การพัฒนาเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชัน

การพัฒนาเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชัน


ปัจจุบันแมวเป็นสัตว์เลี้ยงที่มนุษย์นิยมเลี้ยง

ซึ่งแมวจะมีพฤติกรรมกินอาหารถี่ตลอดทั้งวัน

และยังมีการใช้พลังงานสูงในช่วงกลางคืน

แต่เนื่องจากผู้เลี้ยงแมวหลายท่านอาจมีข้อจํากัดในด้านเวลาและสถานที่ทําให้ไม่สามารถให้อาหารแมวได้ตามเวลาและปริมาณที่เหมาะสม รวมถึงไม่สามารถรับรู้ถึงสภาพความเป็นอยู่ของแมวในช่วงเวลาที่ผู้เลี้ยงไม่อยู่บ้าน

ดังนั้นการพัฒนาเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติที่สามารถควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชันจะช่วยให้ผู้เลี้ยงมีความสะดวกสบายมากขึ้น


สมาชิกผู้จัดทำ

  1. นางสาวณภัทร เสรีรักษ์ โครงการ วมว. โรงเรียนดรุณสิกขาลัย ปีการศึกษา 2564
  2. นางสาวภาวิดา ผุสดีโสภณ โครงการ วมว. โรงเรียนดรุณสิกขาลัย ปีการศึกษา 2564
  3. นายสิงหา จุลจันทร์ โครงการ วมว. โรงเรียนดรุณสิกขาลัย ปีการศึกษา 2564

วัตถุประสงค์

  • เพื่อสร้างเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติแบบควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชันได้
  • เพื่อศึกษาผลการทํางานของเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชัน
  • เพื่อศึกษาความพึงพอใจจากการใช้งานโดยกลุ่มตัวอย่างผู้ใช้งาน

ภาพรวมของการทำงาน

เครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัตินี้สามารถควบคุมผ่านเว็บแอปพลิเคชัน ซึ่งพัฒนาโดยใช้เครื่องมือ Node-RED ทํางานร่วมกับบอร์ด Raspberry Pi 4 model B ที่มีระบบแนะนําตารางการให้อาหาร โดยคำนวนจากพลังงานขณะพักของแมวและระบบมอนิเตอร์ผ่านกล้อง USB camera ที่ทํางานร่วมกับ YouTube live ในการแสดงวิดิโอบนเว็บแอปพลิเคชัน รวมทั้งออกแบบกลไกการให้อาหารที่ใช้โครงสร้างแบบเกลียว โดยเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติสามารถให้อาหารแมวได้ตามตารางเวลาที่กําหนดไว้ เว็บไซต์และบอร์ดมีการรับส่งข้อความผ่านระบบ IoT ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เว็บแอปพลิเคชันสามารถแนะนําและจัดการตารางให้อาหารรวมทั้งแสดงวิดีโอผ่าน YouTube live แก่ผู้ใช้ได้

แผนการดำเนินงาน

การนำเสนอผลการออกแบบ

แผนผังภาพรวมของระบบเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติ โดยจะแบ่งการทํางานออกเป็น 3 ส่วนหลัก ได้แก่ บอร์ด, เว็บแอปพลิเคชัน และคลาวด์

Flow Chart ภาพรวมของระบบทั้งหมด

การออกแบบทางกลของเครื่องให้อาหารแมวแบบสามมิติ จะเขียนแบบวิศวกรรมและสำหรับเครื่องพิมพ์สามมิติ ซึ่งมีส่วนประกอบหลัก คือ ส่วนเครื่องให้อาหารแบบเกลียวและส่วนฐานเครื่องให้อาหาร โดยใช้โปรแกรม Free CAD และ SOLIDWORKS ในการออกแบบ

ผลการทดลอง

อุปกรณ์เครื่องให้อาหารแมวแบบอัตโนมัติที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ ประกอบด้วยส่วนฐาน เกลียวให้อาหาร และท่อเก็บอาหารของเครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติ

ฐานของเครื่องใส่อาหาร

เกลียวที่ให้อาหาร

ท่อเก็บอาหาร

เครื่องให้อาหารแมวแบบประกอบเสร็จสมบูรณ์และทดลองให้อาหาร

ผลการพัฒนาหน้าการแสดงผลของเว็บแอปพลิเคชัน เว็บแอพลิเคชั่นมีหน้าเว็บทั้งหมด มี 6 เว็บเพจ ได้แก่ หน้าหลัก (/home), หน้าดูตารางการให้อาหาร (/schedule), หน้าติดตามมอนิเตอร์ (/monitor) ,หน้าข้อมูลของแมวสัตว์เลี้ยง (/catinfo) และ หน้าแก้ไขข้อมูลแมวสัตว์เลี้ยง (/catedit) มีหน้าหลักที่สามารถเข้าถึงได้ทุกแพล็ตฟอร์มอยู่บน IP Address ที่ http://52.187.63.18:1880/home มีตัวอย่างหน้าเว็บดังนี้

สรุปผลการทดลอง

  • เครื่องให้อาหารแมวอัตโนมัติที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์สามมิติมีความแข็งแรงและรองรับน้ำหนักได้ดี
  • ในส่วนของเว็บแอปพลิเคชัน ผู้จัดทําได้สร้าง server ของเว็บแอปพลิเคชั่นไว้ที่ http://52.187.63.18:1880/ และใช้เครื่องมือ Node-RED ในการพัฒนาทั้ง font-end และ back-end รวมทั้งใช้ในการจัดการการเชื่อมต่อแบบ MQTT กับ Raspberry Pi
  • ในส่วนของการควบคุมเครื่องให้อาหาร ผู้จัดทําได้ใช้บอร์ด Raspberry Pi เข้ามาควบคุมมอเตอร์และกล้องเว็บแคม การเชื่อมบอร์ดและเว็บไซต์โดย HiveMQ ผู้จัดทําก็สามารถพัฒนาระบบให้มีการรับ-ส่งข้อความได้
  • เครื่องให้อาหารสามารถให้อาหารได้ตามที่สั่งอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังมีความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการติดขัดของอาหารเม็ดในเกลียวอยู่ ซึ่งจะมีผลกับการให้อาหารปริมาณมาก
  • การวัดผลเครื่องให้อาหารผ่านการสํารวจโดยแบบประเมิน 5 ตัวเลือกกับกลุ่มตัวอย่าง 20 คน ได้ผลว่าผู้ใช้มีความพึงพอใจต่อการใช้งานเว็บแอปพลิเคชันในระดับมากถึงมากที่สุด ผู้ใช้ได้ให้คะแนนความพึงพอใจแก่ความเข้าใจง่ายของหน้าเว็บอยู่ที่ 4.80 และคะแนนการใช้งานเว็บโดยรวมที่ 4.70 คณะผู้จัดทําได้รับข้อเสนอแนะในการแก้ไขการแสดงผลส่วนการแสดงสถานะการให้อาหารให้เข้าใจได้ง่ายมากยิ่งขึ้น ลดความกํากวมในฟอร์มข้อมูล และสร้างเงื่อนไขตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลเมื่อรับข้อมูลจากผู้ใช้

ข้อเสนอแนะ

  • ควรทดสอบกับแมวที่มีจํานวนและมีความหลากหลายทางประเภทมากขึ้น เพื่อวัดผลของระบบตารางแนะนําอาหารให้มีความน่าเชื่อถือ
  • ควรเปลี่ยนการรัน server ของเว็บแอปพลิเคชัน บนเครื่องคอมพิวเตอร์เสมือนมาเป็น Raspberry Pi เพื่อลดปริมาณทรัพยากรที่ใช้อาจต้องทําเครื่องให้อาหารที่ใหญ่และมีความแข็งแรงมากขึ้นสําหรับแมวที่ตัวใหญ่
  • เพิ่มเติมระบบแจ้ง notification ให้แก่ผู้ใช้เมื่อให้อาหารแมวในแต่ละมื้อได้
  • เพิ่มฟังก์ชันการควบคุมเครื่องให้อาหารหลายเครื่องหรือเพิ่มจํานวนแมวที่มีอยู่ได้