37-43059-กังหันลมจากขวดน้ำพลาสติก

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่อง “กังหันลมจากขวดพลาสติก”

นาเสนอ ครูประภาพรรณ แก้วเหมือน

จัดทาโดย ด.ญ.ศิรดา วัฒนศิริธรรม ม.1/16 เลขที่ 37

รายงานฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี 1 (ว21184) ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561 โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห์ สิงหเสนี)

คำนำ รายงานเล่มนี้จัดทาขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของวิชา เทคโนโลยีและการออกแบบ เพื่อให้ได้ ศึกษาหาความรู้ในเรื่อง “กังหันลมจากขวดพลาสติก” และได้ศึกษาอย่างเข้าใจเพื่อเป็นประโยชน์ กับการเรียน ผู้จัดทาหวังว่า รายงานเล่มนี้จะเป็นประโยชน์กับผู้อ่าน หรือนักเรียน นักศึกษา ที่กาลังหา ข้อมูลเรื่องนี้อยู่ หากมีข้อแนะนาหรือข้อผิดพลาดประการใด ผู้จัดทาขอน้อมรับไว้และขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย จัดทาโดย ด.ญ.ศิรดา วัฒนศิริธรรม

สำรบัญ เรื่อง

หน้า

คานา

1

สารบัญ

2

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 1.ระบุปัญหา

3

2.การรวบรวมข้อมูล

3

3.ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา

4

4.วางแผนการแก้ปัญหา

5

5.ทดสอบกังหันลมจากขวดพลาสติก

5

6.นาเสนอกังหันลมจากขวดพลาสติก

6

ภาคผนวก ประวัติผู้จัดทา

7

ภาพกิจกรรม

8

กระบวนกำรออกแบบเชิงวิศวกรรม เป็นกระบวนการแก้ปัญหาหรือพัฒนางานช่วยสร้างแนวทางที่เหมาะสมในการแก้ปัญหา หรือสนองความต้องการอย่างเป็นขั้นตอน ดังนี้ ระบุปัญหำ ปั จ จุ บั น โลกมี ป ระชากรประมาณ 7,000 ล้ านคน และก าลั งเพิ่ ม ขึ้ น อย่ างรวดเร็ว โดย องค์การสหประชาชาติคาดว่าในปี 2030 โลกจะมีประชากรประมาณ 8,500 ล้านคน ในขณะที่ ขยะที่เกิดจากมนุษย์ได้เพิ่มจานวนมากขึ้นเช่นกัน โดยเฉพาะขยะประเภทพลาสติก ซึ่งย่อยสลาย ได้ยากมาก กาลังเป็นปัญหาใหญ่ของโลกเรา อีกปัญหาหนึ่งคือทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้ผลิตพลังงานเช่น ถ่านหินและน้ามัน กาลังจะ หมดไป ประกอบกับการผลิตพลังงานดดยการใช้ทรัพยากรเหล่านี้ สร้างมลพิษทางอากาศมากมาย เราจึ งควรคิ ด หาหนทางที่ จะใช้ พ ลั งงานทางเลื อ กที่ ไม่ ส่ งผลกระทบต่ อ สิ่ งแวดล้ อม ใน ขณะเดี ยวกั น หากการผลิต พลังงานดั งกล่าว สามารถใช้สิ่ งของเหลื อใช้ เช่น พลาสติ กมาเป็ น ส่วนประกอบได้ จะช่วยลดปริมาณขยะที่ล้นโลกได้ด้วย อย่างไรก็ตาม เราต้องมีความคิดริเริ่มและทักษะในการประยุกต์ การประดิษฐ์ และการ ทดลอง เพื่อให้ได้มาซึ่งสิ่งประดิษฐ์

กำรรวบรวมข้อมูล จากปั ญ หาที่ ก ล่ า วถึ ง น ามาซึ่ ง การรวบรวมข้ อ มู ล เพื่ อ ค้ น คว้ า หาพลั ง งานทดแทนที่ เหมาะสม และหาวัสดุเหลือใช้ที่สร้างปัญหาเพื่อนามาใช้ให้เกิดประโยชน์ โดยต้องมีเทคนิกในการ ประดิษฐ์ประกอบด้วย โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้ 1.วัสดุเหลือใช้ที่สร้างปัญหามากที่สุดคือ พลาสติก ขยะพลาสติกของไทยมีมากเป็นอันดับ 5 ของโลก คือมีประมาณ 2 ล้านตันต่อปี ในขณะที่ มีการนาไปใช้ประโยชน์ต่อ (recycle) เพียง 0.5 ล้านตันเท่านั้น ที่เหลือ 1.5 ตัน ถูกนาไปฝังกลบ และเผาทาลาย บางส่วนตกค้างในสิ่งแวดล้อมในแต่ละปีมีขยะพลาสติกไหลลงทะเลเป็นจานวน มาก

ด้วยเหตุนี้เราจึงควรช่วยกันคิดหาวิธีนาขยะพลาสติกเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ให้ได้ มากที่สุด 2.พลังงานทดแทนที่เหมาะสมควรจะเป็นพลังงานลม เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่ทั่วไปไม่ต้องซื้อ เป็นพลังงานที่สะอาด ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อ สุขภาพ และสามารถนาไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่ หมดสิ้น พื้ นที่ที่สามารถนาพลังงานลมมาใช้ ประโยชน์ได้เช่น พื้นที่ริมฝั่งทะเล แต่บางพื้นที่อาจมีลมไม่สม่าเสมอทั้งปี 3.การประดิษฐ์วัสดุอุปกรณ์นั้น ผู้ประดิษฐ์ต้องมีความรู้ และทักษะบ้างพอสมควร เช่น ทั กษะในการวัด การตัด การเจาะ การติด กาว การประกอบ ลฯล โดยมี ก ารเอาข้ อ มูล อ้ างอิ ง วิธีการประดิษฐ์จากคลิบ หรือ เว็บไซส์ที่เกี่ยวข้องต่างๆ ทั้งนี้ผู้ประดิษฐ์ต้องมีความใจเย็น และตั้ง มั่นที่จะประดิษฐ์ให้สาเร็จ

ออกแบบวิธีกำรแก้ปัญหำ ออกแบบกังหันลมที่ประดิษฐ์จากขวดพลาสติกดังนี้ อุปกรณ์ที่จาเป็น -

ขวดน้าใช้แล้ว 3 ขวด ไม้เสียบลูกชิ้น หลอดกาแฟ คัตเตอร์ สว่าน

ขั้นตอนการประดิษฐ์ -

1. ทาส่วนใบพัดกังหัน ตัดส่วนหัวของขวด (ช่วงต่ากว่าประมาณ 7 ซม. ) แบ่งเส้นรอบวงเป็น 8 ส่วนเท่าๆกันแล้วตัดให้ถึงส่วนฝา ปิดให้เป็นใบเหมือนพัดลม เจาะรูที่ฝาขวดเพื่อใส่แกนใบพัด 2. ทาแกนใส่แกนใบพัด นาขวดอีกใบมาเจาะรูที่ฝาและ ที่กันขวดให้แนวเดียวกัน นาหลอดกาแฟมาปิดลงบนฝาขวดที่เจาะรูหลังโดยให้โผล่ออกมาเล็กน้อยและ ติดกาว

- เสียบไม้ลูกชิ้นในขวดที่เจาะรูหัวท้ายไว้ โดยให้ไม้โผล่ออกจากฝาขวดเล็กน้อยและ ติดกาว 3. ประกอบใบพัดเข้าแท่น - ตัดหลอดกาแฟออกทั้งหัวและท้ายของฝาขวดให้เหลือความยาวครึ่งเซ็นต์ - เสียบใบพัดเข้าไม้ลูกชิ้นโดยใส่ตัวรองและ ตัวปิดที่ทาจากหลอดกาแฟ - ติดกาวส่วนตัวบิดเพื่อไม่ให้ใบพัดหลุดจากแกน 4. นาขวดอีกใบใส่น้าให้เต็ม แล้วติดก้นแท่นใบพัดด้วยกาว

