SlidePub
Home
Categories
Login
Register
Home
General
OBEC-PBL_Doc-V1.1.pdf1111111111111111111
OBEC-PBL_Doc-V1.1.pdf1111111111111111111
ssusera3b8fc
14 views
84 slides
Apr 01, 2025
Slide
1
of 84
Previous
Next
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
About This Presentation
g
Size:
27.95 MB
Language:
none
Added:
Apr 01, 2025
Slides:
84 pages
Slide Content
Slide 1
PBL
1
(Project-Based Learning : PBL
)
ศู นย พั ฒนาคุ ณภาพการศึ กษาทางไกล
สํ านั กงานคณะกรรมการการศึ กษาขั้ นพื้ นฐาน
Slide 2
2
PBL
การนํ าเสนอข อมู ลเกี่ ยวกั บข อมู ลทางเทคนิ คและเทคโนโลยี ในหนั งสื อเล มนี้ เกิ ดจากความ
ต องการที่ จะอธิ บายกระบวนการและหลั กการทํ างานของอุ ปกรณ ในภาพรวมด วยถ อยคํ าที่ ง าย
เพื่ อสร างความเข าใจแก ผู อ าน ดั งนั้ นการแปลคํ าศั พท ทางเทคนิ คหลายๆ คํ าอาจไม ตรงตามข อ
บั ญญั ติ ของราชบั ณฑิ ตยสถาน และมี หลายๆ คํ าที่ ยั งไม มี การบั ญญั ติ อย างเป นทางการ คณะ
ผู เขี ยนจึ งขออนุ ญาตบั ญญั ติ ศั พท ขึ้ นมาใช ในการอธิ บาย โดยมี ข อจํ ากั ดเพื่ ออ างอิ งในเอกสารนี้
เท านั้ น
สาเหตุ หลั กของข อชี้ แจงนี้ มาจากการรวบรวมข อมู ลของอุ ปกรณ ในระบบสมองกลฝ งตั วและ
เทคโนโลยี หุ นยนต สํ าหรั บการศึ กษาเพื่ อนํ ามาเรี ยบเรี ยงเป นภาษาไทยนั้ นทํ าได ไม ง ายนั ก ทางคณะ
ผู เขี ยนต องทํ าการรวบรวมและทดลองเพื่ อให แน ใจว า ความเข าใจในกระบวนการทํ างานต างๆ นั้ นมี ความ
คลาดเคลื่ อนน อยที่ สุ ด
เมื่ อต องทํ าการเรี ยบเรี ยงออกมาเป นภาษาไทย ศั พท ทางเทคนิ คหลายคํ ามี ความหมายที่ ทั บซ อน
กั นมาก การบั ญญั ติ ศั พท จึ งเกิ ดจากการปฏิ บั ติ จริ งร วมกั บความหมายทางภาษาศาสตร ดั งนั้ นหากมี ความ
คลาดเคลื่ อนหรื อผิ ดพลาดเกิ ดขึ้ น ทางคณะผู เขี ยนขอน อมรั บและหากได รั บคํ าอธิ บายหรื อชี้ แนะจากท าน
ผู รู จะได ทํ าการชี้ แจงและปรั บปรุ งข อผิ ดพลาดที่ อาจมี เหล านั้ นโดยเร็ วที่ สุ ด
ทั้ งนี้ เพื่ อให การพั ฒนาสื่ อทางวิ ชาการ โดยเฉพาะอย างยิ่ งกั บความรู ของเทคโนโลยี สมั ยใหม
สามารถดํ าเนิ นไปได อย างต อเนื่ อง ภายใต การมี ส วนร วมของผู รู ในทุ กภาคส วน
Slide 3
PBL
3
micro:bit
micro:bit เป นบอร ดไมโครคอนโทรลเลอร ขนาดเล็ กที่ ได รั บการออกแบบเพื่ อให เยาวชนใช เป น
ฐานการเรี ยนรู วิ ทยาการคํ านวณหรื อ computing เพื่ อพั ฒนารากฐานทางด านการเขี ยนโปรแกรมของ
เยาวชนในยุ คใหม ริ เริ่ มโครงการโดย BBC หรื อ British Broadcasting Corporation ของอั งกฤษ ซึ่ ง
มอบหมายให มหาวิ ทยาลั ย Lancaster ในอั งกฤษออกแบบบอร ดไมโครคอนโทรลเลอร ที่ มี จุ ดเด น
ด านการเรี ยนรู มี คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คที่ ดี เพี ยงพอ และราคาประหยั ด โดยได รั บการสนั บสนุ นจาก
เอกชนกว า 21 ราย ด านซี พี ยู ใช ชิ ป ARM Cortex M0 ของ Nordic Semiconductor ที่ มี บู ลทู ธในตั ว ทํ างาน
ร วมกั บตั วตรวจจั บความเร งและสนามแม เหล็ กจาก NXP/Freescale ที่ เชี่ ยวชาญและโดดเด นเรื่ องการวั ด
เร ง (Accelerometer) จึ งนํ ามาวั ดการสั่ น ความเอี ยง และนํ ามาทํ าเข็ มทิ ศอิ เล็ กทรอนิ กส ได มี ส วนแสดง
ผลในตั วเป น LED 25 ดวง ที่ ยั งใช ในการวั ดแสงได ด วย มี การใช เทคนิ คการวั ดอุ ณหภู มิ ของซี พี ยู มาใช
วั ดอุ ณหภู มิ สภาพแวดล อม ดาวน โหลดโปรแกรมผ านคอมพิ วเตอร โดยใช การเชื่ อมต อกั บพอร ต USB
หรื อใช งานแบบไร สายกั บแอปพลิ เคชั่ นบนอุ ปกรณ แอนดรอยด และ iOS ผ านบลู ทู ธ ทั้ งยั งสื่ อสารกั นเอง
ระหว าง micro:bit บอร ดอื่ นๆ ได ทั้ งแบบตั วต อตั ว หรื อแบบเป นกลุ ม เป นเครื อข าย
รู ปที่ 1-1 ส วนประกอบของ micro:bit
Slide 4
4
PBL
รู ปที่ 1-2 แสดงการจั ดขาของพอร ตอิ นพุ ตเอาต พุ ตทั้ งหมดของ micro:bit ที่ เป นจุ ดต อแบบ Edge connector
และหน าสั มผั สชุ บทองมี รู เส นผ านศู นย กลาง 4 มม.
รู ปที่ 1-3 การใช ปลั๊ กบานาน าขนาด 4 มม. มาต อเข ากั บ
พอร ตอิ นพุ ตเอาต พุ ตของ micro:bit
รู ปที่ 1-4 แนวทางการใช สายปากคี บมาต อเข ากั บ
พอร ตอิ นพุ ตเอาต พุ ตของ micro:bit
Slide 5
PBL
5
นอกจากนั้ น ยั งมี ช องการเชื่ อมต อที่ เรี ยกว า GPIB (General Purpose Interface Bus) ช วยให
micro:bit สามารถเชื่ อมต อกั บอุ ปกรณ ภายนอกได หลากหลายขึ้ น ทํ าให เป ดแนวคิ ดสร างสรรค ได มาก
ก อให เกิ ดจิ นตนาการและสร างกิ จกรรมแบบไร ขี ดจํ ากั ด ดั งแสดงการจั ดขาในรู ปที่ 1-2
การโค ดก็ นั บว าสุ ดยอด ใช การโค ดแบบต อบล็ อกที่ เด็ กคุ นเคย และสลั บดู เป นโค ดจาวาได ทั นที
ทั้ งยั งรองรั บการเขี ยนโปรแกรมหรื อการโค ดด วยภาษา Python ได อี กด วย นั บว าเป นเส นทางที่ นั กเรี ยน
เรี ยนและเขี ยนโค ดได แน นอน ทางด าน IDE หรื อสิ่ งแวดล อมสํ าหรั บการพั ฒนาแบบเบ็ ดเสร็ จทํ าไว ดี มาก
ใช ง าย เรี ยนรู เร็ ว การเขี ยนโค ดจึ งไม มี ข อยุ งยาก
ผู สนใจสามารถทดลองเล นออนไลน ได จาก microbit.org
เหตุ ผลสํ าคั ญที่ BBC ให ความสํ าคั ญกั บวิ ทยาการคํ านวณจนต องออกมาสร างโครงการ micro:bit
และผลิ ตเพื่ อแจกแก เยาวชนในสหราชอาณาจั กรถึ ง 1 ล านบอร ด ก็ เนื่ องจาก BBC ต องการกระตุ นให นั ก
เรี ยนและเยาวชนทั่ วสหราชอาณาจั กรหั นกลั บมาสนใจการเรี ยนรู ด านวิ ทยาการคํ านวณ ดั งที่ BBC เคย
ประสบความสํ าเร็ จกั บโครงการพั ฒนาคอมพิ วเตอร ที่ ชื่ อ BBC Micro ในป ค.ศ. 1980 โดยในยุ คนั้ นนั ก
เรี ยนในอั งกฤษใช BBC Micro ในการเรี ยนรู ด านการเขี ยนโปรแกรมอย างทั่ วถึ ง ก อให เกิ ดองค ความรู ด าน
วิ ทยาการคอมพิ วเตอร อย างมาก ทํ าให เกิ ดการพั ฒนาคนทางด านความคิ ดเชิ งวิ ทยาการคํ านวณอย างมาก
ทํ าให อั งกฤษมี กํ าลั งคนที่ พั ฒนาประเทศได เป นอย างดี ในเวลาต อมา
รู ปที่ 1-5 นี่ คื อ BBC Micro เครื่ องคอมพิ วเตอร ที่ ครั้ งหนึ่ งได รั บความนิ ยม และเป นเสมื อนต นแบบ
ของคอมพิ วเตอร แบบตั้ งโต ะในเวลาต อมา
Slide 6
6
PBL
การเรี ยนรู micro:bit ไร ขี ดจํ ากั ด การเขี ยนโค ดสั่ งงานเริ่ มจากการสร างของเล นง ายๆ อาทิ การเขย า
ให เป นลู กเต าอิ เล็ กทรอนิ กส การสร างเกมง ายๆ อย างเป ายิ้ งฉุ บในแบบที่ คนเล นเองก็ ไม อาจคาดเดาว า
จะออกกรรไกร ค อน หรื อ กระดาษ การทํ าเข็ มทิ ศอิ เล็ กทรอนิ กส อย างง าย ด วยความสามารถในการสื่ อ
สารข อมู ลแบบไร สายผ านทางคลื่ นวิ ทยุ และบลู ทู ธ ทํ าให สร างกิ จกรรมเป นกลุ มได ทั้ งยั งต อกั บสมาร ต
โฟนหรื อแท็ บเล็ ตเพื่ อเขี ยนโปรแกรมหรื อสั่ งงานได เกิ ดช องทางในการพั ฒนาให สมาร ตโฟนเป นตั วเชื่ อม
ต อ micro:bit เข ากั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ตเพื่ อสร างกิ จกรรมตามแนวทาง IoT หรื อ Internet of Things ได
ในการเรี ยนรู วิ ทยาการสมั ยใหม ของนั กเรี ยนควรเน นการเรี ยนรู จากรู ปธรรมสู นามธรรม การใช
micro:bit เป นการเริ่ มต นจากรู ปธรรมและถ ายทอดไปยั งผู ใช งานตามจิ นตนาการ จึ งก อให เกิ ดความ
ประทั บใจจากการได ลงมื อทํ า และไม เป นการเขี ยนโปรแกรมสั่ งงานเพี ยงอย างเดี ยวอย างที่ เคยเป นมา
micro:bit จึ งเป นนวั ตกรรมที่ ใช ในการเรี ยนรู ได อย างดี จึ งปรารถนาให บริ ษั ทหรื อเอกชนไทย
ที่ มี ความสนใจสนั บสนุ นการศึ กษา ได มองเห็ นอย าง BBC และมาร วมกั นชี้ นํ าการเรี ยนรู ด านวิ ทยาการ
คํ านวณให เด็ กและเยาวชนไทยเหมื อนอย างที่ BBC ทํ า
รู ปที่ 1-6 ภาพแสดงแนวทางการนํ า micro:bit มาทํ างาน เชื่ อมต อกั บแท็ บเล็ ตและสมาร ตโฟนในแบบ
ไร สาย นี่ คื อแนวทางของการเรี ยนรู และใช งานอุ ปกรณ สมองกลฝ งตั วในยุ คใหม
Slide 7
PBL
7
AX-microBIT เป นหนึ่ งในอุ ปกรณ เสริ มเพื่ อสนั บสนุ นการใช งานมิ นิ บอร ดไมโครคอนโทรลเลอร
เพื่ อการเรี ยนรู micro:bit ตั วแรกที่ พั ฒนาและผลิ ตขึ้ นในประเทศไทย โดยวิ ศวกรไทยจากบริ ษั ท อิ นโนเวตี ฟ
เอ็ กเพอริ เมนต จํ ากั ด (www.inex.co.th) โดยบอร ดนี้ ได รั บการออกแบบมาเพื่ อช วยอํ านวยความสะดวก
ในการเรี ยนรู และใช งาน micro:bit โดยเฉพาะอย างยิ่ งกั บการใช งานพอร ตอิ นพุ ตเอาต พุ ตของ micro:bit
รู ปที่ 2-1 แสดงส วนประกอบของบอร ดทดลอง AX-microBIT V1.9 พร อมบอร ดแปลงขาพอร ต micro:bit
AX-microBIT
V1.9
micro:bit
Slide 8
8
PBL
รู ปที่ 2-2 วงจรสมบู รณ ของบอร ดทดลอง AX-microBIT (V1.9)
40
1
1
2
35
46
7
8
91113
101214
3937
3836
35
34
33
32
3129
3028
+5V 1112645+3V3 8 GND20192131415161 910
IC1
78R33
K1
DC input
4.8-5.6V
D1
1N5819
C1
220/16V
C2
0.1/50V
+3V
D2
1N5819
+Vm
IN
GND
OUT
LED1
ON
GND
+3V
7
0
1
2
R2
1k
SP1
PIEZO
D3
1N4148
Q1
BC547
PZ
Port-0
0
JP1
K2
micro:bit I/O
K8
16
K7
12
K6
8
K5
1
AN0
K4
0
AN0
+3V
+3V
K3
micro:bit
I/O
VR1
10k
R3
150 +3V+5V
40
+Vm
K12
SERVO2
K11
SERVO1
+ -s + -s
+5V
K9
I
2
C
Slide 9
PBL
9
AX-microBIT (V1.9)
มี คอนเน็ กเตอร 80 ขาสํ าหรั บติ ดตั้ ง micro:bit
มี จุ ดต อไฟเลี้ ยง +5V เป นแจ กอะแดปเตอร พร อมวงจรควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ +3.3V และวงจร
ป องกั นการต อไฟกลั บขั้ ว
มี จุ ดต อพอร ตสํ าคั ญแบบ JST เพื่ อต อกั บอุ ปกรณ อิ นพุ ตเอาต พุ ตของ INEX
มี จุ ดต ออุ ปกรณ ระบบบั ส I
2
C เพื่ อต อกั บอุ ปกรณ ภายนอกเพิ่ มเติ ม
มี จุ ดต อเซอร โวมอเตอร 2 ช อง ใช งานร วมกั บขาพอร ต 8 และ 12 ของ micro:bit ใช แรงดั น
จากไฟเลี้ ยง +5V มาเลี้ ยงเซอร โวมอเตอร รองรั บเซอร โวมอเตอร ขนาดเล็ กที่ ใช ไฟเลี้ ยง 4.8 ถึ ง 6V
มี จุ ดต อพอร ตทั้ งหมดของ micro:bit เป นแบบ IDC ตั วผู และตั วเมี ย ทํ าให ต อสายเพื่ อใช งาน
กั บเบรดบอร ดได สะดวก
มี จุ ดต อชุ บทองขนาดรู 4 มม. 5 จุ ด เพื่ อใช งานกั บสายปากคี บได ต อตรงมาจากขาพอร ต
0,1,2, +3V และ GND
มี สวิ ตช กดติ ดปล อยดั บ 2 ตั วต อมาจาก Button A และ B ของ micro:bit
มี ตั วต านทานปรั บค าได สํ าหรั บทดลองอิ นพุ ตแอนะล็ อก สํ าหรั บปรั บแรงดั น 0 ถึ ง +3V
ผลิ ตจากแผ นวงจรพิ มพ 2 หน าเพลตทรู โฮล (PTH) พร อมชุ บทองที่ จุ ดบั ดกรี ทั้ งหมด
รู ปที่ 1 แสดงส วนประกอบทั้ งหมดของบอร ด AX-microBIT ส วนวงจรของบอร ดแสดงในรู ปที่ 2
