ตัวอย่างโครงงานที่ใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (Engineering Design Process) เป็นกระบวนการที่มีขั้นตอนการคิดและการดำเนินงานที่เป็นระบบ เพื่อสร้างโซลูชันที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาหรือพัฒนาชิ้นงานใหม่ๆ โดยใช้ทักษะด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยีในทุกขั้นตอนจากการวิเคราะห์ปัญหาไปจนถึงการทดสอบและปรับปรุง
ตัวอย่างโครงงานที่ใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ได้แก่:
1. โครงงานการออกแบบระบบชลประทานอัตโนมัติ
วัตถุประสงค์:
ออกแบบระบบชลประทานอัตโนมัติสำหรับสวนหรือฟาร์มขนาดเล็ก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้น้ำและลดค่าใช้จ่ายในการรดน้ำแบบธรรมดา
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม:
- การระบุปัญหา: การใช้น้ำในสวนมีความไม่สม่ำเสมอและอาจเกิดการใช้น้ำเกินความจำเป็น
- การวิจัยและกำหนดข้อกำหนด: ต้องการระบบที่สามารถควบคุมการใช้น้ำตามความต้องการของพืชแต่ละชนิด
- การออกแบบ: ออกแบบระบบที่มีเซ็นเซอร์ตรวจจับความชื้นในดินและเชื่อมต่อกับระบบท่อน้ำที่สามารถเปิด/ปิดได้อัตโนมัติ
- การสร้างต้นแบบ: สร้างต้นแบบของระบบที่มีเซ็นเซอร์, ระบบควบคุมการไหลของน้ำ, และเครื่องมือเชื่อมต่อที่สามารถปรับแต่งตามความต้องการ
- การทดสอบและประเมินผล: ทดสอบระบบในสวนจริงเพื่อดูว่ามีประสิทธิภาพในการใช้น้ำตามที่คาดหวัง
- การปรับปรุงและแก้ไข: ปรับแต่งระบบให้ทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและแก้ไขปัญหาการตรวจจับความชื้นที่ไม่แม่นยำในบางพื้นที่
- การนำเสนอและสรุปผล: รายงานผลการใช้งานระบบชลประทานอัตโนมัติที่สามารถลดการใช้น้ำและเพิ่มประสิทธิภาพในการดูแลพืช
2. โครงงานการออกแบบรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก
วัตถุประสงค์:
ออกแบบและสร้างรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้งานง่าย ประหยัดพลังงาน และมีมลพิษต่ำ
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม:
- การระบุปัญหา: ความต้องการในการลดมลพิษจากการใช้พลังงานฟอสซิลและการสร้างยานพาหนะที่ใช้พลังงานไฟฟ้าแทน
- การวิจัยและกำหนดข้อกำหนด: กำหนดลักษณะของรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เช่น ต้องสามารถใช้งานได้ในเมือง, มีความเร็วสูงสุด 30 กิโลเมตร/ชั่วโมง และสามารถขับขี่ได้ 20 กิโลเมตรต่อการชาร์จ 1 ครั้ง
- การออกแบบ: ออกแบบโครงสร้างรถยนต์ที่มีขนาดกะทัดรัด, ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน, ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า และพิจารณารูปแบบที่ช่วยประหยัดพลังงาน
- การสร้างต้นแบบ: สร้างต้นแบบของรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่สามารถขับเคลื่อนได้ด้วยพลังงานไฟฟ้า
- การทดสอบและประเมินผล: ทดสอบการทำงานของรถยนต์ในสภาพแวดล้อมจริง เช่น ทดสอบระยะทางการขับขี่, ความสามารถในการเร่งความเร็ว, และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
- การปรับปรุงและแก้ไข: ปรับแต่งการออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและปรับปรุงความสะดวกในการขับขี่
- การนำเสนอและสรุปผล: นำเสนอผลงานของรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพในการขับขี่และการประหยัดพลังงาน พร้อมทั้งวิธีการที่สามารถนำไปพัฒนาต่อในอนาคต
3. โครงงานการออกแบบเครื่องกรองน้ำอัจฉริยะ
วัตถุประสงค์:
ออกแบบและพัฒนาเครื่องกรองน้ำอัจฉริยะที่สามารถตรวจจับคุณภาพน้ำและปรับปรุงการกรองได้เองโดยอัตโนมัติ
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม:
- การระบุปัญหา: คุณภาพน้ำที่ใช้ในชีวิตประจำวันอาจมีสารปนเปื้อนและมลพิษที่ไม่สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า
- การวิจัยและกำหนดข้อกำหนด: เครื่องกรองน้ำต้องสามารถตรวจจับค่าคุณภาพน้ำ (pH, ความขุ่น, สารปนเปื้อน) และสามารถปรับการกรองได้ตามคุณภาพน้ำที่ตรวจพบ
- การออกแบบ: ออกแบบเครื่องกรองน้ำที่มีเซ็นเซอร์ตรวจจับคุณภาพน้ำ, ระบบกรองหลายขั้นตอน, และระบบควบคุมที่สามารถปรับการทำงานของเครื่องกรองตามสภาพน้ำ
- การสร้างต้นแบบ: สร้างต้นแบบของเครื่องกรองน้ำที่สามารถใช้งานได้จริงและมีฟังก์ชันการตรวจจับคุณภาพน้ำ
- การทดสอบและประเมินผล: ทดสอบเครื่องกรองน้ำในสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น น้ำประปา, น้ำบาดาล, และน้ำจากแหล่งธรรมชาติ
- การปรับปรุงและแก้ไข: ปรับปรุงเซ็นเซอร์ตรวจจับและระบบกรองเพื่อให้สามารถกรองน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพในทุกสภาพแวดล้อม
- การนำเสนอและสรุปผล: นำเสนอเครื่องกรองน้ำอัจฉริยะที่สามารถปรับตัวได้ตามคุณภาพน้ำเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด