหมนุ เป็นเเนวเส้นตรง

จะเห็นไดว้ า่ เฟืองเเละรอก เปน็ อุปกรณ์พ้ืนฐานส่วน ชวนคดิ
หน่ึงของระบบกลไกเเละการควบคมใช้เป็นส่วนประกอบใน ถ้าไม่สามารถหารอกมาใช้งานได้
การสร้างส่ิงของเคร่ืองใช้เเละอำ�นวยความสะดวกของมนุษย์ นักเรียนจะนำ�อุปกรณ์ใดมาทดเเทน
ใหม้ ีความสะดวก รวดเรว็ มากข้นึ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านตี้ า่ งมี หรอื ประยุกต์ใชไ้ ด้บ้าง

หน้าทเี่ เละประโยชน์ใช้สอยทีเ่ เตกต่างกนั ดงั น้นั จึงตอ้ งเลือก
ให้มีเหมาะกับประเภทเเละวตั ถุประสงค์ของการใช้งาน

เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1 8
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนิกส์

กจิ กรรม 1.1 วิเคราะหก์ ารใชง้ านกลไก

ให้นักเรยี นส�ำ รวจสิ่งต่าง ๆ รอบตัว เชน่ พดั ลม ลฟิ ต์ รถยนต์ เเล้ววเิ คราะห์วา่ สิง่ เหลา่
น้นั มีการใช้กลไกอะไรบ้างเปน็ ส่วนประกอบในการท�ำ งาน เพราะอะไร
สง่ิ ของเครื่องใชท้ ี่เลอื ก..............................................................................................................
มอี งคป์ ระกอบกลไก ดงั นี้

กลไกทใ่ี ช้ หนา้ ที่การทำ�งาน

บทที่ 1
9 กลไก ไฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์ เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี

1.2 อุปกรณ์ไฟฟ้า เเละอเิ ลก็ ทรอนิกส์

ปจั จบุ นั เครอื่ งใชไ้ ฟฟา้ ต่างๆ ท่ใี ชใ้ นชีวติ ประจ�ำ วัน เชน่ โทรทศั น์ หม้อหุงข้าวไฟฟ้า เตา
ไมโครเวฟ มสี ว่ นประกอบของอปุ กรณ์ไฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนิกสห์ ลายอยา่ งทำ�งานรว่ มกัน ซงึ่
การท�ำ งานของเคร่อื งใช้ไฟฟา้ เหล่าน้ี ตอ้ งอาศัยการท�ำ งานของเซ็นเซอร์ (sensor) เเผงควบคมุ
ขนาดเลก็ (microcontroller board) เเละเครอ่ื งจักรกลไฟฟา้ เชน่ มอเตอร์ อปุ กรณ์ไฟฟา้
เเละอเิ ลก็ ทรอนิกสท์ ำ�งานรว่ มกนั ตวั อยา่ งอปุ กรณไ์ ฟฟา้ อิเลก็ ทรอนิกส์ เเละเซ็นเซอร์ ดงั น้ี

1.2.1 มอเตอร์ (motor)

มอเตอรเ์ ป็นอปุ กรณ์ไฟฟ้าทเี่ เปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลงั งานกล มีอย่หู ลายประเภท
เเต่ละประเภทมคี ณุ สมบัตทิ เ่ี เตกต่างกันไปขึน้ อยูก่ ับวตั ถปุ ระสงค์ของการใชง้ าน เช่น มอเตอร์
ทใี่ ช้งานอตุ สาหกรรมต้องการเเรงบิดมาก มอเตอร์ทใ่ี ช้ในของเลน่ ตอ้ งการความเร็วรอบสงู ซ่ึง
มีลักษณะภายนอกประกอบดว้ ยขว้ั ไฟฟา้ ของมอเตอร์ 2 ข้ัว สำ�หรับเชือ่ มต่อกบั วงจรไฟฟา้
มเี เกนเหล็กยืน่ ออกมาจากตวั มอเตอร์ เรียกวา่ เพลามอเตอร์ ซึ่งเปน็ สว่ นทตี่ อ่ เขา้ กับอปุ กรณท์ ี่
ต้องการใหเ้ กดิ การเคล่ือนท่ีในลักษณะการหมุน เชน่ ใบพัด เพลาของอุปกรณ์ตา่ งๆ

รูป 1.5 มอเตอร์

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1 1010
กลไก ไฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์

มอเตอร์สามารถเเบ่งตามประเภทการใช้กระเเส
ไฟฟ้าไดเ้ ปน็ 2 ประเภท คอื

1) มอเตอร์ไฟฟา้ กระเเสตรง(direct current
motor) หรือ ดี.ซี มอเตอร์ (D.C. Motor)
เปน็ มอเตอร์ทตี่ อ้ งใชก้ ับเเหล่งจา่ ยไฟฟ้ากระเเสตรง เช่น
เซลลไ์ ฟฟ้า หรอื เเบตเตอร่ี มอเตอรป์ ระเภทน้ี สามารถ
ควบคุมการหมนุ ให้หมนุ ตามเข็มนาฬกิ า หมนุ ทวนเขม็
นาฬกิ า หรือหยุดหมนุ ไดง้ า่ ย ซึ่งอตั ราเรว็ ของการหมุน
ข้ึนอยู่กับเเรงเคล่ือนไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าท่ีจ่าย รูป 1.6 อุปกรณ์ไฟฟา้ กระเเสตรง
ใหก้ ับมอเตอร์

2) มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระเเสสลับ(alternating
current motor) หรือ เอ.ซี มอเตอร์ (A.C. Motor)
เปน็ มอเตอรท์ ตี่ ้องใชก้ ับเเหลง่ จ่ายไฟฟ้าทีใ่ ชใ้ นบา้ นเรอื น
ในชีวปิ ระจ�ำ วนั มกี ารใชง้ านของมอเตอร์กระเเสสลบั ใน
เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ หลายชนิด โดยเฉพาะเครอื่ งใชเ้ ครื่องใช้
ไฟฟา้ ท่ีมีลกั ษณะการเคลอื่ นไหวเเบบหมุน เชน่ พดั ลม
เครอ่ื งซักผ้า เป็นต้น
รปู 1.7 อปุ กรณ์ไฟฟา้ กระเเสสลับ

มอเตอรก์ ระเเสสลับสามารถเเบ่งตามระบบการจา่ ยไฟฟ้า ซึ่งจะมอี ยู่ 2 ประเภท คอื
มอเตอร์เเบบหนึง่ (single phase motor) เเละมอเตอร์เเบบสามเฟส (three phase motor)

ตาราง 1.2 ประเภทของมอเตอรเ์ เละการนำ�ไปใช้
ประเภท อปุ กรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน

มอเตอร์เเบบหนึ่ง เป็นมอเตอร์ขนาดเล็กมีกำ�ลังพิกัดต่ำ�กว่า
เฟส 1 เเรงมา้ ขนาดใหญ่สุดไมเ่ กิน 5 เเรงมา้
จะใช้กับความต่างศักย์ 220 โวลต์ มสี าย
ไฟฟา้ เข้า 2 สาย สว่ นใหญต่ ามบา้ นเรือน

11 บทที่ 1 เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

ประเภท อุปกรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน
มอเตอร์เเบบสาม เป็นมอเตอรท์ ใ่ี ชใ้ นงานอตุ สาหกรรม ตอ้ ง
เฟส ใชร้ ะบบไฟฟา้ 3 เฟส ใช้ความต่างศกั ย์
380 โวลตม์ สี ายไฟฟา้ เขา้ มอเตอร์ 3 สาย
มีก�ำ ลงั ตำ�่ กว่า 1 เเรงมา้ จนถงึ จนาดเเรงม้า
มาก นิยมใชอ้ ุตสาหกรรมหนกั

1.2.2 อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์

เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าหลายชนดิ มกั มีส่วนประกอบของอุปกรณอ์ ิเลก็ ทรอนิกส์ ซึง่ มีลกั ษณะ
เเละการทำ�งานท่ีเเตกตา่ งกันไป ในสว่ นนน้ี ักเรียนจะไดเ้ รียนรู้เกี่ยวกบั อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
พ้นื ฐานต่างๆ ที่ถูกใช้เปน็ ส่วนประกอบในเครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ต่างๆ

อเิ ล็กทรอนกิ ส์ (electronics) เก่ียวขอ้ งกบั การควบคุมการผา่ นของกระเเสไฟฟ้าใน
วงจรซ่ึงมชี ิ้นส่วนหรืออปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนกิ ส์เปน็ สว่ นประกอบเพือ่ ควบคุมการผา่ นของกระเเส
ไฟฟ้า อปุ กรณอ์ ิเลก็ ทรอนิกสท์ ่นี ิมยมใชใ้ นปัจจบุ นั มดี ังน้ี

1) ตวั ตา้ นทาน (resistor) เป็นอุปกรณท์ ่ีมสี มบตั ิในการตา้ นทานการเคลื่อนที่ของ
กระเเสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโอหม์ ในวงจรไฟฟา้ ตวั ต้านทานท่ีมคี ่ามากจะทำ�ใหม้ ีกระเเสไฟฟา้
ผา่ นได้ นอ้ ย โดยท่วั ไปเเเบง่ เปน็ 2 ประเภท ได้เเก่

ตาราง 1.3 ประเภทของตัวต้านทานเเละการน�ำ ไปใช้

ประเภท อปุ กรณ์ การนำ�ไปใชง้ าน
ตวั ต้านทานคงท่ี
เป็นตัวต้านทานท่ีมีค่าความต้านทานของการ
เคลอื่ นทขี่ องกระเเสไฟฟา้ คงที่ ซึ่งสามารถอา่ น
ค่าความต้านทานได้จากเเถบสีท่ีคาดอยู่บนตัว
ตา้ นทาน

เเอลดอี าร์ เปน็ ตวั ต้านทเ่ี ปลย่ี นคา่ ได้ โดยจะเปลีย่ นไปตาม
ปริมาณของเเสงท่ีตกกระทบ ถ้ามีปรมิ าณเเสง
มากแอลดอี าร์จะมคี า่ ความตา้ นทานต�่ำ

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1 1212
กลไก ไฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนิกส์

2) ตวั เกบ็ ประจุ (capacitor) ทำ�หนา้ ท่เี ก็บสะสมประจุไฟฟา้ โดยนำ�สารตัวนำ� 2 ช้ิน
มาวางในลกั ษณะขนานกนั โดยระหวา่ งตัวนำ�ทั้งสองจะถูกก้ันด้วยฉนวนทเ่ี รยี กวา่ ไดอิเลก็ ตริก
(dielectric) ซง่ึ ไดอเิ ลก็ ตริกนี้อาจจะเปน็ อากาศ ไมก้า พลาสตกิ เซรามิก หรือสารท่มี สี ภาพ
คลา้ ยฉนวนอน่ื ๆ