micro:bit
(2.1) นํ า micro:bit เสี ยบเข าที่ คอนเน็ กเตอร 80 ขาด านบน โดยหั นด านที่ เป น LED 5x5 จุ ดของ
micro:bit ขึ้ นมา ดั งรู ปที่ 3
รู ปที่ 2-3 แสดงแนวทางการติ ดตั้ ง micro:bit เข ากั บบอร ด AX-microBIT เพื่ อใช งาน
(ก) ติ ดตั้ งแนวตั้ ง
(ข) ติ ดตั้ งแนวนอน โดยใช
บอร ดแปลงขาพอร ต micro:bit
Slide 10
10
PBL
ทํ าได 2 ทางคื อ
(2.2.1) ต อผ านพอร ต microUSB ของ micro:bit โดยต อสายเข ากั บจุ ดต อพอร ต microUSB บน
micro:bit และพอร ต USB ของคอมพิ วเตอร หรื อเพาเวอร แบงก หรื ออะแดปเตอร +5V ที่ มี ช องจ ายไฟเป น
พอร ต USB เมื่ อมี แรงดั น +5V เข ามา บน micro:bit มี วงจรควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ +3.3V แล วส งมายั งขา
+3.3V เพื่ อมาเข าที่ บอร ด AX-microBIT ด วย ที่ micro:bit มี LED แสดงสถานะไฟเลี้ ยงที่ เข ามายั ง micro:bit
ผ านทางพอร ต USB ที่ บอร ด AX-microBIT ก็ มี LED ตํ าแหน ง ON แสดงสถานะไฟเลี้ ยงของบอร ด
(2.2.2) ต อแรงดั นไฟฟ า +5V ที่ แจ กอะแอปเตอร โดยใช แหล งจ ายไฟหรื ออะแดปเตอร ที่ มี หั วต อ
แบบปลั๊ กอะแดปเตอร หรื อปลั๊ กแบบบาร เรล (barrell) เสี ยบเข าที่ แจ กอะแดปเตอร แรงดั น +5V จะผ าน
วงจรควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ ที่ +3.3V บนบอร ด AX-microBIT ได ไฟเลี้ ยง +3.3V ผ านไดโอดที่ ทํ าหน าที่
ป องกั นแรงดั นย อนกลั บจาก micro:bit เหลื อแรงดั น +3V เพื่ อเลี้ ยงวงจร LED ตํ าแหน ง ON จะติ ดสว าง
เพื่ อแสดงสถานะไฟเลี้ ยงของบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 2-4 แสดงตํ าแหน งที่ เกี่ ยวข องกั บไฟเลี้ ยงของบอร ด AX-microBIT
Slide 11
PBL
11
เมื่ อนํ า micro:bit มาเสี ยบเข ากั บคอนเน็ กเตอร 80 ขาของบอร ด AX-microBIT ทํ าให จุ ดต อพอร ต
4 มม. ของพอร ต 0, 1, 2, +3V และ GND ถู กบั ง บอร ด AX-microBIT จึ งเตรี ยมจุ ดต อรู 4 มม. ของพอร ต
0, 1, 2, +3V และ GND ออกมาให ใช งานได เหมื อนเดิ ม โดยจุ ดต อเหล านั้ นเป นแบบหน าสั มผั สชุ บ
ทองและมี รู ขนาด 4 มม. เพื่ อให ใช ได กั บสายปากคี บได ตามวั ตถุ ประสงค ดั้ งเดิ ม
ที่ พอร ต 0 ของ micro:bit เมื่ อต อใช งานกั บบอร ด AX-microBIT จะเลื อกใช งานได 2 แบบโดย
ใช สวิ ตช จั๊ มเปอร ดั งนี้
PIEZO : เป นการเลื อกต อพอร ต 0 ของ micro:bit กั บวงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซ
Port0 : เป นการเลื อกต อพอร ต 0 ของ micro:bit กั บจุ ดต อพอร ตเพื่ อใช งานอิ สระ โดยขา
พอร ต 0 ของ micro:bit จะถู กต อไปยั ง 3 จุ ดคื อ จุ ดต อ 4 มม. (ตํ าแหน ง 0), จุ ดต อ JST 3 ขา (0/AN0)
และจุ ดต อ IDC ทั้ งตั วผู และตั วเมี ย
Slide 12
12
PBL
บนบอร ด AX-microBIT จะต อขาพอร ต 1 ของ micro:bit เข ากั บจุ ดต อ 4 มม. (ตํ าแหน ง 1),
จุ ดต อ JST 3 ขา (1/AN1) และจุ ดต อ IDC ทั้ งตั วผู และตั วเมี ย
บนบอร ด AX-microBIT จะต อขาพอร ต 2 ของ micro:bit เข ากั บจุ ดต อ 4 มม. (ตํ าแหน ง 2),
วงจรตั วต านทานปรั บค าได เพื่ อป อนแรงดั น 0 ถึ ง +3V สํ าหรั บทดลองการแปลงสั ญญาณแอนะล็ อก
เป นดิ จิ ทั ลของ micro:bit และจุ ดต อ IDC ทั้ งตั วผู และตั วเมี ย
Slide 13
PBL
13
micro:bit
เพื่ ออํ านวยความสะดวกเพิ่ มเติ มในการใช งานสวิ ตช A และ B ของ micro:bit หลั งจากนํ ามา
เสี ยบเข ากั บคอนเน็ กเตอร 80 ขาบนบอร ด AX-microBIT ตั วบอร ดได ทํ าการเชื่ อมต อขาของสวิ ตช กด
ทั้ งสองตั ว (ซึ่ งต อกั บขาพอร ตของไมโครคอนโทรลเลอร ภายใน micro:bit) มาต อกั บสวิ ตช กดติ ดปล อย
ดั บภายนอก และยั งต อมาที่ จุ ดต อ IDC ทั้ งตั วผู และตั วเมี ยด วย (พอร ต 5 - สวิ ตช A และพอร ต 11 -
สวิ ตช B) เพื่ อรองรั บการนํ าสั ญญาณของสวิ ตช A และ B ไปใช งานภายนอกได
micro:bit
เพื่ ออํ านวยความสะดวกเพิ่ มเติ มในการ
ใช งานจุ ดต อพอร ตแบบรู 4 มิ ลลิ เมตรของ
micro:bit หลั งจากนํ ามาเสี ยบกั บคอนเน็ กเตอร
80 ขาบนบอร ด AX-microBIT ตั วบอร ดจึ งได
เชื่ อมต อจุ ดต อ 4 มม. ทั้ ง 5 จุ ด (พอร ต 0, 1, 2,
+3V และ GND) ออกมา ผู ใช งานสามารถใช สาย
ปากคี บหนี บเข าที่ หน าสั มผั สของจุ ดต อพอร ต
เพื่ อนํ าสั ญญาณเข าหรื อขั บสั ญญาณออกไป
ใช งานได
Slide 14
14
PBL
บอร ด AX-microBIT ได เตรี ยมจุ ดต อสํ าหรั บใช งานกั บเซอร โวมอเตอร ไว 2 ช อง โดยใช งาน
ร วมกั บขาพอร ต 8 และ 12 ของ micro:bit สํ าหรั บไฟเลี้ ยงของเซอร โวมอเตอร ได รั บการต อมาจากจุ ด
ต อ +Vin 5V ของบอร ด AX-microBIT ทํ าให ใช งานได โดยไม ต องต อแหล งจ ายไฟภายนอกเพิ่ มเติ ม
สํ าหรั บเซอร โวมอเตอร ที่ แนะนํ าให ใช กั บบอร ด AX-microBIT คื อ เซอร โวมอเตอร ขนาดเล็ ก
จนถึ งขนาดกลางที่ ใช ไฟเลี้ ยง 4.8 ถึ ง 6V อาทิ MG90 (เฟ องโลหะ), DS3109 (รุ น 9kg) และแบบปรั บ
แต งหมุ นรอบ 360 องศา ทั้ งหมดมี จํ าหน ายที่ www.inex.co.th
micro:bit
บอร ด AX-microBIT ได เตรี ยมจุ ดต อพอร ตทั้ งหมดของ micro:bit มารวมไว ที่ คอนเน็ กเตอร IDC
ทั้ งแบบตั วผู และตั วเมี ยที่ ด านล างของบอร ด พิ มพ ตํ าแหน งขาพอร ตให เห็ นชั ดเจน ผู ใช งานสามารถใช งาน
พอร ตทั้ งหมดของ micro:bit ในการเชื่ อมต อกั บอุ ปกรณ ภายนอก โดยใช สายต อวงจรเพื่ อเชื่ อมต อกั บวงจร
ที่ ต อทดลองบนเบรดบอร ด หรื อใช สาย IDC-1MM หรื อ IDC-1MF เพื่ อต อไปยั งอุ ปกรณ ภายนอกก็ ได
Slide 15
PBL
15
iBIT+ (V1.9) เป นหนึ่ งในอุ ปกรณ เสริ มเพื่ อสนั บสนุ นการใช งาน micro:bit มิ นิ บอร ดไมโคร
คอนโทรลเลอร เพื่ อการเรี ยนรู สํ าหรั บควบคุ มอุ ปกรณ ทางกลและเชื่ อมต อกั บตั วตรวจจั บเพื่ อนํ าไป
สร างหุ นยนต หรื อกลไกอั ตโนมั ติ แบบโปรแกรมได แผงวงจร iBIT+ (V1.9) ได รั บการพั ฒนาและผลิ ต
ขึ้ นในประเทศไทย โดยวิ ศวกรไทยจากบริ ษั ท อิ นโนเวตี ฟ เอ็ กเพอริ เมนต จํ ากั ด (www.inex.co.th)
iBIT+
micro:bit
รู ปที่ 3-1 ส วนประกอบของแผงวงจร iBIT+ V1.9
พร อมบอร ดแปลงขาพอร ต micro:bit
Slide 16
16
PBL
รู ปที่ 3-2 วงจรสมบู รณ ของ iBIT+ (V1.9) แผงวงจรควบคุ มหุ นยนต สํ าหรั บ micro:bit
3
+3.3V
MOD1
S7V8F3
INHGND
VinVout
3
IC1
KIA278R05
C2
1000
F
6.3V
+Vs
K2
Vin 7-9Vdc
K1
Vin
7-9Vdc
4
SHDNGND
VinVout
R5
1k
LED2
LOW-BATT.
IC2
BD48K30
1
3
2
GND
+V
RESET
2 1
1
2 4
40
1
1
2
35
46
7
8
91113
101214
3937
3836
35
34
33
32
3129
3028
1112645+3V3 8 GND20192131415161 91070
K3
micro:bit I/O slot
K10
20
SDA
K9
19
SCL
K8
12
K7
8
K5
1
AN1
K4
0
AN0
+3.3V
K3B
micro:bit
I/O
40
+3.3V
K6
2
AN2
K13
ADC0
K14
ADC1
K15
ADC2
K16
ADC3
K17
ADC4
K18
ADC5
K19
ADC6
K20
ADC7
AN0 AN1 AN2 AN3 AN4 AN5
87654321
SDA
15
16
VDD
+3.3V
A0
12
A1
13
AN6 AN7
GND
COM
9
11
IC3
ADS7828
s+s+s+s+s+s+s+s+
+3.3V
14
SCL
+3.3V
+Vm
K11
8-SERVO1
K12
12-SERVO2
+Vs
C1
470
F
16V
C3
470
F
16V
R1
1k
LED1
POWER
Q1
FDS6675
ON
S1
POWER
R4
4.7k
R3
2.2k
R6
2.2k
R2
2.2k
LED3
+3.3V
D1
1N5819
REF
10
R9
10
R10
10
C7
0.1
F
C8
0.1
F
C4
470
F
16V
C5
470
F
16V
C6
1000
F
6.3V
IC5 MAX14870
R14
1k
M1
M2
VDD
PWM
DIR
5
2
11
K22A
MOTOR-2
LED4
MOTOR-2
R12
4k7
K22B
MOTOR-2
6
VDD
3 10
+Vm
C12
0.1
F
COM
1
COM
12
SENS
4
R16 75m
9
GND
C11
0.1
F
16
15
8
EN
IC4 MAX14870
LED3
MOTOR-1
K21A
MOTOR-1
K21B
MOTOR-1
R13
1k
13
14
M1
M2
VDD
PWM
DIR
5
2
11
R11
4k7
6
VDD
3 10
+Vm
C10
0.1
F
COM
1
COM
12
SENS
4
R15 75m
9
GND
C9
0.1
F
8
EN
13
15
16
14
+
-
+
-
+3.3V
+3.3V
SDA
SCL
GND
K11
I
2
C
R8
4.7k
R7
4.7k
+3V3
SDA
SCL
GND
+3.3V
K23, K24
I
2
C
K23 K24
Slide 17
PBL
17
micro:bit
ในรู ปที่ 3-1 แสดงส วนประกอบของแผงวงจร iBIT+ มี คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คที่ สํ าคั ญดั งนี้
มี คอนเน็ กเตอร 80 ขาสํ าหรั บติ ดตั้ ง micro:bit
มี จุ ดต อไฟเลี้ ยงเป นแจ กอะแดปเตอร และแบบเทอร มิ นอลบล็ อก มี วงจรป องกั นการต อไฟ
กลั บขั้ ว รั บแรงดั นไฟฟ าตั้ งแต +4.8 ถึ ง +16V พร อมวงจรควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ +3.3V แบบสวิ ตชิ่ ง
สํ าหรั บวงจรทั้ งหมด และ +6V สํ าหรั บเลี้ ยงเซอร โวมอเตอร
มี จุ ดต อพอร ตอิ นพุ ตเอาต พุ ตแบบ JST 3 ขา รวม 5 จุ ด เพื่ อต อกั บอุ ปกรณ อิ นพุ ตเอาต พุ ต
ของ INEX ประกอบด วย พอร ต P0, P1, P2, P8 และ P12
มี จุ ดต ออิ นพุ ตอะนาลอก 8 ช อง (ADC0 ถึ ง ADC7) โดยใช ไอซี แปลงสั ญญาณอะนาลอก
เป นดิ จิ ตอลเบอร ADS7828 รั บแรงดั นอิ นพุ ตได 0 ถึ ง +3.3V ความละเอี ยดในการแปลงสั ญญาณ 12 บิ ต
มี จุ ดต ออุ ปกรณ ระบบบั ส 2 สายหรื อ I
2
C เพื่ อเชื่ อมต อกั บอุ ปกรณ อิ นพุ ตเอาต พุ ตที่
ทํ างานบนระบบบั ส I
2
C เพิ่ มเติ ม ประกอบด วยจุ ดต อ SDA และ SCL
มี วงจรขั บมอเตอร ไฟตรง 2 ชุ ดแบบควบคุ มกระแสไฟฟ าเอาต พุ ต 1A พร อมไฟแสดง
การทํ างาน จุ ดต อแบบ IDC และแบบเทอร มิ นอลขั นสกรู ได รั บไฟเลี้ ยงจากแบตเตอรี่ โดยตรง ใช งาน
กั บชุ ดเฟ องขั บมอเตอร รุ น BO1 กั บ BO2, มอเตอร พร อมเฟ องขั บแบบโลหะรุ น MG1 รวมถึ งมอเตอร
1.5V และ 3V ของ Tamiya ได
มี จุ ดต อเซอร โวมอเตอร 2 ช อง โดยใช งานร วมกั บพอร ต P8 และ P12 ได รั บไฟเลี้ ยงมา
จากแบตเตอรี่ โดยตรง ผ านวงจรควบคุ มแรงดั นคงที่ +6V เพื่ อใช เป นไฟเลี้ ยง +Vm แก เซอร โวมอเตอร
รู ปที่ 3-2 แสดงวงจรสมบู รณ ของแผงวงจร iBIT+
รู ปที่ 3-3 แสดงแนวทางการติ ดตั้ ง micro:bit เข ากั บแผงวงจร iBIT+ เพื่ อใช งาน
(ข) ติ ดตั้ งแนวนอน โดยใช บอร ดแปลงขา
พอร ต micro:bit
(ก) ติ ดตั้ งแนวตั้ ง เสี ยบ micro:bit เข ากั บคอนเน็ กเตอร
ตรงๆ โดยหั นด าน LED มาทางจุ ดต อมอเตอร
Slide 18
18
PBL
micro:bit
(2.1) นํ า micro:bit เสี ยบเข าที่ คอนเน็ กเตอร 80 ขา โดยเลื อกการติ ดตั้ งได 2 แบบ ดั งรู ปที่ 3-3
ทํ าได 3 ทางสํ าหรั บการใช งาน 2 แบบคื อ
(1) ต อผ านพอร ต microUSB ของ micro:bit โดยต อสายเข ากั บจุ ดต อพอร ต microUSB บน
micro:bit และพอร ต USB ของคอมพิ วเตอร หรื อเพาเวอร แบงก หรื ออะแดปเตอร +5V ที่ มี ช องจ ายไฟเป น
