บทท 2ทฤษฎ เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 ทฤษฏและหลกการทเกยวของ 2.2.1 ประวตของหมอหอม 2.2.2 การยอมผายอมผาหมอหอม 2.2.3 มอเตอรไฟฟากระแสตรง 2.2.4 ไอซเบอรMC33033 2.2.5 ไอซเบอรMC 33039 Closed Loop Brushless Motor

2.2.6 แบตเตอรร 2.2.7 ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino 2.2.8 จอ LCD 2.2.9 รเลย (Relay)2.2 งานวจยทเกยวของ

  2.1.1 ประวตของหมอหอม หมอฮอม เปนคำาในภาษาพนเมองเหนอมาจากการรวมคำา 2 คำาคอคำาวา หมอ และคำาวา ฮอม เขาไวดวยกน โดยหมอเปนภาชนะอยาง“ ” “ ”หนงทใชในการบรรจนำาหรอของเหลวตางๆ มทงขนาดเลกและขนาดใหญ สวนฮอมนนเปนพชลมลกชนดหนง ทชาวบานนำาเอาลำาตนและใบมาหมกในนำาตามกรรมวธทสบทอดกนมาแตโบราณ จะใหนำาเปนสกรมทา และไดสทจะนำามาใชในการยอมผาขาว ใหเปนสกรมทาทเรยกกนวา ผาหมอฮอม“ ” ผาหมอฮอม เปนชอผายอมพนเมองสกรมทาทสรางชอเสยงใหกบเมองแพรมานานแลว ในอดตผาหมอฮอมเปนผาฝายทอมอ ทนำาดอกฝายขาวมาทำาเปนเสนใยแลวทอดวยกพนเมองเปนผาพนสขาว หลงจากนนจงนำาไปตดเยบใหเปนเสอแบบตาง ๆ กางเกงเตยวสะตอ จากนนนำามายอมในนำาฮอมทไดจากการหมกตนฮอมเอาไวในหมอในปจจบนมการทอผาดวยกแบบพนเมองนอยลงทำาใหผาทอมราคาแพง ในการตดเยบเสอผาหมอ

ฮอมจงมการใชผาดบจากโรงงานตดเยบ ยอมดวยนำาฮอมธรรมชาตหรอสหมอฮอมวทยาศาสตร ผาหมอฮอมเปนสงหนงทแสดงถงความเปนเอกลกษณของชาวเมองแพรซงจะเหนไดจากชดการแตงกายพนเมองของชาวแพรจะนยมสวมใสเสอผาหมอฮอมโดยการแตงกายของชายนน นยมสวมเสอหมอฮอมคอกลม แขนสน ผาอกตดกระดมหรอใชสายมด ลกษณะคลายเสอกยเฮงของชาวจนและกางเกงหมอฮอมขากวย ใชผาขาวมามดเอว สวนการแตงกายพนเมองของผหญงเปนเสอผาหมอฮอมคอกลมแขนยาวทรงกระบอก ผาอกตดกระดม และสวมผาถงทมชอเรยกวา ซนแหลซงเปนพนสดำามแถบสแดงคาดบรเวณใกลเชงผา ชาวพนเมองตาง ๆ ในภาคเหนอตงแตอดตจนปจจบนนยมใชเสอผาหมอฮอมทมาจากแพร และถาพดถงหมอฮอมแทตองเปนหมอฮอมแพรเทานน ซอเสยงของผาหมอฮอมเมองแพรเปนทยอมรบกนโดยทวไป ทงนเนองจากมคณภาพ ความคงทนของเนอผาและสหมอฮอมทใชยอมผา ตลอดจนรปแบบเรยบงายสะดวกตอการสวมใสไดในหลายโอกาส ในปจจบนแหลงผลตเสอผาหมอฮอมทบานทงโฮง ตำาบลทงโฮง อำาเภอเมองแพร เปนแหลงผลตทใหญทสดและมชอเสยงทสดประวตของบานทงโฮง ตามคำาบอกเลาของคนแกในหมบาน เลาวาบานทงโฮงเปนหมบานของชาวไทพวนทถกกวาดตอน และอพยพมาจากแขวงเชยงขวาง สาธารณรฐประชาธปไตยประชาชนลาว เมอประมาณ พ.ศ. 2340 – 2350 โดยคนกลมแรกไดเดนทางมาถงเมองแพรและไดตงบานเรอนอยนอกกำาแพงเมองแพรทางทศเหนอดานประตเลยงมา ตอมาจงไดยายจากทเดม มาตงหมบานขนใหมบรเวณทเปนตงบานทงโฮงใตในปจจบน และอยกนเรอยมา จนประมาณพ.ศ. 2360 – 2380 จงมกลมไทยพวนกลมใหมอพยพเขามาและตงหมบานหางจากเดมประมาณ 200 เมตร เปนหมบานทงโฮงเหนอในปจจบนผทเขามาอาศยอยเหลานมอาชพทางดานการตเหลก โดยมเตาตเหลกกนแทบทกหลงคาเรอน ชาวบานทตเหลกมาเปนเวลานาน

ไดตเหลกจน ทง ซงเปนเครองมอทใชรองรบการตเหลกลกกรอนลก“ ”เปนแองซงภาษาไทพวนเรยกวา โหง จงเปนทมาของชอหมบานทงโฮง “ ”และตอมาไดเรยกเสยงเพยนไปเปนทงโหง และทางการไดเขยนเปนทงโฮง ซงเปนชอของหมบานในปจจบนสวนอาชพการตเหลกไดเลกไปประมาณป พ.ศ. 2450 – 2460 ซงเปนชวงเวลาทมบรษทอสเชยตคเขามาทำาไมในภาคเหนอ ชาวบานทงโฮงจงไดไปรบจางในการชกลากซงโดยใช ลอเวน เทยมดวยควายไปชกลาก ชาวไทพวนทงโฮงยงคงสบทอดประเพณวฒนธรรมดงเดมของตนหลายอยางมาจนถงปจจบน เชน ประเพณกำาฟา แหลงผลตเสอผาหมอฮอมในเมองแพร ผาหมอฮอมในเมองแพรมแหลงผลตทสำาคญ 3 แหลงใหญ ๆดงน บานพระหลวง ตำาบลพระหลวงอำาเภอสงเมนบานเวยงทอง ตำาบลเวยงทอง อำาเภอสงเมน บานทงโฮง ตำาบลทงโฮง อำาเภอเมองแพร การยอมผาดวยหมอฮอมเพอใชตดเยบเปนเครองนงหมสำาหรบสวมใสจงเปนทมาของผาหมอฮอมในปจจบน วตถดบทใชในการทำาผาหมอฮอมแบบโบราณใชวตถดบสำาคญ 2 อยางดงน คอตนครามหรอตนฮอมนำาดางจากขเถาแหลงผลตเสอผาหมอฮอมในเมองแพร ผาหมอฮอมในเมองแพรมแหลงผลตทสำาคญ 3 แหลงใหญ ๆดงนบานพระหลวงตำาบลพระหลวง อำาเภอสงเมน บานเวยงทองตำาบลเวยงทอง อำาเภอสงเมน บานทงโฮง ตำาบลทงโฮง อำาเภอเมองแพรการยอมผาดวยหมอฮอมเพอใชตดเยบเปนเครองนงหมสำาหรบสวมใสจงเปนทมาของผาหมอฮอมในปจจบน วตถดบทใชในการทำาผาหมอฮอมแบบโบราณ ใชวตถดบสำาคญ 2 อยางดงน คอตนครามหรอตนฮอมนำาดางจากขเถาขนตอน ผาฝายทอมอ หรอผาดบ สำาหรบตดเยบเสอ กางเกงแลวนำามายอมดวยนำาฮอม ตนครามหรอตนฮอมเพอสกดใหไดสสำาหรบการยอมผาโดยใชวธการหมกใหเปนนำาฮอม นำาดาง โดยใชขเถาเปนสวนผสมของสฮอมทไดจากตนฮอม หมอโองขนาดใหญสำาหรบการหมกฮอมสำาหรบยอมผา ถงแชขเถาและหมอนำาดาง สำาหรบแชขเถาทำาเปนนำาดางเพอใชผสมสฮอม หมอโองขนาดใหญ สำาหรบการยอมผาตระกราตาหางๆครอบปากหมอโองสำาหรบใสผาทจะยอม ถงมอ

เปนเครองมอสมยใหมทใชปองกนไมใหสดำาตดมอ ในอดตผทมอาชพยอมผาจะใชมอกลบผาทยอมฮอม การยอมทไมสวมถงมอทำาใหมอของผทมอาชพนตดสยอม ราวตากผาสำาหรบตากผาทไดทำาการยอมแลวใหแหงกรรมวธ ตดเยบผาทอหรอผาดบใหเปนเสอกางเกงตามขนาดทตองการใหเรยบรอย จะไดเสอ กางเกง สขาวทจะนำาไปยอมฮอม โดยนำาผาเหลานไปแชนำาธรรมดาเปนเวลา1 – 2 คน แลวนำาขนจากนำามาผงใหหมาดๆ เตรยมผาทจะยอมโดยนำาตระกราตาหาง ๆ มาวางทปากหมอโอง นำาผาลงยอม โดยใสลงในตระกราตาหางๆสวมถงมอแลวขยำาผาใหสยอมตดใหทว นำาผาทยอมฮอมจนทวแลวไปผงแดดจนแหง แลวยอมซำาอก 5 ครง เมอไดสทยอมตดดตดทวผน ใหมความทนทาน ควรนำาไปตากแดดจนแหง หลงจากการยอมครงสดทาย เสอ กางเกง แหงดแลว ซกนำาครงสดทายแลวลงแปงขาวเจาในเสอกางเกงผาหมอฮอมเพอรดใหเรยบไดงาย ๆ กอนนำาไปพบและมดเปนมดๆ เตรยมบรรจถงพลาสตก พรอมทจะสงใหกบพอคาทรบไปจำาหนาย ในปจจบนการตดเยบเสอผาหมอฮอม นบไดวาสรางงานและทำารายได ใหกบชาวบานทง โฮงเปนอยางมาก ทำาใหหมบานนประชาชนมฐานะทางเศรษฐกจดบานทงโฮงไดเปนเขตสขาภบาลแหงหนงของจงหวดแพร ซงมรานตดเยบเสอผาหมอฮอมตงอยเปนจำานวนมาก ซงแตละรานตางกมเครองหมายและชอรานแตกตางกนออกไป สวนในดานรปแบบ ไดมการปรบปรงเสอผาหมอฮอมใหมแบบทแตกตางไปจากเดมตามความตองการของตลาดผบรโภค ตดเยบเปนเสอซาฟาร เสอคอเชรต มทงทเปนแบบแขนสนและแขนยาว เปนตนตนจกหมอฮอม การพฒนางานทอผาพนเมอง โดยเฉพาะตนจกใน จงหวดแพร ในขณะนมการพฒนาผาตนจกทใชเสนใยฝายแทๆ ยอมดวยฮอม และสธรรมชาตทไดจากเปลอกของตนไมหลายชนด ถงแมลวดลายยงไมเขาขนแตกเคยไดรางวลประเภทความคดสรางสรรคมาแลว หากการทอผาตนจกหมอฮอมนำาโดย นางรตนา เรอนศกด จากกลมอาชพบานนำารดตำาบลนำารด อำาเภอหนองมวงไข จงหวดแพรไดรบการพฒนาลวดลายอยางในอำาเภอลอง ผาจกหมอฮอมกจะสวยงามและม

เอกลกษณของทองถนอกแหงของจงหวดแพรสคราม ไดจากฮอม สนำาตาลออน ไดจากเปลอกตนลำาใย เปลอกตนสะเดา เปลอกตนประด สนำาตาลอมสม ไดจากเปลอกตนกระทอนและสเสยด 2.1.2 การยอมผายอมผาหมอหอม ตนหอม เปนพชลมลก ชอบความชมชน มกจะขนอยบรเวณปาตนนำาลำาธาร ตนโตเตมทจะสงประมาณ 1 เมตร และถาแกเตมทจะสงเกตไดจากรอยหยดนำาสนำาเงนทแหงอยบนพนดนใตตนหอม สทใชในการยอมผาแบบโบราณดงเดมนนไดจากพช 3 ชนด ตนหอม ตนหอมเครอหรอตนเบก และ ตนครามโดยมวธการทำาหอมดงน 1) ตดตนหอมนำาใบ และตนมามดรวมกน ดงแสดงภาพท 2.1

ภาพท 2.1 ตดตนหมอจากกานถงใบยาว 7 นว 2) นำาหอมทมดไวลงในโองแลวเทนำาลงไปใหทวมหอม ใชไมขดปดฝาหมอไวไมใหหอมลอยขนมา แชไว 1 คน แลวพลกหอมดานบนลงลางแชทงไวอก 1 คน จนตนหอมเนาเป อย เมอฮอมสงกลนเหมนใหเกบเศษกานหอมทงเหลอไวแตนำา ดงแสดงภาพท 2.2

ภาพท 2.2 นำา ตนหอมไดไดมาแชในนำา 72 ชวโมง

3) นำาตนหอมชดใหมลงแชในนำาเดมอกครง แชไว 1 คน จากนนกผลกตนหอมแลวทงไวอก 1 คน แลวบบนำาออกจากตนหอมทเป อย แลวนำาเศษกานทง นำาทไดจะมสนำาเงนและกลนเหมน ดงแสดงภาพท 2.3

ภาพท 2.3 นำาตนหอมทแชไว 1 คนนำามากรองเอาแตนำา 4) ผสมปนขาวทใชทานกบหมากและกวนใหเขากน จากนนทงไวประมาณ 2-3 ชวโมง นำาหอมจะตกตะกอนใหเทนำาใสๆทงไปกรองเอาแคสวนทเปนตะกอนเกบไวทงเปยกๆ สามารถเกบไวในโหลหรอกระปองปดฝาใหมดชด เกบไวใชไดหลายป ดงแสดงภาพท 2.4

ภาพท 2.4 นำานำาปนใสมาใสในนำาหอมแลวกระทงดวยชะลอม 5) นำาตะกอนหอมทไดมาผสมกบนำาดางทไดจากขเถาและปนขาวในสดสวนทพอดแลวคนใหเขากนจนเกดฟอง ถาฟองยงไมมฟองกเตมปนขาวเขาไปอกจนกวาจะเกดฟองและนำามสเขยวเขม ทงไว 1 คน กสามารถนำามายอมผาได ซงจะไดสทตดทนทาน ดงแสดงภาพท 2.5

ภาพท 2.5 นำานำาทตแลวมาใสในผาขาวบางทงไวอก 1 คน

6) การเตรยมผาสำาหรบยอม กอนจะนำาผาไปยอมหอมนน จะตองทำาการกำาจดสงสกปรก เชนการหรอไขมนออกจากผากอน 6.1 นำาผาไปแชในนำาผงซกฟอกทงไวสกคร 6.2 จากนนนำาผาไปตมทอณหภม 60-70 องศาเซลเซยส ประมาณ 1 ชวโมง 6.3 หลงจากตมเสรจแลวใหนำาผาไปซกลางดวยนำาสะอาดประมาณ 6-7 ครง 6.4 นำาผาไปตากไวจนแหง 2.1.3 มอเตอรไฟฟากระแสตรง มอเตอรไฟฟา (electric motor) เปนอปกรณไฟฟาทแปลงพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกลการทำางานปกตของมอเตอรไฟฟาสวนใหญเกดจากการทำางานรวมกนระหวางสนามแมเหลกของแมเหลกในตวมอเตอร และสนามแมเหลกทเกดจากกระแสในขดลวดทำาใหเกดแรงดดและแรงผลกของสนามแมเหลกทงสองในการใชงานตวอยางเชน ในอตสาหกรรมการขนสงใชมอเตอรฉดลากเปนตน มอเตอรไฟฟาถกนำาไปใชงานทหลากหลายเชน พดลม เครองเปา ป ม เครองมอเครองใชในครวเรอน และดสกไดรฟ มอเตอรไฟฟาสามารถขบเคลอนโดยแหลงจายไฟกระแสตรง (DC) เชน จากแบตเตอร, ยานยนตหรอวงจรเรยงกระแส หรอจากแหลงจายไฟกระแสสลบ (AC) เชน จากไฟบานอนเวอรเตอร หรอ เครองป นไฟ มอเตอรขนาดเลกอาจจะพบในนาฬกาไฟฟา มอเตอรทวไปทมขนาดและคณลกษณะมาตรฐานสงจะใหพลงงานกลทสะดวกสำาหรบใชในอตสาหกรรม มอเตอรไฟฟาอาจจำาแนกตามประเภทของแหลงทมาของพลงงานไฟฟาหรอตามโครงสรางภายในหรอตามการใชงานหรอตามการเคลอนไหวของเอาตพต และอน ๆ อปกรณเชนขดวดแมเหลกไฟฟาและลำาโพงทแปลงกระแสไฟฟาใหเปนการเคลอนไหว แตไมไดสรางพลงงานกลทใชงานได จะเรยกถกวา actuator และ transducer ตามลำาดบ คำาวามอเตอรไฟฟานน ตองใชสรางแรงเชงเสน(linear force) หรอ แรงบด(torque) หรอเรยกอ

