Innovation Owner
นาง Pattareeya Damrongsak
Advisor
Details
This research aims to develop a wireless magnetic field sensor named "K-Mag Tracer" as an innovative teaching tool for physics laboratory courses. The system utilizes a linear Hall effect sensor integrated with a microcontroller board. The device is designed for real-time data display through two channels: an onboard OLED screen and a web browser on mobile devices. Additionally, an online lesson system was developed to support self-directed learning in magnetic phenomena. The results show that the K-Mag Tracer is capable of measuring magnetic fields within a range of +/-120 mT. Users can choose between two data logging modes—time-based and event-based—to accommodate various experimental setups. Performance comparison against two standard commercial sensors demonstrated consistent measurements with an error of less than 2%, which falls within the acceptable standard for physics laboratories. Consequently, this innovation serves as an effective tool to promote active learning and facilitate physics data analysis in the digital era.
The results show that the K-Mag Tracer is capable of measuring magnetic fields within a range of +/-120 mT. Users can choose between two data logging modes—time-based and event-based—to accommodate various experimental setups. Performance comparison against two standard commercial sensors demonstrated consistent measurements with an error of less than 2%, which falls within the acceptable standard for physics laboratories. Consequently, this innovation serves as an effective tool to promote active learning and facilitate physics data analysis in the digital era.
Objective
1) เพื่อพัฒนาอุปกรณ์การทดลองในการเรียนการสอนรายวิชาปฏิบัติการฟิสิกส์ 2) เพื่อพัฒนาระบบการวัดที่มีต้นทุนการผลิตต่ำ มีความสะดวก และให้ผู้ใช้งานเข้าถึงได้
การวัดสนามแม่เหล็กเป็นส่วนสำคัญในการศึกษารายวิชาฟิสิกส์ ช่วยให้ผู้เรียนมีความเข้าใจในวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เพื่อนำไปสู่การประยุกต์ใช้งานจริง วิธีที่สะดวกและมีความน่าเชื่อถือวิธีหนึ่งคือการใช้เซนเซอร์ฮอลล์ (Hall Effect Sensor) ที่ทำงานโดยการตรวจจับแรงตันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กกระทบกับวัสตที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งมีประโยชน์ในการศึกษางานวิจัย รวมถึงส่งเสริมการเรียนการสอนให้กับนักศึกษาในหัวข้อแม่เหล็กและไฟฟ้า การทดลองเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก เป็นหัวข้อสำคัญที่ช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจหลักการของแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีอุปกรณ์ที่ไช้กันทั่วไปคือขดลวดเฮล์มโฮลตช์ ซึ่งเป็นขดลวดสองวงที่มีลักษณะเหมือนกันทุกประการและวางห่างกันในระยะเท่ากับระยะรัศมี เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิพฤติกรรมของสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามอุปกรณ์วัดสนามแม่เหล็กที่มีจำหน่ายในท้องตลาดนั้นมีราคาที่สูง การเข้าถึงอุปกรณ์สำหรับสถานศึกษาหรือห้องปฏิบัติการที่มีงบประมาณจำกัดอาจเป็นไปได้ยาก ทางคณะผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะพัฒนาเซนเซอร์วัดสนามแม่เหล็กโดยใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์ควบคู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ ที่สามารถวัดสนามแม่เหล็กได้อย่างแม่นยำ สามารถวัดและแสดงแสดงผลแบบเรียลไทม์ ผ่านระบบโอโอที และที่สำคัญคือที่มีต้นทนทนการผลิตต่ำ ซึ่งจะทำให้หน่วยงานต่างๆสามารถเข้าถึงและนำไปใช้ประกอบการเรียนการสอนในรายวิชาปฏิบัติการฟิสิกส์ หรือใช้เป็นชุดสาธิตในการเรียนการสอนในรายวิชาทีเกี่ยวข้อง ได้แก่ วิชาเซนเซอร์และเทคโนโลยี ไม่โครคอนโทรลเลอร์ เป็นต้น
K-Mag Tracer เป็นเซนเซอร์ที่ใช้วัดค่าสนามแม่เหล็กและมีแพลตฟอร์มการเรียนรู้ผ่านระบบไอโอที เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยสนับสนุนรูปแบบการเรียนรู้ผ่านการลงมือทำ (Active Learning) ประกอบด้วยบทเรียนออนไลน์และสื่อการสอนที่สนับสนุนให้ผู้เรียนได้ทดลองและเรียนรู้การวัดปริมาณสนามแม่เหล็กได้อย่างเหมาะสม ด้วยการออกแบบที่มีต้นทุนการผลิตต่ำ จึงช่วยเพิ่มโอกาสให้คุณครู นักเรียน นักศึกษาและผู้ที่สนใจ สามารถเข้าถึงนวัตกรรมนี้ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการยกระดับคุณภาพการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ และสร้างความเท่าเทียมทางการศึกษา