โครงการ เรียนรู้ระบบปัญญาประดิษฐ์ด้วยการทำงานของหุ่นยนต์เดินตามเส้น

ผู้รับผิดชอบโครงการ อ.วุฒิชัย  ปวงมณี ผศ. ดร.รติ  วงษ์สถานและนักศึกษาสาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์

รายละเอียดเนื้อหาของกิจกรรม 

        การบรรยายภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ โดยเน้นการลงมือปฏิบัติในการเขียนโปรแกรมภาษา C/C++ และการใช้งานบอร์ด Arduino UNO R3 ในการออกแบบการทำงานระบบปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligent Systems) โดยใช้การควบคุมแบบ PID และการควบคุมแบบตรรกศาสตร์คลุมเครือ (Fuzzy Logic) จะทำการแบ่งเป็นกลุ่มๆ ละ 2-3 คน  สำหรับการทำงานร่วมกันทั้งในส่วนของการเขียนโปรแกรมและต่อวงจรหุ่นยนต์ โดยจะให้นักเรียน นักศึกษาต่ออุปกรณ์ด้วยตนเอง

 

กำหนดการระยะเวลา 1 วัน ของกิจกรรม

เวลา	รายละเอียดกิจกรรม
8.30 – 9.00 น.	ลงทะเบียนและชี้แจงรายละเอียดของโครงการ
8.45 – 10.30 น.	- ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligent Systems) - การควบคุมแบบ PID Control - การควบคุมแบบตรรกศาสตร์คลุมเครือ (Fuzzy Logic)
10.31 – 12.00 น.	- ปฏิบัติการเขียนโปรแกรมควบคุมอินพุตและเอาท์พุตพอร์ตแบบ PID Control - ปฏิบัติเขียนโปรแกรมควบคุม Sensor สำหรับตรวจจับเส้นด้วยควบคุมแบบ PID Control - ปฏิบัติการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงาน DC Motor ด้วยการควบคุมแบบตรรกศาสตร์คลุมเครือ
12.00 - 13.00 น.	พักรับประทานอาหารกลางวัน
13.00 – 14.30 น.	- ทดลองเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานสำหรับเดินตามเส้นที่กำหนด
14.31 – 16.15 น.	- ทดลองเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานสำหรับเดินตามเส้นที่กำหนด ด้วยการควบคุมแบบ PID Control และ การควบคุมแบบตรรกศาสตร์คลุมเครือ (Fuzzy Logic)
16.15 – 16.30 น.	ปิดพิธีโครงการ

วัสดุและอุปกรณ์ในกิจกรรมจำนวน 10 ชุด ประกอบด้วย 

1. ชุดขับเคลื่อนหุ่นยนต์ 2 ล้อ อาทิเช่น บอร์ดควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์  แบตเตอร์รี่  ล้อและมอเตอร์พร้อมชุดทดจำนวนรอบ 

2. ชุดเซนเซอร์ตรวจจับเส้นทึบ ชุดละ 3 ตัว 

3. บอร์ด Arduno UNO R3 และสาย USB สำหรับเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ในการเขียนโปรแกรม

                                   ภาพตัวอย่างแสดงวัสดุ อุปกรณ์ และหุ่นยนต์ที่ต่อสำเร็จแล้ว

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการควบคุมแบบ PID โดยชื่อของตัวควบคุมมีความหมาย ดังนี้

       P (Proportional) หมายถึง การปรับสัดส่วนสัญญาณ

       I (Integral) หมายถึง การอินทิเกรตสัญญาณ

       D (Derivative) หมายถึง การอนุพันธ์สัญญาณ

       ในการออกแบบการทำงานสามารถทำการออกแบบระบบควบคุมตามชนิดของสัญญาณ โดยกลไกทั้ง 3 นี้จะถูกรวมเข้าด้วยกัน เพื่อทำหน้าที่ปรับแต่งสัญญาณให้เหมาะสม อาทิเช่น

       1. ตัวควบคุมแบบสัดส่วน (P-Controller)
       2. ตัวควบคุมแบบบูรณาการรวมหน่วย (I-Controller)
       3. ตัวควบคุมแบบอนุพันธ์ (D-Controller)
       4. ตัวควบคุมแบบสัดส่วนรวมกับแบบบูรณาการรวมหน่วย (PI-Controller)
       5. ตัวควบคุมแบบสัดส่วนรวมกับแบบอนุพันธ์ (PD-Controller)
       6. ตัวควบคุมแบบสัดส่วนรวมกับแบบบูรณาการรวมหน่วยและอนุพันธ์ (PID-Controller)

หรือ เมื่อเขียนในรูปสมการผลรวม

         สำหรับการนำเสนอการควบคุมแบบ PID สำหรับจับเส้นทึบจะอธิบายในส่วนที่เกี่ยวข้องเพื่อให้นักเรียน นักศึกษาเข้าใจอย่างง่าย และแนวทางในการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงาน ตามที่ได้ออกแบบไว้

ตรรกศาสตร์คลุมเครือ (Fuzzy Logic)

          เป็นวิธีการออกแบบโดยใช ้เหตุผลที่มีคล้ายคลึงกับวิธีการให้เหตุผลของมนุษย์ ประกอบการตัดใจที่ไมใช่แค่ YES กับ NO , ใช่ กับ ไม่ใช่ , 0 หรือ 1 

          การนำมาใช้ในการออกแบบการทำงานของการตรวจจับเส้นทึบจะรับค่าจาก PID เพื่อบังคับทิศทางการหมุนของล้อหุ่นยนต์ ทั้ง 2 ล้อ ในการเดินหน้า ถอยหลัง หรือ ล้อใดล้อหนึ่งเพื่อสร้างความสมดุลในการทำงานและลดการเกิดข้อผิดพลาด โดยรายละเอียดจะอธิบายและสรุปเพื่อให้นักเรียน นักศึกษาทราบถึงวิธีการ แนวทางตลอดจนผลที่เกิดขึ้น บนพื้นฐานวิศวกรรม.....

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

กิจกรรมที่ผ่านมา 

          วันที่ 9-10 มีนาคม  พ.ศ. 2563 ณ โรงเรียนบ้านขุนแม่รวม ต.แจ่มหลวง อ.กัลยาณิวัฒนา จ.เชียงใหม่ โดยนักเรียนที่เข้าร่วมโครงการสามารถออกแบบชุดคำสั่งในการทำงานของหุ่นยนต์เดินตามเส้นเพื่อให้ทำงานตามความต้องการที่ได้ทำการออกแบบได้