พอร ต USB เมื่ อมี แรงดั น +5V เข ามา บน micro:bit มี วงจรควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ +3.3V แล วส งมายั งขา
+3.3V เพื่ อมาเข าที่ แผงวงจร iBIT+ ด วย ที่ micro:bit มี LED แสดงสถานะไฟเลี้ ยงที่ เข ามายั ง micro:bit
ผ านทางพอร ต USB ที่ แผงวงจร iBIT+ ก็ มี LED ตํ าแหน ง ON แสดงสถานะไฟเลี้ ยง
ด วยการใช ไฟเลี้ ยงจากพอร ต USB จะทํ าให iBIT+ ใช งานร วมกั บ micro:bit ได ในทุ กฟ งก ชั่ น
ยกเว นการขั บมอเตอร ทุ กชนิ ด เนื่ องจากไม มี ไฟเลี้ ยง +Vm มายั งวงจรขั บมอเตอร และ +Vs มาที่ จุ ดต อ
เซอร โวมอเตอร
(2) ต อแรงดั นไฟฟ า 4.8 ถึ ง 16V ที่ แจ กอะแอปเตอร โดยใช อะแดปเตอร หรื อกะบะถ านที่ มี
หั วต อแบบปลั๊ กอะแดปเตอร หรื อปลั๊ กแบบบาร เรล (barrell) (ในชุ ด iBIT Robot Kit มี กะบะถ าน AAA
4 ก อนที่ มี ปลั๊ กอะแดปเตอร มาให พร อมใช งาน) เสี ยบเข าที่ แจ กอะแดปเตอร แรงดั นไฟเลี้ ยงจะผ านวงจร
ควบคุ มไฟเลี้ ยงคงที่ ที่ +3.3V บนแผงวงจร iBIT+ ได ไฟเลี้ ยง +3.3V ผ านไดโอดที่ ทํ าหน าที่ ป องกั น
แรงดั นไฟฟ าย อนกลั บจาก micro:bit เหลื อแรงดั น +3V เพื่ อเลี้ ยงวงจร LED ตํ าแหน ง 3.3V จะติ ดสว าง
เพื่ อแสดงสถานะไฟเลี้ ยง +3.3V ของแผงวงจร iBIT+
(3) ต อแรงดั นไฟฟ า 4.8 ถึ ง 16V ที่ จุ ดต อเทอร มิ นอลแบบขั้ นสกรู รองรั บการใช งานกั บ
แบตเตอรี่ แบบลิ เธี ยมโพลี เมอร โดยต อสายไฟบวก (สี แดง) และสายไฟลบ (สี ดํ า) เข าที่ จุ ดต อนี้ ขั นสกรู
ที่ จุ ดต อเพื่ อยึ ดสายไฟให แน น การทํ างานต อจากนั้ นจะเหมื อนกั บการจ ายไฟผ านแจ็ กอะแดปเตอร
บนแผงวงจร iBIT+ มี จุ ดต ออิ นพุ ตอะนาลอกเพิ่ มเติ ม 8 ช อง นั่ นคื อ ADC0 ถึ ง ADC7 ทั้ งนี้
เพื่ อให micro:bit บนแผงวงจร iBIT+ สามารถติ ดต อกั บตั วตรวจจั บที่ ให ผลการทํ างานในรู ปของ
แรงดั นไฟตรงหรื อแบบอะนาลอกได เพิ่ มมากขึ้ น จากเดิ มที่ มี 3 ช องคื อ P0, P1 และ P2
ที่ จุ ดต อ ADC0 ถึ ง ADC7 รั บแรงดั นไฟฟ ากระแสตรงได 0 ถึ ง +3.3V โดย micro:bit จะติ ด
ต อกั บวงจรในส วนนี้ ด วยชุ ดคํ าสั่ ง iBIT ที่ ต องทํ าการติ ดตั้ งเพิ่ มเติ มในกรณี ที่ ใช MakeCode Editor
ในการเขี ยนโปรแกรม ซึ่ งจะได อธิ บายถึ งในลํ าดั บต อไป
Slide 19
PBL
19
แผงวงจร iBIT+ รองรั บการขั บมอเตอร ไฟตรง 2 ช อง โดยขั บแรงดั นได สู งสุ ดเท ากั บไฟเลี้ ยงหลั ก
ที่ ต อเข ามาให กั บแผงวงจร iBIT+ ส วนความสามารถในการจ ายกระแสไฟฟ าได รั บการจํ ากั ดไว ที่ 1A
นั่ นหมายความว า วงจรขั บมอเตอร ไฟตรงของ iBIT+ สามารถจ ายกระแสไฟฟ าไปยั งมอเตอร ได สู งสุ ด
1A หากมอเตอร มี ความต านทานตํ่ า เช น มอเตอร มาตรฐานของ Tamiya กระแสไฟฟ าที่ เอาต พุ ต
อาจเกิ น 1A ได ซึ่ งนํ าไปสู ความเสี ยหายของวงจรขั บมอเตอร ในท ายที่ สุ ด แต สํ าหรั บ iBIT+ จะไม เกิ ด
ป ญหานั้ น เนื่ องจากมี การออกแบบให จํ ากั ดความสามารถในการจ ายกระแสไฟฟ าไว ไม เกิ น 1A ทํ าให
วงจรไม เกิ ดความเสี ยหาย เมื่ อใช งานกั บมอเตอร แบบนี้
รู ปที่ 3-4 ตั วอย างการจ ายไฟให กั บแผงวงจร iBIT+
(ซ าย) ต อแบตเตอรี่ เข าที่ แจ กอะแดปเตอร (ขวา) ต อแบตเตอรี่ เข าที่ จุ ดต อเทอร มิ นอลขั นสกรู
การต อมอเตอร เข ากั บแผงวงจร iBIT+
ทํ าได ด วยการต อเข าที่ จุ ดต อแบบ IDC 2 ขา และที่
จุ ดต อแบบเทอร มิ นอลขั นสกรู หากมอเตอร ถู กขั บ
ให หมุ นในทิ ศทางที่ ไม ถู กต อง ผู ใช งานสามารถ
สลั บสายของมอเตอร ได ง าย เพี ยงกลั บหั วขั้ วต อ
ของสายมอเตอร ในกรณี ที่ ต อกั บจุ ดต อแบบ IDC
หรื อขั นสกรู เพื่ อสลั บสายที่ จุ ดต อเทอร มิ นอล
Slide 20
20
PBL
แผงวงจร iBIT+ ได เตรี ยมจุ ดต อสํ าหรั บใช งานกั บเซอร โวมอเตอร ไว 2 ช อง โดยใช งานร วม
กั บขาพอร ต 8 และ 12 ของ micro:bit สํ าหรั บไฟเลี้ ยงของเซอร โวมอเตอร (+Vs) ได จากวงจรควบคุ ม
แรงดั นคงที่ สํ าหรั บเซอร โวมอเตอร (อาจมี ค า +5V หรื อ +6V) ของแผงวงจร iBIT+ ทํ าให ใช งานได
โดยไม ต องต อแหล งจ ายไฟภายนอกเพิ่ มเติ ม
สํ าหรั บเซอร โวมอเตอร ที่ แนะนํ าให ใช กั บแผงวงจร iBIT+ คื อ เซอร โวมอเตอร ขนาดเล็ ก
จนถึ งขนาดกลางที่ ใช ไฟเลี้ ยง 4.8 ถึ ง 6V อาทิ MG90 (เฟ องโลหะ), DS3109 (รุ น 9kg) และแบบปรั บ
แต งหมุ นรอบ 360 องศา ทั้ งหมดมี จํ าหน ายที่ www.inex.co.th
แผงวงจร iBIT+ ใช งานร วมกั บ micro:bit ดั งนั้ นเพื่ ออํ านวยความสะดวกในการพั ฒนา
โปรแกรมเพื่ อใช งานด วย MakeCode Editor ทาง INEX จึ งได พั ฒนาชุ ดบล็ อกคํ าสั่ งสํ าหรั บ iBIT+
ขึ้ นมา และได ส งให ทาง micro:bit Foundation และ Microsoft ทํ าการตรวจสอบ เพื่ อรั บรองให ใช งาน
กั บ micro:bit ได ได อย างเป นทางการ ตั้ งแต เดื อนเมษายน พ.ศ. 2561 โดยผู ใช งานสามารถตรวจสอบ
ได จาก https://makecode.microbit.org/extensions ดั งรู ปที่ 3-5
Slide 21
PBL
21
รู ปที่ 3-5 เว็ บเพจของ Makecode ที่ แสดงถึ ง Block package ของแผงวงจร iBIT ที่ Microsoft รั บรองให ใช ได กั บ
micro:bit และ MakeCode Editor
การเรี ยกใช บล็ อกคํ าสั่ งของ iBIT ทํ าได โดยเข าไปยั งหน าพั ฒนาโปรแกรมของ MakeCode ที่
https://makecode.microbit.org จากนั้ นเลื อกเมนู Advance > Extensions
Slide 22
22
PBL
จะปรากฏหน าต างสํ าหรั บเพิ่ มบล็ อกคํ าสั่ ง ทํ าการค นหาด วยการพิ มพ คํ าว า iBIT แล วคลิ ก
เครื่ องหมายค นหา จะพบกรอบของ iBIT คลิ กเพื่ อเริ่ มการติ ดตั้ งบล็ อกคํ าสั่ ง iBIT
เมื่ อเป ดโปรแกรม MakeCode ดู ที่ รายการหั วข อบล็ อกคํ าสั่ งจะพบรายการ iBIT ปรากฏขึ้ นมา
เมื่ อคลิ กเข าไป จะเห็ นบล็ อกคํ าสั่ งของ iBIT ทั้ งหมดสํ าหรั บใช งานดั งรู ปที่ 3-6
รู ปที่ 3-6 แสดงบล็ อกคํ าสั่ งของ iBIT ที่ ใช ในการสร างโค ดเพื่ อควบคุ มการทํ างานของ micro:bit กั บแผงวงจร
iBIT+ หลั งจากได ทํ าการ Add Package เข ามา
Slide 23
PBL
23
ใช LED ที่ ทํ างานเข ากั นได กั บชิ ปเบอร WS2812 หรื อบางครั้ งเรี ยกว า LED Neopixel (Neopixel
เป นชื่ อทางการค าของ Adafruit Industries สหรั ฐอเมริ กา - https://www.adafruit.com) ใช สายสั ญญาณ
ในการติ ตต อเพี ยง 1 เส น มี การติ ดตั้ ง LED แบบนี้ บนบอร ดด วยจํ านวนที่ แตกต างกั นตั้ งแต 1 ดวง
ไปจนถึ งหลายสิ บดวงมี รู ปร างของแผงวงจรหลายแบบทั้ งแผ นเหลี่ ยม กลม หรื อวงแหวน รวมถึ งแบบ
เป นแถบ ดั งแสดงในรู ปที่ 4-1
รู ปที่ 4-1 รู ปร างหน าตาของ LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได หรื อบางครั้ งเรี ยกว า LED แบบ Neopixel
รู ปที่ 4-2 แนวทางการต อพ วง LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได ในแบบไม รู จบ
Slide 24
24
PBL
หากต องการใช งานมากกว า 1 ดวง ก็ ให ต อขา Do ของตั วแรกเข ากั บขา Di ของ LED ตั วถั ด
ไป ในแบบลู กโซ หรื อ Daisy chain แบบไม รู จบ นั่ นคื อ จะต อพ วง LED ไปกี่ ตั วก็ ได ดั งในรู ปที่ 4-2
มิ นิ บอร ดที่ ใช ในที่ นี้ คื อ ZX-RGB3C ดั งมี ข อมู ลแสดงในรู ปที่ 4-3
micro:bit
จะต องทํ าการติ ดตั้ งบล็ อกคํ าสั่ งเพิ่ มเติ มหรื อที่ เรี ยกว า Extensions ที่ ชื่ อ Neopixel ให กั บ
โปรแกรม MakeCode ก อน โดย
(1) เชื่ อมต อคอมพิ วเตอร กั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต และไปยั งเว็ บไซต ของ MakeCode ที่ https:/
/makecode.microbit.org
ค ุณสมบั ติ ทางเทคนิ ค
ใช LED ที่ มี ชิ ปควบคุ มเบอร WS2812
ใช ขาพอร ตของไมโครคอนโทรลเลอร 1 ขาในการติ ดต อ
-
แสดงผลแสงสี RGB ผสมได 1.67 ล านสี เลื อกควบคุ มความสว างได 256 ระดั บ
-
บอร ดมี LED 3 ดวง และต อพ วงได ไม สิ้ นสุ ด
-
ใช ไฟเลี้ ยง +3 ถึ ง +5V
ความถี่ ของสั ญญาณนาฬิ กาภายในตั ว LED 800kHz
รู ปที่ 4-3 ข อมู ลทางเทคนิ คและหน าตาของ ZX-RGB3C มิ นิ บอร ด LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได
Slide 25
PBL
25
(2) เลื่ อนเมนู คํ าสั่ งทางซ ายไปยั งหั วข อ Advance แล วเลื อก Extensions
(3) จะปรากฏหน าต างเลื อกดาวน โหลดบล็ อกคํ าสั่ งเพิ่ มเติ มขึ้ นมา เลื อกที่ รายการ neopixel
Slide 26
26
PBL
(4) รอสั กครู หนึ่ งเพื่ อดาวน โหลดบล็ อกคํ าสั่ ง neopixel จากนั้ นที่ เมนู คํ าสั่ งจะปรากฏหั วข อ
Neopixel เมื่ อคลิ กเข าไปในแถบคํ าสั่ งนั้ น จะเห็ นบล็ อกคํ าสั่ งจํ านวนมากพอสมควรให เลื อกใช งาน
มี ตั วอย างโค ดแบบบล็ อกของ micro:bit สํ าหรั บติ ดต อกั บ ZX-RGB3C ซึ่ งสร างจากโปรแกรม
MakeCode แสดงในโปรแกรมที่ 4-1 และตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบแสดงในรู ปที่ 4-4
โปรแกรมที่ 4-1 ตั วอย างโค ดของ micro:bit สํ าหรั บติ ดต อกั บ LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได
Slide 27
PBL
27
รู ปที่ 4-4 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบการทํ างานของ micro:bit กั บมิ นิ บอร ด LED 3 สี RGB
แบบโปรแกรมได หรื อ ZX-RGB3C ผ านทางบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 4-5 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบการทํ างานของ micro:bit กั บมิ นิ บอร ด
LED 3 สี RGB แบบโปรแกรมได หรื อ ZX-RGB3C ผ านทางบอร ด iBIT+
Slide 28
28
PBL
Slide 29
PBL
29
หนึ่ งในการประยุ กต ใช งานระบบควบคุ มอั ตโนมั ติ คื อ การควบคุ มอุ ปกรณ ที่ มี ความต องการ
กระแสไฟฟ าและแรงดั นไฟฟ าสู ง อาทิ หลอดไฟ มอเตอร ขดลวดเคลื่ อนที่ หรื อโซลิ นอยด ในขณะที่
ไมโครคอนโทรลเลอร สามารถขั บแรงดั นไฟฟ าและกระแสไฟฟ าทางเอาต พุ ตไม สู ง คื อ เพี ยง +3 หรื อ
+5V 20mA ดั งนั้ นจึ งต องมี การเรี ยนรู ถึ งแนวทางในการนํ าไมโครคอนโทรลเลอร ไปขั บอุ ปกรณ ที่ ต อง
การพลั งงานไฟฟ าสู ง
อุ ปกรณ ที่ นิ ยมนํ ามาใช ในการขั บโหลดกระแสไฟฟ าสู งร วมกั บไมโครคอนโทรลเลอร คื อ
รี เลย (relay) โดยรี เลย ทํ าหน าที่ เป นสวิ ตช แรงดั นและกระแสไฟฟ าสู ง ใช งานได ทั้ งกั บโหลดไฟฟ า
กระแสตรงและกระแสสลั บ
รี เลย เป นอุ ปกรณ แม เหล็ กไฟฟ าแบบหนึ่ งที่ ทํ าหน าที่ เป นสวิ ตช ตั ดต อหนึ่ งชุ ดหรื อมากกว า ขึ้ น
อยู กั บจํ านวนหน าสั มผั สที่ รี เลย ตั วหนึ่ ง ๆ บรรจุ อยู รี เลย มี สั ญลั กษณ ตามรู ปที่ 5-1 (ก) จะเห็ นว ารี เลย
ประกอบด วยส วนสํ าคั ญ 2 ส วนคื อ ขดลวด (coil) และหน าสั มผั ส (contact) แบ งเป นหน าสั มผั สปกติ
(Normally Closed :NC) และปกติ เป ดวงจรหรื อไม ต อ (Normally Opened :NC)
(ก) แสดงสั ญลั กษณ ของรี เลย
NC
C
NO
หนาสัมผัส
ขดลวด
NC
C
NO
รีเลยยังไมทํางาน
+
-
+V
(ข) การทํ างานของรี เลย
NC
C
NO
รีเลยเริ่มทํางาน
+
-
+V
รู ปที่ 5-1 แสดงสั ญลั กษณ และการทํ างานเบื้ องต นของรี เลย
Slide 30
30
PBL
การกระตุ นให รี เลย ทํ างานทํ าได ง ายมาก เพี ยงจ ายแรงดั นให แก ขดลวดในปริ มาณที่ ขดลวดนั้ น
ต องการ ก็ จะทํ าให แม เหล็ กไฟฟ าเกิ ดขึ้ นที่ หน าสั มผั ส เกิ ดการดู ดหน าสั มผั สจากจุ ด NC มายั งจุ ด NO ดั งนั้ น
เมื่ อรี เลย ทํ างานหน าสั มผั ส NO จะต อวงจร ในขณะที่ NC จะเป ดวงจรแทน ในลั กษณะนี้ ทํ างานเหมื อน
เป นสวิ ตช 2 ทางที่ ควบคุ มด วยแม เหล็ กไฟฟ า ดั งแสดงการทํ างานในรู ปที่ 5-1 (ข)
คุ ณสมบั ติ ที่ สํ าคั ญของรี เลย ได แก
1. แรงดั นตกคร อมขดลวดที่ ทํ าให รี เลย ทํ างาน (V
coil
หรื อ Coil Voltage)
2. ค าความต านทานของขดลวด (Coil resistance) ปกติ มี ค าประมาณ 100 ถึ ง 600W
3. อั ตราทนได สู งสุ ดทั้ งแรงดั นและกระแสไฟฟ าของหน าสั มผั ส (Contact rating)
4. อายุ การใช งาน (Operating time)
5. ตํ าแหน งขาของหน าสั มผั ส NO, NC และ C รวมทั้ งขาต อใช งานของขดลวด
RELAY4i-5V เป นแผงวงจรขั บรี เลย 4 ช อง ราคาประหยั ด มี คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คโดยสรุ ป
แสดงในรู ปที่ 5-2 ส วนในรู ปที่ 5-3 แสดงวงจรสมบู รณ และหน าตาของบอร ด RELAY4i-5V
ใช ไอซี ขั บโหลดกระแสสู งเบอร ULN2003
บนบอร ดจั ดวงจรเพื่ อขั บรี เลย 5V 4 ช อง
ใช ไฟเลี้ ยง +5V แยกต างหาก
อิ นพุ ตรั บสั ญญาณลอจิ ก “1” จากไมโคร
คอนโทรลเลอร หรื อวงจรภายนอกในการ
กระตุ นให รี เลย ทํ างาน
มี ไฟแสดงการทํ างานของรี เลย
จุ ดต อหน าสั มผั สรี เลย เป นแบบขั นสกรู
ทํ าให สามารถต อใช งานได อย างสะดวก
อั ตราทนได ของหน าสั มผั สรี เลย 220Vac
5A รองรั บโหลดได ไม เกิ น 600 วั ตต
รู ปที่ 5-2 คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คของ RELAY4i-5V บอร ดขั บรี เลย 4 ช อง
Slide 31
PBL
31
รู ปที่ 5-3 วงจรสมบู รณ ของ RELAY4i-5V บอร ดขั บรี เลย 4 ช อง
14
13
IN4
IN3
OUT4
OUT3
OUT3
OUT4
+V
GND
IC1
ULN2003
LED1
RY1
R1
1.8k
RY1
Relay 5V
K4
RELAY-4
C1
0.1
F/63V
LED2
RY2
R2
1.8k
RY2
Relay 5V
+5V
+5V
15
LED3
RY3
R3
1.8k
RY3
Relay 5V
+5V
16
LED4
RY4
R4
1.8k
RY4
Relay 5V
NO
C
NC
10
1
2K3
RELAY-3
IN2
3K2
RELAY-2
IN1
4K1
RELAY-1
8
NO
C
NC
NO
C
NC
NO
C
NC
+5V
GND
Slide 32
32
PBL
การใช งานบอร ดขั บรี เลย RELAY4i สรุ ปเป นขั้ นตอนได ดั งนี้ (ใช รู ปที่ 5-4 อ างอิ ง)
(1) ต อโหลดที่ ต องการควบคุ มเข าที่ จุ ดต อหน าสั มผั สของรี เลย ซึ่ งมี 4 ช อง แต ละช องเลื อก
ให ทํ างานแบบต อหรื อตั ดวงจรก็ ได ปกติ แล วจะเลื อกใช งานแบบต อวงจรมากกว า นั่ นคื อ เมื่ อรี เลย
ทํ างานจะเป นการต อวงจรเพื่ อจ ายไฟเลี้ ยงไปยั งโหลดหรื ออุ ปกรณ ไฟฟ าเพื่ อให ทํ างานต อไป จากรู ปที่
5-4 จะเห็ นว า ผู ใช งานสามารถต อหน าสั มผั สรี เลย เข ากั บเครื่ องใช ไฟฟ าได สู งสุ ด 220Vac 600W (วั ตต )
โดยต อผ านเต าเสี ยบ ในขณะที่ อี กช องหนึ่ งนั้ นจะต อกั บหลอดไฟ 12V ในแต ละช องของหน าสั มผั ส
รี เลย ต อกั บโหลดได ทั้ งแบบไฟฟ ากระแสตรงหรื อกระแสสลั บ รวมถึ งการต อวงจรเพื่ อทํ าหน าที่ เป น
เหมื อนสวิ ตช ธรรมดาก็ สามารถทํ าได
(2) หน าสั มผั ส NO หมายถึ ง ปกติ เป ดวงจร (Normally Open) เมื่ อรี เลย ทํ างานจะต อวงจร
เข ากั บขา C ดั งนั้ นหากต องการใช งานในแบบต อวงจร ต องเลื อกต อใช งานหน าสั มผั ส NO และ C
RELAY-4 RELAY-3 RELAY-2 RELAY-1
RELAY12V RELAY12V RELAY12V RELAY12V
NO C NC NO C NC NO C NC NO C NC
12V +-
RELAY4i-5V
4-Ch. Relay Driver
จุดตอ RELAY-1 ถึง RELAY-4
ตอเขากับขาพอรตเอาตพุตดิจิตอลของไมโครคอนโทรลเลอร
ทํางานดวยลอจิก "1"
ไฟแสดงการทํางาน
ของรีเลย
จุดตอไฟเลี้ยงรีเลย
+5Vdc
จุดตอโหลดหรืออุปกรณไฟฟา
พิกัดสูงสุด 220Vac 5A
เตาเสียบ
สายปลั๊ก 220Vac
ตัวอยางการตอสายเพื่อควบคุมเครื่องใชไฟฟา 220Vac
+12Vdc
+
-
ตัวอยางการตอสายเพื่อควบคุมหลอดไฟ 12V
รู ปที่ 5-4 แสดงส วนประกอบของ RELAY4i-5V บอร ดขั บรี เลย 4 ช องและการต อใช งาน
Slide 33
PBL
33
(3) หน าสั มผั ส NC หมายถึ ง ปกติ ป ดวงจร (Normally Close) เมื่ อรี เลย ทํ างานจะเป ด
วงจรออกจากกั บขา C หากต องการใช งานแบบตั ดวงจร ต องเลื อกต อใช งานหน าสั มผั ส NC และ C
(4) จุ ดต อหน าสั มผั สรี เลย เป นแบบขั นสกรู ทํ าให สามารถต อใช งานได อย างสะดวก
(5) อั ตราทนได ของหน าสั มผั สรี เลย 220Vac 5A รองรั บโหลดได ไม เกิ น 600 วั ตต
(6) ต อไฟเลี้ ยง +5V สํ าหรั บเลี้ ยงวงจรแยกต างหากจากไฟเลี้ ยงของแผงวงจรควบคุ ม
(7) เมื่ อต องการให วงจรขั บรี เลย ชุ ดใดทํ างาน ให ป อนสั ญญาณลอจิ ก “1” จากไมโคร
คอนโทรลเลอร เข าที่ จุ ดต ออิ นพุ ต RELAY-1 ถึ ง RELAY-4 ต อใช งานพร อมกั นทั้ ง 4 ช องหรื อแยกก็ ได
(8) เมื่ อวงจรขั บได รั บสั ญญาณลอจิ ก “1” ไอซี ขั บบนบอร ด RELAY4i ทํ างาน จะได ยิ น
เสี ยงหน าสั มผั สรี เลย ตั ดต อ พร อมกั บไฟแสดงการทํ างานของรี เลย ติ ดสว าง หากต องการหยุ ดการทํ างาน
ให ส งสั ญญาณลอจิ ก “0” เข ามาที่ อิ นพุ ตของวงจร
มี ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อใช งานบอร ด RELAY4i-5V ผ านบอร ด AX-microBIT แสดง
ในรู ปที่ 5-5 ส วนโปรแกรมทดสอบการทํ างานแสดงในโปรแกรมที่ 5-1
การขั บรี เลย จะเกิ ดขึ้ นเมื่ อสวิ ตช A ของ micro:bit ถู กกด ที่ ส วนแสดงผล LED 5x5 จุ ดของ
micro:bit แสดงตั วเลข 1 หมายความว า micro:bit ทํ าการส งสั ญญาณลอจิ ก “1” เพื่ อทํ าให รี เลย ทั้ ง 4
ช อง ทํ างาน หากกดสวิ ตช B จะให ผลการทํ างานตรงข าม โดย micro:bit แสดงตั วเลข 0 หมายความ
ว า micro:bit ทํ าการส งสั ญญาณลอจิ ก “0” เพื่ อทํ าให รี เลย ทั้ ง 4 ช อง หยุ ดทํ างาน
โปรแกรมที่ 5-1 ตั วอย างโค ดของ micro:bit สํ าหรั บขั บรี เลย 4 ช องด วยบอร ด RELAY4i-5V
Slide 34
34
PBL
รู ปที่ 5-5 ตั วอย างการเชื่ อมต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบใช งานบอร ดขั บรี เลย กั บ micro:bit
Slide 35
PBL
35
นอกจากการใช รี เลย ในการขั บโหลดที่ ต องการแรงดั นไฟฟ าและกระแสไฟฟ าสู ง อุ ปกรณ หนึ่ ง
ที่ นิ ยมใช ในระบบควบคุ มสมั ยใหม คื อ วงจรขั บโหลดที่ ใช มอสเฟต ด วยข อดี คื อ ไม มี กลไกเคลื่ อนไหว
ไม เกิ ดประกายไฟหรื อกระแสไฟฟ ากระชากเมื่ อหน าสั มผั สมี การตั ดและต อ เพราะเมื่ อมอสเฟตทํ างาน
ค าความต านทานเอาต พุ ตจะตํ่ ามากในระดั บมิ ลลิ โอห ม จึ งทํ าให กระแสไฟฟ าไหลผ านไปยั งโหลดได
ดี เสมื อนเป นอิ เล็ กทรอนิ กส สวิ ตช กํ าลั งไฟฟ าสู ง ด านการรั บสั ญญาณเพื่ อกระตุ นให ทํ างานรองรั บแรง
ดั นไฟฟ าในย านกว างตั้ งแต 2 ถึ ง 5V และต องการกระแสไฟฟ าทางอิ นพุ ตที่ ตํ่ าเช นกั น ตั วอย างวงจร
ขั บโหลดกระแสไฟฟ าสู งด วยมอสเฟตแสดงในรู ปที่ 6-1
มี หน าตาแสดงดั งรู ปที่ 6-2 วงจรของบอร ดมาจากวงจรขั บโหลดกระแสไฟฟ าสู งด วยมอสเฟต
นั่ นเอง นํ ามาประกอบกั น 4 วงจร ดั งแสดงในรู ปที่ 6-3 โดยในวงจรส วนที่ 4 เปลี่ ยนจุ ดต ออุ ปกรณ
เป นแบบคอนเน็ กเตอร USB-Aเพื่ อให อุ ปกรณ เอาต พุ ต USB อาทิ โคม LED พั ดลม USB หรื อป มนํ้ า
USB ขนาดเล็ ก
J1
IN1
LED1
ON
D1
1N4001
K1
OUT
Q1
RQ5E035
R1
820
R2
10k
รู ปที่ 6-1 วงจรขั บโหลดกระแสไฟฟ าสู งที่ ใช มอสเฟต
Slide 36
36
PBL
รู ปที่ 6-2 แสดงส วนประกอบของบอร ด ZX-DRIVER4
K4
USB SWITCH
OUTPUT
K0
Vin
5Vdc
J0
5Vdc
DC jack
Q0
SSM3J332R
R2
10k
D1
R1
820
LED1
OUT1
Q1
RQ5E035
K1
OUT1
J1
IN1
J2
IN2
LED2
OUT2
D2
K2
OUT2
Q2
RQ5E035
R3
820
R4
10k
R7
820
Q4
RQ5E035R8
10k
LED4
OUT4
D4LED3
OUT3
D3
Q3
RQ5E035
R6
10k
R5
820
K3
OUT3
K4
USB OUT
J3
IN3
J4
IN4
รู ปที่ 6-3 วงจรสมบู รณ ของบอร ด ZX-DRIVER4 วงจรขั บโหลดกระแสไฟฟ าสู ง 4 ช อง
Slide 37
PBL
37
คุ ณสมบั ติ โดยสรุ ปของบอร ด ZX-DRIVER4 มี ดั งนี้
๐ ใช มอสเฟตกํ าลั งไฟฟ าสู งในการขั บโหลด
๐ ไฟเลี้ ยง +5V เพื่ อนํ ามาใช กํ าหนดแรงดั นไฟตรงเอาต พุ ตเป น +5V เนื่ องจากต องการให
ใช งานกั บอุ ปกรณ USB กํ าลั งไฟฟ าตํ่ า (ไม เกิ น 100mA) ไปจนถึ งขนาดกลาง (400mA)
๐ ในช องเอาต พุ ตอี ก 3 ช อง รองรั บการขั บโหลดกระแสไฟฟ าได สู งถึ ง 2A
๐ มี ไฟแสดงผลการทํ างานของวงจรขั บ โดยติ ดสว างเมื่ อวงจรขั บทํ างาน
๐ อิ นพุ ตรั บสั ญญาณลอจิ กหรื อดิ จิ ทั ล ทั้ งแบบ +3.3V และ +5V ทํ างานที่ ลอจิ กสู ง หรื อ “1”
๐ จุ ดต ออิ นพุ ตมี ทั้ งแบบ JST 2.0 มม. 3 ขา และ IDC 2.54 มม. 3 ขา แบบตั วผู และตั วเมี ย
๐ เชื่ อมต อกั บไมโครคอนโทรลเลอร ได ทุ กตระกู ล รวมทั้ งบอร ดคอมพิ วเตอร ขนาดเล็ ก
มี หน าตาแสดงดั งรู ปที่ 6-4 ปรั บมาจากวงจรของบอร ด ZX-DRIVER4 โดยแรงดั นไฟฟ าที่ จุ ด
ต อเอาต พุ ตจะเท ากั บแรงดั นไฟตรงอิ นพุ ต ซึ่ งมี ย านกว าง 5 ถึ ง 12V ทั้ งนี้ เนื่ องจากเปลี่ ยนวงจรขั บช อง
ที่ 4 ที่ จากเดิ มต อกั บอุ ปกรณ USB ให กลายเป นอุ ปกรณ ใดๆ ทํ าให แรงดั นไฟตรงเอาต พุ ตไม ถู กจํ ากั ด
ไว ที่ +5V ดั งแสดวงจรสมบู รณ ในรู ปที่ 6-5
รู ปที่ 6-4 แสดงส วนประกอบของบอร ด ZX-DRIVER4H วงจรขั บโหลดกํ าลั งไฟฟ าสู ง 5-12V 2A 4 ช อง
Slide 38
38
PBL
คุ ณสมบั ติ โดยสรุ ปของบอร ด ZX-DRIVER4H มี ดั งนี้
๐ ใช มอสเฟตกํ าลั งไฟฟ าสู งในการขั บโหลด
๐ ไฟเลี้ ยง 5 ถึ ง 12V
๐ ในช องเอาต พุ ต 4 ช อง รองรั บการขั บโหลดกระแสไฟฟ าได สู งถึ ง 2A
๐ มี ไฟแสดงผลการทํ างานของวงจรขั บ โดยติ ดสว างเมื่ อวงจรทํ างานเกิ ดกระแสไฟฟ าไป
ไหลไปยั งโหลดที่ เอาต พุ ต
๐ อิ นพุ ตรั บสั ญญาณลอจิ กหรื อดิ จิ ทั ล ทั้ งแบบ +3.3V และ +5V ทํ างานที่ ลอจิ กสู งหรื อ “1”
๐ จุ ดต ออิ นพุ ตมี ทั้ งแบบ JST 2.0 มม. 3 ขา และ IDC 2.54 มม. 3 ขา แบบตั วผู และตั วเมี ย
๐ เชื่ อมต อกั บไมโครคอนโทรลเลอร ได ทุ กตระกู ล รวมทั้ งบอร ดคอมพิ วเตอร ขนาดเล็ ก
K0
Vin
5-12Vdc
J0
5-12Vdc
DC jack
Q0
SSM3J332R
R2
10k
D1
R1
820
LED1
OUT1
Q1
RQ5E035
K1
OUT1
J1
IN1
J2
IN2
LED2
OUT2
D2
K2
OUT2
Q2
RQ5E035
R3
820
R4
10k
R7
820
Q4
RQ5E035
R8
10k
LED4
OUT4
D4LED3
OUT3
D3
Q3
RQ5E035
R6
10k
R5
820
K3
OUT3
J3
IN3
J4
IN4
K4
OUT4
LED0
POWER
R0
820
รู ปที่ 6-5 วงจรสมบู รณ ของบอร ด ZX-DRIVER4H วงจรขั บโหลดกํ าลั งไฟฟ าสู ง 5-12V 2A 4 ช อง
Slide 39
PBL
39
ในหั วข อนี้ นํ าเสนอตั วอย างการนํ าบอร ด ZX-DRIVER4 มาทํ างานร วมกั บ micro:bit เพื่ อขั บ
โหลดปกติ ที่ ช องพอร ต USB และโหลดที่ ต องการกระแสไฟฟ าสู งอย างมอเตอร และป มนํ้ าขนาดเล็ ก
ที่ บอร ด ZX-DRIVER4 มี ช องเอาต พุ ต USB สํ าหรั บขั บอุ ปกรณ USB อาทิ โคม USB หรื อพั ดลม
USB เป นต น การต อใช งานทํ าได ง าย เพี ยงต อ micro:bit (ผ านทางบอร ด AX-microBIT) เข ากั บบอร ด
ZX-DRIVER4 ตามรู ปที่ 6-6 จากนั้ นสร างโค ดตามโปรแกรมที่ 6-1
เมื่ อดาวน โหลดโค ดไปยั ง micro:bit เรี ยบร อน วงจรจะทํ างานทั นที ส วนแสดงผล LED ของ
micro:bit แสดงเครื่ องหมายกากะบาท เมื่ อกดปุ ม A จะทํ าให โคม LED ที่ จุ ดต ออุ ปกรณ USB ของบอร ด
ZX-DRIVER4 ทํ างาน ติ ดสว าง ถ าหากเปลี่ ยนเป นพั ดลม USB ก็ จะหมุ นทั นที และที่ ส วนแสดงผล
LED ของ micro:bit แสดงเครื่ องหมายถู ก
เมื่ อกดปุ ม B โคม LED หรื อพั ดลมที่ ต ออยู จะหยุ ดทํ างาน ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit
กลั บมาแสดงเครื่ องหมายกากะบาท
รู ปที่ 6-6 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อควบคุ มการเป ดป ดอุ ปกรณ USB โดยใช micro:bit, บอร ด AX-microBIT
และ ZX-DRIVER4
Slide 40
40
PBL
ป มนํ้ าขนาดเล็ กนี้ ต องการแรงดั นไฟเลี้ ยง 3 ถึ ง 5V และกระแสไฟฟ า 100mA ในการใช งาน
จะต องจุ มป มนํ้ านี้ ลงในนํ้ า แล วต อสายยางเข าที่ ช องทางนํ้ าออก เมื่ อป มทํ างาน นํ้ าจะถู กดู ดเข ามาและ
ถู กป มเพื่ อส งออกไปทางช องทางนํ้ าออก
ส วนป มนํ้ าขนาดกลางที่ เลื อกมาใช งานต องการไฟเลี้ ยง 5V และกระแสไฟฟ า 1A ซึ่ งนั บว า
มาก เนื่ องจากต องมี การดู ดนํ้ าเข ามาทางช องนํ้ าเข า และขั บออกทางช องนํ้ าออก มอเตอร จึ งต องทํ างาน
หนั กกว าแบบป มนํ้ าขนาดเล็ ก
แสดงการเชื่ อมต อดั งรู ปที่ 6-7 และ 6-8 และตั วอย างโปรแกรมที่ สร างขึ้ นจาก MakeCode แสดง
ในโปรแกรมที่ 6-1 เมื่ อเริ่ มทํ างาน ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit แสดงเครื่ องหมายกากะบาท เมื่ อ
กดปุ ม A จะทํ าให ป มทํ างาน ส วนแเสดงผลของ micro:bit แสดงเครื่ องหมายถู ก และเมื่ อกดปุ ม B ป ม
จะหยุ ดทํ างาน
โปรแกรมที่ 6-1 โปรแกรมควบคุ มการเป ดป ดอุ ปกรณ ที่ จุ ดต อเอาต พุ ต USB SWITCH และ ป มนํ้ าผ านบอร ด
ZX-DRIVER4 ด วยสั ญญาณควบคุ มแบบดิ จิ ทั ลจาก micro:bit
Slide 41
PBL
41
รู ปที่ 6-7 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ าขนาดเล็ ก โดยใช micro:bit, บอร ด AX-microBIT และ ZX-
DRIVER4
รู ปที่ 6-8 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ าขนาดกลางแบบมี ช องทางนํ้ าเข าและออก โดยใช micro:bit,
บอร ด AX-microBIT และ ZX-DRIVER4
Slide 42
42
PBL
ในโปรแกรมที่ 6-1 เป นการสั่ งให บอร ด ZX-DRIVER4 ทํ างานด วยสั ญญาณดิ จิ ทั ล จึ งมี ลั กษณะ
การทํ างาน 2 สถานะคื อ เป ด และ ป ด แต เนื่ องจากป มนํ้ ามี ส วนประกอบหลั กคื อ มอเตอร ไฟตรง ดั งนั้ น
หากขั บมอเตอร ในป มนํ้ าด วยสั ญญาณ PWM หรื อสั ญญาณแอนะล็ อก จะทํ าให ปรั บความแรงในการ
ดู ดนํ้ า ตลอดจนอาจลดการกิ นกระแสไฟฟ าของป มนํ้ านี้ ได ด วย จึ งได โปรแกรมที่ 6-2 ที่ ทํ าการขั บป ม
นํ้ าด วยสั ญญาณแอนะล็ อกที่ micro:bit สร างขึ้ นจากบล็ อกคํ าสั่ ง
analog write
โดยในโปรแกรมที่
6-2 นี้ เหมาะสํ าหรั บขั บป มนํ้ าขนาดกลาง เนื่ องจากตั วมั นต องการกระแสไฟฟ าค อนข างสู ง หากขั บด วย
สั ญญาณ PWM หรื อสั ญญาณแอนะล็ อก จะทํ าให ป มนํ้ าขนาดกลางตั วนี้ ทํ างานได อย างมี เสถี ยรภาพ
และไม เกิ ดความร อนมาก
แสดงการเชื่ อมต อดั งรู ปที่ 6-9 และ 6-10 จะเห็ นว า ทํ างานได โดยไม ต องใช บอร ด ZX-DRIVER
เนื่ องจากบนบอร ด iBIT+ มี วงจรขั บมอเตอร ไฟตรงให ใช งาน 2 ช อง โดยมี ความสามารถในการขั บ
กระแสไฟฟ าสู ง 2A แบบมี วงจรป องกั นกระแสไฟฟ าเกิ นด วย ส วนโปรแกรมควบคุ มการทํ างานให
ใช โปรแกรมที่ 6-3 ดาวน โหลดไปยั ง micro:bit บนบอร ด iBIT+ วงจรจะทํ างานในแบบเดี ยวกั บการ
ใช งานบอร ด micro:bit ร วมกั บ AX-microBIT และ ZX-DRIVER4
โปรแกรมที่ 6-2 โปรแกรมควบคุ มการเป ดป ดป มนํ้ าด วยสั ญญาณควบคุ มแบบแอนะล็ อกหรื อ PWM จาก
micro:bit
Slide 43
PBL
43
รู ปที่ 6-9 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ าขนาดเล็ ก โดยใช micro:bit และบอร ด iBIT+
รู ปที่ 6-10 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ าขนาดกลางแบบมี ช องทางนํ้ าเข าและออก โดยใช micro:bit
และบอร ด iBIT+
Slide 44
44
PBL
โปรแกรมที่ 6-3 โปรแกรมควบคุ มการเป ดป ดป มนํ้ าด วยสั ญญาณควบคุ มจาก micro:bit และวงจรขั บ
มอเตอร ไฟตรงบนบอร ด iBIT+
ป มนํ้ าขนาดใหญ ที่ นํ ามาใช ในที่ นี้ ต องการแรงดั นไฟเลี้ ยง 9V ขึ้ นไป และต องการกระแสไฟฟ า
500mA ในการใช งานจะเหมื อนกั บป มนํ้ าขนาดกลาง ที่ ทั้ งการดู ดนํ้ าเข ามาทางช องนํ้ าเข า และขั บออก
ทางช องนํ้ าออก
แสดงการเชื่ อมต อดั งรู ปที่ 6-11 จะต องใช บอร ด ZX-DRIVER4H เนื่ องจากต องการไฟเลี้ ยง
มอเตอร ในป มนํ้ ากํ าลั งสู งนี้ เพิ่ มเป น 9 ถึ ง 12V และตั วอย างโปรแกรมยั งคงใช โปรแกรมที่ 6-2 ในการ
ควบคุ มให ทํ างานอย างง ายๆ ได
แสดงการเชื่ อมต อดั งรู ปที่ 6-12 จะเห็ นว า ทํ างานได โดยไม ต องใช บอร ด ZX-DRIVER ส วน
โปรแกรมควบคุ มการทํ างานให ใช โปรแกรมที่ 6-3 เหมื อนกั บป มขนาดกลาง หากแหล งจ ายไฟ
ของวงจรเลื อกใช อะแดปเตอร ไฟตรง แนะนํ าให ใช ขนาด 9 V ขึ้ นไป ขอแนะนํ าให ใช 12V จะทํ าให
ป มนํ้ ากํ าลั งสู งนี้ ทํ างานได อย างเต็ มกํ าลั ง
Slide 45
PBL
45
รู ปที่ 6-11 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ าขนาดใหญ มี ช องทางนํ้ าเข าและออก โดยใช micro:bit,
บอร ด AX-microBIT และ ZX-DRIVER4H
รู ปที่ 6-12 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บป มนํ้ า
ขนาดใหญ มี ช องทางนํ้ าเข าและออก โดยใช micro:bit
และบอร ด iBIT+
Slide 46
46
PBL
มอเตอร แบบสั่ นหรื อมอเตอร สั่ น (vibration motor) เป นมอเตอร ที่ แสดงการทํ างานผ านการสั่ น
ตั วถั งของมอเตอร เอง ไม ใช การขั บแกนให หมุ นดั งเช นมอเตอร ปกติ มอเตอร จะสั่ นแรงหรื อเบาขึ้ นกั บ
แรงดั นไฟฟ าที่ มอเตอร ได รั บ
สํ าหรั บมอเตอร สั่ นที่ ใช อ างอิ งในที่ นี้ มี ขนาด 7 x 25 มิ ลลิ เมตร ทํ างานได ตั้ งแต แรงดั นไฟฟ า
1.5V และสู งสุ ด 6V ต องการกระแสไฟฟ า 60mA ดั งนั้ นในการควบคุ มการทํ างานของมอเตอร สั่ นนี้
โดยใช micro:bit จึ งควรสร างสั ญญาณ PWM ส งออกไปขั บมอเตอร ผ านบอร ด ZX-DRIVER4 ทํ าให
micro:bit สามารถควบคุ มความแรงของการสั่ นของมอเตอร ได
การต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบแสดงดั งรู ปที่ 6-13 ส วนโปรแกรมสํ าหรั บทดสอบการทํ างานแสดง
ในโปรแกรมที่ 6-4
รู ปที่ 6-13 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บมอเตอร แบบสั่ น โดยใช micro:bit, บอร ด AX-microBIT และบอร ด
ZX-DRIVER4
Slide 47
PBL
47
โปรแกรมที่ 6-4 โปรแกรมควบคุ มการทํ างานของมอเตอร แบบสั่ นด วยสั ญญาณควบคุ มจาก micro:bit และ
วงจรขั บบนบอร ด ZX-DRIVER4
เมื่ อดาวน โหลดโค ดแล ว โปรแกรมจะทํ างานทั นที
ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit แสดงเลข 0 เพื่ อเป นค าเริ่ มต น จากนั้ นกดสวิ ตช A ของ
micro:bit ที่ บอร ด AX-microBIT ค าของสั ญญาณจะเพิ่ มขึ้ นครั้ งละ 1 ค า สั ญญาณ PWM จะถู กส งออก
จากขา 8 ไปยั งวงจรขั บโหลดที่ บอร ด ZX-DRIVER4 มอเตอร ที่ ต ออยู จะเริ่ มสั่ น เมื่ อกดสวิ ตช A ต อเนื่ อง
ค าของสั ญญาณจะเพิ่ มขึ้ น มอเตอร จะได รั บแรงดั นไฟฟ ามากขึ้ น จึ งสั่ นมากขึ้ นตามลํ าดั บ เมื่ อถึ งค า
สู งสุ ดคื อ 9 ก็ จะล างค ากลั บมาเป น 0 มอเตอร จะหยุ ดสั่ น
ในการใช มอเตอร แบบสั่ น โดยปกติ เมื่ อจ ายไฟให มอเตอร มั นจะสั่ นทั นที หากแรงดั นไฟตรง
ที่ จ ายให กั บมอเตอร สู งเกิ นความจํ าเป น ก็ จะทํ าให มอเตอร ร อน ในโปรแกรมตั วอย างที่ 6-4 กํ าหนดค า
ของสั ญญาณ PWM ที่ ใช ขั บมอเตอร แบบสั่ นไว ที่ 409 เพื่ อให ได แรงดั นไฟตรงสํ าหรั บจ ายให กั บ
มอเตอร เท ากั บ 2V โดยคํ านวณได จากความสั มพั นธ ทางคณิ ตศาสตร ดั งนี้
ค าของสั ญญาณ PWM = Vout x (PWM full scale / Vfull scale)
โดยที่ Vout คื อ แรงดั นไฟตรงที่ ต องการ ในที่ นี้ คื อ 2V
PWM full scale คื อ ค าสู งสุ ดสํ าหรั บการกํ าเนิ ดสั ญญาณ PWM เท ากั บ 1023
Vfull scale คื อ แรงดั นไฟตรงสู งสุ ดของสั ญญาณ PWM เท ากั บ 5V
(มาจากไฟเลี้ ยงวงจรของบอร ด ZX-DRIVER4)
จึ งได ค าของสั ญญาณ PWM สํ าหรั บโปรแกรมที่ 6-4 เป น 2 x (1023 / 5) = 409
Slide 48
48
PBL
แสดงการเชื่ อมต อดั งรู ปที่ 6-14 จะเห็ นว า ทํ างานได โดยไม ต องใช บอร ด ZX-DRIVER ส วนโปรแกรม
ควบคุ มการทํ างานให ใช โปรแกรมที่ 6-5 ผลการทํ างานจะเหมื อนกั บโปรแกรมที่ 6-4 โดยสั ญญาณขั บมอเตอร
จะมาจากการทํ างานของบล็ อกคํ าสั่ ง
Set Motor
ของแถบคํ าสั่ ง iBIT ที่ ผนวกเพิ่ มเข ามา
รู ปที่ 6-14 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อขั บมอเตอร แบบสั่ น โดยใช micro:bit และบอร ด iBIT+
Slide 49
PBL
49
การกํ าหนดค ากํ าลั งขั บมอเตอร ไฟตรงของบอร ด iBIT+ ในบล็ อกคํ าสั่ ง
Set Motor
ควร
ทํ าให ได แรงดั นไฟตรงเฉลี่ ย 2V เพื่ อขั บมอเตอร แบบสั่ น ในโปรแกรมเลื อกใช ค ากํ าลั งที่ 40% โดย
คํ านวณง ายๆ จาก
กํ าลั งขั บมอเตอร 100% ที่ ไฟเลี้ ยง +5V จะได แรงดั นไฟตรงขั บมอเตอร = 5V
กํ าลั งขั บมอเตอร 40% ที่ ไฟเลี้ ยง +5V จะได แรงดั นไฟตรงขั บมอเตอร = 0.4 x 5 = 2V
โปรแกรมที่ 6-5 โปรแกรมควบคุ มมอเตอร แบบสั่ นด วยสั ญญาณควบคุ มจาก micro:bit และวงจรขั บ
มอเตอร ไฟตรงบนบอร ด iBIT+
Slide 50
50
PBL
Slide 51
PBL
51
บนบอร ด AX-microBIT มี วงจรขั บเสี ยงและลํ าโพงเป ยโซพร อมในตั ว โดยต อร วมกั บขาพอร ต
0 ในการใช งานจะเลื อกจั๊ มเปอร มาที่ ตํ าแหน ง PIEZO จึ งใช งานวงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซได ดั ง
รู ปที่ 7-1
ที่ พอร ต 0 ของ micro:bit เมื่ อต อใช งานกั บบอร ด AX-microBIT จะเลื อกใช งานได 2 แบบโดย
ใช สวิ ตช จั๊ มเปอร ดั งนี้
PIEZO : เป นการเลื อกต อพอร ต 0 ของ micro:bit กั บวงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซ
Port0 : เป นการเลื อกต อพอร ต 0 ของ micro:bit กั บจุ ดต อพอร ตเพื่ อใช งานอิ สระ โดยขา
พอร ต 0 ของ micro:bit จะถู กต อไปยั ง 3 จุ ดคื อ จุ ดต อ 4 มม. (ตํ าแหน ง 0), จุ ดต อ JST 3 ขา (0/AN0)
และจุ ดต อ IDC ทั้ งตั วผู และตั วเมี ย
รู ปที่ 7-1 แสดงการเลื อกใช งานวงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซของบอร ด AX-microBIT
Slide 52
52
PBL
รู ปที่ 7-2 ลั กษณะและวงจรสมบู รณ ของมิ นิ บอร ดวงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซ ZX-SPEAKER
มี วงจรและหน าตาของบอร ดแสดงตามรู ปที่ 7-2 คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คที่ สํ าคั ญมี ดั งนี้
ใช ลํ าโพงเป ยโซ มี อิ มพี แดนซ 16
มี ค าความถี่ เรโซแนนซ ในย าน1 ถึ ง 3kHz
มิ นิ บอร ด ZX-SPEAKER นี้ จะใช กั บบอร ด iBIT+ เป นหลั กเนื่ องจากบนบอร เด iBIT+ ไม มี
วงจรขั บเสี ยงออกลํ าโพงเป ยโซ โดยแนะนํ าให ต อกั บพอร ต 0 เป นหลั ก
รู ปที่ 7-3 การต ออุ ปกรณ เพื่ อ
ใช งานมิ นิ บอร ด ZX-SPEAKER
กั บ micro:bit ผ านบอร ด iBIT+
Slide 53
PBL
53
ในรู ปที่ 7-3 แสดงการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบการกํ าเนิ ดเสี ยงและขั บเสี ยงออกลํ าโพงของ
micro:bit เมื่ อใช งานบอร ด iBIT+ ส วนโปรแกรมตั วอย างแสดงในโปรแกรมที่ 7-1
หากใช งานบอร ด AX-microBIT ไม ต องต ออุ ปกรณ เพิ่ มเติ ม เพี ยงเลื อกจั๊ มเปอร ของขาพอร ต 0
มาที่ ตํ าแหน ง PIEZO ก็ สามารถใช โค ดจากโปรแกรมที่ 7-1 ทดสอบการทํ างานได
ประกอบด วยสวิ ตช พร อม LED แสดงผล แสดงลั กษณะและวงจรดั งรู ปที่ 7-4
ถ ากดสวิ ตช จะส งลอจิ ก “0” ออกไปยั งเอาต พุ ต และ LED1 ติ ดสว าง จนกว าจะปล อยสวิ ตช
โปรแกรมที่ 7-1 โปรแกรมทดสอบการขั บเสี ยงดนตรี ผ านมิ นิ บอร ด ZX-SPEAKER และวงจรขั บเสี ยง
ออกลํ าโพงเป ยโซของบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 7-4 ลั กษณะและวงจรสมบู รณ ของมิ นิ บอร ด ZX-BUTTON
Slide 54
54
PBL
ในรู ปที่ 7-5 แสดงการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบการอ านค าจากมิ นิ บอร ดวงจรสวิ ตช ZX-BUTTON
ที่ ต อกั บขาพอร ต 1 มากํ าหนดการสุ มตั วเลขเพื่ อแสดงค าผ านทางส วนแสดงผล LED ของ micro:bit เมื่ อ
ใช งานบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+ ให ต ออุ ปกรณ ตามรู ปที่ 7-6 ส วนโปรแกรมตั วอย างแสดง
ในโปรแกรมที่ 7-2
รู ปที่ 7-5 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ ออ านค าจากการ
กดสวิ ตช บน ZX-BUTTON โดยใช micro:bit และบอร ด
AX-microBIT
รู ปที่ 7-6 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ ออ านค าจากการ
กดสวิ ตช บน ZX-BUTTON โดยใช micro:bit และบอร ด
iBIT+
โปรแกรมนี้ เป นเกมโยนลู ก
เต า โดยใช สวิ ตช บนมิ นิ บอร ด ZX-
BUTTON กดเพื่ อกระตุ นการสุ มค า
ตั วเลขในช วง 1 ถึ ง 6 เพื่ อนํ ามาแสดง
ผลที่ micro:bit โดยระหว างการกด
สวิ ตช ที่ ส วนแสดงผลของ micro:bit
จะแสดงภาพรู ปหั วใจใหญ เล็ กสลั บ
ไปมา เพื่ อเพิ่ มความตื่ นเต นในการ
เล น
โปรแกรมที่ 7-2 โปรแกรมทดสอบอ านค าจากการกดสวิ ตช ของ
ZX-BUTTON เพื่ อนํ ามาสร างเป นเกมลู กเต า
Slide 55
PBL
55
MQ2 เป นโมดู ลตรวจจั บอนุ ภาคของก าซในหน วย ppm (pieces per million – เศษในล านส วน)
ตามชนิ ดของก าซหรื อไอระเหยที่ ตรวจจั บได ประกอบด วย
1. โพรเพน (propane) ให ค า 200 ถึ ง 5,000 ppm
2. มี เธน (methane) ให ค า 5,000 ถึ ง 20,000 ppm
3. ไฮโครเจน (hydrogen) ให ค า 300 ถึ ง 5,000 ppm
4. แอลกอฮอล (alcohol) ให ค า 100 ถึ ง 20,000 ppm
5. ควั น (smoke) ให ค า 200 ถึ ง 5,000 ppm
MQ2 เป นตั วตรวจจั บก าซชนิ ด MOS หรื อ Metal Oxide Semiconductor มี การทํ างานเสมื อน
หนึ่ งเป นตั วต านทานไฟฟ าที่ เปลี่ ยนค าตามปฏิ กิ ริ ยาเคมี หรื ออาจเรี ยกสั้ นๆ ว า ตั วต านทานไฟฟ าเชิ ง
เคมี หรื อ Chemiresistor การจั ดวงจรทํ างานมี ลั กษณะเป นวงจรต วต านทานแบ งแรงดั น โดยต อตั ว
ต านทานอ างอิ งค าหนึ่ งอนุ กรมกั บ MQ2 เมื่ อจ ายไฟให กั บวงจร รอประมาณ 20 วิ นาที เพื่ อให ตั ว MQ2
เตรี ยมความพร อมในการทํ างาน จากนั้ นทํ าการวั ดแรงดั นไฟตรงที่ ตกคร อมตั ว MQ2 จะพบว า มั น
เปลี่ ยนแปลงเมื่ อมี การตรวจจั บอนุ ภาคของก าซหรื อควั นได ดั งแสดงด วยวงจรตามรู ปที่ 8-1
รู ปที่ 8-1 ลั กษณะ, กราฟคุ ณสมบั ติ และวงจรแสดงการทํ างานของโมดู ลตรวจจั บควั น MQ2
VR1
10k
R
MOS
+5V
Vout
Slide 56
56
PBL
ถึ งแม ว า ตั ว MQ2 จะตรวจจั บก าซได หลากหลาย แต ถ าสั งเกตจะเห็ นว าค าของการตรวจจั บ
ที่ ได มี ช วงที่ ทั บซ อนกั นอยู MQ2 ไม ได มี ความสามารถในการแยกแยะชนิ ดของก าซได ดั งนั้ นผู ใช งาน
จึ งต องกํ าหนดค าอ างอิ งของก าซที่ ต องการตรวจจั บเอง และไม แนะนํ าให ใช ในการตรวจจั บและแยก
แยะชนิ ดของก าซ
จากการทดสอบ ขอแนะนํ าให นํ าไปใช ตรวจจั บควั น หรื อตรวจจั บว า มี ก าซอื่ นๆ เข ามาปะปน
ในพื้ นที่ ตรวจจั บหรื อไม จะได ผลการทํ างานที่ ดี มากกว า
ผลการทํ างานของ MQ2 เป นแรงดั นไฟตรงที่ แปรผั นตามปริ มาณอนุ ภาคของควั นหรื อก าซที่
ตรวจจั บได นั่ นคื อ ถ าอ านค าได มาก แสดงว า MQ2 ตรวจพบอนุ ภาคของควั นมากตาม
มิ นิ บอร ด MQ2 เป นบอร ดที่ ติ ดตั้ งตั วตรวจจั บควั น MQ2 และตั วต านทานปรั บค าได แล วต อ
ขาแรงดั นตกคร อมตั ว MQ2 ออกมาเป นขาเอาต พุ ต เพื่ อติ ดต อกั บไมโครคอนโทรลเลอร ผ านทางอิ นพุ ต
รั บสั ญญาณแอนะล็ อก ดั งแสดงหน าตาในรู ปที่ 8-2 ส วนการเชื่ อมต อกั บ micro:bit ผ านบอร ด AX-
microBIT และ iBIT+ เพื่ อทดสอบการทํ างานแสดงในรู ปที่ 8-3 และ 8-4
รู ปที่ 8-2 ลั กษณะของมิ นิ บอร ดโมดู ลตรวจจั บควั น MQ2
Slide 57
PBL
57
รู ปที่ 8-3 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ด MQ2 ผ างบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 8-4 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ด MQ2 ผ านทางบอร ด iBIT+
Slide 58
58
PBL
ตั วอย างโปรแกรมทดสอบการทํ างานแสดงในโปรแกรมที่ 8-1 ซึ่ งทํ าได ง ายมาก เพี ยงใช บล็ อก
คํ าสั่ งอ านค าสั ญญาณแอนะล็ อกหรื อ
analog read
ร วมกั บบล็ อกคํ าสั่ ง
show number
สํ าหรั บ
แสดงค าที่ ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit
สํ าหรั บการทดสอบ อาจใช ไฟแช็ คเป ดให ไอระเหยของแอกอฮอล ลอยออกมาในปริ มาณที่ เพี ยง
พอจะให MQ2 ทํ างานและตรวจจั บได หรื อใช การจุ ดธู ปเพื่ อสร างควั น แล วนํ ามาอั งที่ ตั ว MQ2 ต อง
ไม ลื มว า จะต องให เวลาตั วตรวจจั บเตรี ยมความพร อมในการทํ างานหลั งจากจ ายไฟเลี้ ยงอย างน อย 20
วิ นาที ตรวจสอบได จาก ใช มื อจั บที่ ตั วถั งของ MQ2 เมื่ ออุ นขึ้ น นั่ นหมายความว า ตั วตรวจจั บพร อม
ทํ างานแล ว ค าที่ วั ดได จะเสถี ยรและนํ าไปใข ประโยชน ได
MQ135 เป นโมดู ลตรวจจั บอนุ ภาคของก าซที่ มี ผลกระทบต อสภาพอากาศและสร างมลภาวะ
อาทิ แอมโมเนี ย, ซั ลไฟด , ไอนํ้ ามั นเบนซิ น, ก าซจากการสั นดาปของนํ้ ามั นดี เซล, ควั นจากการเผา
ไหม , ก าซคาร บอนไดออกไซด เป นต น ซึ่ งก าซและไอระเหยเหล านี้ มี ผลกระทบต อสภาพแวดล อม
และการดํ าเนิ นชี วิ ตของมนุ ษย จึ งมี การนํ า MQ135 นี้ ไปสร างเป นเครื่ องฟอกอากาศ และอุ ปกรณ ควบ
คุ มคุ ณภาพอากาศสํ าหรั บอาคาร ในรู ปที่ 8-5 แสดงลั กษณะและส วนประกอบของมิ นิ บอร ด MQ135
โปรแกรมที่ 8-1 โปรแกรม
ตั วอย างสํ าหรั บทดสอบการอ านค า
จากมิ นิ บอร ดโมดู ลตรวจจั บควั น
MQ2
รู ปที่ 8-5 ลั กษณะของมิ นิ บอร ดโมดู ลตรวจสอบสภาพอากาศ MQ135
Slide 59
PBL
59
เช นเดี ยวกั บ MQ2 โมดู ล MQ135 ตรวจจั บอนุ ภาคของก าซได หลากหลาย แต ไม สามารถแยก
แยะชนิ ดของก าซได ดั งนั้ นผู ใช งานจึ งต องกํ าหนดค าอ างอิ งของก าซที่ ต องการตรวจจั บเอง และแนะ
นํ าให ใช ในการตรวจจั บว ามี ปริ มาณของควั นหรื อก าซที่ ไม พึ งประสงค เข ามาปะปนในพื้ นที่ ตรวจจั บ
หรื อไม จะได ผลการทํ างานที่ มี ประสิ ทธิ ภาพมากกว า
ผลการทํ างานของ MQ135 มี 2 แบบคื อ
1. แบบดิ จิ ทั ลที่ ให ผลการทํ างานเป นสั ญญาณลอจิ ก “1” เมื่ อตรวจพบว า ปริ มาณอนุ ภาคของ
ก าซที่ ตรวจจั บได มากกว าค าอ างอิ งที่ กํ าหนด ซึ่ งตั้ งได จากตั วต านทานปรั บค าได ที่ ติ ดตั้ งบนแผงวงจร
2. แบบแอนะล็ อก ที่ ให ผลเป นแรงดั นไฟตรงที่ แปรผั นตามปริ มาณอนุ ภาคของก าซที่ ตรวจ
จั บได นั่ นคื อ ถ าอ านค าได มาก แสดงว า MQ135 ตรวจพบสภาพอากาศในพื้ นที่ ไม ดี อาจไม ปลอดภั ย
ควรเลื อกใช สั ญญาณเอาต พุ ตของ MQ135 แบบใดแบบหนึ่ ง เพื่ อให ได ผลกาตรวจจั บที่ ดี ที่ สุ ด
การติ ดต อกั บ micro:bit ในที่ นี้ แนะนํ าให ใช เอาต พุ ตแบบแอนะล็ อก จึ งต อกั บพอร ตอิ นพุ ตรั บ
สั ญญาณแอนะล็ อกของ micro:bit นั่ นคื อ ขา 0 หรื อ 1 หรื อ 2 ดั งในรู ปที่ 8-6 เมื่ อเชื่ อมต อกั บ micro:bit
ผ านบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+ จะมี ตั วอย างการต อวงจรเพื่ อทดสอบดั งรู ปที่ 8-7 ส วน
โปรแกรมทดสอบการทํ างานจะใช โปรแกรมที่ 8-1 เหมื อนกั บ MQ2 ก็ ได
รู ปที่ 8-6 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ด MQ135 ผ านบอร ด AX-microBIT
Slide 60
60
PBL
การทดสอบการทํ างานอาจจะใช ธู ปเพื่ อสร างควั น ค าที่ แสดงในตอนแรกยั งใช การไม ได ต อง
รอสั กครู หนึ่ ง (ไม เกิ น 20 วิ นาที ) ใช มื อสั มผั สกั บตั วถั งของตั วตรวจจั บจะพบว า อุ นขึ้ น แสดงว าพร อม
ใช งาน ค าที่ ได หลั งจากนั้ นจะน าเชื่ อถื อมากขึ้ น
มี หน าตาและวงจรแสดงในรู ปที่ 8-8 ใช โฟโต ทรานซิ สเตอร เบอร SFH310 ในการตรวจจั บแสง
เนื่ องจาก SFH310 ทํ างานได ดี กั บแสงในย านแสงขาว (ไม ใช อิ นฟราเรด) ผลการทํ างานเป นแรงดั นไฟ
ตรงที่ แปรผั นตรงกั บความเข มของแสงที่ ตรวจจั บได นั่ นคื อ หากแสงที่ ตกกระทบตั วตรวจจั บมี ความเข ม
สู ง แรงดั นไฟตรงเอาต พุ ตก็ จะมี ค าสู งตาม และให ค าตํ่ าเมื่ อความเข มของแสงลดลงหรื อตํ่ ามาก
รู ปที่ 8-7 ตั วอย างการเชื่ อมต อ
micro:bit ทดสอบการทํ างาน
กั บมิ นิ บอร ด MQ135 ผ าน
บอร ด iBIT+
รู ปที่ 8-8 ลั กษณะและวงจรของมิ นิ บอร ดตวจจั บแสง ZX-02F
LDR หรื อตั วต านทานแปรค าตามแสง
เมื่ อมี แสงตกกระทบมาก
ค าความต านทานลด ทํ าให มี กระแส
ไฟฟ าผ านตั วต านทานเอาต พุ ตมากขึ้ น
แรงดั นเอาต พุ ตของวงจรจึ งเพิ่ มขึ้ น
R1
10k
LDR1
+S
Slide 61
PBL
61
รู ปที่ 8-9 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ด ZX-02F ผ านบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 8-10 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ด ZX-02F ผ านบอร ด iBIT+
Slide 62
62
PBL
การติ ดต อกั บ micro:bit ให ต อกั บพอร ตอิ นพุ ตรั บสั ญญาณแอนะล็ อกของ micro:bit นั่ นคื อ ขา
0 หรื อ 1 หรื อ 2 ดั งในรู ปที่ 8-9 เมื่ อเชื่ อมต อกั บ micro:bit ผ านบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+
จะมี ตั วอย างการต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานดั งรู ปที่ 8-10 ส วนโปรแกรมทดสอบการทํ างานจะใช
โปรแกรมที่ 8-2
การทดสอบการทํ างาน ใช ไฟฉายส องไปยั งตั วตรวจจั บแสงบมิ นิ บอร ด ZX-02F แล วใช มื อบั ง
ไม ให แสงตกกระทบตั วตรวจจั บ ดู ผลการทํ างานที่ ได นํ ามาเปรี ยบเที ยบกั น ค าที่ อ านได จากตั วตรวจ
จั บจะอยู ในช วง 0 ถึ ง 100 เนื่ องจากได ปรั บช วงของผลลั พธ ที่ ได จากการแปลงสั ญญาณแอนะล็ อกเป น
ดิ จิ ทั ลที่ มี ควงามละเอี ยดในการแปลงสั ญญาณ 10 บิ ต ซึ่ งปกติ มี ค า 0 ถึ ง 1023 มาเป น 0 ถึ ง 100 โดย
ใช บล็ อกคํ าสั่ ง
map
เพื่ อให ดู ง าย
มี หน าตาและส วนประกอบแสดงในรู ปที่ 8-11 ให ผลการวั ดระยะทางเป นแรงดั นไฟตรงแปร
ผั นตามระยะทางที่ ตรวจวั ดได ระยะทางที่ วั ดได คื อ 2 ถึ ง 500 เซนติ เมตรโดยประมาณ
โปรแกรมที่ 8-2 โปรแกรมตั วอย างสํ าหรั บทดสอบการอ านค าจากมิ นิ บอร ดโมดู ลตรวจจั บควั น MQ2
รู ปที่ 8-11 ลั กษณะและส วนประกอบของโมดู ลวั ดระยะทาง ZX-ULTRASONIC
Slide 63
PBL
63
Slide 64
64
PBL
โดยมี สู ตรการคํ านวณระยะทางดั งนี้
ระยะทาง (เซนติ เมตร) = ADC x Range / ADC full scale
โดยที่ ADC คื อค าที่ ได จากการแปลงสั ญญาณแอนะล็ อกเป นดิ จิ ทั ล
Range คื อ ระยะทางสู งสุ ดที่ ตั วตรวจจั บวั ดได ในหน วยเซนติ เมตร ในที่ นี้ คื อ 520
ADC Full scale คื อ ค าสู งสุ ดของการแปลงสั ญญาณแอนะล็ อกเป นดิ จิ ทั ล
หากเป นวงจรแปลงสั ญญาณที่ มี ความละเอี ยด 10 บิ ต จะมี ค าเท ากั บ 1023
รู ปที่ 8-12 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บโมดู ลวั ดระยะทาง ZX-ULTRASONIC
ผ านทางบอร ด AX-microBIT
โปรแกรมที่ 8-3 โปรแกรมตั วอย างสํ าหรั บทดสอบการอ านค าจากโมดู ลวั ดระยะทาง ZX-ULTRASONIC
Slide 65
PBL
65
การติ ดต อกั บ micro:bit ให ต อกั บพอร ตอิ นพุ ตรั บสั ญญาณแอนะล็ อกของ micro:bit นั่ นคื อ ขา
0 หรื อ 1 หรื อ 2 ดั งในรู ปที่ 8-12 เมื่ อเชื่ อมต อกั บ micro:bit ผ านบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+
จะมี ตั วอย างการต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานดั งรู ปที่ 8-13 ส วนโปรแกรมทดสอบการทํ างานจะใช
โปรแกรมที่ 8-3
การทดสอบให ใช วั ตถุ หรื อมื อบั งด านหน าของโมดู ล ZX-ULTRASONIC แล วเลื่ อนเข าออก เพื่ อดู
ค าที่ ตั วตรวจจั บวั ดได ผ านทางส วนแสดงผล LED ของ micro:bit ค าระยะทางแปรผั นตามวั ตถุ ที่ อยู
ด านหน าตั วตรวจจั บ โดยแสดงในหน วยเซนติ เมตร ความแม นยํ าของการวั ดจะอยู ที่ 1% โดยประมาณ
รู ปที่ 8-13 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บโมดู ลวั ดระยะทาง ZX-ULTRASONIC
ผ านทางบอร ด iBIT+
Slide 66
66
PBL
มี หน าตาและส วนประกอบแสดงในรู ปที่ 8-14 คุ ณสมบั ติ ทาง
เทคนิ คโดยสรุ ป มี ดั งนี้
๐ ใช ตรวจจั บความชุ มชื้ น (soil moisture) ของดิ นและการนํ า
ไฟฟ าของนํ้ า
๐ ให ผลการทํ างานแบบดิ จิ ทั ล
“1” – ตรวจพบนํ้ าหรื อดิ นเป ยก
“0” – ตรวจไม พบนํ้ าหรื อดิ นแห ง
๐ ให ผลการทํ างานแบบแอนะล็ อก โดยให แรงดั นไฟตรงที่
เอาต พุ ตตามปริ มาณความชุ มชื้ นของดิ น
๐ ใช ไฟเลี้ ยงในย าน +3 ถึ ง +5V
การใช งาน
– เมื่ อทํ างานในแบบดิ จิ ทั ล : ใช งานได เหมื อนกั บสวิ ตช นั่ น
คื อ ให ผลการทํ างานเป น “1” เมื่ อตรวจพบนํ้ าหรื อดิ นมี ความชุ มชื้ นมาก
พอ หรื อดิ นเป ยก และให ผลการทํ างานเป น “0” เมื่ อพื้ นที่ ตรวจจั บแห ง
ซึ่ งอาจหมายถึ ง ดิ นมี ความชุ มชื้ นน อย หรื อดิ นแห ง
– เมื่ อทํ างานในแบบแอนะล็ อก : ให ผลการทํ างานคล ายกั บ
วงจรจ ายแรงดั นไฟฟ าปรั บค าได ตามปริ มาณความชุ มชื้ นของดิ น หากมี
ความชุ มชื้ นมากหรื อดิ นเป ยก แรงดั นไฟฟ าที่ ได จะสู ง และลดลงเมื่ อดิ น
มี ความชุ มชื้ นน อยลงหรื อแห ง ทํ าให ความสามารถในการนํ าไฟฟ าของ
ดิ นบนตั วตรวจจั บลดลง
การติ ดต อกั บ micro:bit ให ต อกั บพอร ตอิ นพุ ตรั บสั ญญาณแอนะ
ล็ อกของ micro:bit นั่ นคื อ ขา 0 หรื อ 1 หรื อ 2 ดั งในรู ปที่ 8-15 เมื่ อเชื่ อม
ต อกั บ micro:bit ผ านบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+ จะมี
ตั วอย างการต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานดั งรู ปที่ 8-16 ส วนโปรแกรม
ทดสอบการทํ างานจะใช โปรแกรมที่ 8-1 หากต องการดู ผลการทํ างาน
แบบแอนะล็ อก แต ถ าต องการดู ผลการทํ างานแบบดิ จิ ทั ลให ใช โปรแกรม
ที่ 8-4
รู ปที่ 8-14 ลั กษณะและส วน
ประกอบของบอร ดตรวจสอบ
สภาพดิ น ZX-SOIL
Slide 67
PBL
67
รู ปที่ 8-15 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit
เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บบอร ดตรวจสอบสภาพดิ น
ZX-SOIL ผ านทางบอร ด AX-microBIT
รู ปที่ 8-16 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อ
ทดสอบการทํ างานกั บบอร ดตรวจสอบสภาพดิ น
ZX-SOIL ผ านทางบอร ด iBIT+
Slide 68
68
PBL
การทดสอบการทํ างาน (ใช โปรแกรมที่ 8-4 ในการทดสอบ)
(1) เตรี ยมดิ นแห ง, นํ้ า และแก ว จากนั้ นนํ าดิ นใส ลงในแก ว
(2) นํ าบอร ด ZX-SOIL ป กลงในดิ นแห ง แล วดู ผลการทํ างานที่ ส วนแสดงผล LED ของ
micro:bit
micro:bit แสดงเครื่ องหมายกากะบาท แจ งให ทราบว า ดิ นแห ง
(3) จากนั้ นเทนํ้ าลงในดิ น ให มี ความชุ มชื้ นมากเพี ยงพอ นํ าบอร ด ZX-SOIL ป กลงในดิ น
ที่ เป ยกหรื อมี วคามชุ มชื้ นมากขึ้ น ดู ผลการทํ างานที่ ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit
micro:bit แสดงเครื่ องหมายถู ก แจ งให ทราบว า ดิ นมี ความชุ มชื้ นเพี ยงพอ
โปรแกรมที่ 8-4 โปรแกรมตั วอย างสํ าหรั บทดสอบการทํ างานของบอร ดตรวจสอบสภาพดิ น ZX-SOIL
ในแบบให ผลลั พธ เป นสั ญญาณดิ จิ ทั ล
Slide 69
PBL
69
เป นมิ นิ บอร ดวั ดความชื้ นสั มพั ทธ และอุ ณหภู มิ ความแม นยํ าสู ง ติ ดตั้ งโมดู ลตรวจจั บและวั ด
ความชื้ นสั มพั ทธ เบอร AM2302 หรื อ DHT22 ซึ่ งนอกจากจะวั ดความชื้ นสั มพั ทธ ได แล ว ยั งให ค าของ
อุ ณหภู มิ ของพื้ นที่ ที่ ตรวจวั ดความชื้ นด วย มี ลั กษณะของบอร ดแสดงในรู ปที่ 8-17
คุ ณสมบั ติ เด นของโมดู ล DHT22 หรื อ ZX-AM2302 มี ดั งนี้
๐ วั ดความชื้ นสั มพั ทธ ในอากาศ 0 ถึ ง 100% RH ความถู กต อง
2% RH ความละเอี ยด 0.1%
๐ วั ดอุ ณหภู มิ ในอากาศ -40 ถึ ง 80
๐
C ความถู กต อง
0.5
๐
C ความละเอี ยด 0.1
๐
C
๐ เวลาในการอ านค าแต ละครั้ ง 2 วิ นาที
การติ ดต อกั บ micro:bit ให ต อกั บพอร ตอิ นพุ ตดิ จิ ทั ลหรื อแอนะล็ อกก็ ได ของ micro:bit ในที่
เลื อกขาพอร ต 1 ดั งในรู ปที่ 8-18 เมื่ อเชื่ อมต อกั บ micro:bit ผ านบอร ด AX-microBIT หากใช บอร ด iBIT+
จะมี ตั วอย างการต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานดั งรู ปที่ 8-19 ส วนโปรแกรมทดสอบการทํ างานจะใช
โปรแกรมที่ 8-5
รู ปที่ 8-17 ลั กษณะและส วนประกอบของมิ นิ บอร ดวั ดความชื้ นสั มพั ทธ และอุ ณหภู มิ ในอากาศ ZX-AM2302
Slide 70
70
PBL
รู ปที่ 8-19 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ดวั ดความชื้ นสั มพั ทธ แล ะ
อุ ณหภู มิ ในอากาศ ZX-AM2302 ผ านทางบอร ด iBIT+
รู ปที่ 8-18 ตั วอย างการเชื่ อมต อ micro:bit เพื่ อทดสอบการทํ างานกั บมิ นิ บอร ดวั ดความชื้ นสั มพั ทธ และ
อุ ณหภู มิ ในอากาศ ZX-AM2302 ผ านทางบอร ด AX-microBIT
Slide 71
PBL
71
ก อนที่ จะสร างโปรแกรมที่ 8-5 จะต องมี การเพิ่ มบล็ อกคํ าสั่ งพิ เศษหรื อ Extension ของ DHT22
ก อน ดั งนั้ นจะต องเชื่ อมต อคอมพิ วเตอร ที่ ใช พั ฒนาโปรแกรมกั บเครื อข ายอิ นเทอร เน็ ต เมื่ อเรี ยบร อย
ที่ หน าต างของโปรแกรม MakeCode ให คลิ กที่ แถบคํ าสั่ ง Advance แล วเลื อก Extensions จากนั้ นพิ มพ
คํ าว า DHT22 ในช องค นหา แล วกด Enter หรื อคลิ กที่ ไอคอนค นหา รอสั กครู จะพบหน าต างของบล็ อก
คํ าสั่ งเพิ่ มเติ มสํ าหรั บ DHT22 ดั งรู ปที่ 8-20 จากนั้ นคลิ กที่ หน าต างนั้ นเพื่ อเริ่ มการติ ดตั้ งบล็ อกคํ าสั่ ง
เพิ่ มเติ มเข ามาในโปรแกรม MakeCode
รู ปที่ 8-20 แสดงหน าต างของบล็ อกคํ าสั่ งเพิ่ มเติ มสํ าหรั บ DHT22 ที่ จะต องติ ดตั้ งเพิ่ มเข าไปในโปรแกรม
MakeCode ก อนสร างโปรแกรมที่ 8-5
รู ปที่ 8-21 แสดงแถบคํ าสั่ งและบล็ อกคํ าสั่ งเพิ่ มเติ มสํ าหรั บ DHT22 เมื่ อติ ดตั้ งเข าไปในโปรแกรม
MakeCode แล ว
Slide 72
72
PBL
เมื่ อติ ดตั้ งบล็ อกคํ าสั่ งเพิ่ มเติ มสํ าหรั บ DHT22 เรี ยบร อยแล ว จะเห็ นชื่ อแถบคํ าสั่ ง DHT22
ปรากฏขึ้ นมาในแถบคํ าสั่ งของโปรแกรม MakeCode และเมื่ อคลิ กเลื อกจะเห็ นบล็ อกคํ าสั่ งทั้ งหมด
สํ าหรั บใช ในการสร งาโค ดเพื่ อติ ดต อกั บ DHT22 และมิ นิ บอร ด ZX-AM2302 ดั งในรู ปที่ 8-21
หลั งจากสร างโค ดตามโปรแกรมที่ 8-5 เรี ยบร อย ทํ าการดาวน โหลดไปยั ง micro:bit จากนั้ น
โปรแกรมจะทํ างานทั นที
ที่ ส วนแสดงผลของ micro:bit จะแสดงค าอุ ณหภู มิ ก อน โดยขึ้ นต นด วยตั วอั กษร T ตามด วย
ค าความชื้ นสั มพั ทธ ซึ่ งขึ้ นต นด วยตั วอั กษร H ทดลองเป าลมให กั บตั วตรวจจั บเพื่ อเปลี่ ยนอุ ณหภู มิ และ
ความชื้ นสั มพั ทธ ในอากาศที่ อยู รอบๆตั วตรวจจั บ สั งเกตค าที่ ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit ว ามี
การเปลี่ ยนแปลงอย างไร
โปรแกรมที่ 8-5 โปรแกรมตั วอย างสํ าหรั บ
ทดสอบการทํ างานขอ งมิ นิ บอร ดวั ดความชื้ น
สั มพั ทธ และอุ ณหภู มิ ในอากาศ ZX-AM2302
Slide 73
PBL
73
SDS011 เป นโมดู ลตรวจจั บและวั ดปริ มาณฝุ นละอองขนาด PM10 และ PM2.5 ผลิ ตโดย
Nova Fitness จากสาธารณรั ฐประชาชนจี น มี หน าตาและส วนประกอบแสดงในรู ปที่ 9-1
รู ปที่ 9-1 หน าตาและส วนประกอบของโมดู ลวั ดผุ นละออง SDS011
Slide 74
74
PBL
โดยโมดู ล SDS011 ให ผลการตรวจจั บและวั ดปริ มาณของฝุ น 2 แบบคื อ
1. เป นข อมู ลอนุ กรม สื่ อสารออกมาทางขา TxD และ RxD
2. เป นสั ญญาณพั ลส โดยมี เอาต พุ ตของสั ญญาณพั ลส ที่ แยกกั นระหว าง เอาต พุ ตของ PM10
และ PM2.5
สํ าหรั บในที่ นี้ จะใช สั ญญาณพั ลส เอาต พุ ตของโมดู ล SDS011 ส งเข ามาตี ความและประมวล
ผลโดย micro:bit และแสดงผลการตรวจวั ดผ านส วนแสดงผล LED ของ micro:bit
การวั ดค าจะใช คาบเวลาความกว างของสั ญญาณช วงบวกเป นตั วบอกปริ มาณของค าฝุ นที่
ตรวจจั บได แสดงด วยภาพของสั ญญาณในรู ปที่ 9-2 จากรู ปสั ญญาณเอาต พุ ตจากโมดู ล SDS011
คํ านวณค าของปริ มาณผุ นละอองได จากความสั มพั นธ ทางคณิ ตศาสตร ต อไปนี้
PM = PulseWidth – 2 มี หน วยเป น
g/m
3
โดยที่ PulseWidth คื อ ค าเวลาของความกว างของสั ญญาณพั ลส เอาต พุ ตในช วงบวก
มี หน วยเป น มิ ลลิ วิ นาที (ms)
การเชื่ อมต อเพื่ อตรวจวั ดค าปริ มาณผุ นละอองของโมดู ล SDS011 กั บ micro:bit ผ านทางบอร ด
AX-microBIT แสดงในรู ปที่ 9-3 และถ าใช บอร ด iBIT+ มี ตั วอย างการเชื่ อมต อแสดงในรู ปที่ 9-4 ส วน
โปรแกรมตั วอย างที่ พั ฒนาด วยโปรแกรม MakeCode แสดงในโปรแกรมที่ 9-1
2ms 2ms2ms
1004ms
~
~
4ms
1004ms
~
~
2ms 4ms
1004ms
2ms 4ms
~
~
1001ms
1ms
0
g/m
3
2
g/m
3
999
g/m
3
รู ปที่ 9-2 ลั กษณะของสั ญญาณพั ลส เอาต พุ ตของโมดู ล SDS011 เพื่ อนํ ามาคํ านวณเป นค าปริ มาณฝุ นละออง
ที่ วั ดได
Slide 75
PBL
75
รู ปที่ 9-4 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อใช งาน micro:bit กั บโมดู ล SDS011 ในการตรวจวั ดปริ มาณฝุ นผ าน
ทางบอร ด iBIT+
รู ปที่ 9-3 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อใช งาน micro:bit กั บโมดู ล SDS011 ในการตรวจวั ดปริ มาณฝุ นผ าน
ทางบอร ด AX-microBIT
Slide 76
76
PBL
โปรแกรมที่ 9-1 โปรแกรมตั วอย างสํ าหรั บ micro:bit เพื่ ออ านค าปริ มาณฝุ นที่ โมดู ล SDS011 วั ดได โดยใช
การวั ดค าความกว างของสั ญญาณพั ลส เอาต พุ ต
Slide 77
PBL
77
เมื่ อดาวน โหลดโค ดแล ว micro:bit จะทํ างานทั นที แสดงข อความที่ ส วนแสดงผล LED ดั งนี้
PM2.5
ตามด วยค าปริ มาณฝุ น PM2.5 ที่ อ านได
ตามด วย
PM10
ตามด วยค าปริ มาณฝุ น PM10 ที่ อ านได
จากนั้ นวนทํ าการวั ดและแสดงผลอย างต อเนื่ อง
เนื่ องจากบล็ อกคํ าสั่ ง
running time
ที่ ใช อ านคาบเวลาในโปรแกรมที่ 9-1 ให ผลการทํ างาน
ในหน วยไมโครวิ นาที (
s) ดั งนั้ นเพื่ อให คํ านวณค าตามสมการได จึ งต องหารค าที่ ได ด วย 1000 เพื่ อทํ าให
ค าของคาบเวลาอยู ในหน วยมิ ลลิ วิ นาที (ms) จากนั้ นจึ งลบด วยค าเริ่ มต นคื อ 2ms จะได ค าของปริ มาณฝุ น
สํ าหรั บแสดงผลต อไป
Slide 78
78
PBL
Slide 79
PBL
79
เซอร โวมอเตอร เป นอุ ปกรณ ขั บทางกลหรื อ actuator แบบหนึ่ ง ที่ ทํ างานเพื่ อเปลี่ ยนสั ญญาณ
ไฟฟ าเป นพลั งงานกล แกนของมอเตอร ที่ หมุ นในแบบควบคุ มตํ าแหน งได (สํ าหรั บเซอร โวมอเตอร
มาตรฐาน) ทํ าให นํ าไปประยุ กต สร างกลไกไฟฟ าหรื อกลไกอั ตโนมั ติ ได อย างหลากหลาย
เซอร โวมอเตอร มาตรฐานมี โครงสร างและส วนประกอบแสดงในรู ปที่ 10-1 และมี การทํ างาน
โดยรวมแสดงในรู ปที่ 10-2
รู ปที่ 10-1 แสดงหน าตาของเซฮร โวมอเตอร และส วนประกอบโครงสร างภายใน
(ภาพประกอบต นฉบั บจาก https://www.jameco.com)
Slide 80
80
PBL
รู ปที่ 10-2 ไดอะแกรมการทํ างานของเซอร โวมอเตอร
รู ปที่ 10-3 รู ปแบบสั ญญาณพั ลส ที่ ใช ในการควบคุ มตํ าแหน งแกนหมุ นของเซอร โวมอเตอร แบบมาตรฐาน
Slide 81
PBL
81
เซอร โวมอเตอร ต องการสั ญญาณควบคุ มที่ เป นพั ลส ส งเข ามาจากภายนอก โดยสั ญญาณพั ลส
จะถู กส งเข าไปยั งวงจรเปรี ยบเที ยบ เพื่ อเปรี ยบเที ยบกั บค าป จจุ บั นของตํ าแหน งมอเตอร ถ าเกิ ดค า
ความต างในช วงบวก (+error) จะสั่ งขั บมอเตอร ให หมุ นไปในทิ ศทางตามเข็ มนาฬิ กา มอเตอร จะหมุ น
เฟ องทด ไปจนถึ งเฟ องทดตั วสุ ดท ายจะมี ส วนกลไกที่ เชื่ อมต อกั บตั วต านทานปรั บค าได ค าจากตั ว
ต านทานนี้ จะถู กส งเป นค าตํ าแหน งของเซอร โวมอเตอร เพื่ อเปรี ยบเที ยบจนค าตํ าแหน งแกนหมุ นของ
มอเตอร กั บค าสั ญญาณควบคุ มตรงกั น ไม เกิ ดความแตกต าง มอเตอร ก็ จะหยุ ดหมุ น
ในรู ปที่ 10-3 แสดงรู ปแบบสั ญญาณพั ลส ที่ ใช ควบคุ มตํ าแหน งของเซอร โวมอเตอร จะเห็ นว า
ความกว างของพั ลส ควบคุ มที่ แตกต างกั นจะเป นตั วกํ าหนดตํ าแหน งแกนหมุ นของเซอร โวมอเตอร
ดั งตั วอย างต อไปนี้
พั ลส บวกกว าง 1 ms และพั ลส ลบกว าง 20 ms ทํ าให แกนหมุ นเคลื่ อนที่ มายั งตํ าแหน ง 0 องศา
พั ลส บวกกว าง 1.5 ms และพั ลส ลบกว าง 20 ms ทํ าให แกนหมุ นเคลื่ อนที่ มายั งตํ าแหน ง 90 องศา
พั ลส บวกกว าง 2 ms และพั ลส ลบกว าง 20 ms ทํ าให แกนหมุ นเคลื่ อนที่ มายั งตํ าแหน ง 180 องศา
มี สายต อใช งาน 3 เส นคื อ สายสั ญญาณ (S) สายไฟเลี้ ยง (+V) และกราวด (G) ภายในเซอร โว
มอเตอร มี วงจรควบคุ มการหมุ นติ ดตั้ งอยู แสดงรู ปร างหน าตาในรู ปที่ 10-4 คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คที่
สํ าคั ญมี ดั งนี้
รู ปที่ 10-4 ส วนประกอบของเซอร โวมอเตอร SG92R
ต องการไฟเลี้ ยงในย าน +3 ถึ ง +6Vdc
กระแสไฟฟ า 10mA เมื่ อหมุ นโดยไม มี โหลด
และ 650mA ที่ แรงบิ ดสู งสุ ด
ความเร็ วเฉลี่ ย 0.1 วิ นาที ต อ 60 องศา
(ที่ ไฟเลี้ ยง +4.8V และไม มี โหลด)
นํ้ าหนั ก 9 กรั ม
แรงบิ ด 2.5 กิ โลกรั ม-เซนติ เมตรที่
ไฟเลี้ ยง 4.8V
ขนาด (กว าง x ยาว x สู ง) 23 x 12 x
27 มิ ลลิ เมตร
เหมาะสํ าหรั บการทดลองและใช กั บ
กลไกนํ้ าหนั กเบา
Slide 82
82
PBL
micro:bit
ในรู ปที่ 10-5 แสดงการต ออุ ปกรณ เพื่ อทดสอบการขั บเซอร โวมอเตอร โดยใช micro:bit ผ านทาง
บอร ด AX-microBIT หากต องการใช บอร ด iBIT+ แนะนํ าให ต ออุ ปกรณ ตามรู ปที่ 10-6 ส วนโปรแกรม
ทดสอบการทํ างานแสดงในโปรแกรมที่ 10-1 บล็ อกคํ าสั่ งสํ าคั ญคื อ
servo write pin
ซึ่ งอยู ใน
แถบคํ าสั่ ง Pins โดยคลิ กเลื อกหั วข อ Advance จะเห็ นแถบคํ าสั่ ง Pins เมื่ อคลิ กเข าไปจะพบบล็ อก
คํ าสั่ ง
servo write pin
โดยบล็ อกคํ าสั่ งนี้ ใช ในการสร างสั ญญาณพั ลส เพื่ อส งไปควบคุ มเซฮร
โวมอเตอร โดยเลื อกส งสั ญญาณออกไปยั งขาพอร ตที่ กํ าหนดได
เมื่ อดาวน โหลดโปรแกรมไปยั ง micro:bit แล ว ให ทํ าการทดสอบดั งนี้
(1) กดปุ ม A : ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit แสดงตั วอั กษร A จากนั้ นจะขั บเซอร โว
มอเตอร เพื่ อควบคุ มให ก านหมุ นเคลื่ อนที่ ไปยั งตํ าแหน ง 10 องศา
(2) กดปุ ม B : ส วนแสดงผล LED ของ micro:bit แสดงตั วอั กษร B จากนั้ นขั บเซอร โว
มอเตอร เพื่ อควบคุ มให ก านหมุ นเคลื่ อนที่ ไปยั งตํ าแหน ง 170 องศา
รู ปที่ 10-5 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อใช งาน micro:bit ควบคุ มเซอร โวมอเตอร ผ านทางบอร ด AX-microBIT
Slide 83
PBL
83
รู ปที่ 10-6 ตั วอย างการต ออุ ปกรณ เพื่ อใช งาน micro:bit ควบคุ มเซอร โวมอเตอร ผ านทางบอร ด iBIT+
โปรแกรมที่ 10-1 โปรแกรมตั วอย างการใช งาน
micro:bit ควบคุ มเซอร โวมอเตอร อย างง าย
Slide 84
84
PBL
จากการทดลองใช งานเซฮร โวมอเตอร พบว า เซอร โวมอเตอร ขนาดเล็ กโดยส วนใหญ ไม อาจ
หมุ นไปยั ง 0 องศาหรื อ 180 องศาได จริ ง การกํ าหนดค าดั งกล าวอาจจะส งผลให วงจรควบคุ มตํ าแหน ง
ภายในเกิ ดความเสี ยหายได เนื่ องจากพยายามหมุ นไปที่ ตํ าแหน ง 0 หรื อ 180 องศา ดั งนั้ น เพื่ อลดโอกาส
ความเสี ยหายควรปรั บค าตํ าแหน งเป นตั วเลข 5 ถึ ง 175 องศา
Tags
Categories
General
Download
Download Slideshow
Get the original presentation file
Quick Actions
Embed
Share
Save
Print
Full
Report
Statistics
Views
14
Slides
84
Age
255 days
Related Slideshows
22
Pray For The Peace Of Jerusalem and You Will Prosper
RodolfoMoralesMarcuc
37 views
26
Don_t_Waste_Your_Life_God.....powerpoint
chalobrido8
40 views
31
VILLASUR_FACTORS_TO_CONSIDER_IN_PLATING_SALAD_10-13.pdf
JaiJai148317
37 views
14
Fertility awareness methods for women in the society
Isaiah47
34 views
35
Chapter 5 Arithmetic Functions Computer Organisation and Architecture
RitikSharma297999
32 views
5
syakira bhasa inggris (1) (1).pptx.......
ourcommunity56
35 views
View More in This Category
Embed Slideshow
Dimensions
Width (px)
Height (px)
Start Page
Which slide to start from (1-84)
Options
Auto-play slides
Show controls
Embed Code
Copy Code
Share Slideshow
Share on Social Media
Share on Facebook
Share on Twitter
Share on LinkedIn
Share via Email
Or copy link
Copy
Report Content
Reason for reporting
*
Select a reason...
Inappropriate content
Copyright violation
Spam or misleading
Offensive or hateful
Privacy violation
Other
Slide number
Leave blank if it applies to the entire slideshow
Additional details
*
Help us understand the problem better