บทที่ ๑

บทนำ

๑.๑ ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา

ปัจจุบันสำนักงานคณะกรรมการอาชีวศึกษา(สอศ.) มีสถานการศึกษาในสังกัดจำนวน 415 แห่งทั้งวิทยาลัยสารพัดช่าง วิทยาลัยการอาชีพ วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยี กระจายอยู่ทั่วประเทศ ทำหน้าที่ผลิตและพัฒนากำลังคนในระดับฝีมือ ระดับเทคนิค และระดับเทคโนโลยี ให้ตอบสนองและสอดคล้องกับการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคม และอาจกล่าวได้ว่า การก้าวสู่ทศวรรษที่ ๗ นี้ เป็นก้าวย่างที่สำคัญของการปฏิรูปการอาชีวศึกษา ในยุคของการเปลี่ยนแปลง ที่แปรผันไม่ว่าจะเป็นด้านเศรษฐกิจสังคม ตลอดจนผู้ระดับสูง อย่างไรก็ตามเลขาธิการคณะกรรมการการอาชีวศึกษา (สอศ.) ยังถือเป็นความท้าทายในการพัฒนากำลังทั้งปริมาณและคุณภาพ มุ่งสู่ความเป็นเลิศและมาตรฐานสากลเสริมสร้างประสิทธิภาพ รวมทั้งแสวงหาความร่วมมือกับภาคีเครือข่ายทั้งในประเทศและต่างประเทศ ปลูกจิตอาสาสร้างสรรค์สังคม เพิ่มขีดความสามารถของครูและผู้เรียนยุคใหม่ทั้งหลายทั้งมวลนี้ ก็เพื่อเตรียมความพร้อมของประเทศไทย ก่อนก้าวสู่การเป็นประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน (ASEAN Economic Community) หรือ AEC ในปี 2558

ในวาระ สำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา ได้เตhttps://www.blogger.com/blogger.g?blogID=9180526229261220324#editor/target=post;postID=3027023800343230078รียมความพร้อมถึงอนาคตของการอาชีวศึกษาไทย ตลอดจนนโยบายต่างๆ ที่กำลังเร่งดำเนินการให้ลุล่วง ไว้อย่างน่าสนใจ ไม่ว่าจะเป็นความคืบหน้าของสถาบันคุณวุฒิวิชาชีพ (องค์การมหาชน) ที่ขณะนี้ ดร.ศศิธารา พิชัยชาญณรงค์สงคราม ยังรั้งตำแหน่งรักษาการผู้อำนวยการสถาบันฯ เป็นการชั่วคราว เพื่อวางฐานรากนโยบายต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการรับรองมาตรฐานวิชาชีพ รับรองสมรรถนะบุคคลให้ผู้สำเร็จอาชีวศึกษา รวมทั้งกำลังคนในตลาดแรงงาน ให้มีความรู้ความสามารถ ตรงตามความต้องการของสถานประกอบการเพื่อสร้างบรรทัดฐานค่าตอบแทนที่เป็นธรรม ซึ่งยังเกี่ยวโยงไปถึงการเตรียมกำลังคน เข้าสู่ตลาดแรงงานของประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน โดยที่ผลิตและพัฒนากำลังคนในด้านอาชีวศึกษา เข้าสู่ภาคอุตสาหกรรม เกษตรและบริการ จะกลายเป็นภารกิจหลักของ สอศ. ซึ่งได้วางยุทธศาสตร์ไว้

ซึ่งยังเกี่ยวโยงไปถึงการเตรียมกำลังคน เข้าสู่ตลาดแรงงานของประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน โดยที่การผลิตและพัฒนากำลังคนด้านอาชีวะศึกษาเข้าสู่อุตสาหกรรมและบริหารจะกลายเป็นภารกิจหลักของ สอศ. ซึ่งได้วางยุทธศาสตร์ไว้ดังนี้

๑) ผู้ประกอบการการปรับหลักสูตรเพื่อให้การยกระดับสมรรถนะกำลังคน ความสามารถของและแรงงานด้านอาชีวศึกษาเป็นที่ยอมรับในกลุ่มอาเซียน มาตรฐานการอาชีวศึกษา ที่เชื่อมโยงและเป็นที่ยอมรับในกลุ่มสมาชิกอาเซียน (Thai Vocational Standard Capability Building)

๒) การสร้างความร่วมมือในกรอบความร่วมมืออาเซียน ASEAN Plus และ ASEAN Minus ระดับทวิภาคีและพหุภาคี

๓) การเป็นศูนย์กลางการศึกษาและฝึกอบรมอาชีวศึกษาในระดับภูมิภาคนานาชาติ (Vocational Education Hub)

หลายเรื่องที่เรามีความรุดหน้าไปมาก และหลายเรื่องที่เป็นเรื่องใหม่ในการพัฒนาคุณภาพของผู้เรียนสาอาชีพเช่น การทอสอบทางการศึกษาระดับชาติด้านอาชีวศึกษา(V-net) ซึ่งสถาบันทดสอบทางการศึกษาแห่งชาติ (สทศ.) จะจัดสอบให้ในระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพ (ปวช.) ชั้นปีที่ ๓ และระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง (ปวส.) ชั้นปีที่ ๒ ช่วงเดือน มกราคมปี ๒๕๕๕ ผลการทดสอบที่ได้จะกลายเป็นตัวชี้วัดคุณภาพผู้เรียน สถานศึกษาเป็นรายโรงเรียนซึ่งนั้นยังเชื่อมโยงไปสู่การประเมินคุณภาพภายนอก จากสำนักงานรับรองมาตรฐานและประเมินคุณภาพสถานศึกษา (สมศ.) เป็นการประกันคุณภาพที่เห็นผลและจับต้องได้ ที่สำคัญ ยังช่วยยกระดับความเชื่อมั่นในศักยภาพของเด็กอาชีวศึกษาในสายตาของผู้ประกอบการและภาคอุตสาหกรรมแขนงต่างๆ อีกด้วย ดร.ศศิธารา กล่าวนี้ คือ ภาพของอนาคตข้างหน้า แต่อย่างไรเสีย หากมองย้อนไปวันวานการอาชีวศึกษาก็ยังคงมีบทบาทในฐานะผู้ให้บริการสังคมอยู่ทุกขณะ เช่นโครงการร่วมด้วยช่วยประชาชน ตรวจรถก่อนใช้ ปลอดภัยแย่นอน ในช่วงเทศกาลปีใหม่และสงกรานต์ โครงการ อาชีวศึกษาร่วมใจต้านภัยหนาวตัดเย็บ ซ่อมแซมเสื้อกันหนาว ผ้าห่ม อุปกรณ์สร้างความอบอุ่นไปมอบให้แก่ประชาชนผู้ประสบภัยหนาวในเขตภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และภาคยากจน ที่ตกอยู่ในสภาวะยากลำบากให้มีที่อยู่อาศัยที่ปลอดภัยหรือโครงการศูนย์ซ่อมสร้างเพื่อชุมชน Fix It Center เพื่อชุมชนถาวรประจำ อบต.จำนวน ๑,๒๐๐ จุด ยกระดับช่างชุมชน และการให้บริการซ่อมบำรุงเครื่องมือทำมาหากิน เครื่องให้ไฟฟ้าเครื่องจักรกลเกษตรแก่ประชาชน เป็นต้น โครงการเหล่านี้ยังเป็นการสร้างประสบการณ์แก่ผู้เรียน ทั้งในด้าน ด้านการฝึกงานวิชาชีพและปลูกฝังสำนึกการบริการสังคมนอกจากนี้ได้เน้นเครือข่ายความร่วมมือกับทุกภาคส่วนให้เข้ามาร่วมรับผิดชอบและมีบทบาทในการจัดการอาชีวศึกษาร่วมกันมากขึ้น

ผลของงานเหล่านี้ ช่วยทำให้การอาชีวศึกษาเป็นที่รู้จักกับสังคมมากขึ้นและกลุ่มเป้าหมายนักเรียนที่จบชั้น ม.ต้น ต่างต้องการเข้าสู่ระบบอาชีวศึกษามากขึ้น เพราะมองเห็นการมีงานทำให้อนาคตและเหนือสิ่งอื่นใด คือ เราภูมิใจที่ได้ส่งเสริมพัฒนาผู้เรียนให้เป็นแรงงานฝีมือมีทักษะเชี่ยวชาญที่มีคุณภาพ มีคุณภาพ มีคุณธรรม มีจรรยาบรรณทางวิชาชีพ รับผิดชอบต่อสังคมและพึ่งพาตนเองได้

จากนโยบายของสำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา วิทยาลัยโดยแผนกวิชาได้นำการปฏิบัติให้เกิดเป็นรูปธรรม การจัดรายวิชาที่สอดคล้องกับความต้องการของตลาดแรงงาน การจัดให้นักศึกษาได้ใช้ ความคิดสร้างสรรค์ การทำงานเป็นทีม ตลอดจนการมีส่วนร่วมของการจัดการเรียนการสอน ซึ่งทำให้ผู้เรียนมีวิวัฒนาการแสดงออก การใช้ทักษะ ความสามารถในการแสดงออกอย่างเต็มที่

จากคำอธิบายรายวิชาโครงการ ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับการบูรณาการความรู้ ทักษะและประสบการณ์เพื่อวางแผนพัฒนางานในสาขาวิชา ด้วยกระบวนการทดลอง สำรวจประดิษฐ์คิดค้น หรือ การ ปฏิบัติงานเชิงระบบ การเลือกหัวข้อโครงการ การศึกษาค้นคว้าข้อมูลและเอกสาร อ้างอิง การเขียนโครงการ การดำเนินโครงการการเก็บรวบรวมข้อมูล วิเคราะห์ และแปลผล การสรุปผลการดำเนินงาน การจัดทำรายงาน การนำเสนอผลงาน การใช้สื่อโสตทัศน์ ประกอบการนำเสนอผลงานโครงการ

จากคำอธิบายรายวิชา ผู้จัดทำโครงการ ได้คิดค้นโครงการซึ่งมีประโยชน์และสามารถนำไปต่อยอดโดยการศึกษาความจำเป็นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับท้องถิ่น และความเป็นไปได้โดยได้จัดทำโครงการ เครื่องให้อาหารปลาพร้อมบอกระดับออกซิเจนในน้ำ

๑.๒ วัตถุประสงค์

๑. เพื่อสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติและระบบเอ็นดรอย

๒. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติและระบบเอ็นดรอย

๓. เพื่อความพึงพอใจของผู้ใช้งานจริง

๑.๓ เป้าหมาย เชิงปริมาณ

ได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ๑ เครื่อง

เชิงคุณภาพ

การสั่งการโดยระบบอัตโนมัติแลละระบบเอ็นดรอย

๑.๔ ผลที่คาดว่าจะได้รับ

๑. ได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติและระบบเอ็นดรอย ๑ เครื่อง

๒. ลดภาระในการให้อาหารไก่ ของผู้เลี้ยงทำให้มีเวลาในการประกอบธุรกิจอื่นๆ มากขึ้น

๓. ลดความเสี่ยงและความสูญเสียทางเศรษฐกิจ

๑.๕ นิยามศัพท์เฉพาะ

๑.๕.๑ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ หมายถึง เครื่องที่สามารถสั่งการได้ด้วยการตั้งค่าเวลาที่เรากำหนดเครื่องจะทำงานเองโดยไม่ต้องมีคนสั่งการ (Automatic Feeders Chicken)

๑.๕.๒ เครื่องให้อาหารอัตโนมัติระบบเอ็นดรอย หมายถึง เครื่องที่สามารถสั่งการทำงานโดยโทรสัพท์มือถือ (Chicken Feeders Automatic System Android)

บทที่ ๒

เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

การจัดทำโครงการเรื่องเครื่องวัดปริมาณฝุ่นละอองและควันในอากาศแสดงผลด้วยจอผลึกเหลวชนิดตัวอักษร คณะผู้จัดทำได้ศึกษาค้นคว้าเอกสารเกี่ยวกับการจัดทำ มีรายละเอียดดังนี้

๒.๑ บอร์ด Arduino

๒.๒ เซนเซอร์ตรวจจับแสง(LDR)

๒.๓ LED

๒.๔ Switch

๒.๕ Resistor

๒.๖ Bluetooth module HC05

๒.๗ รีเลย์

มีรายละเอียดดังนี้

๒.๑ บอร์ด Arduino

Ardiono มีผู้ริเริ่มเป็นชาวอิตาเลียน ดังนั้นจึงอ่านออกเสียงไปในทางอิตาเลียนว่า อาดูยโน่ หรือบางคนก็อ่านว่า อาดูโน่ หรือ อาดูยอีโน่ก็ได้ เรื่องมันก็เริ่มต้นในปี2005 ผู้ริเริ่มของ Arduino ชื่อว่า Massimo Banzi และ David Cuartielles ซึ่งอาศัยอยู่ในเมือง Ivrea ทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี สองคนนี้ตั้งใจสร้างอุปกรณ์ประเภทไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาถูกที่นักเรียนนักศึกษาสามารถเข้าถึง และซื้อหามาเป็นเจ้าของได้ โรงงานเล็กๆในเมืองที่ว่านี้ก็ถูกใช้เป็นที่ผลิตบอร์ด Arduino เวอร์ชั่นแรก โดยใช้ชื่อโครงการของพวกเขาว่า Arduin of Ivrea

นอกจากจะตั้งใจให้ราคาของอุปกรณ์นั้นถูกเมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลอื่นๆ ในท้องตลาดแล้ว พวกเขายังตั้งใช้ให้ Arduino สามารถพัฒนาโดยโปรแกรมที่ "แจกฟรี" ภายใต้เงื่อนไขในการใช้งานลักษณะ Open Souce ดังนั้นจึงเลือกใช้การพัฒนาบนพื้นฐานของระบบ Wiring

สำหรับบางคนก็ยังไม่แน่ใจว่าไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร ไมโครคอนโทรลเลอร์จะว่าไปแล้วก็เปรียบเหมือนกับสมองของมนุษย์ครับ คือมีหน้าที่คิด คำนวณทางคณิตศาสตร์ คำนวณทางลอจิก สั่งการ มีส่วนความจำเพื่อใช้เป็นข้อมูลในการคำนวณ หรือ ประมวลผลต่างๆ "แต่จะไม่สามารถทำงานได้เอง" โดยไม่มีมือ เท้า แขน ขา หรือ ตา หู จมูก ซึ่งเปรียบได้กับอุปกรณ์ส่วนควบ (Accessories) อื่น เช่น เซนเซอร์ มอเตอร์ ระบบสื่อสารผ่านอินเตอร์เน็ต ระบบแสดงผลผ่านจอภาพ เป็นต้น

ดังนั้นโดยสรุปคือ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะทำหน้าที่ในการคิดคำนวณ รับค่าจากระบบวัดผลภายนอก เข้ามาประมวลผล เพื่อสั่งการตอบสนองออกไปที่อุปกรณ์ต่อเชื่อมอื่นๆ ตัวมันเองเดียวๆ จะทำอะไรไม่ได้มากไปกว่าการคิด

ไมโครคอนโทรเลอร์ในปัจจุบันก็มีอยู่หลายยี่ห้อ เช่น PIC ของบริษัทไมโครชิพ Z80 MCS-51 ARM-Cortex AVR และอื่นๆอีกมาก Arduino ก็เป็นไมโครคอนโทรเลอร์แบบหนึ่งที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ต่างจากยี่ห้ออื่นๆ คือ การเป็น Open Source ซึ่งทำให้ได้เปรียบเรื่องราคา และจำนวนผู้ใช้งานทั่วโลก