กอยางวหมน(rotary) เทานนโดยชนดของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบงออดเปน 3 ชนดไดแก 1) มอเตอรแบบอนกรม (Series Motor) คอมอเตอรทตอขดลวดสนามแมเหลกอนกรมกบอาร เมเจอรของมอเตอรชนดนวาซรสฟลด (Series Field) มคณลกษณะทดคอใหแรงบดสงนยมใชเปนตนกำาลงของรถไฟฟารถยกของเครนไฟฟา ความเรวรอบของมอเตอรอนกรมเมอไมมโหลดความเรวจะสงมากแตถามโหลดมาตอความเรวกจะลดลงตามโหลด โหลดมากหรอท ำางานหนกความเรวลดลง แตขดลวด ของมอเตอร ไมเปนอนตราย จากคณสมบตนจงนยมนำามาใชกบเคร องใชไฟฟาในบานหลายอยาง เชน เคร องดดฝน เคร องผสมอาหาร สวานไฟฟา จกรเยบผา เคร องเป าผม มอเตอร กระแสตรงแบบอนกรม ใชงานหนกไดดเม อใชงานหนกกระแสจะมาความเรวรอบจะลดลงเมอไมมโหลดมาตอความเรวจะสงมากอาจเกดอนตรายไดดงนนเมอเรมสตารทมอเตอรแบบอนกรมจงตองมโหลดมาตออยเสมอดงแสดงภาพท 2.6

ภาพท 2.6 วงจรแสดงการทำางานของมอเตอรไฟฟากระตรงแบบอนกรม 2) มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนาน (Shunt Motor) หรอเรยกวาชนทมอเตอร มอเตอรแบบขนานน ขดลวดสนามแมเหลกจะตอ (Field Coil) จะตอขนานกบขดลวด ชดอาเมเจอร มอเตอรแบบขนานนมคณลกษณะ มความเรวคงท แรงบดเรมหมนตำา แตความเรวรอบคงท ชนทมอเตอรสวนมากเหมะกบงานดงนพดลมเพราะพดลมตองการความเรวคงท และตองการเปลยนความเรวไดงาย ดงแสดงภาพท 2.7

ภาพท 2.7 วงจรแสดงการทำางานมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนาน 3) มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบผสม (Compound Motor) หรอเรยกวาคอมเปาวดมอเตอร มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบผสมน จะนำาคณลกษณะทดของมอเตอรไฟฟากระแสตรง แบบขนานและแบบอนกรมมารวมกน มอเตอรแบบผสม มคณลกษณะพเศษคอมแรงบดสง (High staring torque) แตความเรวรอบคงท ตงแตยงไมมโหลดจนกระทงมโหลดเตมทมอเตอรแบบผสมมวธการตอขดลวดขนานหรอขดลวดชนทอย 2 วธ วธหนงใชตอขดลวดแบบชนทขนานกบอาเมเจอรเรยกวาชอทชนท (Short Shunt Compound Motor) ดงแสดงภาพท 2.8

ภาพท 2.8 วงจรแสดงการทำางานมอเตอรไฟฟากระตรงแบบชอรทชนทคอมเปาวด อกวธสองคอตอขดลวด ขนานกบขดลวดอนกรมและขดลวดอาเมเจอรเรยกวาลองชนทคอมเปาวดมอเตอร (Long shunt motor) ดงแสดงภาพท 2.9

ภาพท 2.9 วงจรแสดงการทำางานมอเตอรไฟฟากระตรงแบบลองชนทเปาวดมอเตอมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถาน(Brushless DC Motor)

3.1 ความหมายและรปแบบของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถา(Brushless DC Motor)มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถาน(Brushless DC Motor) มลกษณะตาม ชอของตวมนคอ เปนมอเตอรทปราศจากแปรงถาน สลปรง และ คอมมวเตเตอร ซงสงเหลานนเปน สงจำาเปนสำาหรบมอเตอรไฟฟากระแสตรงหรอมอเตอรซงโครนส เพอทำาหนาทในการจายแรงดน ใหกบขดลวดอารเมเจอรทพนอยบนโรเตอร มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถานมสวนประกอบทสำาคญคอสวนหมนทเปน แมเหลกถาวรและสวนอยกบทเปนขดลวดอารเมเจอรถายอนกลบไปพจารณาถงมอเตอรไฟฟา กระแสตรงแบบมแปรงถานในการทำางานแมเหลกถาวรจะอยกบทในขณะทขดลวดอารเมเจอรเปนสวนหมน มอเตอรไฟฟากระแสตรงทง 2 ชนด กระแสไฟฟาจะไหลผานตวนำากลบไปกลบมาเพอ สรางขวแมเหลกขน ในทำานองเดยวกนเพอใหแนใจวาแรงบดทเกดขนนนมทศทางไปในทาง เดยวกนใหสงเกตมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบมแปรงถาน การกลบขวถกจดการโดย มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถานการกลบขวถกจดกาโดยทรานซสเตอรกำาลง ซง ตองถกสวตชไปตามลำาดบตำาแหนงการหมนของโรเตอรเชนเดยวกนซงการตรวจสอบตำาแหนงการ หมนของโรเตอรจะใชตวถอดรหส(Encoder) แทนการใชคอมมวเตเตอรกบแปรงถาน ขบวนการตดตอทางไฟฟาของมอเตอรทงสองชนดเหมอน

กน เปนสาเหตใหเกดสมการและคณสมบตระหวาง ความเรวรอบและแรงบดเกอบจะเหมอนกนทกประการ เมอกระแสเฟสในมอเตอรไฟฟากระแสตรงปราศจากแปรงถาน สวตชกลบขวทำาใหเกดขวแมเหลกตามลำาดบ มอเตอรจะทำางานในลกษณะการกระตนแบบรปคลนสเหลยม(Square Wave) และแรงเคลอนไฟตาน(Back-EMF) กรณนจะถกสรางขนใหเปนรปสเหลยมในรปคลนสเหลยมของแรงเคลอนไฟฟาจะถกใชในการอางถงมอเตอร และชดควบคมอยางไรกตามยงมโหมดการทำางานแบบอนซงกระแสเฟสจะถกสรางขนเปนรปคลนไซน(SineWave)และ เปนเหตทำาใหแรงเคลอนไฟฟาทางอดมคตเปนรปคลนไซนดวย รปรางของมอเตอรและชดควบคม จะเหมอนกบมอเตอรทขบดวยรปคลนสเหลยม แตทงสองชนดมความแตกตางกนทสำาคญค มอเตอรทขบแบบรปคลนไซน ในการหมนจะมการกระจายอตราสวนกระแสตอตวนำาทดกวาเหมอนกบสนามแมเหลกหมนในอนดกช นมอเตอรหรอมอเตอรไฟฟาแบบซงโครนส มอเตอรไฟฟากระแสตรงปราศจากแปรงถานแบบนคอ มอเตอรไฟฟากระแสสลบแบบ ซงโครนส ทแทจรงจากการกระตนทคงทจากแมเหลกถาวร ดเหมอนกบซงโครนสมอเตอรมากกวา มอเตอรไฟฟากระแสตรงทวไป และเปนสาเหตททำาใหเรยวามอเตอรไฟฟากระแสสลบแบบ ปราศจากแปรงถาน มอเตอรแบบปราศจากแปรงถานทใชแมเหลกถาวรสวนใหญจะผลตขนใน ประเทศญปนและยโรป แตจะกลาวถงมอเตอรไฟฟากระแสสลบแบบเซอรโว(ACServo Motor) มากกวามอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถาน อตสาหกรรมในอเมรกากลาวถงเครองกลกระแสสลบ(AC Machine) นนหมายถงมอเตอรซงจะเรมสตารทและทำางานจากแรงดนไฟฟากระแสสลบ จากภาพท2.10 เปนภาพตดขวางของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถานแบบ ทมสวนหมนอยภายในแมเหลกถาวรจะอยบนโรเตอรซงทำาใหไมจำาเปนตองใชแปรงถานกบ ซคอมมวเตเตอรอก เนองจากขดลวดอยบนสเตเตอรเปนสวนทอยกบทการทำาให

โรเตอรมขนาดเสนผานศนยกลางเลกลงจะชวยลดความเฉอยลงไดมากกวาเมอเปรยบเทยบกบมอเตอรชนดทม โรเตอรอยภายนอกดงภาพท 2.10

ภาพท 2.10 ภาพตดขวางของมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถานทมโรเตอรภายใน

3.2 ทฤษฎการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถาน 3.2.1 หลกการควบคมพนฐานจากทกลาวมามอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจาก-แปรงถานตองการลำาดบเฟสของกระแสซงอาจจะเปนแบบรปคลนไซน(SineWaves Drive) หรอ แบบรปคลนสเหลยม(Square Waves Drive) กไดขนอยกบการออกแบบในทง 2 กรณอปกรณ กำาลงทใชในชดควบคมจะมลกษณะเหมอนกนตามทแตกตางกนเพยง วธการควบคมการสวตชของทรานซสเตอรกำาลงโดยหลกการจะพยายามควบคมแรงบดและ ความเรวรอบใหมความแมนยำาและเรยบ ในขณะเดยวกนจะตองจำากดกระแสอยภายในคาท ปลอดภยมอเตอรไมมแปรงถานแบบแมเหลกถาวรคอ เครองกลไฟฟาแบบกระแสสลบซงดไดจาก การเปลยนทศทางของกระแสเฟสทก ๆ ครงไซเคลตามการหมนแผนแมเหลกถากระแสเฟสเปน รปไซนการกระจายของกระแสเฟสในตวน (Ampere-Conductor Distribution) จะเปนไปอยาง ตอเนองทความเรวซงโครนส การทำาใหกระแสเฟสไหลเขาไปในขดลวดในลกษณะรปคลนไซน การสวตชของทรานซสเตอรเรยกวา พลสวดมอดเลชน(PWM)ในกรณทเปนรปคลนสเหลยมในการหมนการกระจายกระแส

ตอตวนำาจะไมเรยบ แตยงคงคาตำาแหนงคงทไวท60O องศาไฟฟาและเปลยนแปลงอยางทนททนใดท60O อกงศาไฟฟา ตอไป ขางหนาการเปลยนแปลงสญญาณพส คอผลของการคอมมวเตชนและการเปลยนแปลงของกระแสระหวางเฟสภายใตการควบคมการสวตชของทรานซสเตอรกำาลงในแตละชวง 60O คาแรงบด ยงคงมคาคงท ถากระแสและ Back-EMF มคาคงท ดงนนจงตองสรางสญญาณรปคลน Back-EMF ใหเปนรปสเหลยมและพยายามรกษาระดนกระแสใหคงทในระหวางทก ๆ 60 ชวง O โดยปกตแลว จะท าไดจากการใช พลสวดมอดเลชนหรอการชอปเปอร จากทไดกลาวมาแลวขางตนคงทราบวาอปกรณก าลงทใชในการควบคมมอเตอรแบบ ปราศจากแปรงถานจะถกใชงานในโหมดของการสวตชซงกหมายความวาการทำางานของอปกรณกำาลง(ทรานซสเตอรและไดโอด)จะถกทำางานในลกษณะสวตชไมเปดกปดตลอดเวลาซงสามารถควบคมโดยการควบคมอตราสวนของเวลาหรอการควบคมดวตไซเคล หลกการของการควบคม แบบ ดวตไซเคลคอตงทำาการสวตชทรานซสเตอรกำาลงทความถสงแลวควบคมคากระแสเฉลย โดยใชความสมพนธชวงเวลาเปดและปด 3.2.2 แรงดนพลสวดมอดเลชนและกระแสเรกเลช นกา รมอ ด เลต แ รง ด น (PWM)ท แ ส ดง ในภ า พ ท 2.11 แ ละ 2.12 ทรานซสเตอรกำาลงจะถกสวตชเปดหรอปด โดยปกตจะทำาการสวตช ฮารดในการชอปเปอรแบบซอฟตตองการลปแรงดนเปนศนย ในขณะทโหลดถกลดวงจร โดยปกต จะลดวงจรผานทรานซสเตอรกำาลงหนงตวและไดโอดกำาลงหนงตว แตในกรณทเปนการชอปเปอ แบบฮารด จะตองการแรงดนตกครอมโหลดในลกษณะกลบขวปกตจะไหลผาน Free Wheeling ไดโอด 2 ตว โดยทคาดวตไซเคลสามารถหาไดจากภาพท 2.11

ภาพท 2.11 แรงดนพลสวดมอดเลชน ทรานซสเตอรกำาลงทใชในการจะทำาใหคาอนดกแตนซในโหลดลดคารปเป ลทเกดจากความถสวตชของกระแสโหลดลง ตวอยาง ถาความถของมอเตอรคอ 1000 Hz ความถในการสวตชควรเลอกใชไมตำากวา kHz แตนนเปน ระดบมอเตอรทมกำาลงไฟฟาตาง ๆ ถาเปนไปไดควรจะใชความถในการสวตชระดบนจะทำาให มอเตอรไมมเสยงครางดงภาพท 2.12

ภาพท 2.12 กระแสเรกเลชน 2.1.4 ไอซเบอรMC33033 ไอซ MC33033 จะรบสญญาณจาก Encoder เขามาทางขา 4, 5 และ 6 ตามลำาดบ แลวนำาสญญาณทไดผานเขาวงจรถอดรหสพรอมกบสญญาณ F/R ทขา 3 กบ 60° / 120° ทขา 18 จากนน สญญาณทไดเขาวงจร AND Gate ทางดานเอาตพต การปรบความเรวรอบสามารถทำาไดโดยปรบควากวางของสญาณพลสPWM ทางดานเอาตพตชดลางของไอซ ซงจะไดจากการเปรยบเทยบ สญญาณฟนเลอยทขา 8 กบแรงดนทปอนใหกบวงจรขยายความแตกตาง(Error Amp) ทขา 9 ความกวางของเอาตพตพลสชดลางของไอซสามารถกำาหนดใหมคามากทสดหรอมคาเทากบศนยดวยการเปลยนแปลงระดบแรงดนทขา 9 ตงแต0 โวลตเพมขน

จนถง 6 โวลต แลวสญญาณ PWM แลวสญญาณ PWM ทไดจะถกสงไปยงวงจร AND Gate ทางเอาตพตชดลา การจำากดกระแสมอเตอรทำาไดโดยฟงกชน Current Sensor ทขา 12 ซงไอซMC33033 จะมOp-Amp ทำางานเปนตวเปรยบเทยบสบตรวจสอบกระแสทไหลผานมอเตอรขาอนเวอรตงาหรบของตวเปรยบเทยบจะตออยกบแรงดนอางอง 100mV สวนขานอนอนเวอรตงของตวเปรยบเทยบ จะเปนขาทรบสญญาณตรวจจบกระแส การตรวจจบกรจะไดจากการตอความตานทานคาของแสอนกรมระหวางอปกรณกำาลงชดลางกบกราวด การจำากดกระแสอาศยหลกการทำางานแบบรอบ ตอรอบ การทำางานแบบรอบตอรอบจะคอยตรวจจบสญญาณกระแสในขณะทอปกรณกำาลง กระแสมกระแสไหลผานมอเตอร ถาสญญาณกระแสมคาต1000 กวา mV ตวเปรยบเทยบจะสง แรงดน “Low” ไปยงวงจร Latch มอเตอรจะทำางานตามปกต แตถาสญญาณทถกตรวจสอบไดม คามากกวา 100 mV ตวเปรยบเทยบจะสงสญญาณแรงดนเปน“High” ไปยงวงจร Latch ทำาใหไอซหยดจายสญญาณเอาตพตชวขณะ การหยดจายสญญาณขบเกตทำาใหมอเตอรมกระแสลดลงจน สญญาณกระแสทตรวจจบไดมคาต 1000 กวา mV ไอซกจะจายสญญาณเอาตพตตอไปจะทำางาน วนรอบอยางนไปเรอยดงแสดงภาพท2.13 และ ภาพท2.14

ภาพท 2.13 รปคลนสญญาณการทำางานของไอซเบอรMC33033

ภาพท 2.14 รปคลนแสดงตำาแหนงโรเตอร 60O และ 120O องศาไฟฟา 4.1 โครงสรางของ MC33033 ในการออกแบบชดควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบปราศจากแปรงถาน อาศยหลกการตรวจสอบตำาแหนงของโรเตอรเปนองศาแลวจงสรางสนามแมเหลกทเกดบนสเตเตอรใหสมพนธกบโรเตอร ซงสามารถปรบความเรวรอบของมอเตอรไดดวยการ Chopper แรงดนทสรางสนามแมเหลกขน ซงในโครงงานนไดเลอกใชไอซเบอรMC33033 เปนตวควบคม ไอซ MC33033 เปนไอซทออกแบบมาเพอใชในงานควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบ ปราศจาก แปรงถาน โดยทไอซจะรบสญญาณบอกตำาแหนงของโรเตอรมาแลวถอดรหสสรางเปน สญญาณ PWM โครงสรางและการจดขาของไอซเบอรMC33033 แสดงดงภาพท2.15

