การออกแบบและสร้างนาฬิกาแดดอนาเลมมาแบบอัตโนมัติ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กันต์กนิษฐ์ ผลพอตน
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
นิวร ศรีคุณ, บุญส่ง เห็นงาม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อ
ในสมัยโบราณที่มนุษย์ยังไม่มีนาฬิกาใช้ การดำเนินชีวิตขึ้นอยู่กับธรรมชาติ ดวงอาทิตย์จึงเป็นนาฬิกาเรือนแรกที่มนุษย์รู้จัก นักประวัติศาสตร์ชื่อ Herodotus ได้บันทึกไว้ว่า ประมาณ 3,500 ปีก่อน มนุษย์รู้จักใช้นาฬิกาแดด ซึ่งนับว่าเป็นนาฬิกาเรือนแรกของโลก โดยสามารถอ่านเวลาได้จากเงาที่ตกทอดลงบนขีดเครื่องหมาย
การศึกษาเรื่องนาฬิกาแดดทำให้เราเข้าใจเรื่องเส้นทางเดินของดวงอาทิตย์ หรือ “สุริยวิถี” และเป็นหลักฐานที่แสดงว่าแกนโลกเอียง 23.5° ขณะโคจรรอบดวงอาทิตย์ ทำให้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าที่สังเกตในเวลาเดียวกันของแต่ละวันเคลื่อนที่เปลี่ยนไปในรอบปี แต่ว่านาฬิกาแดดที่ใช้โดยทั่วไปนั้น มีความคลาดเคลื่อนเนื่องจากแกนของโลกที่เอียง 23.5 องศาซึ่งทำให้ช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์จะปรากฏอยู่บนท้องฟ้านั้นยาวนานไม่เท่ากันในแต่ละฤดูกาล ประกอบกับในปัจจุบันมีการกำหนดเวลาท้องถิ่นให้เป็นเวลาที่ตั้งตามเขตเวลา ตามตำแหน่งของของตำบลที่ตั้งบนลองจิจูดต่างๆบนโลก นาฬิกาแดดแบบอนาเลมมาถูกออกแบบและสร้างขึ้นเพื่อชดเชยความคลาดเคลื่อนของเวลาที่มีผลมาการเปลี่ยนแปลง Declination ของดวงอาทิตย์ แต่นาฬิกาแดดแบบอนาเลมมานี้ก็ยังอาจมีค่าผิดพลาดจากความแม่นยำของตำแหน่งของสันเกิดเงา
ด้วยเหตุนี้ผู้จัดทำจึงออกแบบและสร้างนาฬิกาแดดแบบอนาเลมมา ที่สันเกิดเงาสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้อัตโนมัติโดยควบคุมจากการเขียนคำสั่งชุดกลที่สั่งการไมโครคอนโทรเลอร์ให้ขึ้น-ลงตาม Declination ที่เปลี่ยนไปในรอบปี ทำให้สันเกิดเงาเปลี่ยนตำแหน่งตามค่า Declination ได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น ซึ่งการจากออกแบบและสร้างนาฬิกาแดดอนาเลมมาแบบอัตโนมัตินี้พบว่าระบบของไมโครคอนโทรลเลอร์จากการเขียนคำสั่งชุดกล สามารถทำให้สันเกิดเงาของนาฬิกาแดดแบบอนาเลมมามีการขยับตัวได้ตรงตามค่า Declination ของดวงอาทิตย์ได้อย่างแม่นยำ และสามารถนำมาใช้เป็นฐานเวลาในการระบุเวลาท้องถิ่น