Walailak Innovation 17, June 2019
Walailak University – Air conditioning control system
สถาบันการศึกษาหรือหน่วยงานราชการมีห้องเรียน/ห้องประชุมที่สมควรจะถูกใช้งานเฉพาะในเวลาที่กำหนด แต่เนื่องจากผู้ใช้งานเป็นกลุ่มคนที่หลากหลาย ปัญหาการเปิดเครื่องปรับอากาศเร็วเกินไป หรือปิดช้าเกินไป หรือลืมปิดหลังใช้งาน หรือเปิดใช้งานเครื่องปรับอากาศนอกเวลาที่จองจึงมีโอกาสเกิดขึ้นได้ง่าย ส่งผลให้หน่วยงานสูญเสียค่าไฟฟ้าไปโดยไม่จำเป็น การรณรงค์ให้ช่วยกันปิดเครื่องปรับอากาศในห้องเรียนหลังเลิกใช้อาจไม่ได้ผลเนื่องจากผู้ใช้งาน (เช่นนักศึกษา บุคคลภายนอกที่เข้ามาใช้ห้องประชุม) ไม่ได้รู้สึกว่าตนมีหน้าที่โดยตรงในการรับผิดชอบในการประหยัดพลังงาน และเนื่องมาจากว่าสถาบันการศึกษาหรือหน่วยงานภาครัฐแต่ละแห่งมีห้องเรียนหรือห้องประชุมเป็นจำนวนมาก แต่ละห้องมีเครื่องปรับอากาศหลายตัว อีกทั้งตารางเวลาของแต่ละห้องนั้นเปลี่ยนแปลงอยู่บ่อยๆ ไม่เหมือนกันในแต่ละวัน การใช้เจ้าหน้าที่คอยดูแลเปิดปิดเครื่องปรับอากาศตามตารางเวลาการใช้งาน หรือแม้แต่การใช้อุปกรณ์ตั้งเวลาที่มีความสามารถในการเปิดปิดเครื่องปรับอากาศแต่ละตัวตามเวลาที่ตั้งไว้ ซึ่งอาจต้องเปลี่ยนแปลงการตั้งเวลาของเครื่องปรับอากาศทุกตัวในทุกวัน จึงไม่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริง เพื่อหยุดความสูญเสียนี้ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องควบคุมการเปิดปิดเครื่องปรับอากาศโดยระบบคอมพิวเตอร์อัตโนมัติที่นำเข้าข้อมูลการจองห้องจากเครื่องแม่ข่ายที่ทำหน้าที่บริหารจัดการเวลาการใช้ห้องโดยตรง และมีความสามารถในการเปิดปิดเครื่องปรับอากาศผ่านอุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์
รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมของระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศให้ทำงานตามเวลาที่กำหนด
ระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้
1. เครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่ายหลัก (Air control system) ภายในบรรจุซอฟแวร์ที่ทำหน้าที่ติดต่อกับเครื่องแม่ข่ายอื่นๆ ที่ดูแลตารางการใช้ห้อง และรูปแบบคำสั่งหรือการตั้งค่าอื่นๆ จากผู้ใช้ และติดต่อกับอุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Node controller) ที่ควบคุมการทำงานของเซนเซอร์และสวิทช์
2. เครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่ายที่ทำหน้าที่จัดการตารางเวลาการใช้งานห้องเรียน (Room booking system) โดยปกติแล้ว หน่วยงานจะมีเครื่องแม่ข่ายที่ทำหน้าที่นี้อยู่แล้ว
3. แอพลิเคชั่นสำหรับผู้ใช้งานในการจัดการระบบทั้งหมด รวมทั้งการติดตามการทำงานของระบบ แอพพลิเคชั่นนี้ถูกติดตั้งบนเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งเชื่อมต่อกับอินเทอร์เนท (Monitor and manage)
4. อุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เป็นตัวกลางเชื่อมการทำงานระหว่างเครื่องแม่ข่ายและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ควบคุมเซนเซอร์หรือสวิทช์ (Node controller) อุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะถูกติดตั้งไว้ในห้องแต่ละห้อง ทำหน้าที่รับคำสั่งจากเครื่องแม่ข่ายเพื่อควบคุมระบบตัดต่อวงจรเครื่องปรับอากาศ อุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะต้องมีความสามารถในการสื่อสารข้อมูลผ่านอินเทอร์เนทด้วยช่องทางใดช่องทางหนึ่ง เช่น Wireless, LAN, Low Power Wire Area Network (LPWAN) หรืออื่นๆ ที่มีความเหมาะสม
5. หากจำเป็น ระบบอาจต้องมีอุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ (General controller) ที่สามารถตัดต่อวงจรไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศตามคำสั่งของ Node controller หรือทำหน้าที่รับข้อมูลจากเซนเซอร์แล้วส่งให้ Node controller (เป็นไปได้ว่าในบางบริบท Node controller อาจทำหน้าที่แทน General controller ได้เลย)
6. อุปกรณ์เซนเซอร์ตรวจวัดความเคลื่อนไหวหรืออื่นๆ ที่เหมาะสม ที่สามารถส่งผลการตรวจจับเข้าสู่อุปกรณ์ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้
หลังจากที่ระบบถูกติดตั้งแล้ว หลักการทำงานของระบบเป็นดังนี้
1. ในทุกๆ 5 นาที ระบบควบคุมกลางจะร้องขอข้อมูลตารางเวลาการใช้ห้องต่างๆ จากเครื่องแม่ข่ายที่จัดการเวลาเรียน หากมีการเปลี่ยนแปลงตารางเวลาใช้งานในห้องใดห้องหนึ่ง ระบบควบคุมกลางก็จะทราบได้ทันที
2. ระบบควบคุมกลางร้องขอสถานะการใช้ห้องซึ่งตรวจจับโดย Motion sensor ที่ติดตั้งอยู่ในห้อง
3. ถ้า ณ เวลาปัจจุบันห้องเรียนถูกจองไว้ และตรวจพบว่ามีคนเข้ามาใช้งานจริง ระบบจะเปิดเครื่องปรับอากาศให้
4. หากเงื่อนไขในข้อสามไม่เป็นจริง ระบบจะปิดเครื่องปรับอากาศลง
5. ทุกๆ 5 นาที ระบบจะบันทึกสถานะการทำงานของเครื่องปรับอากาศไว้เพื่อการดูข้อมูลการทำงานย้อนหลัง
ระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศถูกติดตั้งและใช้งานจริงแล้ว ณ อาคารเรียนรวม 1 3 5 7 และอาคารสถาปัตยกรรม มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ตั้งแต่ประมาณเดือน มิถุนายน 2561 ถึงปัจจุบัน
รูปที่ 2 หน้าจอแสดงระบบควบคุมการทำงาน
Inventor:
