ระบบเสียงและเซนเซอร์สัมผัสในตุ๊กตาสัตว์ 5 ตัว สำหรับสื่อการเรียนรู้ของมหาวิทยาลัยในไทย
หน่วยงาน: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี
ตุ๊กตาสัตว์พูดได้ในเคสนี้คือตุ๊กตาช้าง ยีราฟ หมีแพนด้า สุนัข และแมว ที่มีชุดบอร์ดเสียงและเซนเซอร์สัมผัสอยู่ในตัว ผู้เรียนกดจุดใดจุดหนึ่งจาก 5–8 จุดบนตัวตุ๊กตา แล้วได้ยินเสียงร้องของสัตว์หรือคำบรรยายภาษาไทยของส่วนนั้น เราส่งมอบตุ๊กตาครบ 5 ตัวให้มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ในปี 2566
- อุตสาหกรรม
- ราชการ
- ปี
- 2566
- ขอบเขตงาน
- ออกแบบและประกอบชุดบอร์ดเสียงพร้อมแผ่นเซนเซอร์สัมผัส 5–8 จุดต่อตัว สำหรับตุ๊กตาสัตว์ 5 ตัว เขียนโปรแกรมเล่นเสียง 5 แบบต่อตัวตามจุดที่กด จัดทำคู่มือการใช้งานและวิดีโอสาธิตแยกรายตัว
สรุปสั้น
- เราส่งมอบตุ๊กตาสัตว์พูดได้ 5 ตัว (ช้าง ยีราฟ หมีแพนด้า สุนัข และแมว) ให้มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ในปี 2566
- ตุ๊กตาแต่ละตัวมีจุดสัมผัส 5–8 จุด และมีเสียง 5 แบบ คือ เสียงร้อง คำบรรยายภาพรวม และคำบรรยายลักษณะร่างกายอีก 3 เรื่องเป็นภาษาไทย
- ทุกตัวใช้ชุดอุปกรณ์แบบเดียวกัน คือบอร์ดควบคุม Lichee RV Dock (RISC-V) ลำโพง แผ่นเซนเซอร์สัมผัส และชุดแบตเตอรี่พร้อมสวิตช์ อยู่ในตัวตุ๊กตาทั้งหมด
- ตุ๊กตาใช้งานได้ทันทีเมื่อเปิดสวิตช์ โดยไม่ต้องต่อคอมพิวเตอร์หรืออินเทอร์เน็ต
- ส่งมอบพร้อมคู่มือที่ระบุตำแหน่งเซนเซอร์และบทบรรยายของทุกจุด และวิดีโอสาธิตการใช้งานแยกรายตัว
โจทย์หน้างาน
มหาวิทยาลัยต้องการตุ๊กตาสัตว์ที่ส่งเสียงร้องหรือบรรยายลักษณะของส่วนที่ผู้เรียนกดเป็นภาษาไทย ชุดอุปกรณ์ทั้งหมดต้องอยู่ในตัวตุ๊กตาและใช้ไฟจากแบตเตอรี่ และมหาวิทยาลัยต้องทดสอบได้ก่อนนำตุ๊กตาไปเย็บปิด
สิ่งที่เราทำ
เราออกแบบชุดบอร์ดเสียงที่ใช้ส่วนประกอบเดียวกันในตุ๊กตาทุกตัว คือบอร์ดควบคุม Lichee RV Dock (บอร์ดคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กแบบ RISC-V) ลำโพง แผ่นเซนเซอร์สัมผัส และชุดแบตเตอรี่พร้อมสวิตช์เปิด-ปิด เมื่อผู้เรียนกดจุดใด บอร์ดเล่นไฟล์เสียงของจุดนั้นออกลำโพง ตุ๊กตาแต่ละตัวมีเสียง 5 แบบ คือ เสียงร้อง คำบรรยายภาพรวม และคำบรรยายลักษณะร่างกายอีก 3 เรื่อง
ผลลัพธ์
เราส่งมอบตุ๊กตาครบ 5 ตัวในปี 2566 พร้อมคู่มือการใช้งานที่ระบุตำแหน่งเซนเซอร์และบทบรรยายของทุกจุด และวิดีโอสาธิตการใช้งานแยกรายตัว ผู้ใช้เปิดสวิตช์ที่ชุดแบตเตอรี่แล้วกดใช้งานได้ทันที โดยไม่ต้องต่อคอมพิวเตอร์หรืออินเทอร์เน็ต
ที่มาของโจทย์
