ใบกิจกรรมที่ 1 วิเคราะห์องค์ประกอบระบบทางเทคโนโลยี 

               📝 พรีเซนเตชั่น Canva

                        📑  ไวท์บรอด Canva

    ตัวอย่าง    ระบบการทำงานของ "เครื่องชงกาแฟแบบหยด (Drip Coffee Maker)" ซึ่งเป็นประเภท       ที่พบเห็นได้ทั่วไปที่สุดตามบ้านและสำนักงาน ระบบทางเทคโนโลยีของมันมีความชัดเจนและตรงไปตรงมา

ระบบทางเทคโนโลยี (Technological System) คือกลุ่มขององค์ประกอบที่ทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุจุดประสงค์อย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก คือ ตัวป้อน (Input), กระบวนการ (Process), ผลผลิต (Output), และข้อมูลย้อนกลับ (Feedback)

แผนภาพรวมระบบทางเทคโนโลยีของเครื่องชงกาแฟ (แบบหยด)

เป้าหมายของระบบ: สกัดกลิ่นและรสชาติจากผงกาแฟด้วยน้ำร้อน เพื่อให้ได้น้ำกาแฟสำหรับดื่ม

1. ตัวป้อน (Input)

คือ สิ่งที่ต้องใส่เข้าไปในระบบเพื่อให้เครื่องเริ่มทำงานได้

• พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy): แหล่งพลังงานหลักเพื่อให้ความร้อนและขับเคลื่อนระบบ

• น้ำเปล่า (Water): ตัวกลางในการสกัดกาแฟ

• ผงกาแฟบด (Ground Coffee): วัตถุดิบที่ให้กลิ่นและรสชาติ (ใส่ในกระดาษกรองหรือตะแกรง)

• การกระทำของผู้ใช้ (User Action): การกดปุ่มเปิดสวิตช์ (ON)

2. กระบวนการ (Process)

คือ ขั้นตอนการทำงานภายในเครื่องที่เปลี่ยนตัวป้อนให้เป็นผลผลิต นี่คือหัวใจสำคัญของการทำงาน:

🟩 ขั้นตอนที่ 1: การไหลลงสู่ส่วนทำความร้อน

• • เมื่อเติมน้ำลงในถังพัก (Water Reservoir) น้ำจะไหลผ่านท่อด้านล่างโดยอาศัยแรงโน้มถ่วง

  • ระหว่างทางจะมี วาล์วทางเดียว (One-way Valve) คอยกันไม่ให้น้ำไหลย้อนกลับเข้าไปในถังพัก

🟩 ขั้นตอนที่ 2: การทำความร้อน (The Heating Element)

• • น้ำจะไหลเข้าไปอยู่ในท่ออะลูมิเนียมที่อยู่แนบติดกับ ขดลวดความร้อน (Heating Element) ที่อยู่ใต้ฐานเครื่อง

  • เมื่อเปิดเครื่อง ไฟฟ้าจะทำให้ขดลวดร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้น้ำในท่ออะลูมิเนียมเดือด

🟩 ขั้นตอนที่ 3: ปั๊มฟองอากาศ (The Bubble Pump) - ส่วนสำคัญที่สุด

• • เมื่อน้ำเดือด จะกลายเป็นไอ (Steam) และเกิดฟองอากาศขนาดใหญ่

  • ฟองอากาศเหล่านี้ขยายตัวและต้องการที่อยู่ เนื่องจากมีวาล์วกันทางน้ำเข้าไว้ แรงดันจากไอน้ำจึงดันน้ำร้อนที่อยู่ข้างหน้ามันให้พุ่งขึ้นไปตามท่อนำน้ำร้อน (Hot Water Tube) สู่ด้านบนของตัวเครื่อง

  • (หลักการนี้คล้ายกับการต้มน้ำในกาแล้วน้ำล้นออกมาทางพวยกา เครื่องแบบหยดส่วนใหญ่ไม่มีปั๊มกลไก แต่ใช้แรงดันไอน้ำธรรมชาติในการ "ปั๊ม" น้ำขึ้นไป)

🟩ขั้นตอนที่ 4: การกระจายน้ำ (The Showerhead)

• • น้ำร้อนที่ถูกดันขึ้นมาจะไหลออกสู่หัวฝักบัวหรือหัวกระจายน้ำ (Showerhead/Spreader) ด้านบน เพื่อหยดน้ำร้อนให้ทั่วถึงผงกาแฟที่อยู่ในตะกร้ากรอง

🟩 ขั้นตอนที่ 5: การสกัด (Extraction)

• • น้ำร้อนค่อยๆ ซึมผ่านผงกาแฟ สกัดเอารสชาติ น้ำมัน และกลิ่นออกมา แล้วหยดผ่านตัวกรองลงสู่โถแก้ว (Carafe) ด้านล่างด้วยแรงโน้มถ่วง

🟩 ขั้นตอนที่ 6: การอุ่น (Warming)

• • ขดลวดความร้อนตัวเดิมที่ต้มน้ำ มักจะทำหน้าที่ให้ความร้อนกับแผ่นอุ่น (Warming Plate) ที่รองรับโถแก้วด้วย เพื่อรักษากาแฟที่ชงเสร็จแล้วให้ร้อนอยู่เสมอ

3. ผลผลิต (Output)

คือ สิ่งที่ได้ออกมาจากกระบวนการทำงานของระบบ

• น้ำกาแฟร้อน (Brewed Coffee): ผลลัพธ์หลักที่ต้องการ

• ความร้อน (Heat): พลังงานที่แผ่ออกมาจากตัวเครื่องและแผ่นอุ่น

• กากกาแฟเปียก (Wet Coffee Grounds): ของเสียที่ต้องนำไปทิ้ง

• ไอน้ำ (Steam): ระเหยออกมาเล็กน้อยระหว่างกระบวนการ

4. ข้อมูลย้อนกลับ (Feedback)

คือ การตรวจสอบเพื่อควบคุมการทำงานของระบบ (ในเครื่องรุ่นพื้นฐานจะมีระบบนี้แบบง่ายๆ)

•    เทอร์โมสตัท / ตัวตัดความร้อน (Thermostat / Thermal Fuse):

  • นี่คือระบบความปลอดภัยและควบคุมหลัก เครื่องจะรู้ได้อย่างไรว่าน้ำหมดแล้ว?

  • เมื่อยังมีน้ำไหลผ่านท่อทำความร้อน อุณหภูมิจะคงที่อยู่ที่จุดเดือดของน้ำ

  • ทันทีที่น้ำในถังหมด ไม่มีน้ำไหลผ่านท่อ อุณหภูมิของขดลวดความร้อนจะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเกินจุดเดือดปกติ

  • เทอร์โมสตัทจะตรวจจับอุณหภูมิที่สูงเกินปกตินี้ และทำการตัดวงจรไฟฟ้าที่จ่ายไปยังขดลวดทำความร้อน เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องไหม้ (หรือบางรุ่นอาจเปลี่ยนโหมดเหลือแค่การอุ่นโถแก้ว)

สรุปความแตกต่างกับเครื่องเอสเปรสโซ (Espresso Machine)

เพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น ระบบของเครื่องเอสเปรสโซจะต่างออกไปเล็กน้อย:

• เครื่องแบบหยด: ใช้ แรงโน้มถ่วง และ แรงดันไอน้ำธรรมชาติ (แรงดันต่ำมาก) ให้น้ำไหลผ่านกาแฟช้าๆ

• เครื่องเอสเปรสโซ: มี ปั๊มน้ำไฟฟ้า (Electric Pump) เพื่อสร้างแรงดันสูงมาก (ประมาณ 9-15 บาร์) เพื่ออัดน้ำร้อนผ่านกาแฟบดละเอียดอย่างรวดเร็ว ทำให้ได้กาแฟที่เข้มข้นและมีครีมา (Crema)

Feedback: (ผลตอบรับ/ผลลัพธ์ที่ได้รับ)

ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริงจากการชงกาแฟ:

• ผลลัพธ์ที่ดี: ได้เครื่องดื่มกาแฟที่มีรสชาติเข้มข้น หอม อุณหภูมิพอเหมาะ และมีปริมาณตามที่ต้องการ

• ผลลัพธ์ที่ไม่ดี (ปัญหาที่พบ): กาแฟจืดชืดเกินไป, กาแฟไหลช้ามาก, เครื่องมีเสียงดังผิดปกติ, หรือเครื่องไม่ทำงานเลย

• สาเหตุ: (รากปัญหา/ปัจจัยที่ทำให้เกิดผลลัพธ์นั้น)

ตัวอย่างสาเหตุของปัญหาที่อาจเกิดขึ้น:

• กาแฟจืด: ใช้ปริมาณกาแฟน้อยเกินไป หรือบดกาแฟหยาบเกินไป ทำให้น้ำไหลผ่านเร็วเกินไป (Underextraction)

• กาแฟไหลช้า/ไม่ออก: บดกาแฟละเอียดเกินไป หรืออัดกาแฟแน่นเกินไป (Overextraction/อุดตัน)

• เครื่องไม่ทำงาน: ปลั๊กไฟหลวม, น้ำในแทงก์หมด, หรือสวิตช์เปิด-ปิดเสีย

• รสชาติผิดปกติ: ไม่ได้ทำความสะอาดเครื่องนาน ทำให้มีคราบกาแฟเก่าสะสม

วิธีการแก้ไขปัญหาเบื้องต้นตามสาเหตุ:

• กาแฟจืด: เพิ่มปริมาณผงกาแฟ หรือปรับระดับการบดให้ละเอียดขึ้น

• กาแฟไหลช้า: ปรับระดับการบดให้หยาบขึ้น หรือลดแรงกดตอนอัดกาแฟ (สำหรับเครื่องเอสเปรสโซ)

• เครื่องไม่ทำงาน: ตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้า เติมน้ำให้เต็มแทงก์ หรือติดต่อศูนย์บริการหากวงจรเสีย

• รสชาติผิดปกติ: ทำความสะอาดหัวชงและส่วนประกอบต่างๆ อย่างสม่ำเสมอ

• การดูแล: (การบำรุงรักษา/การป้องกันระยะยาว)

การบำรุงรักษาเพื่อยืดอายุการใช้งานและป้องกันปัญหา:

• ทำความสะอาดประจำวัน: ล้างด้ามชง ล้างโถกาแฟ และเช็ดทำความสะอาดหัวจ่ายน้ำหลังใช้งานทุกครั้ง

• การล้างตะกรัน (Descaling): ใช้น้ำยาทำความสะอาดคราบหินปูนเป็นระยะๆ (ตามความถี่การใช้งานและคุณภาพน้ำในพื้นที่)

• ใช้น้ำสะอาด: ใช้น้ำกรองหรือน้ำดื่มบรรจุขวดแทนน้ำประปา เพื่อลดการสะสมของตะกรันในหม้อต้ม

• อ่านคู่มือ: ปฏิบัติตามคำแนะนำในคู่มือการใช้งานของเครื่องรุ่นนั้นๆ อย่างเคร่งครัด