ภาพท 2.15 โครงสรางภายในและการจดขาของไอซเบอรMC33033

4.2 การกำาหนดคาบเวลาการทำางานของไอซเบอรMC33033 เพอสรางสญญาณ PWM ทมความถคงทคาบเวลาการทำางานของเอาตพตทขา 15,16 และ 17 จะถกกำาหนดโดยคาของ RT และ CT จากภายนอกทขา 8 โดยการตอ RT กบแรงดนอางองซงมแรงดนประมาณ 6.25 V ทขา 7 แลวอนกรมกบ C ลงกราวดแลวตอแรงดนตกครอม C เขาทขา 8T ซงคาคาบเวลาการทำางานจะกำาหนดไดจากกราฟแสดงดงภาพท2.16

ภาพท 2.16 ความสมพนธของคา R และ C ในการกำาหนดความถPWM 2.1.5 ไอซเบอรMC 33039 Closed Loop Brushless Motor

1) คณลกษณะของไอซMC33039 MC33039 มประสทธภาพสงแบบ Closed Loop ในการควบคมความเรวทออกแบบมาเปนพเศษเพอใชใน Brushless DC Motor ในระบบควบคมมอเตอรการทำางานจะชวยใหควบคม ความเรวไดอยางแมนยขนโดยไมตองใชเครองวดวามเรว อปกรณนมสามอนพตบฟเฟอรแตละ ขวมความสามารถในการ ตรวจจบสญญาณดจตอล ตงโปรแกรมและควบคมการสบเปลยนขว สญญาณ ภายใน สำาหรบการใชงานในระบบทตองมการเปลยนแปลงของเซนเซอร เปน ระยะถงแมวาอปกรณนมวตถประสงคหลกเพอใชกบ MC33033 เพอควบคมมอเตอร Brushless DC Motor แตกสามารถใชกบวงจร Closed Loop ในควบคมความเรวอยางมประสทธภาพในหลาย ๆ Closed Loop ดงภาพท2.17 2) โครงสรางของ MC33039

ภาพท 2.17 โครงสรางภายในและการจดขาของไอซเบอรMC33039

3) การกำาหนดคาบเวลาการทำางานของไอซเบอรMC33039 สรางสญญาณ PWM ทมความถคงทคาบเวลาของการทำางานของเอาตพตทขา 5 จะถกกำาหนดโดยคาของ RT และ CT จากภายนอกทขา 6 โดยการตอ RT กบแรงดนอางองซงมแรงดน ประมาณ 5.5 V ทแหลงจาย แลวอนกรม C ลงกราวดแลวตอแรงดนตกครอม C เขาทขา 6 ซงคาคาบเวลาการทำางานจะกำาหนดไดจากกราฟแสดงดงภาพท2.18

ภาพท 2.18 ความสมพนธของคา R และ C ในการกำาหนดความถPWM

ภาพท 2.19 รปคลนการทำางานของ Motor Three Phase MC33039 มประสทธภาพในการ Closed Loop เพอควบคมความเรวของ Brushless DC Motor โดยไมจำาเปนตองใชเซนเซอรหรอเครองวดวามเรวซงแสดงในภาพท2.19 สญญาณสามอนพต (ขว 1, 2, 3) รบสญญาณจาก Brushless DC Motor ซงเปนเซนเซอรตรวจจบตำาแหนง แตละการเปลยนแปลงสญญาณเซนเซอรเปนแบบดจทล จากสญญาณอนพต สามอนพต เขามาใน MC33039 จะถกสรางสญญาณขนทfout (ขา 5) ของคลนทกำาหนดไวและความกวางของโปรแกรม ได ซงกำาหนดคาโดยการเลอก RT และ CT (ขา 6) จากภาพท2.18 การประยกตใชMC33039 ในการควบคม Brushless DC Motor การควบคมความเรวคงท 100 รอบตอนาท(ขา 4) สามารถใชในระบบทควบคมมอเตอรเซนเซอรดวยอณหภมและควบคม โดยแรงดนใน VCC (ขา 8) การดำาเนนงานลดลงเปน 5.5 V สำาหรบระบบทไมมแหลงจายไฟ ควบคม

2.1.6 แบตเตอรร แบตเตอรรชนด ตะกว-กรดจดอยในกลมแบตเตอรแบบทตยภมคอสามารถประจไฟใหม และนำากลบมาใชงานไดเชนเดยว กบ นเกล-แคดเมยม,นเกล-เหลก,นเกล-ไฮไดรดและลเทยม แบตเตอรเปนตน . 1) หลกการทำางาน แผนธาตบวกเปนนตะกวเปอรออกไซด(Lead Peroxide, PbO2)แผนธาตลบเปนตะกวบรสทธ(Sponge Lead, Pb) เมอเตมสารละลายตะกวเปอรออกไซด(Diluted Sulfuric Aci d) ลงไป ใหทวมแผนธาตแลว แบตเตอรลกดงกลาวกพรอมทจะใชงานจะไมมการจายไฟเนองจากยงไมครบวงจรไฟฟและพลงงานทสะสมอยในแบตเตอรร ขณะนคอพลงงานเคมดงแสดงไวในภาพท2.20

ภาพท 2.20 สภาวะในแบตเตอรเมอไดรบการประจไฟเตมท หลงจากทตอภาระภายนอกใหครบวงจรแลวดงภาพท 2.21 แลวกรดซลฟวรก(Sulfur Acid,H2SO4) ในสารละลายอเกโทรไลตจะทำาปฏกรยากบตะกวเปอรออกไซดของแผนธาตบวกและตะกวบรสทธของแผนธาตทำาใหแผนธาตทงคเรมเปลยนเปน ตะกวซลเฟต( Lead Sulfate, PbSO4) สวนสารละลายอเลกโทรไลตจะเรมเปลยนเปน นำา(H2O) มากขน ปฏกรยาเคมนใหพลงานไฟฟา ในระบบ ทำาใหเกดการไหลของกระแสภายในวงจรนนขนมาดงแสดงภาพท 2.21

ภาพท 2.21 แสดงการทำางานเมอแบตเตอรเรมจายไฟ ในอกวธหนงทจะสามารถอธบายหลกการทำางานของแบตเตอรชนดตะ กว-กรด คอในขณะท แบตเตอรกำาลงทำาการจายไฟไดเปนอยางดคอการอธบายดวยสมการเคมในขณะทแบตเตอรกำาลงทำา การจายกระแสไฟใหกบภาระภายนอกนน ปฏกรยาเคมทเกดขนทแผนธาตบวกระหวางตะกวเปอรออกไซดและกรดซลฟวรกจะทำาใหตะกวเปอรออกไซดกลายเปนตะกวซลเฟต, กรดซลฟวรกกลายเปนนำา และไดออกซเจนทไมเสถยร(Nascent Oxygen, ) อกหนง ตว สามารถเขยนเปน สมการไดดงสมการท2.1

PbO2 + H2S O4 = PbSO4 + H2O……………………………..(2.1)

ในขณะทปฏกรยาเคมทเกดขนทแผนธาตลบระหวางตะกวบรสทธและกรดซลฟวรกจะทำาใหตะกว บรสทธเปลยนเปนตะกวซลเฟต และไดผลตผลเปนกาซไฮโดรเจน(Hydrog en, H2) ทพรอมจะทำา ปฏกรยาสามารถเขยนเปน สมการไดดงสมการท2.2

Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2…………………………………..(2.2)

จะเหนไดวาสมการท2.1 และสมการท2.2 เกดขนในทเดยวกน ดงนนออกซเจนในสมการท 2.1 และ ไฮโดรเจน ในสมการท2.2 ทไมเสถยรจะรวมกนเปนนำาซงมความเสถยรดงนนเมอรวมทง 2 สมการเขาดวยกน ( เนองจากปฏกรยาเคมเกดในทเดยวกนจงสามารถรวมกนได)จะไดปฏกรยาเคมทสมดลดงสมการท2.3

PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O…………………(2.3) ถาหากปลอย ใหกระแสไหลเชนนไปเรอยๆ จนถงสภาวะหนง ทสารตงตนทางดานซายมอของสมการท 2.3 หมดไปปฏกรยาทางเคมกจะไมเกดขนอก และจะไมมกระแสไฟฟาไหลระหวาง ขวบวกและขวลบอกตอไป ณ สภาวะเชนนถากรดซลฟวรก ถกใชหมดกอนสารละลายอเลกโทรไลตกจะกลายเปนเพยงนำาบรสทธเทา นน สวนแผนธาตบวกและแผนธาตลบ จะเกดการสะสมของตะกวซลเฟต ดงแสดงใน ภาพท2.22

ภาพท 2.22 แสดงสถานะของสวนทำางานของแบตเตอรเมอแบตเตอรไดจายไฟจนหมด

ดงทไดกลาวมาแลววาปฏกรยาเคมของแบตเตอรสามารถยอนกลบไดเมอเซลลเกบไฟฟาชนด ตะกว-กรด ไดรบอเลกตรอนจากตนกำาเนดภายนอกเขาไป ในขวลบทำาใหแผนธาตลบคายอเลกตรอน ผานสารละลายอเลกโทรไลตเขาสแผนธาตบวก การกระทำาเชนนเรยกวา การเกบประจ“ไฟ ดงแสดงในภาพท” 2.23

ภาพท 2.23 แสดงถงการเกบประจไฟใหแบตเตอร

การเปลยนแปลงทางเคมเมอเกดปฏกรยายอนกลบโดย อเลกตรอน จากแหลงจายไฟภายนอกจะไป ทำาใหตะกวซลเฟตและนำาใหอยในสภาพทไมเสถยรพรอมทจะทำาปฏกรยาเพอใหไดสสารทเสถยร ซงกคอการกลบไปอยในสภาวะเชนเดมกอนทจะมการจายไฟนนเองสำาหรบปฏกรยายอนกลบน สามารถอธบายไดดวยสมการทางเคมดงนนปฏกรยาเคมทแผนธาตบวก ระหวางตะกวซลเฟตกบนำา จะทำาใหตะกวซลเฟตทแผนธาตบวกเปลยนเปนตะกวเปอรออกไซดเมอนำารวมตวกบตะกวซลเฟต ในอตราสวน ทเหมาะสมกลายเปนกรดซลฟวรก และไดผลตผลของกาซไฮโดรเจน สามารถเขยน เปนสมการไดดงน PbSO4 + 2H2 O = P bO2 + H2SO4 + H2…………………………………….(2.4) สวนปฏกรยาเคมทแผนธาตลบระหวางตะกวซลเฟตกบนำา จะทำาใหตะกวซลเฟตเปลยนเปนตะกวบรสทธและ นำากเขาทำาปฏกรยากบซลเฟต ในอตราสวนทเหมาะ สมทำาใหเกดกรดซลฟวรก และได ผลตผลเปนออกซเจน ปฏกรยาเคมทเกดขนนสามารถเขยนเปนสมการไดดงน PbSO4 + H2O= Pb + H2SO4 + Ô………………………………………….(2.5) เนองจากปฏกรยาเคมตามสมการท2.4 และ 2.5 นนเกดในทเดยวกน ทำาใหสารละลายอเลกโทรไลต ทมไฮโดรเจน ทเกดจากแผนธาตบวกและออกซเจน ทเกดจากแผนธาตลบซงอยในสภาพทไมเสถยรทงคจะรวมกนแลวกลายเปนนำา ทมความเสถยรสามารถเขยนเปนสมการไดดงน 2PbSO4 +3H2 = Pb O2 + Pb + 2 2SO4 + H2O……………………………….(2.6) ดงไดกลาวแลวขางตนวาปฏกรยาเคมการผลตกระแสไฟฟาของแบตเตอรนน เปนปฏกรยาเคมแบบยอนกลบไดแสดงวาการทำาสมการท2.3 สลบพจนระหวางตวแปรทอยทางดานขวาและดานซาย ของเครองหมายเทากบ( = ) สมการใหมทไดจะเปน สมการท2.6 แตในขณะน

จะเหนไดวาดานขวาของสมการท 2.3 ไมเทากบดานซายของสมการท 2.6 เหตผลกคอ ในสมการท2.6 นนมนำาเกนมาอย 1 โมเลกลนำาสมการท2.6 มาเขยนใหมไดดงน 2PbSO4 + 2H2O + H2O = PbO2Pb + 2H2S O4 + H2O……………….(2.7) ไดวาทงดานซายและดานขวาของสมการท 2.7 นนมนำาเกนมาหนงตวและเสมอนวาไมม สวนรวมใน การเกดปฏกรยาเคมเลยจง สามารถเขยนสมการท2.7 เปนสมการใหมไดดงน 2PbSO4 + 2H 2O = PbO2 + Pb + 2H2SO4……………………………………(2.8) ทำาใหดานขวาของสมการท 2.3 เทากบดานซายของสมการท 2.8 สามารถเขยนแสดงการทางานใหอยในรปของปฏกรยาเคมแบบยอนกลบไดดงภาพท2.24

ภาพท 2.24 แสดงการทำางานของแบตเตอรในรปแบบของสมการเคม 2) สวนประกอบของแบตเตอรชนดตะ กว กรด– การทจะนำาหลกการดงกลาวขางตนไปใชงานไดนนตองมขนตอนตางๆเพอใหไดแบตเตอรทมความเหมาะสมกบการใชงานท งในเรองของ ขนาด รปราง ความปลอดภยในการใชงาน ลกษณะ ของการใชงาน เปนตน การผลตแบตเตอรสำาหรบ ใชงานจงจำาเปนตองมองคประกอบอนๆเพมเตมจากทกลาวมาแลวในหลกการทำางานเบองตนของแบตเตอรโดย ทวไปในแบตเตอรลกหนงจะประกอบดวยสวนประกอบดงตอไปน 2.1 แผนธาตม 2 ชนดคอ แผนธาตบวกและแผนธาตลบ ซงแผนธาตทงสองชนดน ประกอบดวยโครงตะกวและวสดทเกดปฏกรยาอนเปนคณลกษณะเฉพาะของแบตเตอรแตละแบบ โดยมรายละเอยดดงน

2.2 โครงตะกว(Grid) เปนทสำาหรบรองรบใหวสดทเกดปฏกรยา เกาะตวกนเปนรปแผนวสดทนำามา ทำาเปนโครงตะกว จะหลอจากอลลอย Alloy) ทเปนสวนผสมของตะกว, แอนตโมน (Antimony) และอาเซนค (Arsenic) การผลตโครงตะกว ทองคการแบตเตอรใชม 2 แบบ คอแบบเพลต(Paste) และแบบสไปนกรด(Spin e Grid)ดงแสดงทภาพ 2.25 2.3 วสดทเกดปฏกรยา(Activ e Material) ทใชละเลงในโครงตะกวนนขนอยกบชนดของแผนธาตคอ ก. แผนธาตบวก(Positive Plate, P bO2)จะใชวสดทเกดปฏกรยาเปนสวนผสม ของ ผง Lead Suboxide, Dyne Flock,กรด ซลฟวรกและนำากลน ข. แผนธาตลบ(Negat ive Plate, Pb) จะใชวสดทเกดปฏกรยา ทเปนสวน ผสมของ ผง Lead Suboxide, Dyne Flock,Expander HL 500, Vaseline, กรดซลฟวรกและนำากลน

ภาพท 2.25 โครงแผนธาต 2.4 แผนกน(Separator) แผนกนสำาหรบ แบตเตอรมรปรางเปนแผนบาง ๆ มรสำาหรบใหสารละลายอเลกโทรไลตซมผานไดใชสอดระหวางแผนธาตบวก และแผนธาตลบสลบกนไปเพอปองกนไมใหแผนธาตบวกและแผนธาตลบสมผสกน ในปจจบนแผนกนนยมใชแผนกนชนด PVCฉาบใยแกวดงแสดงภาพท 2.26

ภาพท 2.26 แผนกน (Separator) 2.5 สารละลายอเลกโทรไลตทใชกบแบตเตอรชนดตะกว-กรดคอ กรดซลฟวรก(H2SO4) ผสมกบนบรสทธ(H2O ใหไดความเขมขนประมาณ 1.250– 1.300 ขนอยกบการออกแบบและประเภทการใชงานและสภาพภมอากาศ ถาใชสารละลายทมคาความถวงจำาเพาะมากเกน ไปจะทำาใหเกดผลเสยหลายอยาง เชน การคายประจในตวเองและการผกรอนของแผนธาตแตจะม ประโยชนสำาหรบภมประเทศเขตหนาว เนองจากจะทำาใหจดเยอกแขงของสารละลาย ลดตำาลง ปกตถาเปนแบตเตอรทใช กระแสสงไดแกแบตเตอรรถยนตจะใชกรดทมความถวงจำาเพาะสงไมวา จะใชคาความถวงจำาเพาะสงหรอตำาแตปรมาณไอออนทอยในสารละลายกตองเพยงพอทจะทำา ปฏกรยาใน สารละลายนอกจากจะมกรดซลฟวรกแลวยงมสาร อนเจอปนอยดวยเชน แมงกานสเหลกสารหนคลอไรดไนโตรเจนออกไซด โดยทมปรมาณมากนอย จะขนอยกบ กรดของ นำากรด ถาเปนนำากรดเกรดเอ จะมสารเจอปนไมเกน 0.03665 2.6 เปลอกหมอและฝาปด(C ontainer and Cover) ทำาดวยยางแขงหรอพลาสตก 2.7 สะพานไฟและขว สะพานไฟและขว ทำาดวยอลลอยทมสวนผสมระหวาง ตะกว, แอนตโมนและอาเซนค สะพานไฟมหนาทสำาหรบตอทางไฟจากเซ ลล(Cell) หนงไปยงอก เซลลหนง สวนขวนนมหนาทสำาหรบเชอมแผนธาตชนดเดยว กนรวมใหเปนหม