วำงแผนกำรแก้ปัญหำ ในการประดิษฐ์อาจเกิดปัญหาต่างๆขึ้นได้ตลอดเวลา ฉะนั้นผู้จัดทาควรเตรียมวางแผนการ แก้ปัญหาไว้ล่วงหน้า เพื่อให้การประดิษฐ์สาเร็จลุล่วงได้ตามเป้าหมาย โดยปัญหาต่างๆอาจมี ดังต่อไปนี้ 1. อุปกรณ์ที่ใช้ไม่ได้มาตรฐาน เช่น คัตเตอร์ไม่คม จึงควรจัดหาคัตเตอร์ที่อยู่ในสภาพที่พร้อม ใช้งาน หรืออาจเกิดจากกาวไม่ติดสนิดพอ ซึ่งควรใช้กาวร้อน (ปืนกาว) แทนกาวธรรมดา 2. ขวดที่ใช้อาจอ่อนแอไปจนทาให้โครงสร้างไม่แข็งแรง รูปทรงบิดเบี้ยว หรือต้านแรงลมไม่ได้ จึงควรจัดหาขวดคุณภาพดี เช่น ขวดน้าเอเวียง 3. ใบพัดอาจกางออกไม่ได้สัดส่วน และไม่กันลมจึงควรทาหลายๆครั้งจนสาเร็จ

ทดสอบกังหันลมจำกขวดพลำสติก เมื่อประกอบเสร็จต้องทาการทดสอบการใช้งานโดยการนาพัดลมมาเป่า และสังเกตการณ์ การทางานของกังหันดังต่อไปนี้ - ดูให้แน่ใจว่าใบพัดหมุนได้โดยอิสระไม่ฝืดโดยต้องสังเกตุดูที่แกนใบพัด หากแกนติดแน่นกับ ฐานมากเกินไปใบพัดจะฝืด และหากหลวมเกินไปใบพัดจะแกว่งจึงต้องปรับให้พอดี - ฐานใบพัดต้องแข็งแรงพอ ไม่ล้มง่าย หากเบาไป และใส่น้าเพิ่มแล้วยังล้มง่ายให้เปลี่ยนเป็น เม็ดกรวดหินใส่แทนน้า ซึ่งจะมีน้าหนักมากกว่าทาให้มั่นคงขึ้น

นำเสนอกังหันลมจำกขวดพลำสติก เมื่อประดิษฐ์กังหันลมจากขวดพลาสติกสาเร็จแล้วผู้จัดทาขอนาเสนอสิ่งประดิษฐ์นี้ดังรูป ด้านล่างนี้ อนึ่งการประดิษฐ์นี้เป็นเพียงการนาพลังงานลมมาหมุนใบพัดเท่านั้นแต่หากนาแรงหมุน ของใบพัดไปปั่นเครื่องกาเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กได้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง

ภำคผนวก ประวัติผู้จัดทา

ชื่อ-สกุล : ด.ญ.ศิรดา วัฒนศิริธรรม วัน เดือน ปี เกิด : 8/7/49 ที่อยู่ : 59/559 ซอย 32/1 หมู่บ้านปัญญาเลคโฮม ถนนนิมิตใหม่ 28 แขวงสามวาตะวันออก เขต คลองสามวา กทม10510 ประวัติการศึกษา : อ.1-3 เรียนที่โรงเรียน ณดรุณ ป.1-6 เรียนที่โรงเรียน สาธิตพัฒนา ปัจจุบัน เรียนที่โรงเรียน บดินทรเดชา (สิงห์ สิงหเสนี)

ภาพกิจกรรม