Arduino เวอร์ชั่นแรกปรากฏต่อสายตาชาวโลกในเดือนกันยายน ปี 2006 เรียกชื่อว่า Arduino Mini และก็เล็ก ราคาขายในเมืองไทยก็ตกอยู่ไม่กี่ร้อยบาท (แต่ตอนนี้ไม่มีขายแล้ว)

ภาพประกอบที่1 Arduino เวอร์ชั่นแรก Arduino Mini

ถึงปัจจุบัน Arduino มีบอร์ดหลายแบบให้เลือกใช้งานตามความถนัดและความเหมาะสมมากกว่า 20 รุ่น แต่ละรุ่นก็มีขนาด ความจุ ความเร็ว จำนวนขาพอร์ตอินพุต เอาท์พุต แตกต่างกันออกไป มีตั้งแต่ราคาหลักสองสามร้อยบาทไปจนกระทั่งพันกว่าบาท นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ต่อพ่วง(Shield) ให้อีกสารพัด ราคาก็เป็นไปตาม concept เดิม คือสมเหตุสมผลสุดๆ ทำให้เป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

สาเหตุที่ราคาถูกก็สามารถสรุปได้ดังนี้

ระบบเป็นแบบ Open Source ไม่มีลิขสิทธิ์ในการนำไปใช้งานต่อเชิงพาณิชย์ แถมแจกไฟล์ที่ใช้ในการสร้างต้นแบบให้ฟรีๆ ทำให้ประเทศผู้ผลิตอย่างจีนสามารถนำไปผลิตได้ในราคาสบายๆ โดยไม่ต้องกังวลเรื่องค่าลิขสิทธิ์

ซอฟแวร์ หรือ Arduino IDE ที่ใช้ในการพัฒนายังแจกให้ฟรี ดาวน์โหลดกันได้อย่างถูกกฎหมายเอาไปใช้งานต่อ สร้างผลิตภัณฑ์แล้วขายต่อ ก็ไม่ต้องเสียเงินให้แบบไมโครคอนโทรลเลอร์เจ้าอื่นๆ

มีซอฟแวร์ (แบบฟรีๆ) ที่สร้างโดยคนใจดี เข้ามาร่วมอุดมการณ์ (เช่น Fritzing และ Processing) กันอีก ทำให้เกิดเป็นชุมชนขนาดใหญ่ที่มีเครื่องไม้เครื่องมือเข้ามาให้ใช้กันฟรีๆเยอะมาก ทั้ง Blog และ website สารพัด

ชุมชนคนใช้ Arduino ในต่างประเทศมีอยู่มากมาย หาได้จากWebsite ดังๆ เช่น Arduino.cc, Makezine.com, instructables.com เว็บพวกนี้แจกแบบร่างและไฟล์ติดตั้ง (Sketch) ให้ฟรีๆ เอาไปสร้างโดยหาวัสดุเอารอบๆตัว

บอร์ด Arduino มีด้วยกันหลักๆ ประมาณ 9 บอร์ดดังนี้

๒.๑.๑ Arduino Uno

ภาพประกอบที่2 บอร์ด Arduino Uno R3

คำว่า Uno เป็นภาษาอิตาลี ซึ่งแปลว่าหนึ่ง เป็นบอร์ด Arduino รุ่นแรกที่ออกมา มีขนาดประมาณ 68.6x53.4mm เป็นบอร์ดมาตรฐานที่นิยมใช้งานมากที่สุด เนื่องจากเป็นขนาดที่เหมาะสำหรับการเริ่มต้นเรียนรู้ Arduino และมี Shields ให้เลือกใช้งานได้มากกว่าบอร์ด Arduino รุ่นอื่นๆที่ออกแบบมาเฉพาะมากกว่า โดยบอร์ด Arduino Uno ได้มีการพัฒนาเรื่อยมา ตั้งแต่ R2 R3 และรุ่นย่อยที่เปลี่ยนชิปไอซีเป็นแบบ SMD

ภาพประกอบที่3 บอร์ด Arduino Uno R2

ภาพประกอบที่4 บอร์ด Arduino Uno SMD

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega328
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	14 พอร์ต (มี 6 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	6 พอร์ต
กระแสไฟที่จ่ายได้ในแต่ละพอร์ต	40mA
กระแสไฟที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	32KB พื้นที่โปรแกรม, 500B ใช้โดย Booloader
พื้นที่แรม	2KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	1KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	68.6x53.4 mm
น้ำหนัก	25 กรัม

๒.๑.๒ Arduino Duo

ภาพประกอบที่5 บอร์ด Arduino Duo

Duo เป็นภาษาอิตาลี แปลว่า สอง เป็นรุ่นที่เพิ่มพอร์ตให้มากขึ้นเป็น 54 พอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุต และ 12 พอร์ตอนาล็อกอินพุต 2 พอร์ตอนาล็อกเอาต์พุต เพิ่มพื้นที่โปรแกรมเป็น 512KB สามารถใช้งานพื้นที่ได้เต็มไม่มี Bootloader เนื่องจากสามารถใช้กับพอร์ต USB ได้โดยตรง มีขนาดบอร์ด 101.52x53.3mm สามารถใช้ Shields ของ Arduino Uno ได้ แต่บางตัวจำเป็นต้องแก้ขาให้ถูกต้อง จากรูปที่ 4 จะเห็นได้ว่าบอร์ดได้เปลี่ยนมาใช้ชิปไอซีแบบ SMD จึงไม่นิยมนำมาใช้ในแบบ Standalone แต่นิยมนำมาใช้ในงานที่จำเป็นต้องพื้นที่โปรแกรมมากขึ้น ทำงานที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น บอร์ด Arduino Duo ใช้ชิปไอซีเบอร์AT91SAM3X8E ซึ่งเป็นชิปไอซีที่ใช้เทคโนโลยี ARM Core สถาปัตยกรรม 32 บิต เร่งความถี่คริสตอลขึ้นไปสูงถึง 84Mhz จึงทำให้สามารถงานด้านการคำนวน หรือการประมวลผลอัลกอริทึมได้เร็วกว่า Arduino Unoมาก แต่เนื่องจากชิปไอซีทำงานที่แรงดัน 3.3V ดังนั้นการนำไปใช้งานกับเซ็นเซอร์ควรระวังไม่ให้แรงดัน 5V ไหลเข้าบอร์ด ควรใช้วงจรแบ่งแรงดันเพื่อช่วยให้ลอจิกลดแรงดันลงมาให้เหมาะสม

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	AT91SAM3X8E
ใช้แรงดันไฟฟ้า	3.3V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 16V
พอร์ต Digital I/O	54 พอร์ต (มี 12 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	2 พอร์ต
กระแสไฟฟ้ารวมที่จ่ายได้ในทุกพอร์ต	130mA
กระแสไฟที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	800mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 5V	800mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	512KB พื้นที่โปรแกรม
พื้นที่แรม	2KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	96KB
ความถี่คริสตัล	84MHz
ขนาด	101.52x53.3 mm
น้ำหนัก	36 กรัม

๒.๑.๓ Arduino Leonardo

ภาพประกอบที่6 บอร์ด Arduino Leonard

บอร์ด Arduino Leonard เป็นบอร์ดที่เลือกใช้ชิปไอซีเบอร์ ATmega32u4 ที่รองรับการเชื่อมต่อกับพอร์ต USB ได้โดยตรง ทำให้บอร์ดสามารถเขียนโปรแกรมเพื่อจำลองตัวเองให้เป็นเมาส์ หรือคีย์บอร์ดได้ ทำงานที่แรงดัน 5V ทำให้ไม่มีปัญหากับเซ็นเซอร์ หรือ Shields ที่ใช้งานกับ Arduino Uno

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega32u4
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	20 พอร์ต (มี 7 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	12 พอร์ต
กระแสไฟฟ้ารวมที่จ่ายได้ในทุกพอร์ต	40mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	32KB แต่ 4KB ถูกใช้โดย Bootloader
พื้นที่แรม	2.5KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	1KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	68.6x53.3 mm
น้ำหนัก	20 กรัม

๒.๑.๔ Arduino MEGA ADK

ภาพประกอบที่7 บอร์ด Arduino MEGA ADK R3

บอร์ด Arduino MEGA ADK ใช้ชิปไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmaega2560 มีชิปไอซี USB Host เบอร์ MAX3421e มาให้บนบอร์ด ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือแอนดรอยผ่าน OTG มีพอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุตจำนวน 54 พอร์ต มีอนาล็อกอินพุตมาให้ 16 พอร์ต ทำงานที่ความถี่ 16MHz บอร์ด Arduino MEGA ADK จะแตกต่างกับบอร์ด Arduino Duo ตรงที่ชิปบนบอร์ดนั้นฉลาดไม่เท่า และใช้ความถี่ต่ำกว่า ดังนั้นจึงไม่เหมาะจะนำไปใช้กับงานคำนวณ แต่เหมาะสำหรับงานที่ใช้การเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือแอนดรอยด์มากกว่า

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega2560
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	54 พอร์ต (มี 15 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	16 พอร์ต
กระแสไฟฟ้ารวมที่จ่ายได้ในทุกพอร์ต	40mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	256KB แต่ 8KB ถูกใช้โดย Bootloader
พื้นที่แรม	8KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	4KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	101.52x53.3 mm
น้ำหนัก	36 กรัม

๒.๑.๕ Arduino Mega 2560

ภาพประกอบที่8 บอร์ด Arduino Mega 2560 R3

บอร์ด Arduino Mega 2560 จะเหมือนกับ Arduino MEGA ADK ต่างกันตรงที่บนบอร์ดไม่มี USB Host มาให้ การโปรแกรมยังต้องทำผ่านโปรโตคอล UART อยู่ บนบอร์ดใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega2560

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega2560
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	54 พอร์ต (มี 15 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	16 พอร์ต
กระแสไฟฟ้ารวมที่จ่ายได้ในทุกพอร์ต	40mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	256KB แต่ 8KB ถูกใช้โดย Bootloader
พื้นที่แรม	8KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	4KB
ความถี่คริสตัล	16MHz

๒.๑.๖ Arduino Micro

ภาพประกอบที่9 บอร์ด Arduino Micro

บอร์ด Arduino Micro ออกแบบให้มีขนาดที่เล็ก และทันสมัยกว่าบอร์ด Arduino Mini หรือ Arduino Nano เนื่องจากบนบอร์ดใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega32u4 ซึ่งมาพอร์ต USB สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง และมีดิจิตอลอินพุตเอาต์พุตมากถึง 20 พอร์ต มีพื้นที่เก็บโปรแกรมขนาด 32KB แต่ต้องใช้พื้นที่สำหรับ Bootloader ไป 4KB มีขนาดเพียง 48x18mm เนื่องจากบอร์ดใช้ชิปไอซีตัวเดียวกับ Arduino Leonardo ทำให้สามารถทำให้บอร์ดจำลองตัวเองเป็นเมาส์หรือคีย์บอร์ดเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega32u4
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	20 พอร์ต (มี 7 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	12 พอร์ต
กระแสไฟที่จ่ายได้ในแต่ละพอร์ต	40mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	32KB พื้นที่โปรแกรม, 4KB ใช้โดย Booloader
พื้นที่แรม	2.5KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	1KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	48x18 mm
น้ำหนัก	13 กรัม

๒.๑.๗ Arduino Nano

ภาพประกอบที่10 บอร์ด Arduino Nano

บอร์ด Arduino Nano ออกแบบมาให้มีขนาดเล็ก และใช้กับงานทั่วๆไป ใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega168 หรือเบอร์ ATmega328 (มีรุ่น 2.3 กับ 3 ตอนซื้อต้องเช็คดีๆก่อน) โปรแกรมผ่านโปรโตคอล UART มีชิปUSB to UART มาให้ ใช้ Mini USB เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ มีพอร์ตดิจิตอลอินพุตเอาต์พุต 14 พอร์ต มีพอร์ตอนาล็อกอินพุต 8 พอร์ต บนบอร์ดยังมีเรกกูเลเตอร์ สามารถจ่ายไฟได้ตั้งแต่ 7 – 12V เพื่อให้บอร์ดทำงานได้ (จ่ายไฟที่ขา VIN)กรณีมีแหล่งจ่ายไฟ 5V อยู่แล้วก็จ่ายเข้าได้เลยที่ขา 5V

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega168 หรือ ATmega328
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	14 พอร์ต (มี 6 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	6 พอร์ต
กระแสไฟที่จ่ายได้ในแต่ละพอร์ต	40mA
กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V	50mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	16KB หรือ 32KB พื้นที่โปรแกรม, 500B ใช้โดยBooloader
พื้นที่แรม	1 หรือ 2KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	512B หรือ 1KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	45x18 mm
น้ำหนัก	5 กรัม

๒.๑.๘ Arduino Mini

ภาพประกอบที่11 บอร์ด Arduino Mini

บอร์ด Arduino Mini มีขนาดเล็กกว่าบอร์ด Arduino อื่นๆอยู่มาก แต่ยังคงความสามารถไว้เท่ากับบอร์ด Arduino Uno R3 แถมยังมีพอร์ต A6 และ A7 เพิ่มขึ้นมา ทำให้บอร์ดมีอนาล็อกอินพุตเพิ่มมากขึ้น จากเดิมมี 6 พอร์ต เพิ่มเป็น 8 พอร์ต เนื่องจากบอร์ด Arduino Mini เน้นที่ขนาดเล็ก ดังนั้นจึงไม่สามารถทำการโปรแกรมได้โดยตรง หากต้องการโปรแกรมบอร์ดจำเป็นต้องซื้อโมดูล USB to UART มาใช้แยกตางหาก แต่ข้อดีของการไม่สามารถเสียบโปรแกรมได้โดยตรงคือหากโปรเจคอยู่ตัวแล้ว ความเสี่ยงที่จะถูกนำมาเขียนโปรแกรมเข้าไปใหม่ก็จะลดน้อยลง บอร์ด Arduino Mini ยังคงมีรูปแบบคล้ายๆกับ Arduino เดิม คือใช้ชิป ATmega328 ที่ความถี่ 16MHz ภายในบอร์ดสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟ 7 – 12V มาจ่ายได้ หากมีแหล่งจ่ายไฟ 5V ก็สามารถนำมาจ่ายได้เลย

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega328
ใช้แรงดันไฟฟ้า	5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ)	7 – 12V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด)	6 – 20V
พอร์ต Digital I/O	14 พอร์ต (มี 6 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	8 พอร์ต
กระแสไฟที่จ่ายได้ในแต่ละพอร์ต	40mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	32KB พื้นที่โปรแกรม, 2KB ใช้โดย Booloader
พื้นที่แรม	2KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	1KB
ความถี่คริสตัล	16MHz
ขนาด	30x18 mm
น้ำหนัก	ไม่ระบุ

๒.๑.๙ Arduino Pro Mini

ภาพประกอบที่12 บอร์ด Arduino Pro Mini

บอร์ด Arduino Pro Mini เป็นบอร์ดที่แตกต่างจากบอร์ด Arduino Mini คือย้ายช่อง A4 A5 A6 A7 ออกมาภายในบอร์ด เพื่อให้บอร์ดมีขนาดที่เล็กลงกว่าเดิมอีก และมีให้เลือกใช้ทั้ง 5V และ 3.3V ก่อนซื้อจึงควรดูให้แน่ใจเสียก่อน บอร์ด Arduino Pro Mini ได้ใช้ไอซีเบอร์ ATmega328 เช่นเดิม แต่มีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อย ทำให้ไอซีดูเต็มบอร์ดมากขึ้น และในโมเดลที่ใช้แรงดันไฟ 3.3V ลดความถี่ลงเป็น 8MHz ใช้พื้นที่ Booloader น้อยลง เหลือเพียง 500B การโปรแกรมยังคงต้องใช้โมดูล USB to UART ในการเชื่อมต่อเพื่อโปรแกรมเช่นเดิม

ข้อมูลจำเพาะ

ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์	ATmega328
ใช้แรงดันไฟฟ้า	3.3V หรือ 5V
รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า	3.35 – 12V (ในโมเดลใช้ไฟ 3.3V) หรือ 5 – 12V (ในโมเดลใช้ไฟ 5V)
พอร์ต Digital I/O	14 พอร์ต (มี 6 พอร์ต PWM output)
พอร์ต Analog Input	6 พอร์ต
กระแสไฟที่จ่ายได้ในแต่ละพอร์ต	40mA
พื้นที่โปรแกรมภายใน	32KB พื้นที่โปรแกรม, 500B ใช้โดย Booloader
พื้นที่แรม	2KB
พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM)	1KB

๒.๒ เซนเซอร์ตรวจจับแสง(LDR)

แอลดีอาร์ (LDR) หรือ ตัวต้านทานแปรเปลี่ยนค่าตามแสง หลายครั้งที่หลายๆคนอาจเรียกหรือจำสับสนกับ LED , LDR แต่เมื่อมาอ่านบทความนี้แล้ว ผมก็หวังว่าจะเข้าใจได้ดียิ่งขึ้น

โดยสัญลักษณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของ LDR นี้คือ

แอลดีอาร์(LDR) หรือชื่อเต็มๆคือ Light Dependent Resistor โดยแปลความหมายตรงตัวคือ "ต้านทาน ขึ้นอยู่กับ แสง" LDR คือ ความต้านทานชนิดที่ไวต่อแสง กล่าวคือ ตัวความต้านทานนี้สามารถเปลี่ยนสภาพทางความนำไฟฟ้า ได้เมื่อมีแสงมาตกกระทบ บางครั้งเรียกว่าโฟโตรีซีสเตอร์ ( Photo Resistor) หรือ โฟโตคอนดัคเตอร์ (Photo Conductor) เป็นตัวต้านทานที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ประเภทแคดเมี่ยมซัลไฟด์ ( Cds : Cadmium Sulfide) หรือแคดเมี่ยมซิลินายส์ ( CdSe : Cadmium Selenide) ซึ่งทั้งสองตัวนี้ก็เป็นสารประเภทกึ่งตัวนำ เอามาฉาบลงบนแผ่นเซรามิกที่ใช้เป็นฐานรองแล้วต่อขาจากสารที่ฉาบ ไว้ออกมา

จากรูปจะแสดงลักษณ์ของ LDR ครับ

๒.๒.๑ คุณสมบัติทางแสง

การทำงานของ LDR เพราะว่าเป็นสารกึ่งตัวนำ เวลามีแสงตกกระทบลงไปก็จะถ่ายทอดพลังงาน ให้กับสาร ที่ฉาบอยู่ ทำให้เกิดโฮลกับอิเล็กตรอนวิ่งกันพล่าน. การที่มีโฮล กับอิเล็กตรอนอิสระนี้มากก็เท่ากับ ความต้านทานลดลงนั่นเอง ยิ่ง ความเข้มของแสงที่ตกกระทบมากเท่าไร ความต้านทานก็ยิ่งลดลงมากเท่านั้น

เมื่อเทียบกับการทำงาน ของอุปกรณ์ไวแสง ประเภทอื่น ๆ แต่ถึงอย่างไรแสงในช่วงคลื่นนี้ ก็มีอยู่ในแสงอาทิตย์ แสงจากหลอดไฟแบบไส้ และ แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ ด้วย หรือ ถ้าจะคิดถึงความยาวคลื่น ที่ LDR จะตอบสนองไวที่สุดแล้ว ก็มีอยู่หลาย ความยาวคลื่น โดยทั่วไป LDR ที่ทำจากแคดเมียมซัลไฟด์ จะไวต่อแสงที่มีความยาวคลื่นในช่วง 5,000 กว่า อังสตรอม. ซึ่งเราจะเห็นเป็นสีเขียว ไปจนถึงสีเหลือง สำหรับ บางตัวแล้ว ความ ยาวคลื่นที่ไวที่สุดของมันใกล้เคียงกับความยาวคลื่นที่ไวที่สุดของตาคนมาก ( ตาคนไวต่อความ ยาวคลื่น ประมาณ 5,550 อังสตรอม ) จึงมักจะใช้ทำเป็นเครื่องวัดแสง ในกล้องถ่ายรูป ถ้า LDR ทำจาก แคดเมียมซีลิไนด์ก็จะไวต่อ ความ ยาวคลื่นในช่วง 7,000 กว่า อังสตรอม ซึ่งไปอยู่ใน ช่วงอินฟราเรดแล้ว

๒.๒.๒ วงจร LDR

หลังจากที่บทความที่แล้วได้รู้จักเจ้าตัว LDR กันแล้ว ผมขอสรุปให้เข้าใจตรงนี้ง่ายๆเลยนะครับ LDR ก็คือ Resistor ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีความไวต่อแสงมาก ไวต่อแสงในที่นี้คือ ค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเข้มของแสงนั่นเองครับ ทีนี้ก็มาดูตัวอย่างวงจรการทำงานกันครับ ว่านำไปใช้งานยังไง

การนำ LDR ไปต่อใช้งานก็เหมือนกับการต่อใช้งาน Resistor ทั่วไปครับ แต่ที่รู้กันอยู่คือ LDR มีค่าความต้านทางเปลี่ยนแปลงไปตามความเข้มของแสง ซึ่งต่างจาก Resistor ที่มีค่าความต้านคงที่ จึงนิยมนำ LDR มาใช้เป็นเซ็นเซอร์รับแสงมากกว่านั่นเองครับ

วงจรนี้เป็น วงจร LDR ที่นำมาใช้เป็นเครื่องวัดแสงครับ การทำงานก็ง่ายๆครับ คือ เมื่อมีแสงมากระทบที่ตัว LDR ค่าความต้านทานก็จะลดลง ทำให้มีกระแสไหลผ่านแอมป์มิเตอร์ มากขึ้นนั่นเองครับ แต่ระวังอย่าให้เข็มมิเตอร์ขึ้นสุดสเกล เพราะอาจจะทำให้ แอมป์มิเตอร์เสียได้ โดยการปรับ VR ที่ต่ออนุกรมอยู่กับ LDR นะครับ

นี่อีกวงจรหนึ่งครับ การทำงานก็คล้ายๆกันครับ แต่จะเพิ่มไอซี ออปแอมป์เข้าไปเพื่อช่วยเพิ่มความไวในการตอบสนองกับแสงให้มากขึ้น

อีกวงจร เป็นวงจรสวิตซ์ทำงานด้วยแสง การใช้ LDR ทำงานในวงจรปิดเปิดสวิตซ์ เราก็จะใช้เพียง 2 อย่างเท่านั้น คือ มีแสง หรือ ไม่มีแสง

รูป (ก) เมื่อมีแสงสว่าง LDR จะมีความต้านทานต่ำ ทำให้แรงดันส่วนใหญ่มาตกคร่อม VR 1 เสียหมด แรงดันเอาต์พุต จึงสูงเกือบเท่า แรงดันไฟเลี้ยง และ ถ้าไม่มีแสง LDR จะมีความต้านทานสูง แรงดันส่วนใหญ่จะ ไปตกที่ LDR แรงดันเอาต์พุต จึงเกือบเป็น 0 โวลต์

รูป (ข) วงจรจะทำงาน ในทางตรงข้าม เพียงแต่สลับที่ระหว่าง LDR กับ VR 1 เมื่อมีแสงตกกระทบ LDR จะมีค่าความต้านทานลดลง เอาต์พุตก็จะเกือบ เป็น 0 โวลต์ และในเวลาที่ไม่มีแสงสว่างเอาต์พุตก็เกือบเท่าแรงดันไฟเลี้ยงจะเห็นได้ว่า กลับกันกับในกรณีแรก นั่นเองครับ

ส่วนในวงจรนี้ ทั้ง 2 กรณี จะมีวงจรที่ต่อออกไปสำหรับจับสัญญาณว่ามีแสงสว่างหรือไม่. แล้วนำไปควบคุมสวิตช์ อีกทีให้ ทำงานใน กรณีที่ต้องการ. ในรูปด้านล่างเป็นตัวอย่างวงจรซึ่งรีเลย์จะทำงานเมื่อไม่มีแสงสว่าง ซึ่งถ้าเราไม่ต้องการแบบนี้ และ อยากให้รีเลย์ ทำงาน เมื่อมีแสงสว่างก็เพียงแต่สลับที่ระหว่าง LDR กับความต้านทานปรับค่าได้ 100 kW เท่านั้น

ตัวอย่างวงจรควบคุมสวิตซ์โดยรีเลย์จะทำงานเมื่อไม่มีแสงสว่าง

ตัวอย่างวงจรอีกอันหนึ่งทำงานเมื่อมีแสงสว่าง ตัวอย่างอื่นๆ ก็ได้แก่ วงจรจับควันไฟ , วงจรกะพริบ เพื่อความปลอดภัยเมื่อมีรถยนต์แล่นผ่านมา

วงจรเตือนภัยเป็นเสียงเมื่อมีแสงสว่างกระทบ LDR

๒.๒.๓ วงจรใช้ LDR ตลอดช่วง

นอกจากวงจรเครื่องวัดแสง ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในการประยุกต์ LDR ให้ใช้งานแบบทุกช่วงการเปลี่ยนแปลงแล้ว ยังมีคน ดัดแปลงไปใช้ในวงจรอื่นๆ อีก เช่น วงจรแปลงสัญญาณอะนาลอก เป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อเชื่อมต่อส่วนที่เป็น วงจรอะนาล็อก ให้ส่งสัญญาณผ่านเข้าไปทำงานในวงจรดิจิตอลได้ ดังเช่น รูปที่ 9 เป็นวงจรแปลงระดับความเข้มแสง ซึ่งเป็นสัญญาณ อะนาล็อกให้ออกมาเป็นจำนวนลูกคลื่นสี่เหลี่ยม ยิ่งความเข้มแสงมากเท่าไหร่ จำนวนลูกคลื่น สี่เหลี่ยมก็จะยิ่งออกมามากเท่านั้น วงจรนี้ ใช้ไอซี 555 ความถี่ของคลื่นที่ออกมาจะได้ประมาณ 22kHz ถ้าเอาไป รับแสงใกล้ๆ หลอดไฟขนาด 60 วัตต์ แต่จะ เหลือเพียงประมาณ 1Hz ในที่มืด ถ้าเอาลำโพงอนุกรมกับตัวต้านทาน 220W ไปต่อเข้ากับขา 3 และ ไฟบวกก็จะได้ยินเสียง สูงๆ

ตัวอย่างวงจรเปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณเสียง

วงจรเปิด-หรี่-ปิดไฟ

๒.๒.๔ กราฟสมบัติทางแสง
การทำงานของ LDR ก็ง่ายๆ เพราะว่ามันเป็นสารกึ่งตัวนำ เวลามีแสงตกกระทบลงไปก็จะถ่ายทอดพลังงาน ให้กับสาร ที่ฉาบอยู่ ทำให้เกิดโฮลกับอิเล็กตรอนวิ่งกันพล่าน. การที่มีโฮล กับอิเล็กตรอนอิสระนี้มากก็เท่ากับ ความต้านทานลดลงนั่นเอง ยิ่ง ความเข้มของแสงที่ตกกระทบมากเท่าไร ความต้านทานก็ยิ่งลดลงมากเท่านั้น

รูปที่ 2 ตัวอย่างกราฟแสดงความไวต่อแสงความถี่ต่าง ๆ ของ LDR ทั้ง 2 แบบ เมื่อเทียบกับความไวของตาคน

ในส่วนที่ว่าแสงตกกระทบนั้น มิใช่ว่าจะเป็นแสงอะไรก็ได้ เฉพาะแสงในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 4,000 อังสตรอม ( 1 อังสตรอม เท่ากับ 10 ^-
10 เมตร ) ถึงแระมาณ 10,000 อังสตรอม เท่านั้นที่จะใช้ได้ ( สายตาคนจะเห็นได้ ในช่วงประมาณ 4,000 อังสตรอม ถึง 7,000 อังสตรอม ) ซึ่งคิดแล้วก็เป็นช่วงคลื่นเพียงแคบ ๆ เมื่อเทียบกับการทำงาน ของอุปกรณ์ไวแสง ประเภทอื่น ๆ แต่ถึงอย่างไรแสงในช่วงคลื่นนี้ ก็มีอยู่ในแสงอาทิตย์ แสงจากหลอดไฟแบบไส้ และ แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ ด้วย หรือ ถ้าจะคิดถึงความยาวคลื่น ที่ LDR จะตอบสนองไวที่สุดแล้ว ก็มีอยู่หลาย ความยาวคลื่น โดยทั่วไป LDR ที่ทำจากแคดเมียมซัลไฟด์ จะไวต่อแสงที่มีความยาวคลื่นในช่วง 5,000 กว่า อังสตรอม. ซึ่งเราจะเห็นเป็นสีเขียว ไปจนถึงสีเหลือง สำหรับ บางตัวแล้ว ความ ยาวคลื่นที่ไวที่สุดของมันใกล้เคียงกับความยาวคลื่นที่ไวที่สุดของตาคนมาก ( ตาคนไวต่อความ ยาวคลื่น ประมาณ 5,550 อังสตรอม ) จึงมักจะใช้ทำเป็นเครื่องวัดแสง ในกล้องถ่ายรูป ถ้า LDR ทำจาก แคดเมียมซีลิไนด์ก็จะไวต่อ ความ ยาวคลื่นในช่วง 7,000 กว่า อังสตรอม ซึ่งไปอยู่ใน ช่วงอินฟราเรดแล้ว

๒.๓ LED

หลอดLED นั้นมีมานานแล้ว เริ่มปรากฏในแผงวงจรครั้งแรกเมื่อปี 1962 ซึ่งโดยช่วงแรกๆนั้น LED ให้ความเข้มแสงไม่มากนัก และมีใช้ในเฉพาะ ความถี่ในช่วงแสง infra-red ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ (ซึ่งเรายังคงเห็นรูปแบบการใช้งานในช่วงแสง infra-red นี้ตามอุปกรณ์ประเภทรีโมทคอนโทรลในเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนจนปัจจุบัน)ต่อมา LED ถูกพัฒนาให้สามารถเปล่งแสงที่มองเห็นได้ โดยแสงสีแดง ถูกคิดค้นขึ้นได้ก่อน แต่ก็ยังมีความเข้มแสงที่ต่ำอยู่ หลังจากนั้น LED ก็ถูกพัฒนาเรื่อยมาจนกระทั่งสามารถให้แสงที่ครอบคลุมย่านความถี่ตั้งแต่ infrared แสงที่มองเห็นไปจนถึงย่าน ultra violet หรือ UV ต่อจากนั้น LED ก็ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ในอุปกรณ์ไฟแสดงตามแผงควบคุมต่างๆ ในไฟแสดงตัวเลข seven segment และนาฬิกาดิจิตอล ต่อมา LED ก็ถูกพัฒนาให้มีประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงมากขึ้น จึงทำให้เกิดการนำเอา LED มาใช้งานในการแสดงสัญญาณต่างๆ เช่น ไฟสัญญาณสำหรับการบิน ไฟสัญญาณจราจร และเนื่องด้วย LED มีข้อดีในหลายๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นด้านประหยัดพลังงาน ด้านการใช้งานได้นานขึ้น การบำรุงรักษาที่ต่ำ ด้านความทนทานของตัวหลอดเอง และขนาดก็เล็กมากเมื่อเทียบกับหลอดไส้อย่างเดิม ทั้งยังปิดเปิดง่ายขึ้นแล้ว นักวิจัยและบริษัทต่างๆจึงมุ่งเน้นพัฒนาประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงหรือความสว่างให้สูงขึ้นไปอีก เพื่อหวังที่จะนำเอา LED มาใช้เป็นไฟฟ้าแสงสว่างในชีวิตประจำวันเพื่อทดแทนหลอดไฟแบบที่มีใช้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน แต่ก็ติดปัญหาเรื่องการทำให้ LED มีแสงสีขาว เหมือนหลอดไฟทั่วไปไม่ได้ ผ่านมาเกือบ 30 ปี จนกระทั่ง ในปี 1990 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คน ได้ร่วมกันพัฒนาจนประสบความสำเร็จ ซึ่งภายหลังทั้ง 3 คนนี้จึงได้รับการยกย่องและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2014 ที่ผ่านมา ในฐานะเป็นผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ ที่จะทำให้เกิดการปฏิวัติวงการทั้งโลก ด้านไฟฟ้าแสงสว่างและการใช้พลังงาน ในศตวรรษที่ 21 เลยทีเดียว

๒.๓.๑ LED ในปัจจุบันและอนาคต

จึงทำให้ในปัจจุบัน หลอด LED เริ่มนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่ว่าจะเป็น ไฟแสงสว่างรถยนต์ หรือไฟฟ้าแสงสว่างทั่วไป แต่ก็ยังติดปัญหาด้านต้นทุนการผลิตอยู่ แต่ในอนาคตอีกไม่นานเมื่อต้นทุนในการผลิตหลอดไฟLEDต่ำลงเรื่อยๆ เราคงได้เห็น หลอดไฟLED ได้โดยทั่วไปซึ่งจะมาแทนหลอดไฟในปัจจุบันไม่ต่างจากการเข้ามาแทนหลอดไส้ของฟลูออเรสเซนต์ เหมือนช่วงอดีตที่ผ่านมาแน่นอน

๒.๓.๒ หลักการทำงานของ LED

เพื่อให้ทันต่อกระแส การเข้าใจและรู้หลักการทำงาน LED จึงน่าจะเป็นประโยชน์ เพื่อที่จะได้เปิดใจและยอมรับสิ่งที่กำลังจะกลายเป็นอนาคตของพวกเราทุกคน เริ่มจากคำย่อ LED

L-Light แสง

E-Emitting เปล่งประกาย

D-Diode ไดโอด

แปลรวมกัน ก็คือ " ไดโอดชนิดเปล่งแสง "

มีสัญลักษณ์ที่ใช้ในวงจรคือ

ภาพประกอบทีสัญลักษณ์ LED

ส่วนหน้าตาของ LED ที่เห็นกันบ่อย ๆ ในวงจร

ภาพประกอบที่ตัวอย่าง LED

ไดโอด คือ สารกึ่งตัวนำประเภทหนึ่ง ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทางเดียว ไดโอด นั้นมีใช้อยู่ทั่วไปในวงจรอิเลคทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้า ไดโอดทั่วไปมีสัญลักษณ์ คือ สัญลักษณ์ไดโอดต่างกันนิดหน่อยตรงที่ไม่มีลูกศรแสดงการเปล่งแสง

๒.๓.๓ การต่อวงจร

หลักการต่อวงจรของ LED ไม่มีอะไรซับซ้อน เพียงจ่ายไฟบวกกระแสตรงเข้าที่ขา อาร์โนด (Anode) หรือขาที่ยาวกว่า และต่อไฟลบเข้ากับขา แคโธด(Cathode)หรือขาสั้น จะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมตัว LED ที่เรียกว่า Vf หรือ Farword Voltage เมื่อมีแรงดันตกคร่อม Vf ที่ว่านี้ ด้วยคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำภายใน LEDก็จะเปล่งแสงออกมา แต่เพื่อจำกัดไม่ให้กระแสไหลผ่าน LED มากจนเกินไป ก็จำเป็นต้องต่อ ตัวต้านทาน หรือ R หรือ Resistor อนุกรมเข้าไปในวงจร ดังรูปข้างล่าง

ภาพประกอบที่วงจรการต่อ LED

วิธีการหาค่า R ใช้สูตรง่ายๆ กฎของโอห์ม V=IR, V=(Vdc-Vf)

ส่วนคุณสมบัติสำคัญของไดโอด LED คือ แรงดันตกคร่อมหรือ Vf และกระแสไหลผ่านที่ทนได้สูงสุดหรือ Imaxตัวต้านทานหรือ R ที่ต่อไว้เพื่อจำกัดกระแส ก็มีความร้อนเกิดขึ้นดังนั้นสิ่งที่สำคัญในการออกแบบหลอดไฟที่ใช้ LED สิ่งหนึ่งคือการเลือก ตัวต้านทานหรือ R ที่มีอัตราการระบายความร้อนที่ดี เพื่อเอาความร้อนออกไปให้ไกลจากตัวหลอด LED

ภาพประกอบที่ ตัวอย่าง R เพื่อจำกัดกระแสผ่าน LED

๒.๓.๔ การระบายความร้อน

โดยหลักการแล้วใน LED แบบทั่วๆไปจะเปล่งแสงโดยไม่มีความร้อนเกิดขึ้น หรือเกิดขึ้นน้อยมากจนเราสามรถใช้มือเปล่าสัมผัสได้ แต่ใน Hi Power LED หรือ LED กำลังสูง ที่ให้แสงสว่างมากๆ มีความร้อนเกิดขึ้นมาก การออกแบบระบบระบายความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แผงระบายความร้อนหรือที่เรียกว่าฮีทซิงค์ (Heat Sink) ส่วนใหญ่ทำมาจาก อลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคือ หลอมขึ้นรูปได้ง่าย น้ำหนักเบา และพาความร้อนได้ดี

ภาพประกอบที่Hi Power LED

ภาพประกอบที่__Heat sink แบบต่างๆ

ทั้งนี้ การออกแบบฮีทซิงค์นอกจากจะคำนึงถึงการระบายความร้อนแล้ว ยังต้องคำนึงถึงให้รูปทรงเป็นตามลักษณะของหลอดไฟอีกด้วย การออกแบบระบบระบายความร้อนที่ดีจะช่วยให้อายุการใช้งานของหลอดไฟLED ยาวนานถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลงแต่ในทางตรงกันข้าม การออกแบบ heat sink ที่ไม่ดี ย่อมทำให้ความร้อนสะสมในหลอด LED มาก ผลก็คืออายุของ LED จะสั้นลงและไม่เป็นไปตามผู้ผลิตกำหนดไว้นั่นเอง

๒.๓.๕ ข้อดีของหลอดLED

ข้อดีของหลอดLED มีมากมายหลายด้าน เมื่อเทียบกับหลอดไฟที่มีใช้ในปัจจุบันไม่ว่าจะเป็น หลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือชนิดอื่นๆ พอจะสรุปได้ดังนี้

หลอดLED ให้แสงสีขาวที่แท้จริง เหมาะกับงานที่ต้องการคุณภาพแสงที่สูง

แสงจากหลอดLED มีอัตราการกระพริบที่สูงมาก(แทบจะไม่มีการกระพริบ) จึงออกมาเป็นธรรมชาติ สบายตา ถนอมสายตา เหมาะสำหรับงานแสงสว่างทั่วไป

มีอายุการใช้งานนานกว่า

ข้อมูลจากการทดสอบของผู้ผลิตหลอดยืนยันว่าการใช้งานอย่างถูกวิธีและเหมาะสม สามารถที่จะทำให้หลอดLED มีอายุใช้งานได้ถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลง เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่มีอายุการใช้งานเพียงแค่ 1,000 ชั่วโมง หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีอายุการใช้งานประมาณ 10,000 ชั่วโมง เท่านั้น ถือว่า หลอดLED มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก

หลอดLED ให้แสงในทิศทางตรง

การที่หลอดไฟLED ให้แสงในทางตรงนั้นทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้รีเฟล็กซ์เตอร์ ในการบังคับทิศทางแสงและในส่วนมากรีเฟล็กซ์เตอร์ก็มีประสิทธิภาพต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของหลอดไฟต่ำลงไปด้วย ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำกว่า 40 เปอร์เซนต์ แต่หลอดLED นั้นให้แสงในทิศทางไปข้างหน้าตรงๆ ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ก็ได้ จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสูงกว่า 80 เปอร์เซนต์ และการที่หลอดLED ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ จึงเป็นการลดข้อจำกัดในการออกแบบ ทำให้นักออกแบบสามารถที่จะออกแบบรูปทรงง่ายได้ขึ้น ดังนั้นจึงทำให้ขนาดโดยรวมของหลอดไฟมีขนาดบางลงมาก

หลอดLED ทนต่อแรงกระแทก สั่นสะเทือน และทนการกัดกร่อนได้ดี

สามารถใช้หลอดLED ได้ในสภาพแวดล้อมไม่ดีหรือเลวร้าย เช่น สภาพที่มีการเคลื่อนไหวหรือสั่งมากๆ หรือสภาพที่มีภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงได้ดี แต่ถ้าเป็นหลอดอย่างอื่นอาจจะมีความเสียหายง่ายและใช้งานด้วยข้อจำกัดที่มากกว่า

ประหยัดค่าไฟ

ปัจจุบันหลอด LED สามารถให้ค่าอัตราความสว่างได้ถึง 80-120 ลูเมนต์/วัตต์ ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่ให้ค่าอัตราความสว่างอยู่ที่ 12-15 ลูเมนต์/วัตต ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์ ก็ให้ค่าอัตราความสว่างได้ที่ 40-80 ลูเมนต์/วัตต์ ซึ่งแนวโน้มว่าด้วยเทคโนโลยที่ีถูกคิดค้นขึ้นใหม่เรื่อยๆใหม่ ในอนาคต LED จะมีความสามารถให้ความสว่างเพิ่มขึ้นได้อีก (โดยล่าสุดมีสถิติบันทึกไว้ว่า มีผู้คิดค้น led ที่ให้แสงสว่างได้สูงถึง 300 ลูเมนต์/วัตต์)

ภาพประกอบที่กราฟแสดงปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของหลอดLED,หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดฮาโลเจน

หลอดLED ติดตั้งได้ในพื้นที่แคบและจำกัด และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้

เพราะหลอด LED อยู่ในสภาพมิดชิด มีความหนาน้อยกว่า และไม่มีประกายไฟเกิดขึ้นในขณะใช้งานหรือตอนเปิดปิด ดังนั้นแม้ในสภาพแวดล้อมเลวร้าย เช่น ติดไฟหรือระเบิดง่ายก็สามารถใช้หลอด LED ได้

หลอดLED ไม่เป็นอันตราย

ไม่มีสารปรอท หรือสารพิษ ในการบรรจุ ดังนั้นจึงไม่เป็นอันตรายทั้งต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

หลอดLED มีการบำรุงรักษาต่ำ

เนื่องจาก หลอดLED อยู่ในสภาพมิดชิด และอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า หลอดled จึงไม่ต้องการการบำรุงรักษาที่มากมายอะไร

หลอดLED ใช้งานในที่เย็นจัดได้

หลอดไฟled สามารถใช้งานในที่เย็นจัดได้ถึง -40 C โดยไม่ต้องมีการอุ่นไส้ และยังสามารถที่จะเปิดติดได้ทันที

หลอดLEDไม่มีรังสี UV

ไม่เป็นอันตราย ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตหรือUV ที่มีผลเสียต่อผิวหนังและสายตาของมนุษย์ และยังไม่มีรังสีอินฟราเรด หรือรังสีอื่นๆใด ที่เป็นอันตรายอีกด้วย

หลอดLED ใช้พลังงานคุ้มค่า ลดภาวะโลกร้อน

เพราะว่าพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลต์ ซึ่งในการผลิตก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจกและในการเลือกใช้หลอดไฟLED จึงทำให้มีส่วนช่วยลดการใช้พลังงาน ลดแก๊สเรือนกระจกและก๊าซพิษได้เป็นเท่าตัว อาคารที่ใช้ ก็มีกา็รปล่อยความร้อนน้อยลง จึงช่วยประหยัดค่าแอร์ได้อีกทางหนึ่ง นอกจากนั้นการใช้หลอดled ที่ทำให้เกิดการใช้พลังงานน้อยลงแล้ว นอกจากจะช่วยโลกช่วยประเทศชาติแล้ว ยังทำให้องค์กรมีภาพลักษณ์ที่ดีในสายตาสาธารณะชนได้อีกทางหนึ่งด้วย

๒.๓.๖ หลอดLED คือ อนาคต

รัฐบาลของประเทศแทบทั่วโลกและองค์กรด้านสิ่งวแดล้อมต่างๆ ได้ให้ความสำคัญกับปัญหาเรื่องพลังงาน ปัญหาโลกร้อน ปัญหาขยะสารพิษ และปัญหามลภาวะ มากขึ้น ดังนั้นการใช้ หลอด LED ทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จึงเป็นอีกหนหนึ่งที่จำเป็นที่ทุกๆ ประเทศนำไปพิจารณาในการลดการใช้พลังงาน เห็นได้จากข้อมูลสื่อทั่วๆไป และโดยล่าสุดองค์กรที่มีชื่ออย่างโนเบล ได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี2014 ให้กับ 3 นักวิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่น ผู้คิดค้น led แสงสีน้ำเงิน และโนเบลยังประกาศด้วยว่า LED คือแสงสว่างใน ศตวรรษที่ 21

๒.๔ Switch สวิตช์

คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในวงจร หรือกล่าวง่าย ๆ คือ อุปกรณ์เปิด ปิดกระแสไฟฟ้าภายในวงจรไฟฟ้า โดยใช้สัญลักษณ์ดังรูป

สวิตช์ที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์มีหลายชนิด เช่น สวิตช์เลื่อน สวิตช์กระดก สวิตช์หมุน สวิตช์กด สวิตช์ไมโคร สวิตช์กุญแจ ฯลฯ

๒.๔.๑ สวิตช์เลื่อน เป็นสวิตช์ชนิดหนึ่งที่ใช้เปิด ปิด การทำงานของอุปกรณ์ ใช้งานโดยการเลื่อน การควบคุมตัดต่อสวิตช์ ทำได้โดยผลักเลื่อนสวิตช์ขึ้นบนหรือลงล่าง การเลื่อนสวิตช์ขึ้นบนเป็นการต่อ (ON) การเลื่อนสวิตช์ลงล่างเป็นการตัด (OFF) นิยมใช้เป็นอุปกรณ์เปิด ปิด สิ่งของประเภทของเล่นเด็ก และเครื่องใช้ต่างๆ เช่น นาฬิกาปลุก ไฟฉาย

๒.๔.๒ สวิตช์กระดก เป็นสวิตช์ที่ใช้งานโดยการกด เมื่อต้องการเปิดสวิตช์ก็ให้กดด้านที่ระบุว่าเป็นการเปิดสวิตช์ลง ส่วนอีกด้านที่เหลือก็จะกระดกขึ้น โดยส่วนใหญ่แล้วจะมีตัวอักษรระบุการทำงานบนตัวสวิตช์ เช่น เปิด ปิด On-OFF เราจะพบเห็นการใช้สวิตช์กระดกนี้กับหลอดไฟ ปลั๊กราง หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ

๒.๔.๓ สวิตช์กด ใช้งานโดยการกดเปิด ปิด ในปุ่มเดียวกัน คือ กดปุ่มที่อยู่ส่วนกลางสวิตช์ กดปุ่มสวิตช์หนึ่งครั้งสวิตช์ต่อ (ON) และเมื่อกดปุ่มสวิตช์อีกหนึ่งครั้งสวิตช์ตัด (OFF) การทำงานเป็นเช่นนี้ตลอดเวลา แต่สวิตช์แบบกดบางแบบอาจเป็นชนิดกดติดปล่อยดับ (Momentary) คือขณะกดปุ่มสวิตช์เป็นการต่อ (ON) เมื่อปล่อยมือออกจากปุ่มสวิตช์เป็นการตัด (OFF) ทันที เช่น ปุ่มปิด เปิดโทรทัศน์ รีโมท คอมพิวเตอร์

๒.๔.๔ สวิตช์แบบก้านยาว
สวิตช์แบบก้านยาว (Toggle Switch) เป็นสวิตช์ที่เวลาใช้งานต้องโยกก้านสวิตช์ไปมาโดยมีก้านสวิตช์โยกยื่นยาวออกมาจากตัวสวิตช์ การควบคุมตัดต่อสวิตช์ ทำได้โดยโยกก้านสวิตช์ให้ขึ้นบนหรือลงล่าง ในการโยกก้านสวิตช์ขึ้นมักจะเป็นการต่อ (ON) และโยกก้านสวิตช์ลงมักจะเป็นการตัด (OFF)

๒.๔.๕ สวิตช์แบบหมุน

สวิตช์แบบหมุน (Rotary Switch) หรือเรียกว่าสวิตช์แบบเลือกค่า (Selector Switch) เป็นสวิตช์ที่ต้องหมุนก้านสวิตช์ไปโดยรอบเป็นวงกลม สามารถเลือกตำแหน่งการตัดต่อได้หลายตำแหน่ง มีหน้าสัมผัสสวิตช์ให้เลือกต่อมากหลายตำแหน่ง เช่น 2, 3, 4 หรือ 5 ตำแหน่ง เป็นต้น

๒.๔.๖ สวิตช์แบบไมโคร

เป็นสวิตช์แบบไมโคร (Microswitch) คือสวิตช์แบบกดชนิดกดติดปล่อยดับนั่นเอง แต่เป็นสวิตช์ที่สามารถใช้แรงจำนวนน้อยๆ กดปุ่มสวิตช์ได ก้านสวิตช์แบบไมโครสวิตช์มีด้วยกันหลายแบบ อาจเป็นปุ่มกดเฉยๆ หรืออาจมีก้านแบบโยกได้มากดปุ่มสวิตช์อีกทีหนึ่ง การควบคุมตัดต่อสวิตช์ ทำได้โดยกดปุ่มสวิตช์หรือกดก้านคันโยกเป็นการต่อ (ON) และเมื่อปล่อยมือออกจากปุ่มหรือก้านคันโยกเป็นการตัด (OFF)

๒.๔.๗ สวิตช์แบบดิพ

สวิตช์แบบดิพ (DIP Switch) คำว่าดิพ (DIP) มาจากคำเต็มว่าดูอัลอินไลน์แพกเกจ (Dual Inline Package) เป็นสวิตช์ขนาดเล็กใช้งานร่วมกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นในรูปชิพ (Chip) ที่มีขนาดเล็กๆ หรือใช้งานกับไอซี (IC = Integrated Circuit) ลักษณะสวิตช์สามารถตัดหรือต่อวงจรได้ การควบคุมตัดต่อสวิตช์แบบดิพจะต้องใช้ปลายมปากกาหรือปลายดินสอในการปรับเลื่อนสวิตช์ สวิตช์แบบดิพมักถูกติดตั้งบนแผ่นวงจรพิมพ์ (Printed Cricuit Board) ใช้กับกระแสไม่เกิน 30mA ที่แรงดัน 30VD

การทำงานของสวิตช์

ส่วนประกอบพื้นฐานของสวิตช์จะมีส่วนที่เรียกว่า หน้าสัมผัส อยู่ภายในซึ่งคล้ายกับสะพานเชื่อมให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรไฟฟ้าได้ สวิตช์ทำหน้าที่เปิด ปิด วงจรไฟฟ้า ทำให้วงจรไฟฟ้าเกิดการทำงานอยู่ 2 ลักษณะคือ วงจรเปิดและวงจรปิด วงจรเปิด คือลักษณะที่หน้าสัมผัสของสวิตช์ไม่เชื่อมต่อกันทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลไปในวงจรได้ และวงจรปิด คือ การที่หน้าสัมผัสของสวิตช์เชื่อมต่อกันทำให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรได้

วงจรเปิด หน้าสัมผัสไม่เชื่อมต่อกัน กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลในวงจรได้ ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าไม่ทำงาน แต่เรามักจะเรียกกันว่าเป็นการปิดสวิตช์ ซึ่งหมายถึงการปิดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้านั่นเอง

วงจรปิด หน้าสัมผัสเชื่อมต่อกัน กระแสไฟฟ้าสามารถไหลในวงจรได้ ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงาน แต่เรามักจะเรียกกันว่าเป็นการเปิดสวิตช์ ซึ่งหมายถึงการเปิดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า

ตัวอย่างการทำงานของสวิตช์ ในวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย

โดยทั่วไป เมื่อเราเลื่อนสวิตช์ไฟฉายลง จะทำให้สวิตช์ในวงจรเปิด กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลภายในวงจรได้ เนื่องจากไม่มีสะพานเชื่อมกระแสไฟฟ้าให้ไหลจากถ่านไฟฉายไปสู่หลอดไฟได้ ส่งผลให้หลอดไฟดับ ขณะเดียวกันเมื่อเราเลื่อนสวิตช์ไฟฉายขึ้น จะทำให้สวิตช์ในวงจรเปิด กระแสไฟฟ้าจะสามารถไหลจากถ่านไฟฉายไปสู่หลอดไฟได้ ทำให้หลอดไฟสว่าง

สวิตช์มีหลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละรูปแบบจะถูกออกแบบและสร้างมาเพื่อการใช้งานในลักษณะที่แตกต่างกันไป นอกจากนี้แล้วสวิตช์บางประเภทยังบอกคุณลักษณะการทนกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าอีกด้วย ดังนั้นเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด จึงควรเลือกใช้สวิตช์ให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน และควรศึกษาคุณลักษณะเฉพาะของสวิตช์แต่ละรูปแบบให้เข้าใจก่อนตัดสินใจเลือกใช้

๒.๕ Resister

Resistor (ตัวต้านทาน) คือ อุปกรณ์ทางไฟฟ้าตัวหนึ่งที่ทำหน้าที่จำกัดหรือควบคุมกระแสไฟฟ้าในวงจรให้มีขนาดมากหรือน้อยตามที่เราต้องการ

Europe

USA

มีลักษณะรูปร่างหน้าทีพบเจอบ่อยๆคือ

Axial Resistor

SMD Resistor

๒.๕.๑ วิธีการอ่านค่าของResistorนั้นเราจะอ่านตามรูปแบบของมันคือ แบบAxial Resistor และ SMD Resistor

1.การอ่านค่าResistor แบบ Axial Resistor มีวิธีการอ่านดังนี้

Axial Resistor สามารถแบ่งออกได้หลายแบบขึ้นอยู่กับแถบสีที่อยู่บนตัวมัน เช่น 4-Band,5-Band,6-Band แต่มีการอ่านค่าลักษณ์เดียวกัน การอ่านนั้นจะเริ่มอ่านจากแถบสีด้านซ้ายมือไปทางด้านขวามือ(แถบสีที่อยู่ด้านซ้ายจะเรียงชิดกันส่วนทางด้านขวาแถบสีจะห่างต่างออกไป)

จากรูปจะเริ่มจากซ้ายสุดกำหนดให้เป็น แถบสีหลักที่1และเรียงไปเป็น แถบสีหลักที่2,แถบสีหลักที่3(หลักที่3ใช้ใน5-Band,6-Bandเท่านั้น)แต่ละหลักก็จะมีสีต่างๆโดยสีต่างๆเหล่านั้นจะถูกกำหนดค่าเอาไว้แล้ว เช่น สีดำ = 0,สีน้ำตาล=1 ฯลฯ

หลักที่ 4 คือ หลัก Multiplier ใช้สำหรับคูณกับค่าของ3หลักแรก

หลักที่ 5 คือ ค่าความคาดเคลื่อนของความต้านทาน

หลักที่ 6 คือ สัมประสิทธ์ทางอุณหภูมิ มีหน่วยเป็น ppm เป็นค่าแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป(มีเฉพาะแบบ6-Bandเท่านั้น)

ตัวอย่างแบบ 4-Band

เริ่มอ่านจากซ้ายสุดจะได้ว่า

หลักที่ 1 สีแดง = 2

หลักที่ 2 สีม่วง = 7

หลักที่ 3 สีส้ม = 10000(เป็นmultiplier)

หลักที่ 4 สีทอง =5%

R = (หลักที่ 1รวม กับหลักที่ 2) x หลักที่ 3 ( หลักที่ 4%)

= (27) x 10000 (5%)

= 270K (5%)

2. การอ่านค่าResistor แบบ SMD Resistor มีวิธีการอ่านดังนี้

ค่าที่แสดงบนSMD Resistorมีทั้งแบบตัวอักษรและแบบตัวเลข แบบที่เป็นตัวเลขทั้งหมด จะพบมากที่สุด มี 2 แบบ คือ แบบตัวเลข 3 หลัก และแบบตัวเลข 4 หลัก

หลักการอ่านค่าเบื้องต้นง่าย ๆ สำหรับแบบตัวเลข 3 หลักและแบบตัวเลข 4 หลักคือ

1.ตัวเลขหลักสุดท้าย จะบอกจำนวนเลขศูนย์ที่ต่อท้าย หรือ ตัวคูณ 10 ยกกำลัง แบบเดียวกับการอ่านรหัสสี แต่อันนี้บอกเป็นตัวเลขมาเลยไม่ต้องแปลให้เสียเวลา

2.ตัวเลขข้างหน้าที่เหลือ 2 หรือ 3 หลักก็เอามาเรียงต่อกันเหมือนแถบสี

มีข้อยกเว้นอยู่ คือ กรณีที่ Resistor ตัวนั้นมีค่าน้อยกว่า 10 โอห์มจะไม่มีตัวคูณ แต่จะใช้ตัวอักษร R เข้ามาปนด้วยและจะเปลี่ยนวิธีการอ่านใหม่โดยอ่านเรียงตัวเลขทั้งหมดตรงตัว R ให้แทนด้วยจุดหรืออ่านว่าจุด แทน

นั่นคือ ตัวเลขก่อนตัวอักษร R เป็นเลขหน้าจุดทศนิยม ตัวเลขหลังตัวอักษร R เป็นตัวเลขหลังจุดทศนิยม

ตัวอย่างแบบ 3 หลัก เช่น

680 0 บอกว่ามีศูนย์ต่อท้าย ศูนย์ตัว คือ ไม่มีศูนย์ต่อท้าย 2 ตัวหน้าคือ 68

ดังนั้นคือ 68 โอห์ม ไม่ใช่ 680 โอห์ม

241 1 บอกว่ามีศูนย์ 1 ตัวต่อท้าย 2 ตัวหน้าคือ 24 ดังนั้นค่าคือ 240 โอห์ม

103 3 คือ มีศูนย์ต่อท้าย 3 ตัว 2 ตัวหน้าคือ 10 ดังนั้นค่าคือ 10000 โอห์ม(10K)

3R3 R คือ จุด ก็อ่านเรียงไปเลย 3 จุด 3 ค่าคือ 3.3 โอห์ม

R47 อ่านเรียงเป็น จุด 47 คือ 0.47 โอห์ม

ตัวอย่างแบบ 4 หลัก เช่น

4700 0 บอกว่ามีศูนย์ต่อท้าย ศูนย์ตัว คือ ไม่มีศูนย์ต่อท้าย 3 ตัวหน้าคือ 470

ดังนั้นคือ 470 โอห์ม ไม่ใช่ 4700 โอห์ม

9531 1 บอกว่ามีศูนย์ต่อท้าย 1 ตัว 3 ตัวหน้าคือ 953 ดังนั้นคือ 9530 โอห์ม

15R0 อ่านเรียงเป็น 15 จุด 0 คือ 15.0 โอห์ม

0R51 อ่านเรียงเป็น 0 จุด 51 คือ 0.51 โอห์ม

R133 อ่านเรียงเป็น จุด 133 คือ 0.133 โอห์ม

ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (อังกฤษ: resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทำด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขั้วทั้งสอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทานของตัวนำมีหน่วยเป็นโอห์ม ( สัญลักษณ์ : Ω ) เขียนเป็นสมการตามกฏของโอห์ม ดังนี้

ค่าความต้านทานนี้ถูกกำหนดว่าเป็นค่าคงที่สำหรับตัวต้านทานธรรมดาทั่วไปที่ทำงานภายในค่ากำลังงานที่กำหนดของตัวมันเอง

ตัวต้านทานทำหน้าที่ลดการไหลของกระแสและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้าภายในวงจรทั่วไป Resistors อาจเป็นแบบค่าความต้านทานคงที่ หรือค่าความต้านทานแปรได้ เช่นที่พบใน ตัวต้านทานแปรตามอุณหภูมิ(อังกฤษ: thermistor), ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน(อังกฤษ: varistor), ตัวหรี่ไฟ(อังกฤษ: trimmer), ตัวต้านทานแปรตามแสง(อังกฤษ: photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ(อังกฤษ: potentiometer)

ตัวต้านทานเป็นชิ้นส่วนธรรมดาของเครือข่ายไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นที่แพร่หลาย ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะประกอบด้วยสารประกอบและฟิล์มต่างๆ เช่นเดียวกับ สายไฟต้านทาน (สายไฟที่ทำจากโลหะผสมความต้านทานสูง เช่น นิกเกิล-โครเมี่ยม) Resistors ยังถูกนำไปใช้ในวงจรรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์แอนะล็อก และยังสามารถรวมเข้ากับวงจรไฮบริดและวงจรพิมพ์ ฟังก์ชันทางไฟฟ้าของตัวต้านทานจะถูกกำหนดโดยค่าความต้านทานของมัน ตัวต้านทานเชิงพาณิชย์ทั่วไปถูกผลิตในลำดับที่มากกว่าเก้าขั้นของขนาด เมื่อทำการระบุว่าตัวต้านทานจะถูกใช้ในการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ ความแม่นยำที่จำเป็นของความต้านทานอาจต้องให้ความสนใจในการสร้างความอดทนของตัวต้านทานตามการใช้งานเฉพาะของมัน นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานยังอาจจะมีความกังวลในการใช้งานบางอย่างที่ต้องการความแม่นยำ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติยังถูกระบุถึงว่ามีระดับพลังงานสูงสุดซึ่งจะต้องเกินกว่าการกระจายความร้อนของตัวต้านทานที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในวงจรเฉพาะ สิ่งนี้เป็นความกังวลหลักในการใช้งานกับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่สูงกว่าก็จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและอาจต้องใช้ heat sink ในวงจรไฟฟ้าแรงดันสูง บางครั้งก็ต้องให้ความสนใจกับอัตราแรงดันการทำงานสูงสุดของตัวต้านทาน ถ้าไม่ได้พิจารณาถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำสุดสำหรับตัวต้านทาน ความล้มเหลวอาจก่อให้เกิดการเผาใหม้ของตัวต้านทาน เมื่อกระแสไหลผ่านตัวมัน

ตัวต้านทานในทางปฏิบัติมีค่าการเหนี่ยวนำต่ออนุกรมและค่าการเก็บประจุขนาดเล็กขนานอยู่กับมัน ข้อกำหนดเหล่านี้จะมีความสำคัญในการใช้งานความถี่สูง ในตัวขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำหรือพรีแอมป์ ลักษณะการรบกวนของตัวต้านทานอาจเป็นประเด็น การเหนี่ยวนำที่ไม่ต้องการ, เสียงรบกวนมากเกินไปและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ ในการผลิตตัวต้านทาน ปกติพวกมันจะไม่ได้ถูกระบุไว้เป็นรายต้วของตัวต้านทานที่ถูกผลิตโดยใช้เทคโนโลยีอย่างใดอย่างหนึ่ง^[2]. ตระกูลของ ตัวต้านทานเดี่ยวก็มีคุณลักษณะตาม form factor ของมัน นั่นคือ ขนาดของอุปกรณ์และตำแหน่งของขา (หรือขั้วไฟฟ้า) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องในการผลิตจริงของวงจรที่นำมันไปใช้

ชนิดของตัวต้านทาน ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบ่งโดยยึดเอาค่าความ ต้านทานเป็นหลักจะแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ 1. ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) 2. ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (Adjustable Resistor) 3. ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท ในหนังสือเล่มนี้จะขอกล่าวประเภทที่มีความนิยม ในการนำมาประกอบใช้ในวงจร ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป ดังนี้ 1. ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition) 2. ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film) 3. ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน ( Carbon Film) 4. ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound) 5. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา ( Thick Film Network) 6. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง ( Thin Film Network) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้มีลักษณะคล้ายกับแบบไวร์วาวด์ แต่โดยส่วนใหญ่บริเวณลวดตัวนำ จะไม่เคลือบด้วยสารเซรามิคและมีช่องว่างทำให้มองเห็นเส้นลวดตัวนำ เพื่อทำการลัดเข็มขัดค่อมตัวต้านทาน โดยจะมีขาปรับให้สัมผัสเข้ากับจุดใดจุดหนึ่ง บนเส้นลวดของความต้านทาน ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนใหญ่มีค่าความต้านทานต่ำ แต่อัตราทนกำลังวัตต์สูง การปรับค่าความต้านทานค่าใดค่าหนึ่ง สามารถกระทำได้ในช่วงของความต้านทานตัวนั้น ๆ เหมาะกับงาน ที่ต้องการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเสมอ ๆ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำมาจากคาร์บอน เซรามิค หรือพลาสติกตัวนำ ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่นในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง, ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่นโพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot)สำหรับชนิด ที่มีแกนเลื่อนค่าความต้านทาน หรือแบบที่มีแกนหมุนเปลี่ยนค่าความต้านทานคือโวลลุ่ม (Volume) เพิ่มหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชั้น, 2 ชั้น และ 3 ชั้น เป็นต้น ส่วนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไม่มีแกนปรับโดยทั่วไปจะเรียกว่า โวลลุ่มเกือกม้า หรือทิมพอต (Trimpot)

๒.๖ Bluetooth module HC05

HC05 คืออะไร ?

HC05 เป็นโมดูล Bluetooth ที่ใช้งานในการเชื่อมต่อกับสมาร์ทดีไวซ์ต่างๆ ให้สมาร์ทดีไวซ์สามารถสื่อสารกับไมโครคอนโทรเลอร์ (Arduino AVR PIC etc.) ได้ ผ่าน Serial port โมดูลรุ่น HC05 สามารถตั้งให้ใช้งานเป็นได้ทั้งโหมด Master (ให้อุปกรณ์อื่นมาเชื่อมต่อ) และโหมด Slave (เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น) การตั้งค่าต่างๆ เช่น ชื่ออุปกรณ์ รหัสผ่าน ทำได้ผ่าน AT Command ซึ่งจะต้องมีการต่อขาพิเศษเพื่อให้โมดูลเข้าโหมดการตั้งค่า หรือกดปุ่มบนโมดูลค้างไว้

HC05 กับอุปกรณ์ที่รองรับ

HC05 เป็นโมดูล Bluetooth ที่รองรับกับอุปกรณ์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน (05/08/2558) มีเพียง IPhone ที่ไม่สามารถใช้งานได้ เนื่องจาก IPhone ใช้ Bluetooth เวอร์ชั่น 4.0 ต้องใช้งานโมดูล HM-10 แทน ซึ่งเป็นโมดูล Bluetooth 4.0 จึงจะสามารถนำมาใช้งานกับ IPhone ได้

เริ่มต้นใช้งาน HC05

เริ่มต้นใช้งาน HC05 จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ

๒.๖.๑ การต่อวงจรตั้งค่า

โมดูล HC05 ใช้การสื่อสารผ่าน Serial port กรณีที่มีโมดูล USB TTL to UART อยู่แล้ว สามารถนำมาต่อใช้งานเข้ากับโมดูลได้เลย โดยโมดูลใช้แหล่งจ่ายไฟที่ 5V แต่ขา Tx ของโมดูล USB TTL to UART จะต้องมีการต่อวงจรเพื่อดรอปแรงดันลง เนื่องจากโมดูล HC05 ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 3.3V แต่ขา Tx ของโมดูล USB TTL to UART มีแรงดันไฟฟ้าที่ 5V หากนำมาเชื่อมต่อกันโดยตรงอาจทำให้โมดูลพังเสียหายได้

* การต่อใช้งานแบบ Serial จะต่อแบบไขว้ขา Rx Tx กัน เช่น ขา Rx ของโมดูล USB TTL to UART จะต้องต่อกับขา Tx ของโมดูล HC05

** การทำให้โมดูลอยู่ในโหมดตั้งค่าต้องต่อขา KEY ให้สถานะเป็น HIGH หรือลอจิก 1

*** ใน HC05 บางรุ่นจะไม่มีขา KEY ให้ต่อ ต้องใช้วิธีการกดปุ่มบนโมดูลค้างไว้ แล้วจึงค่อยต่อขา VCC เข้าไปเพื่อจ่ายไฟ ขา EN และขา STATE ปล่อยว่างไว้

กรณีที่มีบอร์ด Arduino อยู่ ก็สามารถนำมาใช้งานได้เช่นกัน โดยต่อวงจรต่อไปนี้

และอัพโหลดโค้ดต่อไปนี้ลงไปในบอร์ด

Software serial multple serial test

Receives from the hardware serial, sends to software serial.

Receives from software serial, sends to hardware serial.

The circuit:

* RX is digital pin 10 (connect to TX of other device)

* TX is digital pin 11 (connect to RX of other device)

Note:

Not all pins on the Mega and Mega 2560 support change interrupts,

so only the following can be used for RX:

10, 11, 12, 13, 50, 51, 52, 53, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69

Not all pins on the Leonardo support change interrupts,

so only the following can be used for RX:

8, 9, 10, 11, 14 (MISO), 15 (SCK), 16 (MOSI).

created back in the mists of time

modified 25 May 2012

by Tom Igoe

based on Mikal Hart's example

This example code is in the public domain.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

void setup()

{

Serial.begin(38400);

while (!Serial) ;

mySerial.begin(38400);

}

void loop()

{

if (mySerial.available())

Serial.write(mySerial.read());

if (Serial.available())

mySerial.write(Serial.read());

}

2.6.2 การใช้คำสั่ง AT

ในบทความนี้เลือกใช้โปรแกรม Aruduino IDE สำหรับส่งคำสั่งผ่าน Serial เปิดโปรแกรม Arduino ขึ้นมา

ในขั้นตอนนี้หากยังไม่เสียบโมดูล USB TTL to UART หรือบอร์ด Arduino ที่ต่อกับ HC05 ได้เลย แล้วเลือกพอร์ตให้ถูกต้อง หากไม่ทราบว่าอุปกรณ์ที่เสียบอยู่พอร์ตใด ให้ไปที่คลิกขวาที่ My Computer (ใน Windows 8.1 ใช้คำว่า This PC) เลือกเมนู Manage ในช่องด้านขวา คลิกที่ Device Manager แล้วหาตรง Com port หากไม่เจอ ลองถอดสาย USB ออกก่อน แล้วเสียบเข้าไปใหม่ หากเจอแล้วให้ดับเบิลคลิกเพื่อดูรายชื่อพอร์ตทั้งหมดที่สามารถเชื่อมต่อได้ หากมีตัวเดียวก็สามารถนำไปตั้งในโปรแกรมได้เลย

เมื่อได้ชื่อพอร์ตมาแล้ว ก็ไปเลือกพอร์ตในโปรแกรม Arduino IDE กดเมนู Tool > Port > เลือกพอร์ตที่ถูกต้อง

จากนั้นกดรูปแว่น หรือ Serial Monitor ขึ้นมา

ปรับค่าตามรูป

ลองพิมพ์ AT จากนั้นกด Enter จะขึ้นว่า OK หรือ ERROR แสดงว่าต่อวงจรถูกแล้ว และโมดูลอยู่ในโหมดพร้อมรับคำสั่งตั้งค่าแล้ว

คำสั่งเปลี่ยนชื่ออุปกรณ์ คือคำสั่ง AT+NAME="Device Name" เช่น หากต้องการเปลี่ยนชื่อเป็น IOXhop HC5 ต้องพิมพ์ว่า AT+NAME="IOXhop HC5" แล้วกด Enter หากสำเร็จจะขึ้น OK

เปลี่ยนพาสที่ใช้จับคู่ ใช้คำสั่ง AT+PSWD=New Password เช่น ต้องการตั้งค่าเป็นรหัส 9876 ต้องใช้คำสั่ง AT+PSWD=9876

เมื่อตั้งค่าทุกอย่างเรียบร้อยแล้ว เอาขา KEY ที่ต่อไว้ออก และเอาขา VCC ออก แล้วเสียบขา VCC เข้าไปใหม่ โมดูลจะรีเซ็ต จากนั้นใช้อุปกรณ์อื่นๆค้นหาชื่อที่ได้ตั้งไว้ได้เลย

การทดสอบเชื่อมต่อและส่งข้อมูลไปยังโมดูล HC-05

ในหน้าต่าง Serial Monitor แก้ให้เป็นตามลูกศรชี้

หากใช้โมดูล HC05 ต่อกับ Arduino อยู่ ต้องอัพโหลดโค้ดเข้าไปใหม่

Software serial multple serial test

Receives from the hardware serial, sends to software serial.

Receives from software serial, sends to hardware serial.

The circuit:

* RX is digital pin 10 (connect to TX of other device)

* TX is digital pin 11 (connect to RX of other device)

Note:

Not all pins on the Mega and Mega 2560 support change interrupts,

so only the following can be used for RX:

10, 11, 12, 13, 50, 51, 52, 53, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69

Not all pins on the Leonardo support change interrupts,

so only the following can be used for RX:

8, 9, 10, 11, 14 (MISO), 15 (SCK), 16 (MOSI).

created back in the mists of time

modified 25 May 2012

by Tom Igoe

based on Mikal Hart's example

This example code is in the public domain.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial) ;

mySerial.begin(9600);

}

void loop()

{

if (mySerial.available())

Serial.write(mySerial.read());

if (Serial.available())

mySerial.write(Serial.read());

}

ตัวอย่าง ผมใช้โทรศัพท์มือถือซัมซุง แอนดรอยเวอร์ชั่น 4.2.2 เปิดบลูทูธขึ้นมา แล้วกดค้นหา ซักพักหนึ่งก็จะเจอชื่อที่ได้ตั้งค่าไว้

กดชื่อ แล้วพิมพ์รหัสผ่านที่ได้ตั้งไว้

กดปุ่มตกลง หากกรอกพาสถูกจะขึ้นว่าจับคู่แล้ว เป็นอันเสร็จการเชื่อมต่อกับโมดูลบูลทูธ

จากนั้นไปโหลดแอพ Bluetooth Terminal มา แอพนี้จะใช้สำหรับส่งข้อมูลไปให้โมดูล HC05 สามารถโหลดได้ที่

เปิดแอพขึ้นมา จะพบกับหน้าต่างง่ายๆ หากชื่อในช่องตรงกับชื่อของโมดูล HC05 ที่ได้ตั้งไว้ ก็สามารถกด Connect ได้เลย

ลองใส่ข้อความลงไป กด Send

กลับมาที่หน้าต่าง Serial Monitor ในโปรแกรม Arduino IDE จะแสดงข้อความที่เราได้พิมพ์ผ่านแอพลงไป เป็นอันจบการทดสอบการทำงาน

การใช้งานโมดูล HC05 ร่วมกับ Arduino

การใช้งานร่วมกับ Arduino จะใช้งานไลบารี่ Software serial ที่ใช้สำหรับรับ-ส่งข้อมูลผ่าน Serial port เหมือนกับ Serial เพียงแต่ Software serial เป็นการทำให้พอร์ตใดก็ได้ของ Arduino สื่อสารกับอุปกรณ์อื่นผ่าน Serial port ได้ โดยไลบารี่ Software serial ทำงานได้ด้วยซอฟแวร์ แต่หากเป็นพอร์ต 0 และพอร์ต 1 ของ Arduino จะเป็นฮาร์แวร์ แบบฮาร์แวร์จะทำงานได้มีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบซอฟแวร์ และใช้งาน Baud สูงๆได้ดีกว่า การนำ Software serial มาใช้ จะสามารถทำงานได้ดีกับ Baud ต่ำๆเท่านั้น

ไลบารี่ Software serial สามารถใช้งานกับ HC05 ได้อย่างไม่มีปัญหา เนื่องจากตัวโมดูล HC05 ใช้ Baud เพียงแค่ 9600 สำหรับไลบารี่ตัวนี้แล้วถือว่าสบายมาก

แอพ wBluetooth

แอพฯ wBluetooth เป็นแอพฯที่ทางร้าน IOXhop จัดทำเพื่อให้ง่ายต่อการเรียนรู้ และทดลองใช้งานโมดูล HC05 ร่วมกับ Arduino แอพฯ wBluetooth เป็นเว็บแอพฯที่ใช้ PhoneGap ในการเบิร์นแอพฯ หากสนใจ สามารถดาว์โหลดโค้ดได้ที่ : https://github.com/maxpromer/wbluetooth และทางร้านยังได้อัพโหลดลงใน Google Play อีกด้วย สามารถค้นหาได้โดยใช้ชื่อแอพฯ หรือที่ลิ้ง : https://play.google.com/store/apps/details?id=com.wbluetooth.android

การใช้งานแอพ เมื่อดาว์โหลดแอพฯเรียบร้อยแล้ว ก็เปิดแอพฯขึ้นมาได้เย จากนั้นกดเพื่อเลือกชื่อของอุปกรณ์ให้ตรงกับชื่อของโมดูล HC05 ที่ได้ตั้งค่าไว้ จากนั้นกดรูปปลั๊กแล้วรอซักครู่ แอพจะขึ้นคำว่า Connect OK.