2.8 วสดสำาหรบปดผนก(Sea ling Compound) คอ สารประกอบทมสวนผสมของนำามนดน เปนหลกมความแขงแรงและเหนยวไมออนตวหรอแตกราวไดงายเกนไปเมออณหภมของแบตเตอร สงขน และไมละลายกบนำายาของแบตเตอร ใชเทระหวางฝาปดและเปลอกหมอ เพอกนไมใหสารละลายอเลกโทรไลตภายในแบตเตอรซมออกมาไดถาเปลกหมอเปนพลาสตกจะใชกาวผนก ฝาหมอแทน 3) ชนดของแบตเตอรชนดตะกว-กรด Flooded Le d-Acid Batt eries เปนแบตเตอรตะกว-กรดชนดทสารละลายเลกโทรไลตทวมแผนธาต เนองจากาซทเกดขณะประจไฟฟาจะลอยออกจากแบตเตอร ทำาใหตองเตมนำากลนตามระยะเวลา ตวอยางของแบตเตอรชนดนคอแบตเตอรสำาหรบรถยนตทวๆไป ตวอยางตามภาพท 2.27

ภาพท 2.27 โครงสรางของแบตเตอรแรงดน 6V (ชนด Flooded Lead-Acid Batteries)

3.1 Sealed Lead-Acid Batteries เปนแบตเตอร ตะกว-กรดชนดทมการควบคม สารละลายอเลกโทรไลต โดยมลนระบายใหกาซออกถากำาลงดนภายในแบตเตอรสงกวาคาทกำาหนดไวโดยปกตจะอยทประมาณ 2-– 5 psig ใน ขณะทเกดกาซขน ภายในแบตเตอร จถกกกไวและจะรวมตวกนกลายเปนหยดนำากระบวนการรวมตวเปนหยดนำาภายใหสามารถ ดำาเนนไดเปนอยางดถาอตราการประจไฟฟาไมสงเกนไป ตวอยางตามภาพท2.28

ภาพท 2.28 โครงสรางของ แบตเตอรตะกว-กรด (Se aled Lead-Acid Batteries)

4) วธการอดประจ 4.1 Constant V oltage Chargi ng จะมแหลงจายไฟฟากระแสตรงทมแรงดนไฟฟาแนนอน ใหกบแบตเตอรกระแส อดประจขน อยกบคาความแตกตางของแรงดนแหลงจายไฟตรงกบคา แรงดนไฟฟาของแบตเตอรทเปลยน แปลงไประหวางการอดประจในตอนตนทเร มอดประจนน จะตองใชกระแสไฟฟาสงมาก เนองจากแรงดนไฟฟาของแบตเตอรยงมคาตำา ดงแสดงในภาพท2.29

ก . แรงดนชารจในคาบเวลา(ตอเซลล) ข. แรงดนกบกระแสในคาบเวลาขณะชารจ

ภาพท 2.29 ความสมพนกระแสกบเวลาของการอดประจConstant Voltage Charging

4.2 Constant Current Charging จะใชคาความตานทานคามากๆ (เมอเทยบกบคาความ ตานทานภายในของแบตเตอร)ตออนกรมกบวงจรเพอกาจดคำากระแสโดยตองใชแรงดนไฟฟาของแหลงจายไฟสง เพอทำาใหกระแส ไฟฟาอดประจมคาคงทเมอแรงดน

ไฟฟาของแบตเตอร เปลยนแปลงไป ความสมพนธการเปลยนแปลงของแรงดนกบกระแสตอคาบเวลาแสดงในภาพท 2.30

ก. กระแสชารจในคาบเวลา ข. แรงดนกบกระแสในคาบเวลาขณะชารจ

ภาพท 2.30 ความสมพนธแรงดนกบกระแสของการอดประจConstant Curre nt Charging

4.4 Taper Current Charging การอดประจแบบนกระแสไฟฟาอดประจเร มตนสงและคอย ลดลงการลดลงของกระแส

ไฟฟา(Taper) มผลเนอง มาจากค าแรงด น ไ ฟ ฟ า ของแบตเตอรทเ พ ม ข น ข ณ ะ อ ด ป ร ะ จ ค ว า ม ส ม พ น ธ ก า ร

เ ป ล ย น แ ป ล งของแรงดนกบกระแสตอคาบเวลาแสดงในภาพท2.30

ก. กระแสชารจในคาบเวลา ข. แรงดนกบกระแส ในคาบเวลาขณะชารจ

ภาพท 2.31 ความสมพนธแรงดนกบเวลาของการอประจTaper Current Cha rging

4.5 Fast Chargi ng เปนการอดประจในระยะเวลาสนๆใชกระแสไฟฟาสงซงทำาใหอณหภม ของแบตเตอรสงขนอยางรวดเรวมผลทำาใหแบตเตอรเสอมคณ ภาพเรว จากภาพท2.13 ก.)แสดงลกษณะของแรงดนกบกระแสการชารจกบแบตเตอรขนาดความจ100-Ah และภาพท 2.13(ข.)แรงดนกบกระแสในคาบเวลาขณะชารจ(ตอเซลล)

ก. ลกษณะของแรงดนกบกระแสการชารจ ข. แรงดนกบกระแสในคาบเวลาขณะชารจ

ภาพท 2.32 ความสมพนธแรงดนกบเวลาของการอดประจFast C harging

4.6 Trickle Charging เปนการอดประจโดยใหกระแสไฟฟาแกแบตเตอรเพยงเลกนอยหรอ เรยกวา กระแส “Trick” เพอใหแบตเตอรมไฟเตมตลอดเวลาโดยมคาแรงดนไฟฟาอดประจ ประมาณ 1.100 – 1.125 เทาของแรงดนไฟฟาแบตเตอรวธการนยงชวยลดการเกดซลเฟชนดวย 5) คณสมบตเชงสมรรถนะของแบตเตอร 5.1 แอมแปร-ชวโมง (AH) เปนหนวยพนฐานในการวดความจของแบตเตอร โดยใชวธการคายประจดวยกระแสคงทแลวจบเวลาเปนชวโมงจนใกลจะคายประจหมด ความจแอมแปรชวโมงไดจากการนำาคากระแสคณกบเวลาเปนชวโมง ตวอยางเชน แบตเตอรความจ80 แอมแปร-ชวโมง หมายความวาแบตเตอร ลกนน สามารถจายไฟกระแสตร คงท8 แอมแปรไดนาน 10 ชวโมง หรอ 4 แอมแปรไดนาน 20 ชวโมง 5.2 ความจ (Capacity) ในทางปฏบตการวดความจของแบตเตอรยงขนกบขนาดของ กระแสทคาย ประจ หรอความเรวในการใช

งานแบตเตอร ถากระแสทคายประจเพมขนความจ แบตเตอรทใชงานไดจรงจะลดลงในการกำาหนดคณลกษณะการลดลงของความจแบตเตอรแบบน จะมการเขยน กำากบความของแบตเตอรดวยอตราสวนของความจตอเวลา ดงแสดงในภาพ ท2.33

ภาพท2.33 ความสามารถในการคายประจกบเวลาในการคายประจ สาเหตทเมอแบตเตอรคายประจดวยกระแสตำา มความจมากกวากระแสสงเนองมากมเวลา ทสารละลายอเลกโทรไลตจะเขาไปทำาปฏกรยากบเพลตลกกวา ทำาใหเกดปฏกรยามากขพลงงาน ไฟฟาทไดกจะมากตามไปดวย แตการซมของสารละลายเขาไปในเพลตยงลกอายการใชงานของแบตเตอรกจะลดลง ดงนนอตราการคายประจจงมความสำาคญ ตอทงความจของแบตเตอรและอาย การใชงาน แบตเตอรบางชนดวดความจเปนกโลวตตชวโมง (kWh) ซงเปน ผลคณระหวางความจ แอมแปรชวโมง และแรงดนปกตของ แบตเตอร และหารดวย 1000 เชน แบตเตอร12 V 100 แอมแปร-ชวโมง มความจเทากบ 12 x(100/1000) = 1.2 kWh เปนตน คาความจประสทธภาพ และการประจไฟฟามากเกนไป ปรมาณพลงงานไฟฟา ในแบตเตอร 5.3 ซงในแบตเตอรตะกว-กรด จะมคาประมาณ 95 % แตในแบตเตอรแบบ นเกล-แคดเมยมจะมคานอยกวานในแบตเตอรโดยทวไปจะมคาประสทธภาพของพลงงานนอยกวาประสทธภาพของการอดประจหรอประสทธภาพของแอมแปร-ชวโมงเนองจากการคายประจของ แบตเตอรใชแรงดนตำา กวาการอดประจประสทธภาพของแอมแปร-ชวโมงมคาเขาใกลหนง ดงนนจงทำาใหสะดวกทเลอกใชคาแอมแปร-ชวโมงเพอ

ใหทราบวาตองการทำาการอดประจและเพอแทนทจำานวนประจทคายออกมาในการใช งานคาประสทธภาพของแอมแปร-ชวโมงเมอทำาการอดประจเตมพกดพบวาจะมคานอยกวาหนง เพยงเลกนอย เนองจากการอดประจหรอการอดประจเกนจะถกนำาไปใชงานในความตองการอนๆ อาทเชน ปฏกรยาเคมซงเกดขนในแบตเตอรตะกว-กรด และแบตเตอรนเกล-แคดเมยมนนจะเกด กาซออกซเจนจากการแตกตางของนำาทขวบวก รวมถงในแบตเตอรแบบเปดทจะเกดกาซไฮโดรเจน จากการแตกตวของนำาทขวล ประสทธภาพของแอมแปร-ชวโมงมคาเขาใกลหนง ดงนนจงทำาใหสะดวกทเลอกใชคาแอมแปร-ชวโมงเพอใหทราบวาตองการทำาการอดประจและเพอแทนทจำานวนประจทคายออกมาในการใชงานคาประสทธภาพของแอมแปร-ชวโมงเมอทำาการอดประจเตมพกด พบวาจะมคานอยกวาหนงเพยงเลกนอย เนองจากการอดประจหรอการอดประจเกนจะถกนำาไปใชงานในความตองการอนๆ อาทเชน ปฏกรยาเคมซงเกดขนในแบตเตอรตะกว-กรด และแบตเตอรนเกล-แคดเมยมนนจะเกด กาซออกซเจนจากการแตกตวของนำทขวบวก รวมถงในแบตเตอรแบบเปดทจะเกดกาซไฮโดรเจน จากการแตกตวของนำาทขวลบ 5.4 แรงดนคทออฟ(Cut Off Voltage) เปนแรงดนไฟฟาตำาสดทระบบแบตเตอรยอมใหม ไดขณะคายประจถาตำากวานจะมการเสยหายถาวร ไมสามารถเกบพลงงานในแบตเตอรตอไปได โดยคานจะกำาหนดเฉพาะเจาะจงทอตราการคายประจตางๆกน บรษทผผลตจะเปนผกำาหนดแรงดนตำาสดหรอแรงดนสดทายของการคายประจคกบอตราการคายประจถาใชแรงดนตำาสดดงกลาวกบ อตราการคายประจทแตกตางไป ความจแบตเตอรจะสงกวาสำาหรบอตราการคายประจทตำากวา 5.5 รอบการใชงาน(Cycle) เมอประจแบตเตอรจนเตม นำาไปใชงานแลวนำากลบมาเกบประจ ใหมจนเตมอกครงหนงเรยกรอบการใช

งานในการใชงานมรอบการใชงานสองลกษณะคองานทม การคายประจนอย และงานทมการคายประจมาก การจะใชงานแบตเตอรแบบไหนนนขนกบลกษณะของเซลลและสวนใหญไมใชคายประจจนหมด ในการใชงานทมการคายประจมาก มกม การคายประจมากกวา 50 % ตอรอบการใชงานขนไป 5.6 การคายประจ(Discharge) คอกระบวนการทแบตเตอรคายประจไฟฟาออกมา กำาหนดในรปของกระแสการคายประจ หรออตราการคายประจ สำาหรบแบตเตอรแบบตะกวกรด คอปฏกรยาทตะกว ตะกวไดออกไซดและกรดซลฟวรก เปลยนเปนตะกวซลเฟตและนำา 5.7 การประจ(Charge) คอกระบวนการทแบตเตอรประจไฟฟา กำาหนดในรปของกระแสประจ หรออตราการประจ สำาหรบแบตเตอรแบบตะกวกรดคอปฏกรยาทตะกวซลเฟตและนำาเปลยนเปนตะกว, ตะกวไดออกไซดและกรดซลฟวรก 5.8 อตราการอดประจและคายประจ(Rate of Charge/Discharge) คออตราสวนของความจตอเวลาเปนชวโมง เชนแบตเตอรขนาดความจ30AH ทC/10 หรอ C10 หมายถงแบตเตอรสามารถ คายประจ 3 แอมแปรในเวลา 10 ชวโมง (C/10 หรอ C10 หมายถงขนาดของกระแสทคายประจในทนคอ 30/10 = 3 แอมแปร) ในแบตเตอรลกเดยวกน เมอเปลยนเปน C/5 ความจจะลดลง อตราการ คายประจและการอดประจจะใชการเปรยบเทยบคากระแสทถกใชในการประจแบตเตอรและไมขนกบคาความจของแบตเตอรรวมถงจะแสดงเปนจำานวนชวโมง อาทเชนอตรา 10 ชวโมง และอตรา 240 ชวโมง เปนตนกระแสทใชงานนคำานวณโดยใชสมการท2.9 จากคาความจทแบตเตอร สามารถคายประจไดหารดวยจำานวนชวโมง อตราการคายประจและการอดประจ = คาความจ(แอมแปร-ชวโมง)........................(2.9)

5.9 ขวลบ(Negative Porality) เปนจดทมความตางศกดตำาในวงจรไฟฟากระแสตรงหรอ ขวลบของแบตเตอรหมายถงตำาแหนงอเลกโตรดทอเลกตรอนไหลออกมาเมอมการคายประจ 5.10 ขวบวก(Positive Porality) เปนจดทมความตางศกดสงในวงจรไฟฟากระแสตรงหรอ ขวบวกของแบตเตอรหมายถงตำาแหนงอเลกโตรดทอเลกตรอนหรอกระแสไหลเมอมการประจ 5.11 แรงดนขณะเปดวงจร(Open Circuit Voltage) คอแรงดนทแบตเตอรอยในสภาวะสมดล ไมมการประจหรอไมมการคายประจแรงดนนจะขนกบลกษณะการออกแบบแบตเตอร, ความถวงจำาเพาะและอณหภม 5.12 ความลกของการคายประจ(Depth of Discharge : DOD) คอเปอรเซนตของความจ แบตเตอรทถกใชงานออกไปหรอคายประจออกไปเปรยบเทยบกบความจท งหมดมปรมาณ DOD สองปรมาณทใชอธบาย คอ Allowable DOD หรอ Maximum DOD เปนคาเปอรเซนตของความจ ทมากทสดทยอมใหมการใชงานไดถามการใชงานเกนคานแลว แบตเตอรลกนนจะไมสามารถนำา กลบมาประจใชงานไดอก โดยทวไปจะกำาหนดโดยแรงดนคทออฟ 5.13 สถานะของการคายประจ(Stage of Charge : SOC) เปนคาทบอกความจของ แบตเตอรในแตละเวลาทใชงาน มคาเปนอตราสวนระหวางความจของแบตเตอรในขณะนนตอ ความจของแบตเตอรเมอประจเตม เชน แบตเตอรมSOC 100 % หมายความวาแบตเตอรอยใน สถานะประจเตม แบตเตอรมSOC 50 % หมายความวามความจเหลออย50 % ดงแสดงในตารางท 2.1ตารางท2.1 ความสมพนธระหวางคาสถานะประจกบคาความสามารถในการคายประจ

สถานะประจ(%soc) ความสามาร๔ในการคาย

ประจ(%DOD)100 075 2550 5025 750 100

ความลกของการคายประจและการอดประจ,คาดโอดเปนสดสวนหรอเปอรเซนตของความจซงถก ใชงานไปแลวจากเดมทมการอดประจเตมพกด ในทางสวนกลบของคาดโอดคอคาเอสโอซ เปน สดสวนหรอเปอรเซนตของความจทคงใชงานไดอาจพจารณาคลายแกวนำาซงมนำาอยระดบหนงซง จะมสวนทวางเปลาหรอสวนจะตองเตมใหเตม ดงนนคาดโอดและคาเอสโอซคอ ความสงของสวน ทวางเปลาไมมนำาในแกวและความสงของนำาทมอยในแกวตามลำาดบอยางไรกตาม คาดโอดหรอ เอสโอซจะใชเพออางองความจปกต(Nominal Capacity) ตวอยางเชน ความจทอตรา 10 ชวโมงการจายกระแสตำาจะใหคาดโอดมากกวา 100 % ซงมความหมายอยางงายคอ แบตเตอรมความจใน การใชงานไดมากกวา 100 % เมออตราการคายประจตำากวาอตราการคายประจปกต 5.14 การคายประจดวยตวเอง(Self Discharge Rate) เมอทำาการประจแบตเตอรจนเตม และปลอยไวโดยไมมการตอไปใชงานจะมการคายประจในตวเองอตราการคายประจดวยตวเองจะ กำาหนดเปนเปอรเซนตของความจทำงหมดในชวงเวลา 1 เดอนการคายประจดวยตวเองนขนกบความยากงายในการเกดกาซทเพลตเมอมการประจเกนและจะมคาเพมขนเมออณหภมแวดลอมสงขน 5.15 อายการใชงานแบตเตอร(Battery Lifetime) อายการใชงานแบตเตอรคอชวงเวลาท ความจของแบตเตอรเมอประจเตมลดลงจากความจเตมของแบตเตอรใหม80 % โดยการลดลงนน เกดขนทงจากจำานวนรอบการใชงานและอายของเซลลในบางรอบการใชงานวส

ดทำาปฏกรยาจะหลดออกจากอเลกโทรด และจมลงดานลางของภาชนะบรรจเมอวสดแยกออกมาจากอเลกโทรด วสดนนจะไมสามารถคนรปเหมอนเดมไดสงผลใหความจของแบตเตอรลดลงไดเชนเดยวกน จำานวนรอบของการใชงานกอนทความจเตมจะลดลงเหลอ 80 % เรยกอายของเซลล(Cell Life) อายของเซลลนจะขนกบลกษณะการคายประจ,ขนาดของกระแสทคายประจและอณหภมในการใช งานบางงานเซลลไมไดมการใชงานเปนรอบบอยๆเชนในระบบไฟฟาฉกเฉนแบตเตอรจะไดรบการประจเตมตลอดเวลา จนกระทงถงเวลาฉกเฉนจงมการคายประจความจเตมของแบตเตอรชนดนจะลดลงตามอายการใชงาน ดงนนจง เรยกอายของการใชงานแบตเตอรแบบนเปนอายตามปฏทน (Calendar Life) หรออายสแตนบาย(Standby Life) โดยมหนวยเปนปอายตามปฏทนนจะขนกบ อณหภมและวธการเกบรกษาแบตเตอรในเซลลบางชนดแบตเตอรจะสามารถใชงานไดนานเทาอาย ปฏทนของแบตเตอรกตอเมอมการใชงานแบบทมการคายประจนอยเทานน ดงนนจะไมสามารถใชไฟฟาเทากบความจของแบตเตอรท งหมดไดเวลาทกลาวถงความจแบตเตอรจงมกกลาวถงความจ สองลกษณะคอ ความจทวไป(Nominal Capacity) และความจทใชงานจรง(Usable Capacity) 5.16 ผลกระทบของอณหภม(Temperature Effects) สำาหรบแบตเตอรทเปนเซลลไฟฟา เคมทวไปแลวการเปลยนแปลงของอณหภมจะมผลกระทบตอประสทธภาพของแบตเตอรเชน เมอ อณหภมเพมขน 10 C จากอณหภมหอง หรอ เพมขนเปนสองเทา ซงเปนผลทำาใหอายการใชงาน ของแบตเตอรลดลงเปนสองเทาเชนกน และนอกจากนนอณหภมสงยงมผลในการเรงการสกหรอของเพลตบวก เนองมาจากผลของการเกดกาซและการสญเสยนำา สวนอณหภมตำามผลทำาใหอาย การใชงานนานขนแตอยางไรกตามทำาใหความจลดลงในแบตเตอรแบบตะกว-กรด

5.17 ผลกระทบของอตราการคายประจ(Effects of Discharge Rates) ความจเตมของ แบตเตอรจะลดลง เมอมการใชงานแบตเตอรทอตราการคายประจสงขน อตราการคายประจสงนม ผลตอแรงดนไฟฟาขณะทไมมโหลดจะมคาตำากวาการใชอตราการคายประจตำากวาบางครงอาจสงผลถงการเลอกจดแรงดนตำาสดทจะตดภาระทางไฟฟาออกในแรงดนแบตเตอรคาเดยวกน 5.18 การเกดกาซ(Gassing) เซลลของแบตเตอรเมอไดรบการประจเตม วสดทำาปฏกรยาใน อเลกโตรดเปลยนรปจากสภาวะการคายประจเปนสภาวะการประจเตมทงหมด ถายงทำาการประจ ตอไป จะเกดปฏกรยาเคมอนขนแทนทอเลกโตรด ปฏกรยาหนงทเกดขนคอปฏกรยาแยกนำาทำาใหเกดกาซ เรยกการเกดกาซ เนองจากมฟองอากาศเกดขนทผวของอเลกโตรด โดยฟองออกซเจนจะ เกดทผวเพลตขวบวกและไฮโดรเจนเกดทผวเพลตขวลบการเกดกาซแบบชาๆไมทำาใหเกดความ เสยหายตอเซลลแตการเคลอนทของฟองกาซแบบชาๆกลบทำาใหเกดประโยชนเนองจากฟองกาซ จะทำาใหเกดการผสมกนของสาละลายอเลกโทรไลตไมใหเกดการแยกชนความเขมขน ถายงมการ เกดแกสอยางตอเนอง สารละลายอเลกโทรไลตจะมความเขมขนสงขนและระดบของสารละลายจะลดลง ดงนนตองเตมนำากลนลงไปเพอปองกนไมใหสารละลายลดลงตำากวาตำาแหนงตำาสด ยงม ปฏกรยาเคมอนๆทเกดชวงสภาวะการประจเกนคอการแยกตวของโครงสรางอเลกโตรด ปฏกรยาน จะรนแรงมากกวาการเกดกาซ เพราะวสดทแยกตวไมสามารถเกดปฏกรยาผนกลบไดดงนนในการประจแบตเตอรแบบตะกวกรด จงมความตองการระบบควบคมการประจเพอปองกนกราเสยหายท เกดขนบางครงการปองกนการประจเกน 6) การทดสอบแบตเตอร 6.1 ทดสอบความสามารถในการเกบไฟ สำาหรบแบตเตอรทใชกบเครองยนตตาง ๆ หลงจากประจไฟเตมทแลวตองเกบไฟไดเกน

กวา 70%ของความจของแบตเตอรในเวลา 1 เดอน หมายความวา ตองประจไฟแบตเตอรใหเตมแลวทงไวเฉย ๆ เปนเวลา 1 เดอน แลวนำามาทดลอง ปลอยไฟความจของแบตเตอรจะตองหายหรอลดนอยลงกวาเดม ความจทหายไปเปนจำานวนเทาใด นำามาหาเปนเปอรเซนตกสามารถทราบไดวาแบตเตอรนนมความสามารถในการเกบไฟเพยงใด แต ความจทหายไปนจะขนอยกบความถวงจำาเพาะของนำายา อณหภมและความบรสทธของนำายาดวย 6.2 การทดสอบความเสอมของแบตเตอรดวยคา CCA.(Cool Cranking Ampere) ปกต แลวแบตเตอรเมอใชไปนานๆความสามารถสามารถในการประจไฟจะลดลงสงเกตไดจากการ สตารทแรงไฟจะไมพอสตารท และไมเกบไฟ จะมอายการใชงานประมาณ 2 – 3 ปหนาทหลกทสำาคญของแบตเตอรตะกว-กรดสำาหรบรถยนต(SLI-Battery)คอใหพลงงานเพอหมนสตาร เครองยนตการสตารทเครองยนตตองใชกระแสสงในระยะเวลาสนๆ อตรา CCA.หมายถงจำานวน แอมแปรของแบตเตอรทประจเตม ณ อณหภม0 ˚F ทสามารถจายกระแสไดเปนเวลา 30 วนาทโดย ทยงรกษาแรงดนอยท1.2 โวลตตอเซลลหรอ 7.2 โวลตสำาหรบแบตเตอร12 โวลต 6.3 การวดนำายาแบตเตอรปกตนำายาแบตเตอรจะมการกำาหนดอณหภมของนำายาอเลกโทร ไลตทอณหภม80oF เพราะ SpecificGravity ของนำากรดนจะมการเปลยนแปลงของอณหภมโดยจะ ขยายตวขนเมอเกดความรอนและจะหดตวเมอเยน จงกำาหนดเกณฑอณหภมท80oF และใหเกณฑ ความเปลยนแปลงของ Specific Gravity ไว0.001 ตอ 3 องศา และถาแบตเตอรอณหภมสงกวา 80oF ใหบวกดวย 0.001 ตอ 3 องศา เชนกน 2.1.7 ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino

ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino (ออกเสยงเปนภาษาอตาลวา-ด-ออา-โน หรอ อาดยโน)ท พฒนาขนใ แบบโอเพนซอรส (Open Source)คอเปดเผยขอมลทงทางดานฮารดแวรและดานซอฟตแวร ทนกพฒนาดานไมโครคอนโทรลเลอรสามารถนำาไปพฒนาตอยอดไดในดานธรกจและการศกษาโดยไมเสย คาลขสทธแผงวงจรหรอบอรด Arduino ใชชปไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR ของบรษท Atmel ท ออกแบบมาใหใชงานไดงายและซอฟตแวร Arduino IDE ทใชภาษาซ(C/C++) สำาหรบการพฒนาโปรแกรม รวมถงไดพฒนาโปรแกรมควบคมการทำางานพนฐานทเรยกวา บทโหลดเดอร“ ”(Boot loader Firmware) ททำาหนาทควบคมการทำางานของรจสเตอรภายในและเปนเครองโปรแกรม(Programmer) ทำาใหการพฒนาโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรทำาไดงายและสะดวกขน จงไดรบความนยมในการนำามาพฒนาและประยกตใชงานอยางมากในปจจบน แผงวงจรของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino มหลายรน แตละรนมคณสมบต,จำานวนขาพอรต(I/O Port หรอเรยกวา Pin) และหนวยความจำาแตกตางกนตามความตองการของผใชงาน ในหนวยนจะ ศกษาและปฏบตเกยวกบการใชงานไมโครคอนโทรลเลอรArduino รน UNO, การใชซอฟตแวรArduinoIDE ภาษาซสำาหรบไมโครคอนโทรลเลอรArduino และการเชอมตอกบอปกรณอนพต เอาตพตพน และการเขยนโปรแกรมควบคมเบองตนโดยใชบอรด i-Duino UNO ทมคณสมบตเหมอนกนกบบอรด Arduino UNO ตนแบบ Arduino เปนภาษาอตาล ออกเสยงวา อา“ -ด-อ-โน เปน”บอรดไมโครคอนโทรลเลอรสำาเรจรป ทใชไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR ของบรษท Atmel Corporation เปนตวประมวลผล พฒนาตอยอด มาจากโครงการ Wring ซงเปนโครงงานของนกศกษาระดบปรญญา

โท ทมแนวคดจะพฒนางานดาน อเลกทรอนกสใหใชงานไดงายและสะดวก นายมสซโม บนช (Massimo Banzi) ชาวอตาลกบกลมเพอน ชาวสเปนและอเมรกา นำามาพฒนาตอ แตยงมจดมงหมายเดมทอยในรปแบบโอเพนซอรส (Open Source) คอ เปดเผยขอมลทเกยวของกบฮารดแวรและซอฟตแวรทงหมดเพอใหนกพฒนาดานไมโครคอนโทรลเลอร นำาไปพฒนาตอยอดได ดวยแนวคดทวา การนำาไมโครคอนโทรลเลอรมาใชงานเปนเรองยากเพราะตองมความรทงดานโครงสราง รจสเตอรภายในและการใชงานซอฟตแวรรวมทงขนตอนการโปรแกรมชดคำาสงลง ในตวไอซตองใชเครองโปรแกรม (Programmer)ซงมความยงยาก จงไดพฒนาบอรด Arduino สำาเรจรป พรอมซอฟตแวร Arduino IDE ทใชในการเขยนโปรแกรมดวยภาษาซ (C/C++) และพฒนาโปรแกรมควบคมการทำางานพนฐาน ทเรยกวา บทโหลดเดอร “ ” (Bootloader Firmware) สำาหรบ โปรแกรมลงในไมโครคอนโทรลเลอร AVR เพอทำาหนาทตดตอรจสเตอรและเปนเครองโปรแกรม ทำาใหการ ประยกตใชงานไมโครคอนโทรลเลอรทำาไดงาย จงไดรบความนยมเปนอยางมากในปจจบนดงแสดงภาพท 2.34

ภาพท 2.34 ทมวศวกรทพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร Arduino 1) คณสมบตของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino แผงวงจรหรอบอรด Arduino ทออกแบบและพฒนามาใชงานมดวยกนหลายรนใหเลอกใชตาม ความตองการของผใชงานเชน Arduino UNO, Arduino LEONARDO, Arduino ESPLORA,

Arduino MICRO, Arduino NANO, Arduino,MINI,ArduinoMEGA,Arduino DUE เปนตน แตละรนจะม คณสมบตแตกตางกน นกเรยนสามารถศกษารายละเอยดคณสมบตของบอรดแตละรนไดจากเวบไซต https://www.arduino.cc/en/Main/Products สำาหรบเนอหาการเรยนนนำาเสนอบอรด Arduino รนท นยมนำามาใชงาน คอ Arduino UNO บอรด Arduino UNO ใชไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR เบอร ATmega328 เปนตว ประมวลผล คำาวา UNO ในภาษาอตาลแปลวา หนง ซงเปนบอรด Arduino บอรดแรกทออกแบบและ พฒนามาใชงาน และเปนบอรดทนยมใชงานมากทสด เนองจากมขนาดกะทดรด เหมาะสำาหรบการเรมตน เรยนร และมแผงวงจรหรอบอรดตอพวงสำาเรจรปทเรยกวา ชลด ( Shields or ArduinoShileds) ให เลอกใชงานหลายแบบ บอรด Arduino UNO ไดรบการพฒนาตอเนองมาปจจบนเปนรน Arduino UNO R3 ภาพท 2.35 แสดงดานหนาและดานหลงบอรด Arduino UNO รนมาตรฐานทใชไอซเบอร ATmega328 ตวถงแบบ DIP 28 Pin และภาพท 2.36 แสดงดานหนาและดานหลงบอรด Arduino UNO รนทมการผลตใชงานอกรนจะใชไอซ ATmega328 ตวถงแบบ QFP หรอเรยกกนทวไปวาแบบ SMD และรายละเอยดคณลกษณะเฉพาะทางเทคนค(Technic Specifications) ของบอรด Arduino UNO แสดงดงตารางท 2.2

ภาพท 2.35 บอรด Arduino UNO รนมาตรฐานทใชไอซเบอร ATmega328 ตวถงแบบ DIP

ภาพท 2.36 บอรด Arduino UNO รนทใชไอซเบอร ATmega328 ตวถงแบบ QFP(SMD)

ตาราง 2.2 รายละเอยดคณลกษณะเฉพาะของบอรด Arduino UNO

ในการศกษาและปฏบตการทดลองเกยวกบไมโครคอนโทรลเลอร Arduino เลอกจะใชบอรด i-Duino UNO ทผลตโดยบรษทอนโนเวตฟ เอกเพอรเมนต จำากด (INEX) ทมคณสมบตเหมอนบอรด Arduino UNO ตนแบบ สวนประกอบและขาพอรตแสดงดงภาพท 2.37 และรายละเอยดแสดงดงตาราง 2.3

ภาพท 2.37 บอรด i-Duino UNO ทผลตและพฒนาโดยบรษท INEX (ประเทศไทย)

ตาราง 3.3 รายละเอยดคณสมบตของบอรด i-Duino UNO

จากรปเปนสวนประกอบของบอรด i-Duino UNO โดยบรษทอนโนเวตฟ เอกเพอรเมนต จำากด (INEX) เปนผผลตและพฒนาตาม Arduino Platform ทมคณสมบตเหมอนกบบอรด Arduino UNO รน มาตรฐาน ทใชชปไอซเบอร Atmega328 แบบ QPF (SMD) และจากรายละเอยดคณสมบตของบอรด i-Duino UNO จะเหนวามองคประกอบครบถวนสำาหรบการนำาไปประยกตใชงานทมทงขาพอรตอนพตแบบแอนะลอก (A0-A5) ขาพอรตอนพต เอาตพตแบบดจทล (D0-D13) และขาพอรตสำาหรบการสอสารกบ อปกรณภายนอก ตามมาตรฐานของบอรด ArduinoUNO แตออกแบบและผลตโดยบรษทของคนไทยใน ดงนน ในเอกสารนขอใชคำาวาบอรด Arduino UNO ซงจะหมายถงบอรด i-Duino UNO น 2) ซอฟตแวร Arduino IDE ซอฟตแวร Arduino IDE เปนซอฟตแวรทใชในการพฒนาโปรแกรมสำาหรบบอรด Arduino ดวย ภาษาซ (C/C++) ซงในตวซอฟตแวรมเครองมอ (Tools) ใหใชงานทเปนทง Editor สำาหรบเขยนชดคำาสงโปรแกรม, เปน Compiler สำาหรบแปลงชดคำาสงภาษาซเปนภาษาเครองและเปน Programmer สำาหรบโปรแกรมชดคำาสงภาษาเครองลงในตวไมโครคอนโทรลเลอรรวมทงมหนาตาง Serial Monitor สำาหรบดผลลพธการสอสารแบบอนกรมและทสำาคญสามารถตดตงใชงานรวมกบระบบปฏบตการของเครองคอมพวเตอรไดทง Window, Mac

OS และ Linux ถอวาเปนซอฟตแวรทมความสามารถสงสำาหรบใชในการพฒนาโปรแกรมสำาหรบไมโครคอนโทรลเลอร สะดวกตอการใชงาน 2.1 การตดตงซอฟตแวรArduino IDE ซอฟตแวร Arduino IDE ดาวนโหลดไดฟรจากเวบไซตhttps://www.arduino.cc การดาวนโหลด และการตดตงซอฟตแวรArduino IDE มขนตอนดงน 2.1.1 เชอมตอเวบไซต https://www.arduino.cc และทเมนSOFTWARE ใหเลอกท DOWNLOADS จะไดหนาตางดงภาพท 2.38

ภาพท 2.38 หนาตางสำาหรบดาวนโหลดซอฟตแวร Arduino IDE. สามารถเลอกการตดตงไดหลายแบบกบหลายระบบปฏบตการทงระบบปฏบตการ Window, ระบบปฏบตการ Mac Os และระบบปฏ บต การ Linux ในท น เล อกต ดต งก บระบบปฏ บต การ Window แบบ Window Install, for Window XP and up เม อเลอกตดตงจะไดหนาตางดงภาพท 2.39

ภาพท 2.39 ตวเลอกการดาวนโหลดซอฟตแวร Arduino IDE

2.1.2 เลอกท JUST DOWNLOAD จะไดหนาตางแสดงดงภาพท9.40 เปนขนตอนการดาวนโหลด ซอฟตแวรเพอจดเกบในเครองคอมพวเตอร ซงจะเปนตองเลอกพนทจดเกบไฟลใหเหมาะสม จากห น า ต า ง เ ล อ ก เ ก บ ท Local Disk (D:) ใ นโ ฟ ล เ ด อ ร Arduino_IDE_1.8.5 จ า ก น น เ ล อ ก Save แ ล ะ ร อ ก า รดาวนโหลดเสรจดงแสดงภาพท2.40

ภาพท 2.40 หนาตางแสดงพนทจดเกบไฟลดาวนโหลด 2.1.3 ดาวนโหลดเสรจจะแสดงหนาตางไฟลarduino-1.8.5-windows.exe เลอก RUN ดงแสดงภาพท 2.41

ภาพท 2.41 หนาตางไฟล arduino-1.8.5-windows.exe 2.1.4 ทหนาตาง Arduino Setup : License Agreement เลอกทยอมรบเพอดำาเนนการ ตดตงซอฟตแวร(I Agree) ดงแสดงภาพท 2.42

ภาพท 2.42 หนาตางไฟล Arduino Setup 2.1.5 หนาตาง Arduino Setup : Installation Option แสดงตวเลอกการตดตงใหเลอก ท Next ดงแสดงภาพท 4.43

ภาพท 2.43 หนาตาง Arduino Setup แสดงตวเลอกการตดตง 2.1.6 หนาตาง Arduino Setup : Installation Folder แสดงพนทจดเกบไฟลตดตงให เลอกท Install ดงแสดงภาพท 4.44

ภาพท 2.44 หนาตาง Arduino Setup แสดงพนทจดเกบไฟลตดตง

2.1.7 หนาตาง Arduino Setup : Installing แสดงผลการดำาเนนการตดตง ใหรอจนกวา การดำาเนนการจะเสรจ ดงแสดงภาพท 2.45

ภาพท 2.45 หนาตาง Arduino Setup แสดงผลการดำาเนนการตดตง 2.1.8 การตดตงเสรจสมบรณ ใหเลอก Close

ภาพท 2.46 การตดตงซอฟตแวรเสรจสมบรณ 2.1.9 เมอตดตงซอฟตแวรเสรจสมบรณทหนาตาง Desktop จะสรางไอคอนของโปรแกรม สำาหรบเปดใชงานดงภาพท 2.47

ภาพท 2.47 ตวหนาโปรแกรม 3) การตดตงไดรเวอรบอรด Arduino UNO การเชอมตอเครองคอมพวเตอรกบบอรด Arduino UNO จะเชอมตอผานพอรต USB ของ เคร องคอมพวเตอร ในสวนของบอรด Arduino UNO จะมชปไอซทำาหนาทแปลงสญญาณขอมลจาก USB เปน

RS232/USART สำาหรบอปโหลด (Upload) โปรแกรมลงในตวไมโครคอนโทรลเลอร Atmega328) ดงนนตองตดตงไดรเวอร (Driver) เพอใหสามารถเชอมตอและรบ-สงขอมลระหวางเคร องคอมพวเตอรกบบอรด Arduino UNO การตดตงไดรเวอรมข นตอนดงน หมายเหต : ตวอยางส ำาหรบ Window 7 และกรณเป นบอรด Arduino UNO ตนแบบ มขนตอนการตดตงไดรเวอรเหมอนกน) 3.1 เช อมต อบอรด Arduino UNO ก บเคร องคอมพวเตอรผานพอรต USB โดยใช สายแบบ Mini USB ดงภาพท 2.48

ภาพท 2.48 การเชอมตอบอรด Arduino UNO กบเครองคอมพวเตอรผานพอรต USB

3.2 ทหนาตาง Desktop คลกเมาสขวาทไอคอน Computer แสดงตวเลอกดงภาพท 2.49

ภาพท 2.49 ตวเลอกการทำางานของ Computer 3.3 เลอกท Properties จะไดหนาตางดงภาพท 2.50 ใหเลอกท Device Manager

ภาพท 2.50 หนาตาง Control Panel Home 3.4 ท หน าต าง Device Manager ให ส ง เกตเครองหมาย ? ท Other device และ เครองหมาย i ท Arduino UNOแสดงการเช อมตอบอรด Arduino UNO ไมสมบรณดงแสดงภาพท 2.51

ภาพท 2.51 หนาตาง Device Manager แสดงการเชอมตอบอรด Arduino UNO ไมสมบรณ

3.5 ใหคลกเมาสขวาท Arduino UNO และเลอกท Update Driver Software

ภาพท 2.52 เลอกการตดตง Driver Software 3.6 หนาตาง Update Driver Softwaer- Arduino UNO ใหเลอกท Browse my computer for driver software ดงแสดงภาพท2.54

ภาพท 2.53 หนาตาง Update Driver Softwaer- Arduino UNO 3.7 ใหเลอก Browse และเลอกไปทต าแหนงจดเกบไฟลโปรแกรม Arduino\driver ดงรปท 2.54 แลวเลอกท Next

ภาพท 2.54 เลอก Browse และเลอกไปทตำาแหนงจดเกบไฟล Arduino\driver

3.8 เลอกท Install จะดำาเนนการตดตง Driver Software รอจนการดำาเนนการเสรจ

ภาพท 2.55 หนาตาง Update Driver Software 3.9 เมอตดตงเสรจสมบรณจะแสดงลำาดบพอรตทเชอมตอ Arduino UNO (COM7) ดงแสดงภาพท 2.56

ภาพท 2.56 การดำาเนนการเสรจจะแสดงลำาดบพอรตทเชอมตอบอรด Arduino UNO

3.10 ตรวจสอบผลการตดตงไดรเวอรของบอรด Arduino UNO ไดทหนาตาง Device Manager ดงภาพท2.57

ภาพท 2.57 หนาตาง Device Manager แสดงการเชอมตอทสมบรณ 4) สวนประกอบหนาตางซอฟตแวร Arduino IDE เมอเปดใชงานซอฟตแวรArduino IDE จะไดหนาตางซอฟตแวรดงรปท 2.58

ภาพท 2.58 หนาตางซอฟตแวร ArduinoIDE 4.1 ชอไฟล (File Name)จะแสดงชอไฟลหรอเรยกวาสเกตชบกหรอไฟลสเกตช และ แสดงเวอรชนของซอฟตแวร Arduino 1.8.5 (เวอรชนปจจบน) 4.2 แถบเมน(Menus bar) เปนคำาสงเพอการดำาเนนการเกยวกบโปรแกรม โดยในซอฟตแวร Arduino IDE จะเรยกโปรแกรมทพฒนาขนวา ไฟลสเกตช (File Sketch) มรายละเอยดดงน 4.2.1 เมน File ประกอบดวยคำาสงดงน 1) New : สราง ไฟลสเกตชใหม (คยลด Ctrl+N) 2) Open… : เปด ไฟลสเกตชทบนทกไว (คยลด Ctrl+O) 3) Open Recent : เปดไฟลสเกตชทเคยเปดมาใชงานกอนหนาน 4) Sketchbook : เปดไฟลสเกตชลาสดทเคยเปดใชงาน 5) Example : เปดไฟลสเกตชตวอยางทรวบรวมไวในโปรแกรม Arduino 6) Close : ปดไฟลสเกตชปจจบนทเปดใชงาน (คยลด Ctrl+W) 7) Save : บนทกไฟลสเกตชปจจบนทเปดใชงาน (คยลด Ctrl+S) 8) Save as… : บนทกไฟลสเกตชปจจบนทเปดใชงาน โดยเปลยนชอไฟล (คยลด Ctrl+Shift+S) 9) Page Setup : ตงคาหนากระดาษของไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+Shift+P)

10) Print : พมพคำาสงโปรแกรมไฟลสเกตชปจจบนออกทางเครองพมพ (คยลด Ctrl+P) 11) Preference : กำาหนดคาการทำางานของโปรแกรม เชน เลอกภาษา ขนาดตวอกษร กำาหนดรปแบบแสดงสถานะการทำางานของโปรแกรม เปนตน (คยลด Ctrl+Comma) 12) Quit : จบการท างานและออกจากโปรแกรม (คยลด Ctrl+Q)

4.2.2 เมน Edit ประกอบดวยคำาสงดงน 1) Undo : ยกเลกค าสงหรอการพมพครงสดทาย (คยลด Ctrl+Z) 2) Redo : ทำาซำาคำาสงหรอการพมพคร งสดทาย (คยลด Ctrl+Y) 3) Cut : ตดขอความทเลอกไวออกจากไฟลสเกตช (คยลด Ctrl+X) 4) Copy : คดลอกขอความทเลอกไวในไฟลสเกตช(คยลด Ctrl+C) 5) Copy for Forum : คดลอกขอความทเลอกไปยงฟอรมทกำาหนด 6) Copy as HTML : คดลอกขอความทเลอกเพอแปลงเปนภาษา HTML สำาหรบเวบเพจ 7) Paste : นำาขอมลทคดลอกมาวางในตำาแหนงเคอรเซอรปจจบน (คยลด Ctrl+V) 8) Select All : เลอกขอความทงหมดในไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+A) 9) Go to line… : เลอกลำาดบบรรทดทตองการเลอนเคอรเซอรไป (คยลด Ctrl+L)

10) Comment/Uncomment : เพม/นำาออกเครองหมายคอมเมนท // (คยลด Ctrl+/) 11) Increase Indent : เพมขนาดยอหนา (คยลด Tab) 12) Decrease Indent : ลดขนาดยอหนา(คยลด Shift+Tab) 13) Increase Font Size : เพมขนาดตวอกษร 14) Decrease Font Size : ลดขนาดตวอกษร 15) Find… : คนหาขอความในไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+F) 16) Find Next : คนหาขอความถดไปไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+G) 17) Find Previos : คนหาขอความยอนกลบไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+Shift+G) 4.2.3 เมน Sketch ประกอบดวยคำาสงดงน 1) Verify/Compiler : ตรวจสอบการเขยนคำาสงวาถกตองหรอไม และคอมไพลใหเปน ภาษาเคร อง (คยลด Ctrl+R) 2) Upload : โปรแกรมไฟลสเกตชไปยงบอรด Arduino (คยลด Ctrl+U) 3) Upload Using Programmer : อปโหลดโดยผานเครองโปรแกรม (คยลด Ctrl+Shift+U) 4) Show Sketch Folder : แสดงโฟลเดอรทเกบไฟลสเกตชปจจบน (คยลด Ctrl+K)

5) Import Library… : เพมไลบราร โดยโปรแกรม Arduino จะแสดงไลบรารใหเลอก เมอ เลอกแลวโปรแกรมจะเพมบรรทดคำาสง #include ลงในสวนหวของไฟลสเกตช ปจจบน 6) Add File… : เพมไฟลใน ไฟลสเกตชปจจบน โดยโปรแกรม Arduino จะเพมไฟลลงใน โฟลเดอรทเกบไฟลสเกตชปจจบน 4.2.4 เมน Tools ประกอบดวยคำาสงดงน 1) Auto Format : จดรปแบบของคำาสงโปรแกรมใหสวยงาม เชน กนหนาเยองขวา การจดตำาแหนงวงเลบปกกาปดใหตรงกนกบปกกาเปด เปนตน (คยลด Ctrl+T) 2) Archive Sketch : บบอดไฟลโปรแกรมโฟลเดอรหลกและโฟลเดอรยอยของ ไฟลสเกตช ปจจบนไฟลบบอดทสรางใหมจะมชอเดยวกบไฟลสเกตชปจจบนตอทาย ดวย -00x.zip 3) Fix Encoding & Reload : ปรบรปแบบคำาสงในไฟลสเกตชและยกเลกการปรบรปแบบ 4) Serial Monitor : เปดหนาตาง Serial Monitor เพอตรวจสอบและการรบ-สงขอมลผาน Serial Port (คยลด Ctrl+Shift+M) 5) Board : เล อกบอรด ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino ทใชงานรวมกบโปรแกรมทพฒนาขน โดยมรายการบอรดของ Arduino ใหเลอก 6) Serial Port : เลอกและแสดงหมายเลขพอรตอนกรมทเชอมตอระหวางเครองคอมพวเตอร กบบอรด Arduino 7) Programmer : เลอกเครองโปรแกรมสำาหรบ Burn Bootloader

8) Burn Bootloader : สำาหรบทำาการ Burn Bootloader ของ Arduino ลงตวชปของบอรดไมโครคอนโทรลเลอร 9) เมน Help กรณตองการความชวยเหลอสำาหรบการใชงานโปรแกรมและการพฒนาโปรแกรม Arduino IDE จะมขอมลทใหคำาแนะนำาซงเปนไฟลเวบเพจ (.html) ซงสามารถเปดไดโดยไมตองออนไลน แตถาตองการเยยมชมเวบเพจ www.Arduino.cc จำาเปนตองออนไลน 4.2.3 แถบเครองมอ (Menus bar) สำาหรบคำาสงในเมนทมการใชบอย ๆ ซอฟตแวร Arduino IDE ไดนำามาสรางเปนแถบเครองมอ เพอใหใชงานไดรวดเรวและสะดวกขนดงแสดงภาพท 2.59

ภาพท 2.59 แถบเครองมอของซอฟตแวร Arduino IDE 1) Verify : ตรวจสอบการเขยนคำาสงวาถกตองหรอไม และคอมไพลใหเปนภาษาเครอง 2) Upload : โปรแกรมไฟลสเกตชไปยงบอรด Arduino โดยกอนโปรแกรมจะทำาการ Verify/Compiler ใหดวย 3) New : สรางไฟลสเกตชใหม 4) Open… : เปดไฟลสเกตชทบนทกไว 5) Save : บนทกไฟลสเกตชปจจบนทเปดใชงาน 6) Serial Monitor : เปดหนาตาง Serial Monitor เพอตรวจสอบการรบ-สงขอมลระหวางเครองคอมพวเตอรกบบอรด Arduino ผานพอรตอนกรม

4.2.4 แถบเลอกโปรแกรม (Tabs) เปนแถบทใชเลอกไฟลสเกตชแตละไฟลมาแสดง (กรณเปดไฟลสเกตชหลายไฟล) 4.2.5 พนทสำาหรบเขยนคำาสงโปรแกรม (Text Editor) เปนพนทสำาหรบเขยนคำาสง โปรแกรมภาษาซ (C/C++) 4.2.6 พนทแสดงสถานะการทำางาน (Massage area) เปนพนทสำาหรบซอฟตแวรแจง สถานะการทำางาน เชนผลการตรวจสอบโปรแกรม ผลการคอมไพล เปนตน 4.3 การใชซอฟต แวร Arduino IDE การใชงานซอฟตแวรArduino IDE สำาหรบเขยนโปรแกรมดวยภาษาซ (C/C++)รวมกบบอรด Arduino UNO เบองตน มขนตอนดงน 4.3.1 เชอมตอบอรด Arduino UNO กบเครองคอมพวเตอรผานพอรต USB 4.3.2 เปดโปรแกรม Arduino IDE 4.3.3 ตงคาเรมตนเลอกบอรด Arduino ทใชงานโดยเลอกเมน Tools --->Board: เลอกเปน Arduino/Genuino Uno และตงคาเลอกพอรตทใชเชอมตอระหวางเครองคอมพวเตอรกบ บอรด Arduino UNO โดยเลอกเมน Tools ---> Port: เลอกเปน COM7(Arduino/Genuino Uno)(อาจเปนลำาดบพอรตอน ตามทระบบคอมพวเตอรจะเลอกใหใชงาน) จะไดผลการตงคาดงภาพท 2.60

ภาพท 2.60 เมนตงคาบอรด และพอรตเชอมตอบอรด Arduino UNO 4.3.4 พมพคำาสงไฟลสเกตชTest_1 และคอมไพลไฟลสเกตชโดยเลอกแถบเครองมอ (Verify/Compiler) สงเกตขอความ Done Compiling ดงภาพท 2.61 (ก) คอ การคอมไพลสำาเรจ และเมอโปรแกรมไฟลสเกตชลงชปไมโครคอนโทรลเลอรของบอรด Arduino UNO (การ Programmer) โดยเลอกทแถบเครองมอ (Upload) จะไดผลลพธดงภาพท 2.61 (ข)

ภาพท 2.61 ผลการ Compiling และอปโหลด (Upload) ไฟลสเกตช การแสดงผลการอปโหลดจะเปน Done uploading คอ อปโหลด สำาเรจและผลการทำางานทบอรด Arduino UNO จะได LED ทตอกบขา D13 หรอ Pin 13 ตดกระพรบ หมายเหต : การอปโหลดซอฟตแวรจะทำาการคอมไพลไฟลสเกตชกอน แลวจงอปโหลด ดงนนการใชงาน จะเลอกการอปโหลดเลยโดยไมตองเลอกการคอมไพลกอนกได

ภาพท 2.62 ตำาแหนง LED Pin 13 บนบอรด Arduino UNO จะเหนวาซอฟตแวร Arduino IDE ใชงานงายและสะดวก สามารถโปรแกรมไฟลสเกตชลงชปไมโครคอนโทรลเลอรของบอรด Arduino ไดโดยไมตองใชเครองโปร 5.1 ภาษาซสำาหรบไมโครคอนโทรลเลอร Arduino การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอร Arduino ใชหล กการพนฐานของภาษาซ (C/C++) แตเน องจากผพฒนาซอฟตแวร Arduino IDE ไดสรางฟงกชนและไลบรารสำาเรจรปไวพรอมแลว บางสวน ทำาใหการเขยนโปรแกรมทำาไดงายและสะดวกขนจงเหมาะสมสำาหรบการเรมตนเรยนร การนำาไมโครคอนโทรลเลอรไปประยกตใชงาน ในหวขอนขออธบายเนอหาของภาษาซ (C/C++) เฉพาะสวนทจำาเปนสำาหรบการพฒนาโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอร Arduino 5.1.1 โครงสรางภาษาซของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino สวนประกอบโครงสรางโปรแกรมภาษาซของ Arduino ลกษณะเหมอนกบโครงสรางโปรแกรม ภาษาซพนฐาน คอ ประกอบดวย 2 สวน ไดแก สวนหวโปรแกรม (Header) หรอเรยกวา พรโปรเซสเซอร-ไดเรกตฟ(Preprocessor-directive) และสวนตวโปรแกรม (Body) หรอเรยกวา ฟงกชนหลก (Main function) ทแตกตางกนคอฟงกชนหลกภาษาซของ Arduino แยกเปน 2 ฟงกชนยอย คอ ฟงกชน setup และฟงกชน loop ดงตวอยางโปรแกรม 2.1ตวอยางโปรแกรม 2.1

จากตวอยางโปรแกรม 2.1 สวนประกอบโปรแกรมประกอบดวยสวนหวโปรแกรม คอ คำาสง #define ledpin 13 หมายถง กำาหนดให ledpin เปนตำาแหนงจดตอ LED ทขา Pin13 สวนของฟงชนทเปรยบเหมอนฟงกชนหลก จะแบงออกเปน 2 ฟงกชน คอ void setup( ) หรอฟงกชน setup ฟงกชนนจะเขยนไวสวนตนของโปรแกรม โดยมหลกการคอคำาสงทอยภายในฟงกชนนจะ ทำางานเพยงครงเดยว ใชเพอกำาหนดคาเรมตนหรอกำาหนดคณสมบตขาพอรตของบอรด Arduino void loop( ) หรอ ฟงกชน loop ฟงกชนนเปนการทำางานตามคำาสงทอยภายในฟงกชน ทเกยวของกบการรบคาจากพอรตอนพต การประมวลผลและการสงคาออกพอรตเอาตพต โดยจะวนลปทำางานซำาตอเนองเหมอนกบคำาสง while(1) 5.1.2 ฟงกชนเกยวกบพอรตของ Arduino ขาพอรตของบอรไมโครคอนโทรลเลอร Arduino UNO แสดงดงภาพท 2.63

ภาพท 2.63 ขาพอรตของบอรด Arduino UNO ขาพอรตของบอรด Arduino UNO แบงไดเปน 2 กลม คอ กลมขาพอรตทเปน พอรตอนพตเอาตพตแบบดจทล (Digital Pin) ไดแก Digital Pin0 ถง Digital Pin13 และกลมขาพอรตท เปน

พอรตอนพตแบบแอนะลอก (Analog Pin)ไดแก Analog Pin0 ถง Analog Pin5 ซงผพฒนา ซอฟตแวร Arduino IDE ไดสรางฟงกชนสำาเรจรปส าหรบควบคมการทำางานของขาพอรตบอรด Arduino เพอใหงายและสะดวกตอการพฒนาโปรแกรม ดงน 5.1.3 ฟงกชน pinMode( ) เปนฟงกชนใชกำาหนดหนาทขาพอรตของบอรด Arduino (Digital Pin)ใหเปนพอรต อนพต (Input Port) หรอพอรตเอาตพต (Output) แบบดจท ลส ำาหรบการเชอมตออปกรณภายนอก รปแบบ pinMode(pin, mode) พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduino mode คอ กำาหนดเปน INPUT สำาหรบพอรตอนพตกำาหนดเปน INPUT_PULLUP สำาหรบพอรตอนพตและการ Pull-up ดวย กำาหนดเปน OUTUT สำาหรบพอรตเอาตพต ตวอยาง pinMode(2,INPUT); // กำาหนดใหขา Digital Pin2 เปนขาพอรตอนพต pinMode(2,INPUT_PULLUP); // กำาหนดใหขา Digital Pin2 เปนขาพอรตอนพตทมการ Pull-up pinMode(13,OUTPUT); // กำาหนดใหขา Digital Pin13 เปนขาพอรตเอาตพต หากมการกำาหนดชอขา Digital Pin ดวยคำาสง #define หรอกำาหนดเปนตวแปร เชน #define SW1 2 หรอ int SW1=2;คำาสงของฟงกชนเปน pinMode(SW1,INPUT);#define led 13

หรอ int led=13;คำาสงของฟงกชนเปน pinMode(led,OUTPUT); หมายเหต : 1) บอรด Arduino UNO จะมขา Digital Pin คอ Digital Pin0 ถง Digital Pin13 แตสามารถใชงานขา Analog Pin0 (A0) ถง Analog Pin 5 (A5) เปนขา Digital Pin ได โดยล าดบเปน Digital Pin14 ถง Digital Pin19 2) การก ำาหนดหน าท ขาพอรตด วยฟงก ชน pinMode( ) จะกำาหนดเพยงคร งเดยว คำาสงนจะอยในฟงกช น void setup( ) 5.3.4 ฟงกชน digitalRead( ) ใชอานคาสถานะลอจกของขาพอรตอนพตแบบดจทล (Input Digital Pin)ทเชอมตอกบ อปกรณอนพตแบบดจทล รปแบบ digitalRead(pin) พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduino ตวอยาง digitalRead(2); // อานคาสถานะลอจกขา Input Digital Pin2 หากมการกำาหนดชอขา Digital Pin ดวยคำาสง #define หรอกำาหนดเปนตวแปร เชน #define SW1 2 หรอ int SW1=2; คำาสงของฟงกชนเปน digitalRead(SW1); // อานคาสถานะลอจกของ SW1 ทตอกบขา Input Digital Pin2 5.3.5 ฟงกชน digitalWrite( ) ใชสงงานขาพอรตเอาตพตแบบดจทล (Output Digital Pin) ใหมสถานะเปนลอจกสง(HIGH หรอ “1”) หรอลอจกตำา (LOW หรอ “0”) เพอควบคมการทำางานของอปกรณ

รปแบบ digitalWrite(pin,value) พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduinovalue คอ คาลอจก HIGH หรอ LOW ตวอยาง digitalWrite(13,High); // สงงานขา Digital Pin13 ใหมสถานะลอจก HIGH digitalWrite(13,LOW); // สงงานขา Digital Pin13 ใหมสถานะลอจก LOW หากมการกำาหนดชอขา Digital Pin ดวยคำาสง #define หรอกำาหนดเปนตวแปร #define led 13 หรอ int led=13;คำาสงของฟงกชนเปน digitalWrite(led,HIGH); // สงงาน led ทขา Digital Pin13 ใหมลอจก HIGH หมายเหต : ทขาพอรตจะคาลอจกตามคำาสงของฟงกชน digitalWrite( ) และ digitalRead( ) ตองกำาหนดหนาทขาพอรตดวยฟงกชน pinMode ( ) กอนการใชฟงกชน pinMode( ), ฟงกชน digitalRead( ) และฟงกชน digitalWrite( ) แสดงได ดงตวอยางโปรแกรม 2.2 สำาหรบควบคมการทำางานวงจรดงรปท 2.64

ตวอยางโปรแกรม 2.2

บรรทดท 5-6 ใชฟงกชน pinMode( ) กำาหนดหนาทขาพอรต Pin13 เปนพอรตเอาตพตและขาพอรต Pin2 เปนพอรตอนพต บรรทดท 10 ใชฟงกชน digitalRead( ) อานคาสถานะลอจกทขาพอรต Pin2 ทเกดจากการกดสวตช SW1 โดยใชคำาสง if( )…else ซงเปนคำาสงภาษาซพนฐาน บรรทดท 12 และ 16 ใชฟงกชน digitalWrite( ) สงงานขาพอรต Pin13 ใหลอจกเปน HIGH และ LOW เพอควบคมให LED ตดและดบดงนนสรปไดวา หากกำาหนดฟงกชน pinMode(pin,INPUT)จะใชรวมกบฟงกชน digitalRead( )หรอหากกำาหนดฟงกชน pinMode(pin,OUTPUT) จะใชรวมกบฟงกชน digitalWrite()

ภาพท 2.64 วงจรสวตชควบคมการตด-ดบของ LED

5.3.6 analogRead( ) ใชอานคาสญญาณแอนะลอกทขาอนพตพอรตแบบแอนะลอก(Analog Pin0 ถง Analog Pin5 : A0 ถง A5) ทตอกบอปกรณอนพตแบบแอนะลอก ซงภายในไมโครคอนโทรลเลอรจะมโมดลแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล (ADC) ความละเอยด 10 บต ทำาใหสามารถแปลงคาแรงดนอนพต 0 ถง 5V ใหเปนขอมลดจทลทมคา 0 ถง 1023

รปแบบ analogRead (pin) พารามเตอร pin คอ ขาอนพตพอรตแบบแอนะลอก

ตวอยาง int sensor0, sensor1; //ประกาศตวแปร sensor1 และ sensor2Sensor0 = analogRead(0); //เกบคาในตวแปร sensor0 และอานคาสญญาณ แอนะลอกทขาพอรต AnalogPin1 เกบคาใน ตวแปร sensor1 หมายเหต : (1) สำาหรบบอรด Arduino UNO มขา Analog Pin 6 ขาคอ Analog Pin0 ถง Analog Pin5 (A0 ถง A5)การอานคาสญญาณแอนะลอกดวยฟงกชน analogRead( ) ใชรวมกบขาพอรต Analog Pin0 ถง Analog Pin5 ดงนนตองตออปกรณอนพตแบบแอนะลอกกบขา Analog Pin นเทานน (2) การใชงานขาพอรต Analog Pin0 ถ ง Analog Pin5 ไม ต องก ำาหนดค าฟ งก ช น pinMode( ) เนองจากขาพอรตถกกำาหนดใหเปนอนพตพอรตแลว 5.3.7 ฟงกชน analogWrite( ) ใชสงงานสงคาสญญาณแบบแอนะลอกหรอสญญาณทเปลยนคาระดบแรงดนได 0V ถง 5V ออกทขาพอรตเอาตพตทกำาหนด คาระดบแรงดนควบคมดวยคาความกวางของสญญาณแบบ PWM (PulseWidth Modulation) ซงคาความกวางของสญญาณ PWM หรอคาดวตไซเคล (Duty cycle) ม ลกษณะดงภาพท 2.65 ร ปแบบ analogWrite (pin,value) พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduino value คอ คาดวตไซเคลของสญญาณแบบ PWM มคาระหวาง 0 ถง 255(ความละเอยด 8 บต) ตวอยาง analogWrite (10,128); //ส ง ส ญ ญ า ณ PWM ค า ด ว ต ไ ซ เ ก ล 128 อ อ ก ข าพอรต P.10

หมายเหต : ขาพอรตของ Arduino ตองมคณสมบตเปนขาสญญาณ PWM ดวย สำาหรบบอรด Arduino UNO ได แก ขา Digital Pin 3, Digital Pin 5, Digital Pin 6, Digital Pin 9, Digital Pin 10 และ Digital Pin 11 ดงแสดงภาพท 2.65

ภาพท2.65 สญญาณ PWM ทควบคมระดบแรงดนดวยคาความกวางของสญญาณพลส คาดวตไซเคลของสญญาณ PWM มคา 0 % ถง 100 % เทยบไดกบแรงดนสญญาณแอนะลอกทเปลยนคาระหวาง 0 V ถง 5 V จากรปท 9.31 แสดงคาดวตไซเคลของสญญาณ PWM เทากบ 20 %, 50% และ 80% เมอเทยบกบคาแรงดนสญญาณแอนะลอกจะไดเทากบ 1.0V, 2.5V และ 4.0V ตามลำาดบ และเมอเทยบกบคาพารามเตอร value ในฟงกชน analogWrite( ) ทมคาระหวาง 0 ถง 255 จะไดเทากบ 51,127.5 (ใชคา 127) และ 204 ตามลำาดบ คำานวณไดจากสมการ

ดงนนการใชฟงกชน analogWrite( ) สามารถกำาหนดคาแรงดนทขาพอรตระหวาง 0V ถง 5V ดวยการกำาหนดคาพารามเตอร value ของฟงกชน ซงการปรบคาแรงดนใชหลกการเปลยน

คาความกวาง หรอคาด วตไซเกลของสญญาณพลส การใชฟงก ชน analogRead( ) และฟงก ชน analogWrite( ) แสดงดงตวอยางโปรแกรม 2.3 สำาหรบควบคมการทำางานวงจรดงภาพท 9.66ตวอยางโปรแกรม 2.2

บรรทดท 10 ใชฟงกชน analogRead( ) อานคาสญญาณแอนะลอกทขา A0 มาเกบในตว แปร sensor บรรทดท 11 แปลงคาสญญาณแอนะลอก 10 บต (0-1023) ทเกบในตวแปร sensor ใหเปนคาสญญาณแอนะลอก 8 บต (0-255) และเกบคาในตวแปร value บรรทดท 12 ใชฟงกชน analogWrite( ) สงคาแอนะลอกของตวแปร value ออกทขา DigitalPin3(PWM) ผลการทำางาน เมอปรบคา VR1 จะควบคมความสวางของ LED

ภาพท 2.66 วงจรรบคาแอนะลอกควบคมความสวางของ LED 6.1 ฟงกชนเกยวกบเวลาของ Arduino

ซอฟตแวร Arduino IDE มฟงกชนส าเรจรปททำางานเกยวของกบการนบคาเวลาและการหนวง เวลาทงหมด 4 ฟงกชน ดงน 6.1.1 ฟงกชน millis( ) เปนฟงกชนสงคาการนบออกมาเปนเวลา ในหนวยมลลวนาท เร มตนนบตงแตบอรด Arduino เร มทำางาน และนบตลอดเวลาทบอรดทำางาน จะเร มตนนบใหมทคา 0 หลงจากนบไปประมาณ 50 วนหรอมการรเซตการทำางาน การใชฟงกชนตองใชตวแปรชนด unsigned long ส าหรบเกบคาตวแปร เนองจากการนบคาเวลานานถง 50 วน จงตองใชพนทในหนวยความจำามาก ฟงกชนนมขอดคอเปนการนบ จากการทำางานของไทมเมอรภายในชปไมโครคอนโทรลเลอร ทไมใชการหนวงเวลาเหมอนฟงกชน delay( ) ดงนน ขณะทฟงกชนนทำางานอยไมโครคอนโทรลเลอรสามารถทำางานอนพรอมกนไปดวยได รปแบบ time = millis() พารามเตอร ไมมตวอยางโปรแกรม 2.4

บรรทดท 1 ประกาศตวแปรสำาหรบเกบคาเวลาของฟงกชน millis( ) บรรทดท 9 อานคาเวลาจากฟงกชน millis( ) เกบคาในตวแปร time บรรทดท 10 แสดงผลคาเวลาผาน Serial Monitor