โจทย์ของเคสนี้คือการทำให้ตุ๊กตาสัตว์บอกข้อมูลของส่วนที่ผู้เรียนกดเป็นเสียงได้ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีต้องการตุ๊กตาช้าง ยีราฟ หมีแพนด้า สุนัข และแมว ไว้ใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ เมื่อผู้เรียนกดส่วนต่าง ๆ เช่น งวง คอ ขา หรือลำตัว ตุ๊กตาต้องส่งเสียงร้องของสัตว์ หรือบรรยายลักษณะของส่วนนั้นเป็นภาษาไทย
ผู้แทนของมหาวิทยาลัยเป็นผู้กำหนดขอบเขตงาน ส่วนเรารับผิดชอบชุดบอร์ดเสียง ตั้งแต่ออกแบบวงจร เขียนโปรแกรม ไปจนถึงคู่มือการใช้งาน
ข้อกำหนดและข้อจำกัด
ข้อกำหนดหลักคือชุดอุปกรณ์ทั้งหมดต้องอยู่ในตัวตุ๊กตาและทำงานเองได้ โดยมีรายละเอียดดังนี้
- บอร์ด ลำโพง แผ่นเซนเซอร์ และแบตเตอรี่ต้องอยู่ในตัวตุ๊กตา
- ใช้ไฟจากแบตเตอรี่ และไม่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เซิร์ฟเวอร์ หรืออินเทอร์เน็ต
- เสียงแต่ละไฟล์ผูกกับตำแหน่งบนร่างกายของสัตว์ ตุ๊กตาแต่ละชนิดจึงมีจุดสัมผัสและหัวข้อบรรยายต่างกัน
- มหาวิทยาลัยต้องทดสอบชุดบอร์ดได้ก่อนนำตุ๊กตาไปเย็บปิด
ตุ๊กตาพูดได้โดยไม่ต่อคอมพิวเตอร์ได้อย่างไร
ตุ๊กตาแต่ละตัวพูดได้เพราะมีชุดบอร์ดเสียงของตัวเองอยู่ข้างใน บอร์ดควบคุม Lichee RV Dock รับสัญญาณจากแผ่นเซนเซอร์สัมผัส แล้วเล่นไฟล์เสียงของจุดที่ถูกกดออกลำโพง ทั้งหมดใช้ไฟจากชุดแบตเตอรี่
ข้อกำหนดของงานคือไม่เชื่อมต่อระบบภายนอก ชุดบอร์ดจึงต้องเล่นเสียงได้เองในตัว และตุ๊กตาทุกตัวใช้ส่วนประกอบเดียวกัน ความต่างระหว่างตุ๊กตาแต่ละชนิดจึงอยู่ที่ตำแหน่งของแผ่นเซนเซอร์และไฟล์เสียงเท่านั้น สายจากแผ่นเซนเซอร์ทุกเส้นติดป้ายรหัสไว้ เพื่อให้รู้ว่าจุดไหนเล่นเสียงอะไร
ระบบสมองกลฝังตัว (Embedded System) คืออะไร
ระบบสมองกลฝังตัวคือคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ฝังอยู่ในอุปกรณ์และทำงานเฉพาะอย่าง ในเคสนี้คือบอร์ดควบคุมในตัวตุ๊กตา ที่รับสัญญาณจากเซนเซอร์และเล่นไฟล์เสียงของจุดที่ถูกกด โดยไม่ต้องมีจอหรือคอมพิวเตอร์ภายนอก
- 1
เปิดสวิตช์ที่ชุดแบตเตอรี่
เปิดสวิตช์ไฟ (on) ที่ชุดแบตเตอรี่ บอร์ดควบคุมในตัวตุ๊กตาเริ่มทำงานและรอรับการกด
- 2
กดที่ท้องเพื่อฟังเสียงร้อง
จุดที่ท้องด้านล่างของทุกตัวใช้เล่นเสียงร้องของสัตว์ชนิดนั้น
- 3
สัมผัสดวงตาหรือจมูกเพื่อฟังคำบรรยายภาพรวม
ตุ๊กตาแนะนำตัวเป็นภาษาไทย เช่น ตุ๊กตาช้างบรรยายว่า "ฉันคือช้าง หูกาง หางเป็นพู่ รูปร่างสูงใหญ่น่าดู งวงยาวและงาคู่…"
- 4
กดส่วนอื่นของร่างกายเพื่อฟังคำบรรยายส่วนนั้น
เช่น กดกลางงวงของช้างได้ยินคำบรรยายงวงและงา กดที่ขาได้ยินคำบรรยายขาและเท้า กดข้างลำตัวได้ยินคำบรรยายผิวหนัง