เมื่อกดที่รูปหลอดไฟ แอพฯ ก็จะส่งคำว่า 11\n ไปที่โมดูล HC05 ซึ่งสามารถดูได้จาก Serial Monitor ในขั้นตอนทดสอบ จากนั้นหลอดไฟในแอพจะมีสีสันขึ้นมา

หากกดที่หลอดไฟอีกครั้ง แอพฯจะส่งคำว่า 00\n ไปที่โมดูล HC05 และหลอดไฟจะเปลี่ยนเป็นสีเทาตามเดิม

* \n หมายถึงการขึ้นบรรทัดใหม่ หรือการกด Enter นั่นเอง เช่น 00\n หมายถึง ส่งคำว่า 00 แล้วให้ขึ้นบรรทัดใหม่ สาเหตุที่ต้องให้ขึ้นบรรทัดใหม่เพื่อให้ Arduino รับรู้ว่าหากเจอ \n แสดงว่าเป็นจุดสิ้นสุดของการส่งข้อความแล้ว หากไม่มี \n อยู่ การเขียนโปรแกรมให้รับรู้ว่าส่งข้อมูลมาครบหรือยังนั้นทำได้ยาก

ควบคุมหลอดไฟบนบอร์ด Arduino ด้วยแอพฯ wBluetooth

บนบอร์ด Arduino มีหลอดไฟ LED ดวงเล็กๆอยู่ที่พอร์ต D13 การนำแอพฯมาควบคุมหลอด LED นั้นทำได้จากการตรวจสอบว่าข้อความที่ส่งมาให้โมดูล HC05 นั้นมีข้อความเป็นอะไร หากข้อความที่ส่งมาเป็น 00\n ก็จะให้หลอด LED ดับ หรือ D13 สถานะ LOW แต่หากข้อความเป็น 11\n จึงจะให้หลอด LED ติด หรือ D13 สถานะ HIGH

จากแนวคิดข้างต้น โค้ดที่อัพโหลดลงในบอร์ด Arduino จะได้เป็น

/* HC05D13LED By IOXhop */

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

String buf;

void setup()

{

pinMode(13, OUTPUT);

mySerial.begin(9600);

}

void loop()

{

if (mySerial.available()) {

char c = mySerial.read();

if (c=='\n') {

if (buf=="11") {

digitalWrite(13, HIGH);

} else if (buf=="00") {

digitalWrite(13, LOW);

}

buf = "";

} else {

buf += c;

}

เมื่ออัพโหลดลงบอร์ด Arduino ไปแล้ว ลองกดเชื่อมต่อใหม่ในแอพฯ จากนั้นกดที่หลอดไฟ ก็จะพบว่าสามารถควบคุมหลอดไฟบนบอร์ด Arduino

๒.๗ รีเลย์

รีเลย์ (อังกฤษ: relay) คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ตัด-ต่อวงจร โดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า^[1] และการที่จะให้มันทำงานก็ต้องจ่ายไฟให้มันตามที่กำหนด เพราะเมื่อจ่ายไฟให้กับตัวรีเลย์ มันจะทำให้หน้าสัมผัสติดกัน กลายเป็นวงจรปิด และตรงข้ามทันทีที่ไม่ได้จ่ายไฟให้มัน มันก็จะกลายเป็นวงจรเปิด ไฟที่เราใช้ป้อนให้กับตัวรีเลย์ก็จะเป็นไฟที่มาจาก เพาเวอร์ฯ ของเครื่องเรา ดังนั้นทันทีที่เปิดเครื่อง ก็จะทำให้รีเลย์ทำงาน

๒.๗.๑ ประเภทของรีเลย์

เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์โดยมีหลักการทำงานคล้ายกับ ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโซลินอยด์ (solenoid) รีเลย์ใช้ในการควบคุมวงจร ไฟฟ้าได้อย่างหลากหลาย รีเลย์เป็นสวิตช์ควบคุมที่ทำงานด้วยไฟฟ้า แบ่งออกตามลักษณะการใช้งานได้เป็น 2 ประเภทคือ

1. รีเลย์กำลัง (power relay) หรือมักเรียกกันว่าคอนแทกเตอร์ (Contactor or Magneticcontactor)ใช้ในการควบคุมไฟฟ้ากำลัง มีขนาดใหญ่กว่ารีเลย์ธรรมดา

2. รีเลย์ควบคุม (control Relay) มีขนาดเล็กกำลังไฟฟ้าต่ำ ใช้ในวงจรควบคุมทั่วไปที่มีกำลังไฟฟ้าไม่มากนัก หรือเพื่อการควบคุมรีเลย์หรือคอนแทกเตอร์ขนาดใหญ่ รีเลย์ควบคุม บางทีเรียกกันง่าย ๆ ว่า "รีเลย์"

๒.๗.๒ ชนิดของรีเรย์

3. การแบ่งชนิดของรีเลย์สามารถแบ่งได้ 11 แบบ คือ

ชนิดของรีเลย์แบ่งตามลักษณะของคอยล์ หรือ แบ่งตามลักษณะการใช้งาน (Application) ได้แก่รีเลย์ดังต่อไปนี้

1. รีเลย์กระแส (Current relay) คือ รีเลย์ที่ทำงานโดยใช้กระแสมีทั้งชนิดกระแสขาด (Under- current) และกระแสเกิน (Over current)

2. รีเลย์แรงดัน (Voltage relay) คือ รีเลย์ ที่ทำงานโดยใช้แรงดันมีทั้งชนิดแรงดันขาด (Under-voltage) และ แรงดันเกิน (Over voltage)

3. รีเลย์ช่วย (Auxiliary relay) คือ รีเลย์ที่เวลาใช้งานจะต้องประกอบเข้ากับรีเลย์ชนิดอื่น จึงจะทำงานได้

4. รีเลย์กำลัง (Power relay) คือ รีเลย์ที่รวมเอาคุณสมบัติของรีเลย์กระแส และรีเลย์แรงดันเข้าด้วยกัน

5. รีเลย์เวลา (Time relay) คือ รีเลย์ที่ทำงานโดยมีเวลาเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 4 แบบ คือ

1. - รีเลย์กระแสเกินชนิดเวลาผกผันกับกระแส (Inverse time over current relay) คือ รีเลย์ ที่มีเวลาทำงานเป็นส่วนกลับกับกระแส

2. - รีเลย์กระแสเกินชนิดทำงานทันที (Instantaneous over current relay) คือรีเลย์ที่ทำงานทันทีทันใดเมื่อมีกระแสไหลผ่านเกินกว่าที่กำหนดที่ตั้งไว้

3. - รีเลย์แบบดิฟฟินิตไทม์เล็ก (Definite time lag relay) คือ รีเลย์ ที่มีเวลาการทำงานไม่ขึ้นอยู่กับความมากน้อยของกระแสหรือค่าไฟฟ้าอื่นๆ ที่ทำให้เกิดงานขึ้น

4. - รีเลย์แบบอินเวอสดิฟฟินิตมินิมั่มไทม์เล็ก (Inverse definite time lag relay) คือ รีเลย์ ที่ทำงานโดยรวมเอาคุณสมบัติของเวลาผกผันกับกระแส (Inverse time) และ แบบดิฟฟินิตไทม์แล็ก (Definite time lag relay) เข้าด้วยกัน

6. รีเลย์กระแสต่าง (Differential relay) คือ รีเลย์ที่ทำงานโดยอาศัยผลต่างของกระแส

7. รีเลย์มีทิศ (Directional relay) คือรีเลย์ที่ทำงานเมื่อมีกระแสไหลผิดทิศทาง มีแบบรีเลย์กำลังมีทิศ (Directional power relay) และรีเลย์กระแสมีทิศ (Directional current relay)

8. รีเลย์ระยะทาง (Distance relay) คือ รีเลย์ระยะทางมีแบบต่างๆ ดังนี้

1. - รีแอกแตนซ์รีเลย์ (Reactance relay)

2. - อิมพีแดนซ์รีเลย์ (Impedance relay)

3. - โมห์รีเลย์ (Mho relay)

4. - โอห์มรีเลย์ (Ohm relay)

5. - โพลาไรซ์โมห์รีเลย์ (Polaized mho relay)

6. - ออฟเซทโมห์รีเลย์ (Off set mho relay)

รีเลย์อุณหภูมิ (Temperature relay) คือ รีเลย์ที่ทำงานตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้

รีเลย์ความถี่ (Frequency relay) คือ รีเลย์ที่ทำงานเมื่อความถี่ของระบบต่ำกว่าหรือมากกว่าที่ตั้งไว้

บูคโฮลซ์รีเลย์ (Buchholz ‘s relay) คือรีเลย์ที่ทำงานด้วยก๊าซ ใช้กับหม้อแปลงที่แช่อยู่ในน้ำมันเมื่อเกิด ฟอลต์ ขึ้นภายในหม้อแปลง จะทำให้น้ำมันแตกตัวและเกิดก๊าซขึ้นภายในไปดันหน้าสัมผัส ให้รีเลย์ทำงาน

รีเลย์อิเล็กทรอนิกส์ Relay รีเลย์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงกล ชนิดหนึ่งซึ่งทำหน้าเป็นสวิตช์ แต่รีเลย์นั้นจะถูกควบคุมด้วย กระแสไฟฟ้าครับ

รูปรีเลย์ และ สัญลักษณ์ของรีเลย์

๒.๗.๓ การทำงานของรีเลย์ คือ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด จะทำให้ขดลวดเกิดสนามแม่เหล็กไปดึง แผ่นหน้าสัมผัสให้ดึงลงมา แตะหน้าสัมผัสอีกอันทำให้มีกระแสไหลผ่านหน้าสัมผัสไปได้

รูปแสดงสภาวะการทำงานของรีเลย์

รูปด้านล่างของรีเลย์จะแสดงตำแนหน่งขา และ ด้านบนจะแสดงรายละเอียดการใช้งาน

๒.๗.๔ ขาของรีเลย์จะประกอบไปด้วยตแหน่งต่างๆดังนี้คือ
ขาจ่ายแรงดันใช้งาน ซึ่งจะมีอยู่ 2 ขา จากรูปจะเห็นสัญลักษณ์ขดลวดแสดงตำแหน่งขา coil หรือ ขาต่อแรงดันใช้งาน
ขา C หรือ COM หรือ ขาคอมมอน จะเป็นขาต่อระหว่าง NO และ NC
ขา NO (Normally opened หรือ ปกติเปิด) โดยปกติขานี้จะเปิดเอาไว้ จะทำงานเมื่อเราป้อนแรงดันให้รีเลย์
ขา NC (Normally closed หรือ ปกติปิด) โดยปกติขานี้จะต่อกับขา C ในกรณีที่เราไม่ได้จ่ายแรงดัน ของ C และ NC จะต่อถึงกัน

๒.๗.๕ ข้อคำถึงในการใช้งานรีเลย์ทั่วไป
1. แรงดันใช้งาน หรือแรงดันที่ทำให้รีเลย์ทำงานได้ หากเราดูที่ตัวรีเลย์จะระบุค่า แรงดันใช้งานไว้ (หากใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนมากจะใช้แรงดันกระแสตรงในการใช้งาน) เช่น 12VDC คือต้องใช้แรงดันที่ 12 VDC เท่านั้นหากใช้มากกว่านี้ ขดลวดภายใน ตัวรีเลย์อาจจขาดได้ หรือหากใช้แรงดันต่ำกว่ามาก รีเลย์จะไม่ทำงาน ส่วนในการต่อวงจรนั้นสามารถต่อขั้วใดก็ได้ครับ เพราะตัวรีเลย์ จะไม่ระบุขั้วต่อไว้ (นอกจากชนิดพิเศษ)

2. การใช้งานกระแสผ่านหน้าสัมผัส ซึ่งที่ตัวรีเลย์จะระบุไว้ เช่น 10A 220AC คือ หน้าสัมผัสของรีเลย์นั้นสามาถทนกระแสได้ 10 แอมแปร์ที่ 220VAC ครับ แต่การใช้ก็ควรจะใช้งานที่ระดับกระแสต่ำกว่านี้จะเป็นการดีกว่าครับ เพราะถ้ากระแสมากหน้าสัมผัส ของรีเลย์จะละลายเสียหายได้

3. จำนานหน้าสัมผัสการใช้งาน ควรดูว่ารีเลย์นั้นมีหน้าสัมผัสให้ใช้งานกี่อัน และมีขั้วคอมมอนด้วยหรือเปล่า

จำนวนหน้าสัมผัสของรีเลย์
ปกติแล้วรีเลย์จะมีหน้าสัมผัสและการเรียกจำนวนหน้าสัมผัสดังนี้ครับ

บทที่ ๓

วิธีดำเนินการ

ในการออกแบบและสร้าง เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ มุ่งเน้นเพื่อศึกษาและสร้าง เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ ของโครงการที่ตั้งไว้มีขั้นตอนการดำเนินงาน คือ ศึกษาหลักการทำงานเพื่อหารายละเอียด เพื่อจัดสร้าง การออกแบบ คำนวณ และเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ทดสอบการทำงานของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ และแก้ไขข้อบกพร่อง สรุปผลโครงการและข้อเสนอแนะ คณะผู้จัดทำได้ดำเนินการตามขั้นตอนดังนี้

๓.๑ ศึกษาหลักการทำเพื่อหารายละเอียดเพื่อการจัดสร้าง

๓.๒ การออกแบบคำนวณและสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓.๓ การดำเนินการสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

มีรายละเอียดดังนี้

๓.๑ ศึกษาหลักการทำเพื่อหารายละเอียดเพื่อการจัดสร้าง

การศึกษาการทำงานเพื่อหารายละเอียดในการจัดสร้างโดยมีขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้

๓.๑.๑ การศึกษาข้อมูล

๓.๑.๑.๑ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังนี้ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ทำงาน 2 ระบบ คือ ตั้งค่าเวลาในการทำงาน และการสั่งการด้วยระบบ Android สามารถนำไปใช้ในกิจกรรมปรับปรุงคุณภาพชีวิตในปัจจุบันได้อย่างอเนกประสงค์ ประหยัดแรงงาน เหมาะสำหรับการนำไปใช้ในโรงเรือน หรือ อุตสาหกรรมที่ต่างๆที่ทำกิจการเกี่ยวการเลี้ยงไก่

๓.๑.๑.๒ อุปกรณ์ต่าง ๆ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ซึ่งประกอบไปด้วย แบตเตอร์รี่ จ่ายไฟ 12 V โทรศัพท์มือถือ Android และ บอร์ด arduino

๓.๑.๑.๓ การออกแบบและคำนวณชิ้นส่วนต่าง ๆ เพื่อนำมาใช้งาน

โครงสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓.๑.๒ การระบุรายการวัสดุ

ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนในการวางแผนเลือกใช้วัสดุ โดยพิจารณาเลือกใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติและประสิทธิภาพให้เหมาะสมกับชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ให้มีความทนทานต่ออายุการใช้งาน

ลำดับ	ชื่อรายการ	จำนวน	หมายเหตุ
1	ตัวต้านทาน 10 K	4 ตัว
2	ตัวต้านทาน 22o โอห์ม	3 ตัว
3	บอร์ด arduino	2 บอร์ด
4	หลอดไฟ LED	3 หลอด
5	เซนเซอร์แสง LDR	4 ตัว
6	switch	3 ตัว
7	บอร์ดบลูทูธ HC05	1 ตัว
8	รีเลย์	1 ตัว

3.1.3 ศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

การออกแบบและคำนวณ การสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ คณะผู้จัดทำได้ใช้หลักการและทฤษฎีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องเพื่อประกอบเนื้อหาในการดำเนินโครงการสามารถสรุปหัวข้อสำคัญต่าง ๆ ดังนี้

๓.๑.๓.๑ เริ่มการทำงาน

๓.๑.๓.๒ ศึกษาและหาข้อมูล

๓.๑.๓.๓ ออกแบบเครื่อง

๓.๑.๓.๔ จัดหาอุปกรณ์

๓.๑.๓.๕ เริ่มสร้างเครื่อง

๓.๑.๓.๖ ทำการแก้ไข

๓.๑.๓.๗ ทำการทดลอง

๓.๑.๓.๘ สร้างเครื่องเสร็จ

๓.๑.๓.๙ ทำการวิเคราะห์และสรุป

๓.๑.๓.๑o นำเสนอ

๓.๒ การออกแบบ คำนวณ และสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

การออกแบบ คำนวณ และสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ให้สามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ โดยมีรายละเอียดดังนี้

๓.๒.๑ การออกแบบ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

จากการศึกษารายละเอียดและทฤษฏีที่เกี่ยวข้องกับโครงการ ได้ดำเนินการออกแบบชิ้นส่วน และฐานของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติโดยผู้จัดทำพบว่าเครื่องต้องมีขาดที่ใหญ่พอบรรจุอาหาร ขนาด กว้าง 70 เซนติเมตร ยาว 1 เมตร 68 เซนติเมตร สูง 1 เมตร 3 เซนติเมตร

๓.๒.๒ การคำนวณหาส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

จากการดำเนินการออกแบบชิ้นส่วนและฐานของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ที่เหมาะสม โดยคณะผู้จัดทำได้ดำเนินคำนวณหาส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

โดยมีรายละเอียดดังนี้

๓.๒.๒.๑ แบตเตอร์รี่ 12 V

๓.๒.๒.๒ หลอดLED

๓.๒.๒.๓ โทรศัพท์ Android

๓.๒ การออกแบบ คำนวณ และสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓.๒.๑ การออกแบบ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓.๒.๒ การคำนวณหาส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