รูป 1.8 โครงสร้างตัวเกบ็ ประจุ

ประเภทของตัวเกบ็ ประจเุ เบบค่าคงที่ ซงึ่ ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ต่างๆ มหี ลาย
ประเภท ดงั นี้ๆ

ตาราง 1.4 ประเภทของตัวเกบ็ ประจเุ เละการนำ�ไปใช้

ประเภท อปุ กรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน

ตวั เก็บประจุประเภท ใช้ในงานท่ีต้องการค่าความต้านทานของฉนวน
อิเลก็ โทรไลท์ ท่ีมีค่าสูงเเละมีสเถียรภาพดีในสภาพเเวดล้อม
ทีม่ ีอุณหภูมิสูง โดยนยิ มใชใ้ นวงจรจ่ายกำ�ลงั
ไฟฟา้ สูง เช่น เครื่องปรบั อากาศ

ตวั เกบ็ ประจุ เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้เซรามิกเป็นไดอิเล็กตริก
ประเภทเซรามิก เเละเกบ็ ประจุได้ไมเ่ กิน 1 ไมโครฟารดั นิยมกัน
ทั่วไปเพราะมีราคาถูก เหมาะส�ำ หรบั ใช้ในวงจร
ยา่ นความถี่วทิ ยุ

13 บทท่ี 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลยี)
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนิกส์

3) ไดโอด (diode) เป็นอปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ สท์ ที่ �ำ จากสารกึ่งตวั น�ำ ทม่ี ีคุณสมบัติ
ยอมใหก้ ระเเสไฟฟา้ ผ่านไดท้ างเดียว จงึ ทำ�หนา้ ท่ีควบคุมทิศทางการเคล่ือนทข่ี องกระเเสไฟฟ้า
เเละป้องกนั กระเเสไฟฟา้ เคล่อื นที่ยอ้ นกลับในปัจจุบันมีไดโอดหลายประเภท ไดโอที่นยิ มใช ้
มีดังนี้

ตาราง 1.5 ประเภทของไดโอดเเละการนำ�ไปใช้

ประเภท อุปกรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน

ไดโอดธรรมดา ทำ�หน้าท่ีควบคุมการเคลื่อนท่ีของกระเเสไฟฟ้า
ให้ผา่ นทางเดยี ว ไดโอดมขี ัว้ ไฟฟา้ บวกเเละขวั้
ไฟฟ้าลบหากต่อวงจรผดิ กระเเสไฟฟ้าจะไม ่
สามารถผา่ นได้ ซงึ่ ชว่ ยป้องกนั อปุ กรณอ์ เิ ล็ก
ทรอนิกส์ไม่ให้ถูกทำ�ลายจากการเคล่ือนท่ีของ
กระเเสไฟฟา้ ผดิ ทาง

ไดโอดเปลง่ เเสง ทำ�หน้าท่ีในการเปล่ียนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลัง
งานเเสง โดยสามารถเปล่งแสงออกมาไดเ้ ม่อื
ได้รับกระเเสไฟฟ้าเเละความต่างศักย์ไฟฟ้าที่
เหมาะสม เเสงท่ีเปลง่ ออกมามีหลายสี ข้ึนกับ
ประเภทของสารกงึ่ ตัวน�ำ ที่ผลติ ใช้ในเครื่องใช้
ไฟฟ้าต่างๆ ท่มี ีตัวเลขเเละตัวหนังสอื เรืองเเสง
เชน่ วทิ ยเุ ทป เครอ่ื งคดิ เลข จอโทรทัศน์

1.2.3 เซ็นเซอร์ (sensor)

เซน็ เซอร์ เป็นอุปกรณ์ทใ่ี ชใ้ นการเปลย่ี นปริมาณทางกายภาพใหเ้ ปน็ สัญญาณไฟฟ้า
ซ่ึงปัจจุบันเซ็นเซอร์ถูกนำ�มาประยุกต์ใช้เป็นส่วนปรกอบของเครื่องใช้ไฟฟ้ากันจำ�นวนมาก
เซน็ เซอรพ์ นื้ ฐานท่ีน่าสนใจ มดี ังตอ่ ไปน้ี

เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทที่ 1 14
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

1) เซน็ เซอรต์ รวจจบั การสัมผัส (touch sensor)

ตาราง 1.6 ประเภทของเซ็นเซอร์ตรวจจบั การสัมผสั เเละการน�ำ ไปใช้

ประเภท อุปกรณ์ การนำ�ไปใชง้ าน

สลิตซก์ ลไก เปน็ อุปกรณเ์ เบบกลไก ท�ำ หนา้ ทตี่ ดั ตอ่ วงจรไฟ
ฟ้าเม่อื ไดร้ บั เเรงกด สวติ ซเ์ เบบนีม้ กั จะนำ�ไปใช้
ในงานอุตสาหกรรมหรือเคร่ืองจักรที่เป็นระบบ
อตั โนมัติ

รดี สวติ ซ์ ท�ำ หน้าท่ีเปน็ สวิตซ์ ทคี่ วบคมุ การเปดิ -ปิดจาก
การตรวจจับความเข็มของสนามเเม่เหล็กเเทน
การกด มกั จะนำ�ไปประยกุ ต์ใชใ้ นวงจรสญั ญาณ
กนั ขโมย เพ่อื ตรวจจบั การเปิด-ปิดประตู

2) เซน็ เซอรต์ รวจจบั เเสง (touch sensor)

ตาราง 1.7 ประเภทของเซน็ เซอรต์ รวจจบั การสมั ผสั เเละการนำ�ไปใช้

ประเภท อุปกรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน

เเอลดอี าร์ ตัวต้านทานเเปรค่าตามความสว่างของเเสงจึง
ใช้เปน็ ตวั รบั รู้ความสว่าง โดยที่ความสว่างของ
เเสงเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าความต้านทาน
คือเม่ือเเสงมาตกกระทบน้อยเเอดีอาร์จะมีค่า
ความต้านทานมาก

โฟโตไดโอด เป็นเซ็นเซอร์เเสงที่ทำ�หน้าท่ีเปล่ียนเเสงให้เป็น
พลังงานไฟฟา้ โดยค่าการนำ�กระเเสไฟฟา้ จะ
มากข้ึนเมอ่ื ความเข้มเเสงมากขนึ้

บทท่ี 1
15 กลไก ไฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนิกส์ เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี

3) เซน็ เซอรต์ รวจจบั อณุ หภูมิ (temperatyre sensor)

ตาราง 1.8 ประเภทของเซ็นเซอร์ตรวจจบั การสมั ผัสเเละการน�ำ ไปใช้

ประเภท อุปกรณ์ การนำ�ไปใชง้ าน

อาทดี ี ใช้ ห ลั ก ก า ร ท่ี ค่ า ค ว า ม ต้ า น ท า น มี ก า ร เ ป ล่ี ย น
เเปลงขึน้ อยู่กับคา่ อณุ หภมู ิ โดยมกั ใชเ้ ป็นงาน
อุตสาหกรรม เนอื่ งจากมีราคาเเพง

เทอร์โมคัปเปลิ ทำ�หน้าท่ีเปล่ียนพลังงานความร้อนเป็นพลังงาน
อุปกรณ์น้ีจึงมักจะประยุกต์ใช้ในการตรวจวัด
อุณหภูมิในตู้เย็นเเละเครื่องปรับอากาศใน
รถยนต์

4) เซน็ เซอรต์ รวจจับเสยี ง (sound sensor)

ตาราง 1.9 ประเภทของเซน็ เซอร์ตรวจจับจับเสียงเเละการนำ�ไปใช้

ประเภท อปุ กรณ์ การน�ำ ไปใชง้ าน

คอนเดนเซอร์ เปลี่ยนเสียงเป็นพลังงานไฟฟา้ โดยค่าความตา่ ง
ไมโครโฟน ศักย์ไฟฟ้าของคอนเดนเซอร์ไมโครโฟนจะข้ึน
กับค่าความดังเเละความถี่เสียงไมโครโฟนชนิด
นน้ี �ำ ไปใชโ้ ทรศพั ทไ์ ร้สายวงจรตรวจจบั เสยี ง

อัลตราโซนิก เปล่ียนเสียงเป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นเดียวกับคอน
เซน็ เซอร์ เดนเซอรไ์ มโคร เเต่จะตอบสนองเฉพาะช่วง
ความถป่ี ระมาณ 38-40 กโิ ลเฮริ ตซ์ซึง่ สงู กวา่ ที่
มนุษยไ์ ด้ยิน จึงมกั น�ำ ไปใชใ้ นการวัดระยะทาง

เทคโนโลย(ี การออกเเบบเเละเทคโนโลยี) บทที่ 1 16
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์

1.3 แผงควบคมุ ขนาดเล็ก

เเผงควบคุมขนาดเลก็ (microcontroller board) เปน็ เเผงวงจรอิเล็กทรอนกิ สท์ ่ใี ช้ตัว
ควบคุมขนาดเลก็ ที่สามารถโปรเเกรมไดเ้ รยี กวา่ “ไมโครคอนโทรลเลอร์ (microcontroller)”
ในทำ�งานร่วมกับวงจรเชื่อมต่อเเละโปรเเกรมภาษาคอมพิวเตอร์ท่ีใช้ในการพัฒนาโปรเเกรมใช้
งานเเละส่อื สารขอ้ มูล โดยปัจจุบันมีเเผงตัวควบคมุ ขนาดเลก็ หลายประเภท เชน่

ตาราง 1.9 ประเภทของเซ็นเซอรต์ รวจจบั จบั เสียงเเละการนำ�ไปใช้

ประเภท อุปกรณ์ การน�ำ ไปใช้งาน

เเผงวงจร เเผงวงจร IPST-Link เปน็ เเผงวงจรท่ีใช้ร่วม
IPST-Link กับซอฟเเวร์ Scratch เพือ่ เรียนรู้การเขยี น
โปรเเกรมเเบบล็อก เเละเชอ่ื มตอ่ กบั เซน็ เซอร์

เเผงวงจร IPST เเผงวงจร IPST MicroBOX เปน็ เเผงวง
MicroBOX จรส�ำ หรบั การควบคุมหลกั โดยจะมีไมโคร
คอนโทรลเลอร์ควบคุมการทำ�งานโดยการเขียน
โ ป ร เ เ ก ร ม จ ะ ทำ � ง า น ผ่ า น ค อ ม พิ ว เ ต อ ร์ ด้ ว ย
โปรเเกรมภาษา C/C++ จากซอฟเเวรA์ rduino
เเผงวงจรสามารถรับขอ้ มลู จากส่ิงเเวดลอ้ ม เชน่
เเสง อุณหภมู ิ ระยะหา่ งจากวัตถุ เปน็ ต้น
นอกจากนี้ยังมีจุดต่อเพ่ือส่งสัญญาณออกไป
ควบคมอปุ กรณ์ภายนอก เช่น ไดโอดเปล่ง
เเสง ลำ�โพง มอเตอร์ ไฟฟ้ากระเเสตรง เซอรโ์ ว
มอเตอร์ เเละมจี อเเสดงผลเเบบกราฟิกสี