- 5
ปิดสวิตช์เมื่อเลิกใช้
ปิดสวิตช์ไฟ (off) ที่ชุดแบตเตอรี่เพื่อหยุดการทำงาน
สิ่งที่ส่งมอบ
เราส่งมอบตุ๊กตาสัตว์ 5 ตัวที่มีชุดบอร์ดเสียงกดใช้งานได้ พร้อมเอกสารและวิดีโอสำหรับผู้ใช้ รายการที่ส่งมอบมีดังนี้
- ชุดบอร์ดเสียง 5 ชุด สำหรับตุ๊กตาช้าง ยีราฟ หมีแพนด้า สุนัข และแมว แต่ละชุดมีบอร์ดควบคุม Lichee RV Dock ลำโพง แผ่นเซนเซอร์สัมผัส 5–8 จุด และชุดแบตเตอรี่พร้อมสวิตช์เปิด-ปิด
- โปรแกรมเล่นเสียง 5 แบบต่อตัวตามจุดที่กด
- คู่มือการใช้งานที่ระบุตำแหน่งเซนเซอร์และบทบรรยายของทุกจุด
- วิดีโอสาธิตการใช้งานแยกรายตัว
เรื่องที่ตุ๊กตาแต่ละตัวบรรยาย (ตามคู่มือการใช้งาน)
| ตุ๊กตา | เสียงที่มีในตัว |
|---|---|
| ช้าง | เสียงร้อง · ภาพรวม · งวงและงา · ขาและเท้า · ผิวหนัง |
| ยีราฟ | เสียงร้อง · ภาพรวม · คอ · ขาและเท้า · ผิวหนัง |
| หมีแพนด้า | เสียงร้อง · ภาพรวม · หัว · ขาและเท้า · ผิวหนัง |
| สุนัข | เสียงร้อง · ภาพรวม · รูปร่าง · หาง · ผิวหนัง |
| แมว | เสียงร้อง · ภาพรวม · รูปร่าง · ขาและเท้า · ผิวหนัง |
ช้าง ยีราฟ หมีแพนด้า และแมว มีเซนเซอร์ที่ขาทุกข้าง กดขาข้างใดก็ได้ยินคำบรรยายขาและเท้าเหมือนกัน ส่วนสุนัขมีจุดสัมผัสที่หลังและหางแทน
ผลที่ยืนยันได้
ผลที่ยืนยันได้คือการส่งมอบตุ๊กตาครบ 5 ตัวพร้อมคู่มือการใช้งานและวิดีโอสาธิต เราส่งมอบตุ๊กตาสัตว์พูดได้ทั้ง 5 ตัวให้มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรีในปี 2566 โดยคู่มือระบุตำแหน่งเซนเซอร์และบทบรรยายของทุกจุด และวิดีโอสาธิตแยกรายตัว
ตุ๊กตาชุดนี้ส่งมอบเพื่อใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ ยังไม่มีข้อมูลวัดผลการเรียนรู้ของผู้เรียน หรือผลเทียบกับสื่อการเรียนรู้แบบอื่น
สิ่งที่เราเรียนรู้
งานนี้ให้หลักการ 3 ข้อสำหรับงานฝังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชิ้นงานที่ปิดผนึก
- เริ่มจากตารางจุดสัมผัส ตารางที่ระบุว่าแต่ละจุดอยู่ตรงไหนของชิ้นงานและเล่นเสียงอะไร คือข้อมูลที่ใช้ออกแบบวงจร เดินสาย และเขียนคู่มือการใช้งาน
- ชิ้นงานที่จะถูกปิดผนึกต้องทดสอบก่อนปิด ในงานนี้ข้อกำหนดของงานคือมหาวิทยาลัยต้องทดสอบชุดบอร์ดได้ก่อนนำตุ๊กตาไปเย็บปิด และสายทุกเส้นติดป้ายรหัสไว้ จึงตรวจย้อนได้ว่าจุดไหนต่อกับเสียงใด
- ความเสถียรของวงจรต้องพิสูจน์ก่อนติดตั้งเข้าในชิ้นงาน แผนงานจึงควรเผื่อเวลาทดสอบความเสถียรของวงจรไว้ก่อนวันส่งมอบ
นำแนวทางนี้ไปใช้กับสื่อการเรียนรู้ของคุณได้อย่างไร