โดยมีรายละเอียดดังนี้

๓.๒.๒.๑ แบตเตอร์รี่ 12 V

๓.๒.๒.๒ หลอดLED

๓.๒.๒.๓ โทรศัพท์ Android

๓.๒.๒.๔ Relay

๓.๓ การดำเนินการสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

ภายหลังจากการศึกษาข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง คำนวณการออกแบบ และจัดเตรียมวัสดุเป็นที่เรียบร้อยแล้ว จึงได้ทำการสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ตามแบบที่กำหนดและทำการเพิ่มเติมบางส่วน ที่จำเป็นสามารถแบ่งแต่ละส่วน ดังนี้

๓.๓.๑ โครงสร้างของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ มีขั้นตอนดังนี้ เริ่มออกแบบโครงสร้าง เตรียมอุปกรณ์ และ จัดทำโครงสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓.๓.๒ ทำการเจาะกล่องพลาสติกเป็นช่องตามขนาดของ พอร์ต arduino , สวิตซ์ , หลอด LED , และ Relay

๓.๓.๓ นำกล่องพลาสติกมาออกแบบกับเครื่องแล้วประกอบลงบนเครื่อง ติดตั้งอุปกรณ์ตามช่องที่เจาะไว้และต่อสายไฟเข้ากับอุปกรณ์

บทที่ ๔

ผลการวิเคราะห์ข้อมูล

การดำเนินโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ

๑. เพื่อสร้างเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๒. เพื่อหาประสิทธิภาพของเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๓. เพื่อสำรวจความพึงพอใจของผู้ใช้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

โดยคณะผู้ดำเนินโครงการ ได้นำเสนอผลการดำเนินโครงการ และการวิเคราะห์ข้อมูลตามลำดับหัวข้อดังนี้

๔.๑ ขั้นตอนและวิธีการทดลอง เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๔.๒ สัญลักษณ์ที่ใช้ในการเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล

๔.๓ แสดงค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ความคิดเห็นเกี่ยวกับการดำเนินโครงการ ด้านการออกแบบ ด้านการใช้งาน และด้านคุณภาพ มีรายละเอียดดังนี้

๔.๑ ขั้นตอนและวิธีการทดลอง

๔.๑.๑ ตั้งค่าเวลาด้วยทามเมอร์ และสั่งการด้วยระบบเอ็นดรอย

๔.๑.๒ จากนั้นต่อสวิตซ์ไฟ 12 โวลล์ เข้ากับมอเตอร์

๔.๑.๓ รอสั่งเกตเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติทำงาน

๔.๑.๔ สั่งเกตระดับของอาหารไก่จากหลอด LED

๔.๑.๕ พอการทดลองเสร็จสมบูรณ์ดีแล้วก็ปิดสวิตซ์

๔.๒ สัญลักษณ์ที่ใช้ในการเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล

เพื่อให้การเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูลมีความสะดวก และง่ายต่อการทำความเข้าใจเกี่ยวกับผลการวิเคราะห์ข้อมูล ผู้ดำเนินโครงการจึงได้กำหนดสัญลักษณ์ที่ใช้แทนตัวแปรและค่าสถิติต่าง ๆ ในการนำเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล ดังนี้

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนค่าสถิติ

ค่าเฉลี่ย

แทน ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

๔.๓ แสดงค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

ความคิดเห็นเกี่ยวกับการดำเนินโครงการ ด้านการออกแบบ ด้านการใช้งาน และด้านคุณภาพตารางประกอบที่ 2 แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านการออกแบบของโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวม

ความคิดเห็นด้านการออกแบบ	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
ความคิดเห็นด้านการออกแบบ	X		การแปลผล
1. มีความคงทนแข็งแรง	3.5	.53	มาก
2.มีความเหมาะสมกับการใช้งาน	3.9	.88	มาก
3.เคลื่อนย้ายได้สะดวก	4.3	.82	มาก
4.มีความทันสมัย	4.7	.48	ปานกลาง
5.ใช้งานง่ายไม่ยุ่งยาก	3.4	.70	ปานกลาง
รวม	3.96	.40	มาก

จากตารางประกอบที่ 2 พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านการออกแบบโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวมอยู่ใน ระดับมาก (= 3.96,X X.40 ) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับมาก จำนวน 3 ข้อ และอยู่ในระดับปานกลาง จำนวน 2 ข้อ โดยมีข้อเฉลี่ย 3 อันดับแรกคือ ความคงทนแข็งแรง (= 3.5,X = X.53 ) รองลงมาคือ ความเหมาะสมกับการใช้งาน(= 3.9, X=X .88 ) และ เคลื่อนย้ายได้สะดวก (= 4.3,X =X .82) ตามลำดับ ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยต่ำที่สุดคือ ใช้งานง่ายไม่ยุ้งยาก (= 3.4 , X=X .70)

ตารางประกอบที่ 3 แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านการใช้งานของโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวม

ความคิดเห็นด้านการใช้งาน	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
ความคิดเห็นด้านการใช้งาน		S.D	การแปลผล
1. มีความปลอดภัยในการใช้งาน	3.5	.527	ปานกลาง
2. ลดรายจ่ายเพิ่มรายได้ของผู้ใช้	3.3	.483	ปานกลาง
3. มีคู่มือการใช้งานชัดเจน	4.2	.422	มาก
4. ช่วยประหยัดเวลาในการทำงาน	3.4	.516	ปานกลาง
5. สามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้	4.3	.483	มาก
รวม	3.74	.33	มาก

จากตารางประกอบที่ 3 พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านการออกแบบโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวมอยู่ในระดับมาก (= 3.74 , X .33 ) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับปานกลาง จำนวน 3 ข้อ โดยมีข้อเฉลี่ย 3 อันดับแรกคือ มีความปลอดภัยในการใช้งาน (= 3.5,X =X .527 ) รองลงมาคือ ช่วยประหยัดเวลาในการทำงาน(= 3.4 , X=X .516 ) และลดรายจ่ายเพิ่มรายได้ (= 3.3,X=X .483 ) ตามลำดับ ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยมากคือ คู่มือการใช้งานชัดเจน (= 4.2 ,X =X .422) และสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ (= 4.3 , X=X .483)

ตารางประกอบที่ 4 แสดงค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลความหมายความคิดเห็นด้านคุณภาพ ของโครงการ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวม

ความคิดเห็นด้านคุณภาพ	ระดับความคิดเห็น		การแปลผล
ความคิดเห็นด้านคุณภาพ		S.D	การแปลผล
1. ใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์	3.8	.229	มาก
2. ใช้ได้ทั่วไปในทุกภูมิภาค	3.1	.994	ปานกลาง
3. ลดแรงงานในการผลิต	3.7	.675	มาก
4. ลดต้นทุนในการผลิต	3.0	.816	ปานกลาง
5. คุณภาพชีวิตดีขึ้น	3.2	.229	ปานกลาง
รวม	3.4	.587	ปานกลาง

จากตารางประกอบที่ 4 พบว่าความคิดเห็นของผู้ประเมินด้านคุณภาพเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยภาพรวมอยู่ในระดับปานกลาง(= 3.4 , .587 ) เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า อยู่ในระดับมาก จำนวน 2 ข้อ และอยู่ในระดับปานกลาง จำนวน 3 ข้อ โดยมีข้อเฉลี่ย 3 อันดับแรกคือใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ (= 3.8, =1.229 ) รองลงมาคือ ลดแรงงานในการผลิต (= 3.7, = .675 ) และอยู่ในระดับปานกลาง จำนวน 3 ข้อคือ คุณภาพชีวิตดีขึ้น (= 3.2 , 1.229 ) รองลงมาคือ ใช้ได้ทั่วไปในทุกภูมิภาค (= 3.1 , .994 ) ส่วนข้อที่มีค่าเฉลี่ยต่ำที่สุดคือ ลดต้นทุนในการผลิต (= 3.0, = 1.229)

บทที่ ๕

สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ

การจัดทำโครงการครั้งนี้ เป็นการสร้าง เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

ซึ่งคณะผู้ดำเนินโครงการ นำเสนอการสรุปผลการดำเนินโครงการ อภิปรายผล และข้อเสนอแนะตามลำดับขั้นตอน ดังต่อไปนี้

๕.๑ สรุปผล

๕.๒ อภิปรายผล

๕.๓ ข้อเสนอแนะ

๕.๓.๑ ข้อเสนอแนะในการประยุกต์ใช้

๕.๓.๑ ข้อเสนอแนะในการขยายผลการวิจัย

๕.๑ สรุปผล

จากการศึกษาและทดลองโครงการควบคุมเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ซึ่งเป็นการควบคุมการเปิดปิดเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดยเริ่มตั้งแต่ตั้งค่าเวลาโดยทามเมอร์เพื่อใช้ในการสั่งการเปิดปิดเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ และได้สร้างและได้สร้างระบบสั่งการโดยระบบ Android โดยใช้โปรแกรมของmodule microcontroller ULN2803 และ Relay ซึ่งในการดำเนินงานได้มีการเขียนโปรแกรมควบคุมไมโครคอนโทรเลอร์ในการควบคุมได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ระบบ Android ผ่านบลูทูธ โดยส่งสัญญาณค่าสั่งจากแอพพลิเคชั่น แอนดรอยด์ ควบคุมระบบบลูทูธ ทำให้ผลของการพัฒนาโครงการที่ผ่านมา สามารถใช้โทรศัพท์ควบคุมการเปิด-ปิดเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ได้ตามต้องการ และในการดำเนินโครงการนี้สามารถประดิษฐ์กล่องอุปกรณ์เปิด-ปิดเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติด้วยโทรศัพท์มือถือ Android ผ่านระบบบลูทูธ และระบบตั้งค่าเวลาด้วยทามเมอร์ ได้และสามารถนำมาใช้งานได้จริง ซึ่งชุดควบคุมที่ได้สร้างขึ้นมีคุณสมบัติดังนี้

๑. ควบคุมการทำงานของเครื่องให้อาหารไก่

๒. ใช้กระแส 10 A

๓. ควบคุมผ่านระบบบลูทูธ

๔. ควบคุมตั้งค่าเวลาด้วยทามเมอร์

๕. มีระยะการทางานของ บลูทูธ 20-30 เมตร

๕.๑.๑ วัตถุประสงค์

๕.๑.๑.๑ เพื่อสร้างได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๕.๑.๑.๒ เพื่อหาประสิทธิภาพของได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๕.๑.๑.๓ เพื่อสำรวจความพึงพอใจของผู้ใช้ได้เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๕.๑.๒ ขอบเขตของโครงการ

๕.๑.๒.๑ สามารถควบคุมการเปิด-ปิดของอุปกรณ์เครื่องให้อาหารไก่ ระบบปฏิบัติการณ์ Android

๕.๑.๒.๒ สามารถควบคุมการเปิด-ปิดของเครื่องให้อาหารไก่ ระบบปฏิบัติการณ์ ด้วยทามเมอร์

๕.๑.๒.๓ สามารถควบคุมเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติโดยใช้ไฟ 220VAC 10A

๕.๑.๒.๔ สามารถเรียกดูสถานการณ์ทำงานของชุดควบคุมเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ ผ่านทาง Smartphone

๕.๑.๒.๕ สามารถควบคุมผ่านระบบระบบ Android และ ทามเมอร์

๕.๑.๒ ผลการดำเนินโครงการ

๕.๑.๓.๑ ผลการดำเนินโครงการ Android ได้ออกแบบสอบถามโดยให้ผู้เชี่ยวชาญทำการประเมิน มีรายละเอียดดังนี้

๑) ด้านการออกแบบ

๒) ด้านการใช้งาน

๓) ด้านคุณภาพ

๕.๒ อภิปรายผล

จากที่ทำการทดลองเมื่อมีการส่งข้อมูลคาสั่งจากโทรศัพท์มาที่ บลูทูธ ที่เชื่อมต่อกันทาง Android เมื่อ รับข้อมูลแล้วก็จะส่งต่อไปที่ microcontroller ผ่านทางขาสัญญาณ Rx Tx และ GND เมื่อ microcontroller รับข้อมูลมาก็จะส่งออกต่อไปยังวงจรขับรีเลย์ microcontroller จะส่งโลจิก 1 และ 0 ไปที่ ULN2803 และจะจ่ายไฟเลี้ยงไปที่ รีเลย์ทำให้หน้าสัมผัสรีเลย์เปลี่ยนไปที่ NO และเมื่อมีการต่อรีเลย์เข้ากับเครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ เช่น Android หรือทามเมอร์ ก็สามารถเปิดปิดอุปกรณ์เครื่องให้อาหารไก่ก็จะเริ่มทำงานได้ตามต้องการ

เมื่อทำการทดลองกดปุ่มอย่างต่อเนื่อง พบว่าการทำงานของรีเลย์ในการเปิด – ปิด หน้าสัมผัส ตอบสนองไม่ทันต่อการสั่งการของผู้ใช้ ทำให้เกิดการแสดงผลที่หน้าจอสมาร์ทโฟนแอนดรอยด์ ไม่ตรงกับที่อุปกรณ์ไฟฟ้านั้นทำงานอยู่ ซึ่งต้องใช้เวลา 4-5 วินาที จึงจะกลับมาแสดงผลได้ถูกต้องตามปกติ

๕.๓ ข้อเสนอแนะ

๑) ควรศึกษาวิธีการใช้งานอย่างละเอียด

๒) ไม่ควรให้สายไฟและ เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ โดนน้ำเพราะจะทำให้เกิดการเสียหายของอุปกรณ์

๓) ควรนำไปใช้งานในภายในบ้าน อาคาร หรือสถานที่ที่มีหลังคาปกคลุมเท่านั้น

๕.๓.๑ ข้อเสนอแนะในการประยุกต์ใช้

๑) หากมีการนำไปพัฒนาแนะนะให้เพิ่มอุปกรณ์เซนเซอร์ เพื่อตรวจจับว่าอุปกรณ์ที่สั่งงานไปทำงานได้จริงหรือไม่ เพื่อให้ง่ายต่อการควบคุม

๒) หากต้องการความรวดเร็วในการสั่งงานแนะนำให้ทำการค้นคว้าหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโมดุลส่งสัญญาณ

๓) สามารถที่จะเขียนแอพพลิเคชั่น เผื่อใช้ในการควบคุมชุดควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายๆชุดได้

๕.๓.๒ ข้อเสนอแนะในการขยายผลของโครงการ

จากการทดสอบการใช้งาน เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ พบว่าการทำงานของชุดควบคุมในส่วนของรีเลย์ เมื่อมีการสั่งจากผู้ใช้อย่างต่อเนื่องที่อุปกรณ์หมายเลขเดิม ทำให้เกิดอาการหน่วงเล็กน้อย และระยะเวลาที่เกิดอาการหน่วงจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนครั้งที่กดปุ่มอย่างต่อเนื่องเนื่องจากตัวรีเลย์ตอบสนองไม่ทันต่อการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เข้ามา ในการแก้ไขปัญหาอาจเปลี่ยนรีเลย์ที่ใช้เป็นแบบที่มีการตอบสนองเร็วขึ้น

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

วันจันทร์ที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2560

เครื่องให้อาหารไก่อัตโนมัติ

๒.๑.๑ Arduino Uno

๒.๑.๔ Arduino MEGA ADK

๒.๑.๕ Arduino Mega 2560

๒.๑.๖ Arduino Micro

๒.๑.๗ Arduino Nano

๒.๑.๘ Arduino Mini

ภาพประกอบที่11 บอร์ด Arduino Mini

๒.๖ Bluetooth module HC05