บทที่ 1 เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทค8โนโลย)ี
กลไก ไฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์

กจิ กรรม 1.2 วเิ คราะหอ์ ปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนกิ สใ์ นส่งิ ของเครื่องใช้

ใหน้ ักเรยี นเลอื กใช้เคร่อื งใช้ไฟฟ้า 1 ประเภท เพ่อื ศึกษาส่วนประกอบอปุ กรณไ์ ฟฟ้า
เเละอเิ ลก็ ทรอนิกส์ของเครื่องใช้ไฟฟา้ ทเ่ี ลอื กในประเด็นดังต่อไปน้ี
-อปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอิเล็กทรอนกิ ส์ทีใ่ ช้ในเคร่อื งใชไ้ ฟฟ้านั้นมอี ะไรบ้าง
-การทำ�งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าเเละอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องใช้ไฟฟ้าน้ันมีการทำ�งาน
สัมพันธก์ นั อยา่ งไร
-อุปกรณ์ไฟฟ้าเเละอิเล็กทรอนิกส์เกิดทำ�งานผิดพลาดจะส่งผลต่อการทำ�งานของ
เคร่ืองใช้ไฟฟ้าอย่างไร
เครือ่ งใช้ไฟฟา้ ทีเ่ ลือก คือ.........................................................................................................
อุปกรณไ์ ฟฟ้าเเละอิเลก็ ทรอนกิ ส์ที่ใชใ้ นเคร่ืองใช้
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
ความสมั พนั ธข์ องการท�ำ งานอุปกรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนิกส์
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................
ตัวอย่างการท�ำ งานผิดพลาดของอปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................

เทคโนโลยี(การออกเเบบเเละเทคโนโลย)ี บทท่ี 1 8
กลไก ไฟฟ้าเเละอเิ ลก็ ทรอนิกส์

กจิ กรรมท้ายบท ออกเเบบเทคโนโลยที ่ีมอี งคป์ ระกอบของกลไก
อุปกรณไ์ ฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์

ให้นักเรียนเเต่ละกลุ่มระดมความคิดเพื่อออกเเบบช้ินงานสำ�หรับเเก้ปัญหาที่สนใจ
โดยชิ้นงานนนั้ จะตอ้ งมีสว่ นประกอบของระบบกลไก อปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนิกส์เเล้ว
น�ำ เสนอในชนั้ เรยี นในประเด็นดงั ตอ่ ไปน้ี
- เทคโนโลยีทอี่ อกเเบบมหี นา้ ทห่ี รือวตั ถุประสงค์เพอื่ ใช้ทำ�อะไร
- ชิน้ สว่ นกลไก อปุ กรณไ์ ฟฟ้า เเละอเิ ล็กทรอนิกส์ทใ่ี ช้มีอะไรบา้ ง เเต่ละอย่างมีหนา้ ท่ี
อะไร
หน้าท่ีของเทคโนโลยีที่ออกเเบบ คือ........................................................................................
..................................................................................................................................................

ร่างเเบบชนิ้ งาน พรอ้ มระบุส่วนประกอบของกลไก อปุ กรณไ์ ฟฟา้ เเละอิเลก็ ทรอนิกส์

ชิ้นสว่ นกลไก อปุ กรณ์ไฟฟา้ เเละอเิ ล็กทรอนกิ ส์ทีใ่ ช้เเละหนา้ ท่ี
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................

220

ในบทน้ีนักเรียนจะได้เรียนรู้เก่ียวกับการวางเเผนเเละทำ�งานอย่างเป็นข้ันตอน
เพือ่ เเก้ปญั หาหรอื พัฒนางานตามกระบวนการออกเเบบเชิงวศิ วกรรม ซง่ึ ชว่ ยใหเ้ ข้าใจ
ปัญหา หรอื พัฒนางานอยา่ งเปน็ ระบบ เพอ่ื ให้ไดว้ ิธีการเเก้ปญั หาทต่ี รงวัตถปุ ระสงค์
ในเรือ่ งทนี่ กั เรียนเข้าใจ เเละสามารถนำ�ไปประยุกต์ใชไ้ ดก้ ับการท�ำ งานในชีวิตจริง เช่น
การสรา้ งหรือพัฒนาอปุ กรณเ์ พื่อทดเเทนผู้ทส่ี ญู เสยี เเขนหรือขา จำ�เปน็ ตอ้ งมีกระบวน
การพฒั นาเเขนหรือขาเทยี มทส่ี ามารถใช้งานได้ตามจดุ ประสงค์อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ ซง่ึ
ต้องใช้ความรู้ทีเ่ กี่ยวขอ้ งในศาสตร์ตา่ ง ๆ มกี ารออกเเบบเเละสรา้ งทดสอบ ปรบั ปรุง
เเละเเก้ไข ประเมนิ การทำ�งานจนสรา้ งชน้ิ งานไดส้ ำ�เร็จเพื่อการนำ�ไปใช้งานได้จรงิ

21

ทบทวนความรู้กอ่ นเรียน

นกั เรียนไดเ้ รียนรู้มาเเลว้ ว่า เทคโนโลยี เปน็ ส่งิ ท่ีมนษุ ย์สรา้ งหรอื พัฒนาขน้ึ เพ่อื ใชเ้ เก้
ปญั หาหรอื เพิ่มความสามารถในการท�ำ งานของมนษุ ย์ โดยเทคโนโลยมี ีการเปลีย่ นเเปลงจาก
สาเหตหุ รอื ปจั จัยหลายด้าน ท้งั ความต้องการของมนุษย์ ความกา้ วหน้าของศาสตร์ตา่ งๆ
โดยเฉพาะวทิ ยาศาสตรเ์ เละคณิตศาสตร์ รวมทง้ั ปจั จัยดา้ นเศรษฐกิจ สังคมเเละสิ่งเเวดลอ้ ม
ซ่ึงในบทเรียนนี้นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการในการสร้างสรรค์เทคโนโลยีหรือ
นวตั กรรม รวมทงั้ เทคนิคหรือวิธีการในการวิเคราะห์ตามการดำ�เนนิ งานในเเต่ละขน้ั ตอนของ
กระบวนการออกเเบบเชิงวศิ วกรรม

บทน�ำ

ในชวี ิตประจำ�วันเราอาจประสบปัญหาตา่ งๆ ท้งั จากการใชช้ ีวิตเเละการท�ำ งาน ซงึ่ เรา
จำ�เปน็ ต้องเเก้ปญั หาต่างๆ เหลา่ น้ี เพือ่ ยกระดับคณุ ภาพการดำ�รงชวี ติ ของเราเอง ซ่ึงอาจท�ำ
ได้โดยสร้างส่งิ ประดิษฐ์ใหมๆ่ หรือวธิ กี ารคิดหาวธิ ีการเพื่อสนองความตอ้ งการของตนเอง บาง
ปัญหามคี วามซับซอ้ น การเเกป้ ญั หาจงึ จำ�เป็นตอ้ งอาศยั ความรู้ ทักษะ ทรพั ยากร เเละการ
วางเเผนการทำ�งานอย่างเปน็ ขั้นตอน เป็นระบบเพือ่ ให้การทำ�งานนนั้ บรรลุวตั ถุประสงค์หรอื
เป้าหมายหรอื เพือ่ ให้ไดว้ ิธกี ารเเกป้ ญั หาทด่ี ีท่ีสดุ ในบทเรยี นน้ีนกั เรียนจะได้เรยี นรเู้ กี่ยวกบั การ
ทำ�งานอยา่ งเป็นระบบเปน็ ข้นั ตอนเพือ่ เเก้ปญั หา ซ่งึ อยบู่ นพน้ื ฐานของกระบวนการออกเเบบ
เชงิ วิศวกรรม ซ่งึ มีการศึกษาหาข้อมูลมาเปน็ ขอ้ สนบั สนุนเเละเเนวทางในการเเกป้ ัญหานั้น ๆ
รวมทั้งเทคนิคหรือวิธีการในการวิเคราะห์ข้อมูลตามเเต่ละขั้นตอนของกระบวการออกเเบบ
เชิงวศิ วกรรม

2222

กระบวนการออกเเบบเชงิ วิศวกรรม

กระบวนการออกเเบบเชิงวิศวกรรมเป็นกระบวนการทำ�งานเพ่ือเเก้ไขปัญหาหรือ
พฒั นางานใหม้ ีประสิทธิภาพมากทีส่ ุด ภายใตข้ ้อจำ�กดั โดยมีข้ันตอนการด�ำ เนนิ งานประกอบ
ด้วย 6 ข้ันตอน ดังน้ี
1. ระบุปัญหา (problem identification) ขนั้ ตอนน้ีเร่มิ ต้นจากการที่ผู้แก้ปัญหาตระ
หนกั ถึงส่งิ ทีเ่ ปน็ ปัญหาในชวี ิตประจำ�วันเเละจำ�เป็นต้องหาวธิ ีการหรอื สร้างสงิ่ ประดษิ ฐ์ เพื่อ
เเก้ไขปัญหาดังกล่าว ในการเเก้ปัญหาในชีวิตจริงบางคร้ังคำ�ถามหรือปญั หาทเี่ ราระบอุ าจประ
กอบด้วยปัญหาย่อยในขั้นตอนของการระบุปัญหาผู้แก้ปัญหาต้องพิจารณาปัญหาย่อยท่ีต้อง
เกิดขนึ้ เพอื่ ประกอบวธิ ีการในการแก้ปญั หาใหญด่ ้วย
2. รวบรวมขอ้ มลู เเละเเนวคิดที่เกยี่ วข้องกบั ปัญหา (related information search)
หลงั จากผ้แู กป้ ญั หาทำ�ความเข้าใจปัญหาเเละสามารถระบุปญั หาย่อย ขน้ั ตอนตอ่ ไปคือการ
รวบรวมขอ้ มุลเเละเเนวคดิ ทเ่ี กี่ยวข้องกับการเเกป้ ญั หาดังกลา่ ว การคน้ หาเเนวคิดทเ่ี กยี่ วขอ้ ง
ผู้แก้ปญั หาอาจมีการดำ�เนนิ การ ดังนี้ 1) การรวบรวมขอ้ มูลคือ การสบื ค้นวา่ เคยมีใครหาวธิ ี
เเกป้ ญั หาดงั กล่าวน้ีเเลว้ หรอื ไม่ เเละหากมีเขาเเกป้ ัญหาอย่างไร เเละมขี ้อเสนอเเนะใดบา้ ง
2) การค้นหาเเนวคิด คอื การค้นหาเเนวคดิ หรอื ความรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ หรอื
เทคโนโลยที ีเ่ กย่ี วขอ้ งเเละสามารถประยกุ ต์ในการเเกป้ ญั หาได้ ในขั้นตอนนี้ผเู้ เกป้ ัญหาควร
พิจารณาเเนวคิดหรือความรู้ท้ังหมดที่สามารถใช้เเก้ปัญหาเเละจดบันทึกเเนวคิดไว้เป็นทาง
เลอื กเเละหลังจากการรวบรวมเเนวคดิ เหล่านนั้ เเล้วจงึ ประเมินเเนวคิดเหล่าน้ัน โดยพิจารณา
ถงึ ความเปน็ ไปได้ ความคุ้มทนุ ขอ้ ดีเเละจดุ ออ่ น เเละความเหมาะสมกบั เงอื่ นไขเเละขอบเขต
ของปัญหา เเลว้ จึงเลอื กเเนวคิดหรอื วิธกี ารท่เี หมาะสมท่ีสดุ