ถ้าคุณต้องการสื่อแบบสัมผัสที่กดแล้วมีเสียงบรรยาย และต้องใช้งานได้โดยไม่ต่อคอมพิวเตอร์ คุณใช้แนวทางเดียวกับเคสนี้ได้ คือฝังบอร์ดเสียงไว้ในชิ้นงาน ผูกไฟล์เสียงกับตำแหน่งของเซนเซอร์ และใช้ไฟจากแบตเตอรี่ ส่วนที่ต้องปรับคือขนาดชิ้นงาน จำนวนจุดสัมผัส และเนื้อหาเสียง
ส่วนที่ใช้ซ้ำได้ และส่วนที่ต้องปรับ
| ส่วนของระบบ | ใช้ซ้ำได้ | ต้องปรับเมื่อ |
|---|---|---|
| ชุดบอร์ดเสียง | บอร์ดควบคุม ลำโพง และชุดแบตเตอรี่แบบเดียวกันทุกชิ้น | ชิ้นงานเล็กหรือแข็งกว่าตุ๊กตาผ้า ต้องตรวจพื้นที่ติดตั้งและตำแหน่งลำโพงใหม่ |
| จุดสัมผัส | การผูกเสียงหนึ่งไฟล์กับหนึ่งตำแหน่ง และการติดป้ายรหัสสาย | จำนวนจุดหรือตำแหน่งต่างจากเคสนี้ ต้องทำตารางจุดสัมผัสใหม่ก่อนออกแบบวงจร |
| เนื้อหาเสียง | โครงเสียงร้อง คำบรรยายภาพรวม และคำบรรยายรายส่วน | เนื้อหาเป็นภาษาอื่นหรือหัวข้ออื่น ต้องเตรียมบทและไฟล์เสียงใหม่ทั้งหมด |
| การใช้งาน | เปิดสวิตช์แล้วกดใช้ได้ โดยไม่ต่อระบบภายนอก | ต้องการเก็บข้อมูลการใช้งานหรืออัปเดตเสียงจากระยะไกล ต้องออกแบบการเชื่อมต่อเพิ่ม |
- เตรียมบทบรรยายและไฟล์เสียงของทุกจุดให้ครบ พร้อมกำหนดว่าจุดไหนเล่นเสียงอะไร
- วางลำดับงานกับผู้เย็บหรือผู้ผลิตตัวชิ้นงาน ให้มีช่วงทดสอบชุดบอร์ดก่อนปิดชิ้นงาน
- กำหนดวิธีเปิด-ปิดสวิตช์และการเปลี่ยนหรือชาร์จแบตเตอรี่ เพราะชุดอุปกรณ์อยู่ในตัวชิ้นงาน
- ตกลงขอบเขตให้ชัดก่อนเริ่ม ถ้าต้องการเพิ่มฟังก์ชันภายหลัง เพราะกระทบทั้งวงจร โปรแกรม และตำแหน่งติดตั้งในชิ้นงาน
เทคโนโลยีที่ใช้
คำถามที่พบบ่อย
ตุ๊กตาต้องต่อคอมพิวเตอร์หรืออินเทอร์เน็ตไหม
ไม่ต้อง ชุดบอร์ดเสียงทำงานด้วยแบตเตอรี่ในตัวตุ๊กตา เปิดสวิตช์ที่ชุดแบตเตอรี่แล้วกดจุดบนตัวตุ๊กตาได้ทันที
ตุ๊กตาแต่ละตัวพูดอะไรได้บ้าง
แต่ละตัวมีเสียง 5 แบบ คือ เสียงร้องของสัตว์ คำบรรยายภาพรวม และคำบรรยายลักษณะของร่างกายอีก 3 เรื่อง เช่น ช้างมีงวงและงา ขาและเท้า และผิวหนัง ส่วนยีราฟมีคอแทนงวง
ส่งมอบอะไรบ้าง
ตุ๊กตาครบ 5 ตัวพร้อมชุดบอร์ดเสียงที่กดใช้งานได้ คู่มือการใช้งานที่ระบุตำแหน่งเซนเซอร์และบทบรรยายของทุกจุด และวิดีโอสาธิตการใช้งานแยกรายตัว
ทำแบบนี้กับของเล่นหรือสื่อชนิดอื่นได้ไหม
ได้ ในรูปแบบงานพัฒนาระบบเฉพาะ เราต้องดูขนาดของชิ้นงาน จำนวนจุดสัมผัส เนื้อหาเสียง และวิธีใช้งานก่อน จึงจะยืนยันแบบวงจรและขอบเขตงานได้
ราคาและระยะเวลาพัฒนาเท่าไร
ราคาและระยะเวลาไม่มีค่ามาตรฐาน ทั้งสองอย่างขึ้นกับจำนวนชิ้นงาน จำนวนจุดสัมผัสต่อชิ้น และความพร้อมของไฟล์เสียง ติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคาและแผนงาน
