เป็น Engineer ได้ไง ถ้าไม่รู้จัก Scilab !

ก่อนอื่นเลยขอสวัสดีผู้เข้าชมทุกท่าน…

วันนี้ผู้เขียนจะพาคุณไปสู่โลกของ scilab คุณคงจะเริ่มสงสัย มันคืออะไรกัน? ผู้เขียนจะตอบให้ว่ามันก็คือโปรแกรมที่จะช่วยคำนวนอะไรที่มัน advance กว่าเครื่องคิดเลขสักหน่อย ถ้าถามว่าระดับไหน… ก็คิดเลขจนตอนมหาลัย ทำงานก็ยังได้ใช้ วิศวกรปัจจุบันก็ยังใช้กันอยู่ และข้อที่สำคัญที่สุดเลยก็คือโปรแกรมนี้ฟรีค่ะ โปรโมทกันมาขนาดนี้แล้ว เรามาลองดูกันเลยดีกว่า

ในบทความนี้ผู้เขียนก็ได้นำโจทย์มาหนึ่งข้อ ก่อนอื่นเลยเราจะแสดงวิธีที่คิดด้วยสมองของเราก่อน แล้วถ้าใช้โปรแกรมช่วยคิดจะง่ายกว่าขนาดไหน มาเริ่มกันเลย!!!

โจทย์คือ

“ขดลวดสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีจำนวนรอบหนึ่งรอบและมีพื้นที่ 100 ตารางเซนติเมตร ขดหนึ่งถูกหมุนอยู่ในสนามแม่เหล็กมีค่า 10-4 เทสลา โดยแกนหมุนอยู่ในแนวตั้งฉากกับสนาม และมีความเร็วเชิงมุม 180 องศา/วินาที จงหาว่าเวลา 1/6 วินาที หลังจากระนาบของขดลวดอยู่ในแนวขนานกับสนามแม่เหล็ก จะมีโมเมนต์ที่เกิดขึ้นจากแรงของสนามแม่เหล็กระหว่างขดลวดมีค่าเท่าใด ถ้ามีกระแสไหลผ่าน 2 แอมแปร์”

ซึ่งมีวิธีการคิดก็คือ

01

เราสามารถใช้โปรแกรม Scilab เข้ามาช่วยคิดได้โดยเริ่มจากรันโปรแกรมขึ้นมาก่อน (ในกรณีที่คุณยังไม่มีตัวโปรแกรม ก็ไปโหลดจากในเว็บ scilab.org ซึ่งโปรแกรมนี้มีให้เลือกใช้ใน os หลักๆ ก็ดูอันที่เหมาะกับเครื่องคุณแล้วทำการโหลดมาลงในเครื่อง) เมื่อโปรแกรมเปิดขึ้นมาให้กดที่รูปโน๊ตหรือก็คือ Launch SciNotes  ด้านบน แล้วจะมีหน้าต่างเพิ่มขึ้นมาอีกอัน ซึ่งหน้าต่างนี้คือที่ๆ เราจะเขียนวิธีการคำนวนนั่นเอง

02

จากนั้นทำการกำหนดฟังก์ชั่นแรกที่ใช้หาค่าของมุมโดยมี 2 ตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ในที่นี้เขียนว่า function o = angle(w,t) คำว่า function เป็นการบอกว่าตัวที่เรากำลังเขียนว่าเป็นฟังก์ชั่น และ o คือตัวแปรที่มารับค่า จากนั้นจึงเขียนว่า o เท่ากับตามด้วยชื่อฟังก์ชั่น ในที่นี้คือ angle แล้วตามด้วยตัวแปรที่เกี่ยวข้องสองตัวที่เรากำหนดไว้ในวงเล็บคือ w และ t

บรรทัดถัดไปคือการบอกว่าเราจะกระทำการกับฟังก์ชั่นนี้อย่างไร ในที่นี้สูตรการหามุมคือนำความเร็วเชิงมุมคูณกับเวลา จึงเขียนว่า o = w*t แล้วตามด้วย ; หรือ semicolon เป็นการบอกว่าจบบรรทัด แล้วตามด้วย endfunction เป็นการบอกว่าจบฟังก์ชั่นแล้ว ซึ่งเราก็จะได้ฟังก์ชั่นการหามุมมาเป็นที่เรียบร้อย

จากนั้นเราจะตั้งฟังก์ชั่นสำหรับการหาค่าโมเมนต์ของแรงของสนามแม่เหล็กโดยใช้สูตร โมเมนต์แรงสนามแม่เหล็กมีค่าเท่ากับจำนวนรอบคูณกับกระแสคูณกับสนามแม่เหล็กคูณกับพื้นที่ของขดลวดและคูณกับคอสของมุม สรุปเป็นสูตรได้ว่า โมเมนต์ = จำนวนรอบ * กระแส * สนามแม่เหล็ก * พื้นที่ของขดลวด * cos ของมุม

ซึ่งเราก็จะเริ่มเขียนโดย function ตามด้วยตัวแปรที่รับค่าในที่นี้แทนด้วย m จากนั้นเขียน = ชื่อฟังก์ชั่นคือ magnet (เราสามารถกำหนดชื่อนี้ได้ตามใจชอบ) จากนั้นตามด้วยตัวแปรที่เกี่ยวข้องทั้งหมดซึ่งได้แก่ N I B A และ o หรือก็คือมุมที่เราหาได้จากฟังก์ชั่นแรก

บรรทัดถัดมาเราทำการเขียนสมการโดยใช้ตัว m มารับค่าแล้วตามด้วยผลคูณของ N I B A และจึงคูณด้วยค่า cos แต่การคำนวนของ scilab จะคำนวนมุมในหน่วยเรเดียน เราจึงต้องทำการแปลงหน่วยด้วยการนำค่าองศาคูณค่า pi และหารด้วย 180

การหาค่าคอสเราจะใช้คำว่า cos () และในวงเล็บใส่ค่ามุมในหน่วยเรเดียน แต่จากโจทย์นั่นเป็นหน่วยองศา เราจึงต้องทำการเปลี่ยนหน่วยก่อน ด้วยการคูณ pi ซึ่งใน scilab นี้รู้จัก pi ในคำว่า %pi เป็นการบอกว่าเป็นค่าคงตัวที่ใช้กันทั่วโลกแล้วจึงหารด้วย 180 และเช่นเคยจบด้วย ; และ endfunction

03

จากนั้นทำการกด save and execute ที่ด้านบน

04

เมื่อกลับไปที่หน้าจอหลักจะมีข้อความขึ้นว่า exec( ) ในวงเล็บจะเป็นการบอกที่อยู่ของไฟล์ที่เรียกใช้ หรือไฟล์ที่เราเขียนฟังก์ชั่นต่างๆ เมื่อสักครู่นี้

                จากนั้นทำการเรียกฟังก์ชั่นหามุมอันแรก angle ของเราก่อน โดยเขียนชื่อฟังก์ชั่นตามด้วยวงเล็บและใส่ค่าตัวแปรเป็นตัวเลขตามที่โจทย์กำหนด แล้วกด enter ก็จะได้ค่ามุมออกมา ผลก็คือ 30 องศา (ยังเป็นหน่วยองศาน่ะ เพราะยังไม่ได้ผ่านการแปลง)

                จากนั้นทำการเรียกฟังก์ชั่นที่สองคือ magnet และใส่ค่าตัวแปรต่างๆ ให้ครบถ้วน *สำคัญมาก ห้ามใส่ค่าตัวแปรสลับกันมิเช่นนั้นโปรแกรมจะคำนวนผิดพลาด* แล้วกด enter ก็จะได้ผลลัพธ์ออกมา

05

                ในกรณีนี้ค่าที่ได้ออกมาเป็นทศนิยมหลายตำแหน่งอาจทำให้เราไม่เห็นค่าที่แท้จริงอย่างครบถ้วน ให้เราไปดูที่ Variable Browser ที่ด้านบนขวาของจอ ตรงค่า Value ซึ่งในที่นี้ก็จะเขียนไว้ว่า 1.73e-06 มีความหมายว่า 1.73*10-6

06

                จบไปแล้วกับการใช้ scilab มาช่วยแก้ปัญหาในการคิดเลขที่มันมากมายและซับซ้อน จะสังเกตได้ว่านอกจากจะช่วยคิดเลขแล้ว ยังช่วยจำสูตรให้เราด้วย เพราะอย่างในตัวอย่างนี้มีตัวแปรมากมาย มีสูตรที่เราอาจจะไม่คุ้นเคย แต่หากเราเขียนเก็บไว้เป็นไฟล์แล้ว เมื่อเราทำการเรียกไฟล์และใส่ค่าตัวแปรก็จะได้คำตอบที่เราต้องการโดยไม่จำเป็นต้องจำสูตรอีกเลย

                เป็นไงคะ? ง่ายมากใช่ไหม ผู้เขียนหวังว่าบทความนี้จะทำให้ผู้อ่านได้ความรู้ และมีความสะดวกสบายในการคำนวนสิ่งต่างๆ มากขึ้นนะคะ สำหรับตอนนี้ขอลาไปก่อน สวัสดีค่ะ 🙂

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
PANDHITTAYA NOIKORN on sabyoutube
PANDHITTAYA NOIKORN
at GlurGeek.Com
นางสาวปัณฑิตญา น้อยกร รหัส 1590900435
นักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาคอมพิวเตอร์
มหาวิทยาลัยกรุงเทพ

Leave a Reply