23
3. ออกเเบบวธิ ีการเเกป้ ญั หา (solution design) หลังจากเลือกเเนวคิดที่เหมาะสม
ในการเเก้ปัญหาเเล้วข้นั ตอนต่อไป คือ การนำ�ความรทู้ ี่ได้รวบรวมมาประยุกตเ์ พือ่ ออกเเบบ
วิธีการ ก�ำ หนดองคป์ ระกอบของวธิ กี ารหรอื ผลผลติ ทงั้ น้ี ผูแ้ กป้ ญั หาต้องอา้ งอิงถงึ ความรู ้
วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เเละเทคโนโลยที ี่รวบรวมได้ ประเมนิ ตัดสนิ ใจเลอื กเเละใชค้ วามรู้
ทีไ่ ดม้ าในการสรา้ งภาพร่างของชน้ิ งานต้นเเบบ (prototype) หรอื ก�ำ หนดเค้าโครงของวธิ ีการ
เเกป้ ญั หา

รูป 2.2 กระบวนการออกเเบบเชิงวิศวกรรม

4. วางเเผนเเละด�ำ เนนิ การเเกป้ ญั หา (planning and development) หลงั จากทไ่ี ด้
ออกเเบบวิธีการเเละก�ำ หนดเค้าโครงของวธิ ีการเเก้ปัญหาเเลว้ ขั้นตอนต่อไปคือการพฒั นาวธิ ี
การแก้ปัญหาหรอื ชิ้นงานต้นเเบบทไ่ี ด้ออกเเบบไว้ในข้นั ตอนนี้ ผู้แก้ปญั หาตอ้ งก�ำ หนดขัน้ ตอน
ย่อยในการทำ�งาน รวมทั้งกำ�หนดเปา้ หมายเเละระยะเวลาในการด�ำ เนินการเเตล่ ะขัน้ ตอน
ยอ่ ยใหช้ ัดเจน
5. ทดสอบ ประเมินผล เเละปรับปรุงเเก้ไขวธิ ีการเเกป้ ญั หาหรือชิ้นงาน (testing eval-
uation and design improvement) เป็นข้นั ตอนทดสอบเเละประเมนิ การใชว้ ิธีการหรอื
ชน้ิ งานตน้ เเบบเพ่ือเเก้ปัญหา ผลท่ีไดจ้ ากการทดสอบเเละประเมินอาจถกู นำ�มาใช้ในการปรับ
ปรงุ เเละพัฒนาผลลัพธใ์ ห้มปี ระสทิ ธิภาพในการเเก้ปัญหามากข้นึ การทดสอบเเละประเมนิ ผล
สามารถเกิดขน้ึ ได้หลายครง้ั ในกระบวนการเเก้ปญั หา

24

6. นำ�เสนอวธิ กี ารเเก้ปญั หา ผลการเเกป้ ญั หาหรอื ชนิ้ งาน (presentation) หลังจาก
การพฒั นา ปรับปรุง ทดสอบเเละประเมนิ วธิ ีการเเก้ปัญหาหรอื ชนิ้ งานจนมปี ระสิทธภิ าพตาม
ทีต่ อ้ งการเเลว้ ผแู้ ก้ปัญหาตอ้ งนำ�เสนอผลลพั ธ์ตอ่ สาธารณชน โดยต้องออกเเบบวธิ กี ารน�ำ เส
นอขอ้ มลู ที่เข้าใจง่ายเเละน่าสนใจ
ในระหว่างการเเกป้ ัญหาดว้ ยกระบวนการออกเเบบเชิงวศิ วกรรม ขั้นตอนการดำ�เนิน
งานสามารถสลบั ไปมาหรือย้อนกลบั ขนั้ ตอนได้ดงั รปู 2.2 กล่าวคือ ในการท�ำ งานตามกระบวน
การออกเเบบเชิงวิศวกรรมนนั้ หากชิน้ งานหรอื วิธกี ารเเกป้ ัญหายงั มขี อ้ บกพรอ่ ง ท�ำ งานหรอื
ใชง้ านไมไ่ ด้ อาจตอ้ งย้อนกลบั ไปท�ำ งานซำ�้ ในบางขั้นตอน เชน่ อาจกลบั ไปออกเเบบวธิ ีการเเก้
ปัญหาใหม่ หรืออาจกลับไปรวบรวมข้อมูลเพอ่ื สร้างเเนวทางในการเเก้ปัญหาใหม่ เพ่ือพัฒนา
หรือปรบั ปรุงผลงานใหด้ ขี น้ึ โดยการย้อนกลับไปด�ำ เนนิ งานซ้�ำ ทขี่ ั้นตอนใดของกระบวนการ
ออกเเบบเชิงวิศวกรรม ไมม่ ีการกำ�หนดท่เี เน่นอนวา่ จะตอ้ งยอ้ นกลับไปท่ขี น้ั ตอนใดขั้นตอน
หนง่ึ เเต่ขึ้นอยู่กับสถานการณ์นน้ั ๆ โดยนกั เรยี นสามารถศึกษารายละเอยี ดเเต่ละขน้ั ตอนของ
กระบวนออกเเบบเชงิ วศิ วกรรม ดังตอ่ ไปนี้

1. ขั้นระบุปญั หา (problem identification)

การระบปุ ญั หาเปน็ การท�ำ ความเขา้ ใจสถานการณข์ องปัญหาหรือความตอ้ งการน้นั ๆ
อย่างละเอียด โดยวเิ คราะห์เงอื่ นไขหรือข้อจ�ำ กดั ของสถานการณ์ เพ่ือตัดสนิ ใจเลือกปัญหา
หรือความต้องการที่จะดำ�เนินการเเก้ไข เเลว้ ก�ำ หนดขอบเขตของปัญหาใหช้ ัดเจน ซึ่งจะนำ�
ไปสกู่ ารหาเเนวทางในการเเกป้ ญั หาต่อไป การระบุปัญหาเเละก�ำ หนดขอบเขตของปัญหาให้
มีความชัดเจน เราสามารถน�ำ เทคนคิ หรอื วิธีการตา่ งๆ มาชว่ ยในการวเิ คราะหป์ ญั หา เพ่อื ให้
ทราบถึงองค์ประกอบเเละสาเหตุของปญั หา เชน่ การวเิ คราะหอ์ งคป์ ระกอบของปญั หาด้วย
5W1H การหาสาเหตุของปญั หาด้วยผังก้างปลา (fishbone diagram)

25

ตัวอย่างสถานการณ์ของการใช้ชีวิตของผสู้ งู อายุ

ปัจจุบนั ประเทศไทยมีความเสยี่ งจากการเปลยี่ นเเปลงโครงสรา้ งประชากร โดยพบ
วา่ เเนวโนม้ ของจำ�นวนประชากรผ้สู ูงอายุมมี ากขน้ึ การด�ำ รงชวี ติ ของผสู้ งู อายุมีเเนวโน้มอย ู่
คนเดียวสูงขึ้น ผู้สูงอายุมักมปี ัญหาสขุ ภาพหลายด้านตามการเปลี่ยนเเปลงของสภาพรา่ งกาย
ทเ่ี สื่อมลงเม่อื อายเุ พ่มิ ข้ึน เช่น สายตาทพี่ ร่ามวั การเคลือ่ นไหวร่างกายที่ยากล�ำ บากข้ึน ปัญหา
ในเรื่องความจำ�ซ่ึงอาจทำ�ให้ลมื รับประทานยา ปญั หาสขุ ภาพดังกลา่ วสง่ ผลต่อการใช้ชวี ิตใน
ประจำ�วนั
จากสถานการณข์ ้างตน้ พบวา่ ผูส้ ูงอายอุ าจประสบปัญหาจากการใชช้ วี ติ ประจำ�วนั เช่น
1. ปัญหาในเร่ืองความจำ�ท�ำ ให้ลืมรบั ประทานยาไม่ครบหรือกินยามากเกินปริมาณท่ี
เเพทยส์ ัง่
2. ความยากล�ำ บากในการเดนิ เเละทรงตัวเพ่ือเคลือ่ นทใี่ นชวี ติ ประจำ�วัน
3. ปัญหาการมองเห็นทีไ่ มช่ ดั เจนซง่ึ อาจสง่ ผลทำ�ให้เกิดอบุ ัติเหตใุ นชวี จิ ประจ�ำ วนั
4. ผ้สู งู อายทุ ีส่ ญู เสียในการได้ยนิ ทำ�ใหต้ อ้ งส่อื สารเสียงดงั
จากปญั หาตา่ งๆ ของผู้สงู อายุ ปญั หาหนึ่งทส่ี ่งผลตอ่ การใช้ชวี ิตประจำ�วันผสู้ ูงอายุ คือ
ปัญหาสญู เสยี การได้ยิน ซง่ึ ผ้สู งู อายมุ คี วามสามารถในการรบั เสยี งลดลง หรอื ภาวะหตู ึง ท�ำ ให้
ผสู้ งู อายมุ คี ณุ ภาพชวี ิตในการสือ่ สารกับผู้อ่นื น้อยลง เกดิ ความสูญเสียความมน่ั ใจของตนเอง
เราสามารถทำ�ความเข้าใจของปัญหาเหล่าน้ีได้ชัดเจนข้ึนด้วยการใช้เทคนิคในการคิด
วิเคราะหอ์ งคป์ ระกอบของปัญหา จากการตง้ั คำ�ถาม 5W1H เพื่อน�ำ ข้อมูลมาเเก้ปญั หา

26

ตัวอยา่ งการวเิ คราะหป์ ัญหาผู้สูงอายุสญู เสยี การได้ยิน ด้วยการตง้ั คำ�ถาม 5W1H

ค�ำ ถาม 5W1H ตวั อยา่ งค�ำ ตอบ

ปญั หาหรือความต้องการเกิดขน้ึ กับใคร ผสู้ งู อายทุ ีส่ ูญเสยี การได้ยนิ หรอื มีภาวะหอู ้ือ หูตงึ
(Who)

ปัญหาหรอื ความต้องการนี้เกิดขน้ึ ทไ่ี หน บ้านหรือสถานที่ซึ่งผู้สูงอายุสูญเสียการได้ยินอาศัย
(Where) อยู่ของผู้สงู อายุสูญเสียการไดย้ ิน

ปญั หาหรอื ความตอ้ งการเกดิ ขึ้นเมอ่ื ใด เม่ือมีการส่อื สารระหวา่ งผู้สงู อายกุ บั ญาตหิ รือผู้อน่ื
(When)

ปญั หาหรือความตอ้ งการคอื อะไร ผูส้ ูงอายุมีความสามารถในการรับเสยี งลดลง หรือมี
(What) ภาวะหตู งึ ท�ำ ใหม้ ีคุณภาพชวี ติ ในการสือ่ สารน้อยลง

ท�ำ ไมจงึ เกดิ ปญั หาหรอื ความตอ้ งการ ผู้สูงอายุมีปีญหาที่เกิดจากความเสื่อของอวัยวะ
(Why) หรือระบบประสาทในหู หรอื สาเหตุอ่นื ท่ีทำ�ใหเ้ กิด
สญู เสยี การไดย้ นิ

ปญั หาหรือความตอ้ งการมีลกั ษณะ ต้องการวิธีการท่ีช่วยให้ผู้สูงอายุที่สูญเสียการได้ยิน
อย่างไร หรือมีภาวะหูอ้ือ หรือหตู ึง สามารถได้ยินเสยี งได้ดี
(How) ขึน้

จากการวเิ คราะห์องค์ประกอบของปัญหาดว้ ย 5W1H ข้างตน้ ทำ�ให้เข้าใจองคป์ ระกอบ
ของปัญหาไดช้ ดั เจนขนึ้ เพอ่ื ใช้เป็นข้อมลู ในการเเก้ปญั หาตอ่ ไป

27
เมอ่ื วเิ คราะหป์ ญั หาทีส่ นใจด้วยการใช้คำ�ถาม 5W1H จนเขา้ ใจองคป์ ระกอบของปัญหา
เเลว้ เพ่ือใหม้ กี ารกำ�หนดกรอบหรือขอบเขตของปญั หามีความชดั เจนมากขึน้ ควรมกี ารคดิ
วิเคราะห์หาสาเหตทุ ่เี ก่ยี วขอ้ งกับการเกดิ ปัญหาน้ัน เน่อื งจากปัญหาหน่ึงๆ อาจเกดิ ข้ึนไดจ้ าก
หลายๆ สาเหตุ การหาสาเหตุของการเกดิ ปัญหาอาจใช้การวิเคราะห์ด้วยผังกา้ งปลา (fish-
bone diagram) เพอ่ื นำ�ไปส่กู ารก�ำ หนดกรอบหรือขอบเขตของปญั หาทีช่ ดั เจน เพ่ือหาเเนว
ในการเเก้ปญั หาต่อไป
ผงั ก้างปลา (fishbone diagram) เป็นผังที่ใชใ้ นการวเิ คราะห์หาสาเหตุของปัญหา โดยการ
ก�ำ หนดปัญหาไวท้ หี่ วั ปลา จากนน้ั เขยี นสาเหตหุ ลกั ซึ่งอาจมีหลายสาเหตไุ วท้ ี่ปลายก้างปลา
เเต่ละก้างปลาเเละเขยี นสาเหตุย่อยไว้ท่กี า้ งปลาย่อย หากมีสาเหตยุ อ่ ย ๆ อกี ก็จะเขียนไว้ท่ี
กา้ งปลาย่อยท่ีเกยี่ วข้อง

รูป 2.3 ผงั ก้างปลา

28
สามารถใชก้ ารวิเคราะห์ด้วยผังกา้ งปลา เพื่อหาสาเหตุท่ีเกีย่ วข้องกับปญั หาการสญู เสีย
การไดย้ ินของผู้สงู อายุ ได้ดังรูป 6.5

รปู 2.4 ผงั ก้างปลาเเสดงสาเหตุของปญั หาการสูญเสียการไดย้ ินของผู้สงู อายุ

29

จากการหาสาเหตขุ องการเกดิ ปัญหาสญู เสียการได้ยินของผ้สู งู อายุ โดยการใชก้ ารคดิ
วิเคราะหด์ ว้ ยผงั กา้ งปลา พบวา่ เกดิ ข้นึ ไดจ้ ากหลายสาเหตุ โดยอาจเปน็ สาเหตุเนื่องจากการ
เปลี่ยนเเปลงตามวยั ในทางเสื่อมลงในรา่ งกายของผสู้ ูงอายุ ซง่ึ บางสาเหตุหากทำ�การเเกไ้ ขการ
ไดย้ ินอาจกลับมาเป็นปกตหิ รือดีขึน้ เช่น ภาวะขห้ี ูอดุ ตนั เเต่บางสาเหตทุ ่เี ก่ียวข้องกบั ระบบ
การได้ยนิ ของผ้สู ูงอายุ เชน่ ใบหู เยื่อเเกว้ หู กระดูกใบหเู ซลลข์ นท่ีเกยี่ วขอ้ งกบั การรับเสยี ง
เสน้ ประสาทรบั เสียง หากส่วนของรา่ งกายเหลา่ น้ีเส่ือมลงจนสง่ ผลต่อระบบการได้ยิน ซ่ึงจะ
เปน็ สาเหตุท่ีด�ำ เนนิ การเเกไ้ ขได้ยากหรอื ต้องใชผ้ ูเ้ ชยี่ วชาญเเก้ไข นอกจากนก้ี ารดำ�เนนิ ชวี ิตที่
สมั ผสั กบั ปัจจยั เสี่ยงตา่ ง ๆ ก็เปน็ สาเหตุที่ท�ำ ใหผ้ สู้ งู อายุสญู เสียการไดย้ ิน เช่น การไดร้ บั เสียง
ดงั เกนิ ไป การสูบบหุ ร่ี รวมถึงการใช้ยาท่มี ีพษิ ตอ่ หู การเป็นโรคเรอื้ รังท่ีเก่ียวข้องกบั ระบบ
ไหลเวียนโลหิต ก็เปน็ สาเหตุทีท่ �ำ ให้ผู้สงู อายสุ ูญเสียการไดย้ นิ เช่นกนั
ดงั น้นั การหาเเนวทางเเก้ไขปญั หาผู้สงู อายสุ ูญเสียการได้ยนิ จงึ จ�ำ เป็นต้องเเก้ไขให้ตรง
กับสาเหตุของปญั หา บางสาเหตุทีท่ �ำ ให้เกดิ ปัญหาต้องใช้ผู้มคี วามรู้ความเช่ียวชาญเปน็ พิเศษ
รวมถึงเครื่องมือเเละอปุ กรณโ์ ดยเฉพาะเพื่อดำ�เนนิ การเเกไ้ ข ดงั นน้ั การตัดสินใจเลอื กสาเหต
ของปัญหา เพอ่ื มาเเก้ไขจำ�เป็นตอ้ งพิจารณาจากปัจจยั ต่าง ๆ ทเี่ ก่ยี วขอ้ ง เชน่ ความรู้ ความ
สามารถของผู้ท่จี ะด�ำ เนินการเเกไ้ ข รวมถึงทรัพยากรหรือขอ้ จำ�กดั เพื่อประกอบการตัดสนิ ใจ
จากสาเหตุทีเ่ กี่ยวข้องกับผสู้ ูงอายสุ ญู เสยี การได้ยนิ การสญู เสยี การไดย้ ินจากประสาทหเส่ือม
สามารถหูเสือ่ มสามารถเกิดขน้ึ ไดผ้ ู้สงู อายทุ ุกคน ซ่ึงสง่ ผลกระทบต่อการใช้ชวี ติ ประจำ�วนั ของ
ผสู้ ูงอายุเเละผ้ทู ่สี ่ือสารดว้ ย จงึ อาจก�ำ หนดเปน็ ขอบเขตของปัญหาเพือ่ หาเเนวทางการเเกไ้ ข
ได้ดังนี้
ดังน้ันการหาเเนวทางการเเก้ไขท่ีช่วย
ให้ผู้สูงอายุที่สูญเสียการได้ยินสามารถได้ยินได้
ดีขึน้ นั้นสามารถด�ำ เนนิ การได้หรอื ไม่ อย่างไร
นักเรียนจะได้ศึกษาข้ันรวบรวมข้อมูลนั้น
เเละเเนวคิดที่เก่ียวข้องกับปัญหาตามกระบวน
การออกเเบบเชงิ วศิ วกรรม

8
กิจกรรม 2.1 ตอนที่ 1 การหาสาเหตเุ เละก�ำ หนดนขอบเขตของปญั หาท่สี นใจ

ใหน้ ักเรยี นหาสาเหตุของปัญหา โดยเลอื กปัญหาทต่ี นเองสนใจ โดยใช้การวิเคราะห์
ดว้ ยผังกา้ งปลา เเล้วสรุปเป็นขอบเขตท่ีจะด�ำ เนนิ การเเกไ้ ข
1. ให้นกั เรยี นวิเคราะหห์ าสาเหตุเเละปจั จยั ของปัญหาท่สี นใจดว้ ยผงั ก้างปลา

2. สาเหตขุ องปัญหาทีต่ ัดสนิ ใจเลอื กเพื่อเเกไ้ ข คือ................................................................
3. นกั เรียนสามารถก�ำ หนดขอบเขตของปัญหาทส่ี นใจได้ คือ
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................

3129

2. ขน้ั รวบรวมข้อมลู เเละเเนวคิดทเ่ี กย่ี วข้องกบั ปัญหา
(related information search)

เมอื่ ระบุเเละก�ำ หนดขอบเขตของปัญหาที่ต้องการเเก้ไขไดเ้ เลว้ การด�ำ เนินตอ่ ไปคอื
การรวบรวมขอ้ มูลเเละความรูท้ กุ ดา้ นท่เี ก่ียวข้องกบั ปญั หาหรือความต้องการ เชน่ ความรูด้ า้ น
วทิ ยาศาสตร์ คณติ ศาสตร์ เทคโนโลยี ในขัน้ นี้ควรมกี ารจดบนั ทึกผลการรวบรวมขอ้ มลู ท่ี
เกี่ยวขอ้ งทง้ั หมดเพื่อพฒั นาเเนวทางในการเเกป้ ัญหา ซ่งึ ก่อนรวบรวมข้อมูลควรมีการก�ำ หนด
ประเดน็ ในการสบื คน้ ซึง่ อาจเริ่มจากการตง้ั ค�ำ ถามเกี่ยวกบั สงิ่ ที่จำ�เป็นตอ่ การเเกป้ ัญหาภาย
ใตข้ อบเขตของปัญหาทร่ี ะบุไว้ โดยใช้เทคนิตท่ีเรยี กว่า การระดมสมอง (brainstorming)
การระดมสมอง (brainstorming) คอื การรว่ มกันเเสดงความคดิ เห็นท่หี ลากหลาย
ระหว่างสมาชิก เพือ่ หาเเนวทางท่ีจะน�ำ ไปสกู่ ารเเกป้ ัญหา หรอื เปน็ เทคนิคที่ชว่ ยวิเคราะห์
หาเเนวทางในการตั้งหัวขอ้ ปัญหา มเี เนวปฏบิ ัติ ดงั ตอ่ ไปนี้
1. เปดิ โอกาสใหส้ มาชิกทุกคนไดเ้ เสดงความคดิ เหน็ อย่างอิสระ
2. รับฟงั ความคดิ เห็นของผ้อู น่ื
3. มีการเเสดงความคิดเหน็ ใหไ้ ด้จ�ำ นวนมาก โดยที่ไมต่ อ้ งดขู อ้ เท็จจรงิ เเละใหเ้ หตผุ ล
4. สามารถเเสดงความคดิ นอกกรอบได้
5. ไม่มกี ารวจิ ารณ์ในระหวา่ งท่ีมีเเสดงความคิดเหน็
6. หลีกเล่ยี งการปะทะคารม
7. รวบรวมผลการระดมสมองไปปรับปรงุ ตอ่
ตัวอย่างประเด็นที่ใช้ในการรวบรวมข้อมูลเพ่ือหาเเนวทางเเก้ไขปัญหาการสูญเสียการ
ไดย้ นิ ของผู้สงู อายทุ ป่ี ระสาทหูเส่อื ม
- ลกั ษณะอาการหรือระบบการไดย้ ินของผสู้ งู อายุท่ีประสาทหูเสื่อม
- ผลกระทบจากการสูญเสยี การไดย้ นิ ของผูส้ ูงอายุ
- การส่งเสริมใหก้ ารได้ยนิ มปี ระสิทธภิ าพดีขึน้
เม่ือได้ประเด็นในการสืบคน้ เเลว้ สามารถรวบรวบข้อมูลจากเเหล่งเรียนร้ไู ด้ เชน่
- การสืบคน้ จากเอกสาร บทความ วจิ ยั
- การสบื คน้ ขอ้ มลู จากอนิ เทอรเ์ นต็
- การสอบถามจากผู้เชี่ยวชาญ

3032

เม่ือไดร้ วบรวมขอ้ มูลตามประเด็นทีก่ �ำ หนดไวเ้ เล้ว สามารถนำ�หวั ข้อประเดน็ เเละข้อมูล
ดังกลา่ ว มาสรุปเป็นเเผนท่ีความคิดใหเ้ ห็นถึงความเช่อื มโยงของข้อมลู กบั ปัญหาทต่ี ้องเเกไ้ ข

8

กิจกรรม 2.2 ตอนที่ 1 การรวบรวมข้อมลู ที่เกย่ี วข้องกับปัญหาท่สี นใจ

ใหน้ กั เรียนช่วยกนั ระดมสมองกำ�หนดประเด็นในการรวบรวมขอ้ มลู ท่ีเกยี่ วขอ้ งกบั
ปัญหาทนี่ กั เรียนสนใจ ซง่ึ ไดก้ ำ�หนดนขอบเขตของปญั หาไวเ้ เลว้ ในกจิ กรรม 2.1 เเล้วรวบรวม
ขอ้ มลู ตามประเด็ฯเเละสรุปความเชอ่ื มโยงของขอ้ มูลด้วยเเผนที่ความคิด
1.ให้นักเรียนช่วยกันระดมสมองเพ่ือกำ�หนดประเด็นในการสืบค้นที่เก่ียวข้องกับ
ปัญหาที่สนใจ
1.1 ปัญหาทส่ี นใจ คือ....................................................................................................
1.2 ประเด็นในการสืบคน้ ท่เี ก่ยี วข้องกับปัญหาทสี่ นใจ คอื ...........................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
2. ใหน้ กั เรยี นรวบรวมขอ้ มูลที่เก่ยี วข้องกับปญั หาทสี่ นใจตามประเดน็ ทีก่ ำ�หนดไว้ จาก
เเหลง่ ขอ้ มลู ที่เชอื่ ถอื ได้ เช่น วารสาร อนิ เทอร์เนต็ หรอื การสมั ภาษณ์ โดยต้องบันทกึ ข้อมูล
เเหล่งอ้างอิง เเลว้ เตรยี มข้อมูลที่เก่ียวขอ้ งกบั ปัญหาท่ีสนใจน�ำ เสนอในรูปแบบเเผนทค่ี วามคดิ

34
จากการรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับผู้สูงอายุท่ีสูญเสียการได้ยินจากประสาทหูเส่ือม
เเนวทางหนึง่ ทช่ี ่วยให้ผู้สงู อายุได้ยนิ เสียงไดด้ ขี น้ึ คือการใช้อุปกรณ์ชว่ ย เชน่ การผ่าตดั ใส ่
ประสาทหเู ทียม ซ่ึงมปี ระสทิ ธิภาพสูงในการเเก้ไขปญั หาการสญู เสยี การได้ยนิ แต่ต้องด�ำ เนนิ
การแกไ้ ขโดยเเพทยห์ รือผูเ้ ชี่ยวชาญ รวมท้งั มคี ่าใชจ้ า่ ยสงู อีกวธิ หี นงึ่ คือการใช้อปุ กรณห์ รอื
เครื่องชว่ ยฟัง ซ่งึ มกี ารผลิตหรือจำ�หน่ายอยูท่ ัว่ ไป โดยเคร่ืองชว่ ยฟงั สามารถปรบั ใชใ้ ห้เหมาะ
สมกับเเตล่ ะคนได้ อย่างไรก็ตามเครอ่ื งชว่ ยฟังทม่ี ีคุณภาพดีโดยส่วนใหญ่พัฒนาเเละน�ำ เขา้
จากตา่ งประเทศ จงึ มีราคาสงู
สำ�หรับนักเรียนการช่วยเหลือผู้สูงอายุท่ีสูญเสียการได้ยินจากประสาทหูเส่ือมด้วยการ
ผา่ ตดั คงเป็นส่งิ ทีท่ �ำ ไมไ่ ดเ้ นอื่ งจากไมม่ ีความรู้ความสามารถ เเตก่ ารสร้างเครอื่ งชว่ ยฟังเพือ่
ช่วยเหลอื ผู้สงู อายทุ ีส่ ูญเสยี การได้ยนิ อาจเป็นเเนวทางการชว่ ยเหลอื หรือเเกไ้ ขปัญหาสญู
เสยี การไดย้ นิ ท่นี ักเรยี นสามารถท�ำ ได้ โดยอาจรวบรวมข้อมูลเคร่อื งช่วยฟังซ่งึ มกี ารผลิตเพ่อื
จ�ำ หนา่ ยรปู แบบต่าง ๆ เชน่ เคร่อื งช่วยฟังเเบบกล่อง เเบบทดั หลังใบหู เเละเเบบใสใ่ นช่องหู
เเล้วน�ำ ข้อมูลมาเปรยี บเทยี บท้ังในด้านองคป์ ระกอบพื้นฐานของอุปกณณ์ ขอ้ ดี เเละข้อดอ้ ย
เเพื่อเปน็ ขอ้ มูลในการพฒั นาเครอ่ื งช่วยฟังส�ำ หรบั ผสู้ ูงอายุทสี่ ญู เสียการได้ยิน

รปู 2.5 เคร่อื งชว่ ยฟังเพ่ือชว่ ยการไดย้ ิน

35

ตาราง 2.1 การวเิ คราะหเ์ คร่อื งช่วยฟงั เเตล่ ะประเภท

ชนิดของอปุ กรณ์ ข้อดี ขอ้ จ�ำ กดั

เครอื่ งชว่ ยฟัง - เหมาะส�ำ หรบั ผู้ท่มี ีประสาทหูเส่อื ม - การปอ้ งกนั เสยี งรบกวนนอ้ ย
เเบบกล่อง มากถงึ ขั้นรุนเเรงมาก - มสี ายหูฟังยาว
- อุปกรณม์ ขี นาดใหญก่ วา่ เครือ่ งช่วย
- ป่มุ ขยายเสียงมขี นาดใหญ่
- ปรับเสยี งระดบั เสยี งดงั - เบาได้ตาม ฟงั เเบบอื่น
ตอ้ งการ
- มีก�ำ ลงั การขยายเสียงสงู
- ใช้ถา่ นไฟฉายชนิด AA หรอื AAA
- ราคาถูก
- ดูแลรกั ษาง่าย

เคร่อื งชว่ ยฟงั - เหมาะสำ�หรบั ผู้ทปี่ ระสาทหูเส่อื ม - ไมเ่ หมาะส�ำ หรบั ผทู้ ส่ี วมเเวน่ ตา
เเบบทดั หลังใบหู ปานกลางถึงรุนเเรงมาก เน่ืองจากตอ้ งคลอ้ งไว้ที่ใบหู
- มีขนาดเลก็ กะทัดรดั - ตอ้ งใชถ้ ่านไฟฉายท่มี คี วามจำ�เพาะ
- ปรับระดับเสยี งดัง-เบา ตามตอ้ งการ กับเครื่องเทา่ นัน้ หรอื ต้องประจุไฟฟา้
- คุณภาพเสียงดี ใหก้ ับเเบตเตอรภ่ี ายในเคร่อื ง
- ราคาไม่สงู มาก - ใช้พลังงานไฟฟา้ หลังจากเเหลง่
กำ�เนดิ ส้ินเปลืองมาก

เครอ่ื งช่วยฟัง - มีขนาดเล็กกะทดั รัดกว่าเคร่อื งช่วย - ใช้พลงั งานไฟฟา้ จากเเหล่งก�ำ เนดิ
เเบบใส่ในชอ่ งหู ฟังเเบบอ่นื ๆ สน้ิ เปลอื งพลงั งาน
- คณุ ภาพเสยี งดี - ราคาเเพง
- ปอ้ งกนั เสียงรบกวนจากลมภายนอก - ไม่เหมาะกบั ผู้ท่ีมีปัญหาสูญเสียการ
- ปรับเสียงระดับ-เบาได้ตามตอ้ งการ ได้ยนิ อยา่ งรนุ เเรงมาก
- เสี่ยงต่อการเกิดขี้หอู ดุ ตัน

8

กจิ กรรม 2.2 ตอนที่ 2 การเปรียบเทียบเเละตดั สนิ ใจเลือกการเเก้ปญั หา

ให้นกั เรียนเลือกเเนวทางการเเกไ้ ขปญั หา จากขอ้ มูลในกจิ กรรม 2.2 ตอนที่ 1 เเล้ว
ทำ�การสืบคน้ เพิม่ เตมิ ว่าเเนวทางเเกไ้ ขปญั หาดังกลา่ วมีผ้ดู �ำ เนินการไว้อยา่ งไรบ้าง เเล้วนำ�มา
เปรยี บเทยี บ ข้อดี เเละข้อดอ้ ย
1. เเนวทางการเเก้ปัญหาทนี่ กั เรยี นสนใจ คอื ................................................................
.................................................................................................................................................
2. ให้นักเรียนสบื ค้นเพิ่มเติมถึงเเนวทางเเกป้ ญั หาทนี่ กั เรยี นสนใจ มผี สู้ รา้ งหรอื พฒั นา
ไวเ้ เล้วอย่างไร เเลว้ นำ�มาเปรียบเทียบในตารางข้างล่าง

