โครงการวิจัย

โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูง โดยประยุกต์ใช้วงจรกรองสัญญาณดิจิทัลเพื่อลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการวัด สัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ได้จากเซนเซอร์แบบ Hall Effect รุ่น ACS712 มักได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและคลื่นรบกวนความถี่สูง ทำให้ค่าที่วัดได้เกิดความคลาดเคลื่อน โครงการนี้จึงนำไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 มาใช้ในการประมวลผลสัญญาณด้วยอัลกอริทึมการกรองแบบ Finite Impulse Response (FIR) และ Infinite Impulse Response (IIR) เพื่อปรับปรุงคุณภาพสัญญาณก่อนคำนวณค่ากระแสไฟฟ้าแบบ RMS

กระบวนการดำเนินงานประกอบด้วยการออกแบบและประกอบวงจร การพัฒนาโปรแกรมประมวลผลสัญญาณ การทดสอบวัดค่ากระแสไฟฟ้าในหลายระดับ และการเปรียบเทียบผลการวัดกับเครื่องมือมาตรฐาน โดยประเมินค่าความคลาดเคลื่อนในรูปแบบเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาด (%Error) ผลการทดลองคาดว่าจะพบว่าการประยุกต์ใช้วงจรกรองสัญญาณดิจิทัลสามารถลดค่าความคลาดเคลื่อนและเพิ่มเสถียรภาพของสัญญาณได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสัญญาณดิบ

ผลลัพธ์จากโครงการนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในระบบตรวจสอบพลังงาน ระบบควบคุมทางอุตสาหกรรม และเป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าในงานวิจัยและการเรียนการสอนด้านวิศวกรรมไฟฟ้าต่อไป

โครงการพัฒนาอุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าด้วยวงจรกรองสัญญาณดิจิทัล อุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นโดยใช้เซนเซอร์ ACS712 ร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 และอัลกอริทึมกรองสัญญาณดิจิทัล (FIR/IIR) สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้ดังนี้

1) ระบบตรวจสอบพลังงานไฟฟ้า (Energy Monitoring) ติดตั้งในตู้ควบคุมไฟฟ้าเพื่อวัดกระแสแบบเรียลไทม์

คำนวณค่า RMS และกำลังไฟฟ้าส่งข้อมูลขึ้น Cloud หรือ Dashboard

ประโยชน์: ลดต้นทุนพลังงาน วิเคราะห์โหลดเกิน และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

2) ระบบป้องกันกระแสเกิน (Overcurrent Protection)ตั้งค่าค่ากระแสเกิน (Threshold) ในโปรแกรมสั่งตัดวงจรผ่านรีเลย์เมื่อกระแสเกินกำหนด

ประโยชน์: ลดความเสียหายของมอเตอร์และเครื่องจักร ลด False Alarm จากสัญญาณรบกวน

3) ระบบ Solar Monitoring วัดกระแสจากแผงโซลาร์เซลล์หรืออินเวอร์เตอร์ วิเคราะห์ประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน

ประโยชน์: ตรวจจับความผิดปกติ วางแผนบำรุงรักษาเชิงป้องกัน

4) งานวิจัยและการเรียนการสอน ใช้เป็นสื่อการสอนในรายวิชา Electrical Measurement และ Digital Signal Processing ใช้เป็นโครงงานนักศึกษาด้านระบบวัดและ IoT

ประโยชน์: บูรณาการ Hardware + Software และพัฒนาทักษะการวิเคราะห์สัญญาณจริง

5) ระบบ IoT และอุตสาหกรรม 4.0 เชื่อมต่อผ่าน Wi-Fi/MQTT เก็บข้อมูลเพื่อวิเคราะห์ Big Data หรือ Machine Learning

ประโยชน์: รองรับ Smart Factory และ Predictive Maintenance

• -