เเนวทางการเเกป้ ัญหา/อปุ กรณ์ ขอ้ ดี ข้อเสีย

3. เเนวทางเเก้ปญั หา หรอื อุปกรณท์ ่ีกลุ่มตัดสนิ ใจเลอื ก เพ่ือใชใ้ นการเปน็ เเนวทางในการ
ออกเเบบวธิ ีการเเกไ้ ขปญั หา คอื .......................................................................................
..........................................................................................................................................
เหตุผล ...................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

3735

จากการปรียบเทยี บเครือ่ งชว่ ยฟงั เเตล่ ะประเภท พบว่ามขี ้อดเี เละมีขอ้ จำ�กดั เเตกตา่ ง

กันไปซึ่งสามารถนำ�ข้อมูลท่ีได้ จากการเปรียบเทยี บมาใชใ้ นการพัฒนาเเนวทางการเเก้ไข
ปัญหา ดว้ ยการออกเเบบเเละพัฒนาเครอ่ื งชว่ ยฟังขึ้นอยา่ งเหมาะสมภายใต้ความรู้ เเละความ
สามารถ ทรัพยากรเเละข้อจำ�กัด ในข้ันตอนตอ่ ไปน้ี

3. ขัน้ ออกเเบบวิธกี ารเเกป้ ญั หา (solution design)

หลงั จากที่ไดร้ วบรวมขอ้ มลู ตามประเด็น จึงน�ำ ขอ้ มลู เเละเเนวคิดท่ีเกีย่ วขอ้ งกับ
ปญั หามาประยกุ ตเ์ พ่ือออกเเบบทางการเเกป้ ญั หา เเนวทางหนึ่งท่ชี ่วยให้การออกเเเบบวธิ กี าร
เเก้ปญั หาชดั เจน คอื การใช้เทคนิคจ�ำ เเนก หนา้ ที่ เเละคุณสมบัติ ทีจ่ �ำ เป็นเเละควรมตี ่อการ
ออกเเเบบเเก้ปญั หานัน้ เช่น การใชเ้ ทคนิค function analysis diagram
3.1 การวเิ คราะห์องคป์ ระกอบพื้นฐานทจ่ี ำ�เป็นต่อการเเกป้ ัญหาดว้ ย function
analysis diagram
เพื่อใหก้ ารออกเเบบเครอ่ื งช่วยฟังไดอ้ ย่างเหมาะสม จงึ ตอ้ งมีการวิเคราะห์
องค์ประกอบพื้นฐานทจี่ ำ�เปน็ ตอ่ การพัฒนาเคร่ืองช่วยฟงั เชน่ ชน้ิ สว่ นทจ่ี ำ�เป็นต้องมีใน
อปุ กรณเ์ เละหน้าที่ในการใช้งานซงึ่ วิธีหน่ึงเพ่อื ให้ไดข้ ้อมูลนีค้ อื การวิเคราะหด์ ว้ ย เทคนคิ
function analysis diagram

38

จากการวเิ คราะห์องคป์ ระกอบพนื้ ฐานของเครือ่ งช่วยฟังโดยการวิเคราะห์ด้วย การใช้

เทคนคิ function analysis diagram พบว่าเคร่อื งช่วยฟงั ทีผ่ ลติ เพอื่ จ�ำ หน่ายถงึ เเมม้ หี ลาก
หลายรูปแบบตามท่ีรวบรวมข้อมลู ไว้ เเตโ่ ดยท่วั ไปมีองคป์ ระกอบพ้ืนฐานทีจ่ ำ�เป็นตอ่ การทำ�
งานของอุปกรณเ์ หมอื นกัน ประกอบดว้ ย
- อุปกรณ์รับเสยี ง ซึง่ ท�ำ หน้าท่เี ปล่ยี นสญั ญาณเสยี งเปน็ สญั ญาณไฟฟ้า เชน่ ไมโครโฟน
ขนาดเลก็
- วงจรขยายเสียง ซงึ่ ทำ�หน้าทรี่ บั สญั ญาณไฟฟา้ จากไมโครโฟน เพ่ือขยายสญั ญาณไฟ
ฟา้ ทเ่ี ปล่ียนมาจากสญั ญาณเสียงให้ตรงกับระดบั การได้ยินของผ้ใู ช้งาน
- อปุ กรณ์ถา่ ยทอดเสยี ง ท�ำ หน้าที่เเปลงสัญญาณไฟฟ้ามาเป็นเสยี ง เเละทำ�การส่ง
สัญญาณเสียงนั้นเขา้ ไปในหูของผ้ใู ชง้ าน เชน่ ลำ�โพงขนาดเล็ก

รปู 2.6 องค์ประกอบพื้นฐานของเคร่อื งชว่ ยฟงั เเเบบทดั หลังใบหู

กิจกรรม 2.3 ตอนที่ 1 การวเิ คราะห์องคป์ ระกอบทจี่ ำ�เปน็ ต่อการเเก้ปัญหา
ดว้ ย function analysis diagram

ให้นักเรียนจำ�เเนกองค์ประกอบพ้ืนฐานท่ีจำ�เป็นเเละควรมีตามเเนวทางการเเก้ไข
ปัญหาทน่ี ักเรียนสนใจ จากขั้นรวบรวมข้อมูล โดยการวิเคราะหด์ ว้ ย function analysis
diagram เเล้วเขยี นเป็นภาพ 2 มิติ หรือ 3 มิติ ท่รี ะบรุ ายละเอยี ดถงึ หนา้ ท่ี เเละคุณสมบตั ิ
ของเเตล่ ะองคป์ ระกอบพ้นื ฐาน

ภาพ 2 มติ ิ หรือ ภาพ 3 มติ ิ จากวิเคราะหอ์ งคป์ ระกอบพ้นื ฐานทีจ่ �ำ เปน็
ต่อการเเก้ไขปญั หาด้วย function analysis diagram

40

3.2 การสรา้ งทางเลอื กในการเเกป้ ญั หา

เมื่อได้ข้อมูลองค์ประกอบพื้นฐานท่ีจำ�เป็นต่อการพัฒนาเเนวทางทางการเเก้
ปัญหาเเลว้ ขน้ั ตอนตอ่ มาคือการออกเเบบเเนวทางการเเกป้ ญั หาให้มีรายละเอียดที่ชดั เจน
ขน้ึ เเละอาจสรา้ งไวหลายเเนวทาง จากนั้นจึงตดั สนิ ใจเลอื กเเนวทางเเกป้ ญั หาที่เหมาะสม
กับเงือ่ นไขเเละขอบเขตของปัญหามากที่สดุ โดยพจิ ารณาจากปัจจยั ดา้ นตา่ ง ๆ ทีเ่ ก่ยี วขอ้ ง
เช่น ขอ้ ดี ขอ้ เสยี ความสอดคลอ้ งกบั ทรัพยากรทางเทคโนโลยีท่มี อีิ ยู่ ปัจจยั ทขี่ ัดขวางหรอื
ช้อจำ�กดั ผลกระทบต่อสังคมเเละส่งิ เเวดล้อม การน�ำ ไปใชง้ านเพอ่ื เเก้ปญั หา ความประหยดั
เเละความปลอดภัย การบ�ำ รงุ รกั ษา ทัง้ น้ีขึ้นอย่กู บั ลกั ษณะของวธิ กี ารหรอื เเนวทางการเเก้
ปัญหา ในการตดั สนิ ใจเลือกเเนวทางในการเเกป้ ัญหาเราสามารถใช้ตารางชว่ ยประเมินเพอื่
ตดั สนิ ใจเลือก สำ�หรบั ประเด็นในการตัดสินใจสามารถปรบั เปลย่ี นได้ตามความเหมาะสม
ตวั อย่างการออกเเบบเครือ่ งช่วยฟงั เพื่อช่วยเเก้ปญั หาผู้สงู อายสุ ูญเสยี การไดย้ นิ
องคป์ ระกอบพื้นฐานทีส่ ำ�คญั อย่างหนึง่ ของเคร่อื งช่วยฟงั คอื วงจรขยายเสียง
ซงึ่ ท�ำ หนา้ ท่ีรบั สญั ญาณไฟฟ้าจากไมโครโฟน เพ่ือขยายสัญญาณไฟฟา้ ที่เปลีย่ นจากสัญญาณ
เสียงใหต้ รงกับระดบั การไดย้ นิ ของผูใ้ ช้งาน จากความรู้ของนกั เรยี นทไี่ ดเ้ รียนรใู้ นระดบั มัธยม
ศกึ ษาอาจไมส่ ามารถออกเเบบวงจรช่วยขยายเสยี งได้ เเตจ่ ากการสืบค้นพบว่า มกี ารผลิตเเละ
จำ�หน่ายชดุ อุปกรณ์ทส่ี ามารถนำ�มาสร้างวงจรท่ชี ว่ ยขยายเสยี งอยา่ งง่ายได้ ซึง่ มีผผู้ ลติ ไวห้ ลาย
วงจร โดยอาจมอี ปุ กรณ์ท่ีช่วยในการขยายเสียงเเตกตา่ งกนั โดยนำ�เเตล่ ะวงจรมาเปรยี บเทยี บ
กนั ดังตาราง 2.2 เพอ่ื เลือกใชใ้ หเ้ หมาะสมตอ่ การน�ำ ไปใชพ้ ฒั นาชิ้นงาน

41

รูป 2.7 เเผนทคี่ วามคดิ

จากการเปรยี บเทยี บอุปกรณไ์ ฟฟ้าอเิ ล็กทรอนิกส์ทผ่ี ลติ เพื่อจำ�หนา่ ย เพอ่ื น�ำ มาใช้ใน
การออกเเบบเเละพัฒนาเครือ่ งชว่ ยฟัง จึงเลอื กใช้อปุ กรณไ์ ฟฟ้าอิเล็กทรอนกิ ส์ เพอื่ เปน็ สว่ น
ประกอบในการออกเเบบเเละพฒั นาเครอ่ื งช่วยฟงั ดังน้ี
- อุปกรณ์รับเสียง เลือกใช้ไมค์คอนเดอรเ์ ซอร์ เน่อื งจากมคี วามไวในการรบั เสยี ง
สญั ญาณ
- อปุ กรณ์ถ่ายทอดเสียง เลือกใช้หฟู ังชนิดใสใ่ นช่องหู เนื่องจากมีความสะดวกในการ
ใช้งาน เเละมีน�ำ้ หนักเบากว่าล�ำ โพง
- เเหล่งกำ�เนดิ ไฟฟ้า เลือกใชเ้ เบตเตอร่ชี นดิ AAA 1.5 โวลต์ หากใช้จำ�นวน 2 ก้อน
กใ็ หค้ วามต่างศกั ย์ไฟฟา้ เพียงพอขนาด 3 โวลต์ มนี ำ้�หนกั เบาเเละหาซื้อไดส้ ะดวก
เม่อื เลือกรูปแบบวงจรขยายเสียง
เเละอปุ กรณ์ไฟฟ้าอเิ ลก็ ทรอนกิ สท์ ีน่ ำ�มา
ใชพ้ ฒั นาเครื่องชว่ ยฟังเรียบรอ้ ย เเลว้ น�ำ
น�ำ อุปกรณ์ต่าง ๆ เหลา่ น้ี มาทดลองตอ่
ตามรูปแบบวงจรขยายเสียงสัญญาณเพอื่
ช่วยได้ยินไดห้ รือไม่

กจิ กรรม 2.3 ตอนที่ 2 การสรา้ งเเละเปรียบเทยี บทางเลอื กในการเเก้ปัญหา

ใหน้ กั เรียนสรา้ งทางเลือกตามเเนวทางเเกป้ ญั หาที่สนใจ เเล้วตดั สนิ ใจเลอื กทางเลือก
ท่เี หมาะสมกับเง่ือนไขเเละขอบเขตของปัญหามากท่ีสุด โดยพิจารณาจากปัจจยั ด้านตา่ งๆ ท่ี
เก่ยี วขอ้ ง เชน่ ข้อดี ขอ้ อเสีย ความสอดคล้องกบั ทรัพยากรทางเทคโนโลยีทม่ี ีอยู่ เป็นต้น
1. ใหน้ ักเรียนสรา้ งทางเลอื กในการเเก้ปัญหาจากขอ้ มลู ท่ีรวบรวมไว้เป็นเเผนท่คี วามคดิ

2. จากเเนวทางเเกป้ ญั หาทีน่ กั เรยี นสร้างขน้ึ ใหั้นกั เรียนประเมินวธิ ีการเหล่าน้ันโดยใช้
ตารางการประเมินเพ่อื ตัดสนิ ใจเลือกเเนวทางการเเกป้ ัญหา

3. จากการประเมิน วิธีการหรอื ทางเลอื กในการเเก้ปัญหาทน่ี กั เรียนเลอื ก คอื ......................
.................................................................................................................................................
เหตุผลทเ่ี ลอื กวิธกี ารหรือทางเลือกในการเเกป้ ญั หา..............................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

43

จากการออกเเบบเเละพัฒนาเครื่องช่วยฟังที่ผ่านมาซึ่งได้กำ�หนดรูปแบบวงจรขยาย

เสยี ง เเละอุปกรณไ์ ฟฟา้ อิเลก็ ทรอนกิ สท์ นี่ �ำ มาใชพ้ ัฒนาเครือ่ งชว่ ยฟงั เรียบรอ้ ยเเล้ว ข้ันตอน
ต่อไปคือการออกเเบบเเละพฒั นาตวั โครงสรา้ งของเครอื่ งชว่ ยฟังใหเ้ หมาะสมกบั ผูใ้ ชง้ าน โดย
มวี งจรขยายเสียงเเละอุปกรณ์ไฟฟ้าอเิ ล็กทรอนิกส์ท่จี �ำ เป็นต่อการทำ�งานของเครอื่ งชว่ ยฟงั
3.3 การถ่ายทอดความคิด
ในการออกเเบบจำ�เป็นต้องอาศัยความรู้เร่ืองการถ่ายทอดความคิดซึ่งสามารถ
ทำ�ได้หลายลักษณะ เช่น การร่างภาพ การเขียนผงั งาน การเขยี นเเผนภาพ ซึ่งอาจใชซ้ อร์ฟเเวร์
ชว่ ยในการออกเเบบ โดยสามารถเลอื กใช้ไดท้ ัง้ แบบฟรีเเวร์หรอื อาจเปน็ โปรเเกรมอ่นื ทั้งนี้
การถ่ายทอดความคิดอาจเร่ิมจากวิธีการที่ง่ายเเละใช้ทรัพยากรน้อยไปจนถึงวิธีการท่ีซับซ้อน
ดงั เเผนภาพ

รปู 2.8 วธิ ีการถ่ายทอดความคดิ

การถ่ายทอดความคิดจึงเป็นการส่อื สารเเนวคิดทใ่ี ชเ้ เก้ปัญหา หรือสนองความตอ้ งการ
ใหเ้ ปน็ รปู ธรรมเพ่ืออธิบายเเละสอื่ สารใหผ้ ู้อ่นื เข้าใจ ซงึ่ สามารถทำ�ได้หลายวิธี ซ่งึ ในบทเรียน
ไดเ้ สนอไว้ ได้เเก่ ภาพร่าง ภาพฉาย เเบบจำ�ลอง ผงั งาน เเละเเผนงาน
1) ภาพรา่ ง
ภาพร่างเป็นภาพที่เเสดงรายละเอียดในเเต่ละสว่ นของส่ิงทไี่ ด้ออกเเบบไว้ เเละ
ซึง่ อาจเป็นภาพ 2 มติ ิ 3 มิตเิ เละภาพฉาย

ภาพ 2 มติ ิ เป็นภาพท่เี เสดงใหเ้ หน็ ถึง
ความกว้าง เเละความยาวหรอื ความสูง
ของช้ินงาน

รปู 2.9 ตัวอย่างภาพ 2 มติ ิ

44

ภาพ 3 มิติ เป็นภาพทีป่ ระกอบดว้ ย ความกวา้ ง ความยาว เเละความสงู มีความเหมือน

จริง มากกวา่ ภาพ 2 มิติ การเขียนภาพ 3 มติ ิ ทน่ี ยิ มใช้ มี 2 เเบบ
ภาพออบลิค (oblique)
เปน็ ภาพ 3 มติ ิ ทมี่ องเห็นรูปดา้ นหน้าเป็นเเนวตรง
มีฐานของภาพขนาดกับเส้นระดบั สามารถวัดขนาด
ได้ ส่วนดา้ นยาวนยิ มเขียนให้ท�ำ มุมกับเส้นระดับ
45 องศา

รปู 2.10 การเขยี นภาพเเบบออบลคิ

ภาพไอโซเมตริก (isometric)
เป็นภาพ 3 มติ ิ ทมี่ องเหน็ รปู ร่างลกั ษณะใกล้เคยี ง
ของจรงิ มีเเนวสันของวตั ถุดา้ นหนง่ึ ตงั้ ฉากกับเสน้
ระดบั ส่วนความกวา้ งเเละความยาวจะทำ�มมุ 30
องศา กับเสน้ ระดบั
รูป 2.11 การเขียนภาพเเบบไอโซเมตรกิ
2) ภาพฉาย
ภาพฉายเปน็ ภาพเเสดงรายละเอียดของชิน้ งานท่ีออกเเบบในเเต่ละดา้ น ซ่ึงจะ
ประกอบด้วย ภาพดา้ นหนา้ ภาพดา้ นขา้ ง เเละภาพดา้ นบน เปน็ อยา่ งนอ้ ย โดยภาพเเตล่ ะ
ดา้ นทอี่ อกมาคอื ภาพท่เี ราใชต้ ามองตามเเนวลูกศรในเเต่ละด้านของภาพ เเลว้ เขยี นออกมา
เป็นเเบบภาพ 2 มิติ โดยภาพฉายเเตล่ ะด้านเเสดงขนาดเเละหนว่ ยในการวดั เพือ่ ทีจ่ ะสามารถ
น�ำ ไปสร้างเเบบจำ�ลอ หรอื ช้ินงานได้

รปู 2.12 การเขยี นภาพฉาย

45
3) ผังงาน
ผังงานเป็นการออกเเบบเเนวคิดของการทำ�งานอีกรูปแบบหน่ึงท่ีเเสดงราย
ละเอียดการทำ�งานอยา่ งเป็นข้ันตอน โดยใช้สญั ลักษณใ์ นการส่ือความหมายของล�ำ ดบั การ
ทำ�งาน ซง่ึ ประกอบดว้ ย ข้อมูลเข้า (input) วิธีการประมวลผล (process) เเละการเเสดง
ผลลัพธ์ (output) เช่น ขั้นตอนการรกั ษาพยาบาลในโรงพยาบาล

รูป 2.13 ผงั งานขั้นตอนการเขา้ รบั การรักษาของโรงพยาบาล

46
3) เเผนภาพ
เป็นการออกเเบบเเนวคดิ ของการทำ�งานเปน็ ภาพ พรอ้ มเเสดงรายละเอยี ดหรอื
องคป์ ระกอบเพือ่ ใหเ้ ห็นวา่ มกี ารทำ�งานหรอื วิธกี ารอย่างไร

รปู 2.14 เเผนภาพเเสดงส่วนประกอบของบรรจุภณั ฑส์ ินคา้

3.4 การใช้ซอฟตเ์ เวร์ช่วยในการออกเเบบ
การใช้ซอฟตเ์ เวร์ชว่ ยในการออกเเบบภาพ 2 มติ ิ ภาพ 3 มิติ เเละภาพฉายชว่ ย
ให้ผูอ้ อกเเบบได้เหน็ ภาพทกี่ ำ�ลงั ออกเเบบในมุมต่าง ๆ ได้อย่างถูกต้อง ใกล้เคยี งความเปน็ จริง
มากขึ้น สามารถปรับเปลยี่ นส่วนตา่ ง ๆ ของสิ่งท่อี อกเเบบตามความคดิ ของเราไดอ้ ย่างรวดเรว็
ซอฟตเ์ เวร์ชว่ ยในการออกเเบบมีอยหู่ ลายชนิด เเตล่ ะชนดิ มคี ุณสมบตั เิ เละจดุ เด่นท่ีเเตกต่าง
กัน จงึ ควรเลอื กใช้ใหเ้ หมาะสมกบั การใช้งาน

รูป 2.15 การใชซ้ อฟตเ์ เวรช์ ่วยในการออกเเบบชน้ิ งาน

47
เมือ่ ไดเ้ เนวทางในการพฒั นาเเเลว้ จึงออกเเบบเครอื่ งช่วยฟงั ดว้ ยการเขียนภาพ 3 มติ ิ
ภาพฉาย เพอื่ ใหเ้ ห็นรายละเอยี ดของชิน้ งานมากข้นึ

รูป 2.16 ตวั อยา่ งภาพ 3 มิติ เเละภาพฉายของเครอ่ื งชว่ ยฟัง

รูป 2.17 ตวั อย่างภาพ 3 มติ ิ เเละภาพฉายของเคร่ืองชว่ ยฟังที่ใช้ซอฟต์เเวร์ช่วยในการออกเเบบ