6.1.2 ฟงกชน micros( ) เปนฟงกชนสงคาการนบออกมาเปนเวลาในหนวยไมโครวนาท เร มตนนบตงแตบอรด Arduino เร มทำางานและนบตลอดเวลาทบอรดทำางาน จะเร มตนนบใหมทคา 0 เมอเกด Overflow คอ เกนกวาคาทนบไดมคาประมาณ 70 นาท หรอมการรเซตการทำางาน การทำางานเหมอนฟงกชน micros( ) รปแบบ time = micros() พารามเตอร ไมมตวอยางโปรแกรม 2.5

บรรทดท 1 ประกาศตวแปรสำาหรบเกบคาเวลาของฟงกชน micros( ) บรรทดท 9 อานคาเวลาจากฟงกชน micros( ) เกบคาในตวแปร time บรรทดท 10 แสดงผลคาเวลาผาน Serial Monitor 7.1.3 ฟงกชน delay( ) ฟงกชนหนวงเวลาการทำางานตามคาเวลาทก ำาหนด ในหนวยมลลวนาท(millisecond) การทำางานของฟงกชนนจะหนวงเวลาโดยหยดการทำางานทกอยางไว จนกวาจะครบเวลาทกำาหนดไวจงจะ ทำางานตอไป รปแบบ delay(ms) พารามเตอร ms คอ คาหนวงเวลา หนวยเปนมลลวนาท (millisecond)ตวอยางโปรแกรม 2.6

บรรทดท 9 หนวงเวลาใหคงสถานะลอจก HIGH ท ledPin ไว 1 วนาททำาให LED ตดคางไว 1 วนาท บรรทดท 11 หนวงเวลาใหคงสถานะลอจก LOW ท ledPin 1 วนาท ห ม า ย เ ห ต : 1) 1000 ม ล ล ว น า ท (millisecond) = 1 วนาท (second) 2) ในงานทตองการความรวดเรวและความแมนยำาในการทำางานไมควรใชฟงกชน delay( ) หรอการหนวงเวลาเพราะหากในโปรแกรมมการใชงานฟงกชน delay( ) หนวงเวลานานและบอย อาจทำาให การประมวลผลชาและผดพลาด ควรเลอกใชฟงกชนการนบเวลาทเปนการอนเตอรรพทจากไทมเมอร เชน ฟงกชน millis( ) หรอ หรอฟงกชน micros( ) แทน 7.1.4 ฟงกชน delayMicrosecond(us) ฟงกชนหนวงเวลาการทำางานตามคาเวลาทกำาหนดในหนวยไมโครวนาท (microsecond) ใชสำาหรบการหนวงเวลาในกรณทตองการหนวงเวลาการทำางานสน ๆ ทมคาตำากวา 1 มลลวนาท ลกษณะ การทำางานเหมอนกบฟงกชน delay(ms) รปแบบ delayMicroseconds (us) พารามเตอร us คอ คาหนวงเวลา หนวยเปนไมโครวนาท ต ว อ ย า ง delayMicroseconds(50); //หนวงเวลาการทำางาน 50 ไมโครวนาท

ตวอยางโปรแกรม 2.7

บรรทดท 8-9 สงคาพลสทมคาบเวลา 100 ไมโครวนาท (Ton=50 ไมโครวนาท, Toff=50 ไมโครวนาท) ตอเนองตลอดเวลา ทขาพอรต Digital Pin 9 หมายเหต : ถาตองการหนวงเวลาทมากกวา 1000 ไมโครวนาท ควรเลอกใชคำาสง delay(ms) แทน 7.2 ฟงกชนเกยวกบการสอสารผานพอรตอนกรม การสอสารขอมลระหวางบอรด Arduino กบคอมพวเตอรจะใชรปแบบการสอสารแบบอนกรม (Serial)ผานพอรต USB ของเครองคอมพวเตอร กบขาพอรตสอสารขอมลอนกรมโดยใชขาพอรต Digital Pin0 (RxD) และขาพอรต Digital Pin1 (TxD)ดงนนเมอเลอกใชงานขาพอรตนเปนขาพอรตสำาหรบสอสาร ขอมลอนกรมแลวจะไมสามารถใชขาพอรต Digital Pin0 และ Digital Pin1 เป นพอรตอนพต เอาตพตแบบ ดจท ลเช อมตอกบอปกรณอน ๆ ได ซอฟตแวร Arduino IDE มหนาตาง Serial Monitor สำาหรบแสดงผลการรบ-สงขอมลผานพอรตอนกรม และมฟงกชนสำาเรจรปสำาหรบใชงานการสอสารผานพอรต อนกรม ขออธบายเฉพาะฟงกชนทจ ำาเปนและใชงานบอย ๆ ดงน 7.2.1 Serial.begin( ) ฟงกชนสำาหรบกำาหนดคาอตราของการรบสงขอมลอน กรม ในหน วยบตต อวนาท (bits per second : bps) ซงใชคาตอไปน 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600 หรอ 115200

รปแบบ Serial.begin(speed) พารามเตอร speed คออตราความเรวการรบ-สงขอมลอนกรมในหนวยบตตอวนาท (baud หรอ bps) ตวอยาง Serial.begin (9600) ; //เลอกความเรวเทากบ 9600 บตตอวนาท 7.2.2 Serial .available ( ) ฟงกชนสำาหรบแจงวาไดรบขอมลตวอกษร (characters) แลว และพรอมสำาหรบการอาน คาไปใชงานคาทสงกลบจากฟงกชนใชในการอานคาการรบ-สงขอมลโดยเกบขอมลในบฟเฟอรตวรบ ถาไมม ขอมลจะมคาเปน 0 ถามขอมลฟงกชนจะคนคาทมากวา 0 โดยบฟเฟอรสามารถเกบขอมลไดสงสด 128 ไบต รปแบบ Serial.available() พารามเตอร ไมม 7.2.3 Serial.read ( ) ฟงกชนสำาหรบอานคาขอมลทไดรบจากพอรตอนกรม คาทสงกลบจากฟงกชนเปนคาเลขจำานวนเตม (integer) ทเปนไบตแรกของขอมลทไดรบ ถาไมมขอมลคาทสงกลบเทากบ -1 รปแบบ Serial.read() พารามเตอร ไมม 7.2.4 Serial.print ( ) ฟงกชนสำาหรบสงขอมลชนดตวอกขระ (ASCII Character) หรอขอความออกทางพอรตอนกรม ซงสามารถแสดงผลขอมลดวย Serial Monitor ได รปแบบ Serial.print(val) หรอ Serial.print(val, format); //กำาหนดรปแบบขอมล พารามเตอร val คอ ขอมลทสงออก format คอ รปแบบของขอมล

ต ว อ ย า ง Serial.print("Ayutthaya"); //สงขอมลชนดขอความ Serial.print(x,DEC); //สงคาตวแปร x แบบฐานสบ Serial.print(98,DEC); //สงคาคงท 98 แบบเลขฐานสบ=98 Serial.print(98,HEX); //สงคาคงท 98 แบบเลขฐานสบหก=0x62 Serial.print(98,OCT); //สงคาคงท 98 แบบเลขฐานแปด=342 Serial.print(98,BIN); //สงคาคงท 98 แบบฐานสอง= 011100010 หมายเหต การสงคาเลขทศนยมจะตดเศษเลขทศนยมเหลอเปนเลขจำานวนเตม ทางแกไขทางหนงคอ คณเลขทศนยมดวย 10,100, 1000 ฯลฯ ขนอยกบจำานวนหลกของเลขทศนยม เพอแปลงเลขทศนยมเปน จำานวนเตมกอน แลวจงสงออกพอรตอนกรม จากนนทฝงภาครบใหทำาการหารคาทรบไดเพอแปลงกลบเปน เลขทศนยม 7.2.5 Serial.println ( ) ฟงกชนสำาหรบสงขอมลชนดตวอกขระ (ASCII Character) หรอขอความออกทางพอรต อนกรมเหมอนกบ Serial.print( ) แตมคำาสงควบคม \n (ขนบรรทดใหม) และ \r (เลอนเคอรเซอรตำาแหนง เรมตนของบรรทด ดงนนถาใชการสงขอมลดวยฟงกชน Serial.println( )เมอสงขอมลชดแรกแลว ขอมล ชดตอไปจะแสดงทตำาแหนงแรกของบรรทดถดไป รปแบบ Serial.println(val) หรอ Serial.println(val, format) //กำาหนดรปแบบขอมล

พารามเตอร val คอ ขอมลทสงออก format คอ รปแบบของขอมล ตวอยาง Serial.println("Ayutthaya"); //สงขอมลชนดขอความแลวขนบบรทดใหม Serial.println(x,DEC); //สงคาตวแปร x แบบฐานสบ แลวขนบบรทดใหมตวอยางโปรแกรม 2.8

บรรทดท 4 ฟงกชน Serial.begin(9600); กำาหนคา baud rate เทากบ 9600 bps บรรทดท 9 ฟงชน if(Serial.available( )>0) ตรวจสอบวามการสงขอมลหรอไม บรรทดท 11 ฟงกชน incomingByte Serial.Read( ); อานคาขอมลเกบในตวแปร incomingByte บรรทดท 12 ฟงกชน Serial.print(“I received”); แสดงขอความ “I received” บรรทดท 13 ฟงกชน Serial.println(incomingByte,DEC); แสดงคาขอมล incomingByte ในแบบเลขฐานสบ 8.1 ฟงกชนเกยวกบการอนเตอรรพท แหลงกำาเนดสญญาณอนเตอรรพทของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino แบงออกเปน 2 แหลง คอ การอนเตอรรพทจากการนบเวลาของไทมเมอรภายในไมโครคอนโทรลเลอร และการอนเต

อรรพทจาก การเปลยนคาลอจกจากภายนอก ฟงกชนการอนเตอรรพทจากการนบเวลาของไทมเมอรภายในม 2 ฟงกชน ไดแก ฟงกชน interrupts( ) และ noInterrupt( ) ฟงกชการอนเตอรรพทจากภายนอกม 2 ฟงกชน ไดแกฟงกชน attachInterrupts( ) และ detachInterrupt( ) 8.1.1 ฟงกชน interrupt( ) เปนฟงกชนสำาหรบเปดใชงานอนเตอรรพทจากการนบเวลาของไทมเมอรภายใน รปแบบ interrupts() พารามเตอร ไมม 8.1.2 ฟงกชน noInterrupt( ) เปนฟงกชนสำาหรบปดการใชงานอนเตอรรพทจากการนบเวลาของไทมเมอรภายในใช งานคกบฟงกชน interrupts( ) รปแบบ noInterrupts() พารามเตอร ไมม 8.1.3 ฟงกชน attachInterrupts( ) เปนฟงกชนสำาหรบเปดการใชงานอนเตอรรพทจากภายนอกซงบอรด Arduino UNO รองรบสญญาณอนเตอรรพทภายนอกไดท Digital Pin2 และ Digital Pin3 เมอเปดใชงานอนเตอรรพท และมการเปลยนคาลอจกจะเกดการอนเตอรรพทขน รปแบบ attachInterrupts( ) พารามเตอร ไมม 8.1.4 ฟงกชน detachInterrupt( ) เปนฟงกชนส าหรบปดการใชงานอนเตอรรพทภายนอก ในการใชงานนนจะใชงานคกบฟงกชน attachInterrupts( ) รปแบบ detachInterrupt( ) พารามเตอร ไมม 9.1 ฟงกชนพเศษ

นอกจากฟงกชนใชงานทจำาเปนสำาหรบเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอร Arduino ท ไดอธบายไวแลวผพฒนาซอฟตแวร Arduino IDE ไดสรางฟงกชนพเศษ เพอใหการเขยนโปรแกรมทำาได งายและสะดวกขนมรายละเอยดดงน 9.1.1 ฟงกชน tone( ) เปนฟงกชนสำาหรบสรางสญญาณเสยงออกลางโพงเพยโซ (Piezo buzzer) ดงภาพท 2.67 หรอลำาโพงขนาดเลก เปนสญญาณ Square wave คาดวตไซเคล 50 % ความถตามทกำาหนด รปแบบ tone(pin,frequency) //สรางสญญาณเสยงตอเนอง หรอ tone(pin,frequency,duration) //สรางสญญาณเสยงเปนจงหวะ พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduino ทตองการสงสญญาณเสยง frequency คอความถสญญาณ Square wave duration คอ คาบเวลาการเกดสญญาณเสยงในหนวย milliseconds ตวอยาง tone(6,400,500); //สงสญญาณเสยงออกทขาพอรต Digital Pin6 ความถ400 Hz คาบเวลา 500 ms หมายเหต : การสงสญญาณเสยงออกขาพอรต จะใชงานไดเฉพาะขาพอรตทมรองรบการสรางสญญาณ PWM เทานน และสงสญญาณเสยงไดครงละ 1 ขาพอรตเทานน จะสงพรอมกนไมได

ภาพท 2.67 ลำาโพงเพยโซ (Piezo buzzer)

9.1.2 ฟงกชน notone( ) เปนฟงกชนสำาหรบปดสญญาณเสยงทสรางจากฟงกชน tone( ) การสงสญญาณเสยง ดวยฟงกชน tone( ) จะสงสญญาณเสยงออกไดครงละ 1 ขาพอรตเทานน จะสงพรอมกนหลายขาพอรต ไมได เมอตองการสรางสญญาณเสยงออกหลายขาพรอต จงตองใชฟงกชน notone( ) ปดการทำางานของ ขาพอรตทสงสญญาณอยกอน แลวจงขาสงสญญาณเสยงออกขาพอรตอนได รปแบบ notone(pin) พารามเตอร pin คอ หมายเลขขาพอรตของบอรด Arduino ทตองการปดการสงสญญาณเสยง ตวอยาง notone(6); //ปดการสงสญญาณเสยงทขาพอรต Digital Pin6 9.1.3 ฟงกชน map( ) เปนฟงกชนสำาหรบแปลงคาตวเลขจากชวงคาหนง ไปเปนชวงตวเลขอกคาหนง เชนตองการแปลงคาเลขจำานวนเตมชวงตวเลข 0-100 เปนชวงตวเลข 0-10 เปนตน ฟงกชน map( ) จะแปลง คาชวงตวเลขใหโดยอตโนมต โดยใสคาเรมตน และคาชวงตวเลขปลายทางทตองการแปลง รปแบบ map(value,fromLow,fromHigh,toLow,toHigh) พารามเตอร value คอ ตวแปรทเกบขอมลคาตวเลข fromLow คอ คาตำาสดของตวเลขตนทาง

fromHigh คอ คาสงสดของตวเลขตนทาง toLow คอ คาตำาสดของตวเลขปลายทาง toHigh คอ คาสงสดของตวเลขปลายทาง ตวอยาง map(x,0,100,0,10); //แปลงคาของตวแปร x จาก 0-100 เปน 0-10ตวอยางโปรแกรม 2.9

บรรทดท 8 อานคาแอนะลอกทขาพอรต Analog Pin0 ซงจะไดคาทเกบในตวแปร val เทากบ 10 บต (0 ถง 1023) บรรทดท 9 ใชฟงกชน map( ) แปลงคาในตวแปร val จาก 0 ถง 1023 เปน 0 ถง 255 บรรทดท 10 สงคา val (0 ถง 255) ออกทขาพอรต Digital Pin9 เปนสญญาณ PWM 9.1.4 ฟงกชน random( ) เปนฟงกชนสำาหรบสมคาตวเลขแบบเทยม (Pseudo-random numbers)โดย สามารถกำาหนดคาเรมตน และคาสงสดได รปแบบ random(max) หรอ random(min,max) พารามเตอร min คอ คาเรมตน

max คอ คาสงสด ตวอยาง random(500); //สมคาตวเลขตงแต 0 ถง 500 Random(10,300); //สมคาตวเลขตงแต 10 ถง 300 หมายเหต : การสมคาตวเลขแบบเทยม (Pseudo-random numbers) หรอการสรางบตสมแบบกำาหนดได (Deterministic random bit generator: DRBG) เปนขนตอนวธสำาหรบใชในการสรางลำาดบของตว เลขทมความใกลเคยงกบคณสมบตของการสม ถงแมวาลำาดบตวเลขทไดจากขนตอนวธการสรางเลขสม เทยมนจะใกลเคยงกบลำาดบเลขสมแทจรงมากแคไหนแตมนกไมไดเปนลำาดบตวเลขแบบสมทแทจรง เนองจากลำาดบตวเลขทไดออกมาจากการสรางเลขสมเทยมทงหมดไดมาจากกลมเลกๆของคาเรมตนทเรา กำาหนดใหเปนตวตงตน (seed) ของการสรางเลขสมเทยม 9.1.5 ฟงกชน randomSeed( ) เปนฟงกชนกำาหนดคาเรมตนทใชในการสมคาตวเลขของฟงกชน random( )ซงเรมตน สรางตวเลขสม ทำาใหมนสามารถเรมจากจดทมนกำาหนดในลำาดบการสม โดยลำาดบทเกดจากการสมนจะ มขนาดยาวมาก และเปนแบบเดยวกนเสมอ รปแบบ randomSeed(seed) พารามเตอร seed คอ คาเรมตนสำาหรบ pseudo-random sequence (unsigned long) ตวอยาง randomSeed(analogRead(0));ตวอยางโปรแกรม 2.10

บรรทดท 1 ประกาศตวแปร randNumber ชนด long บรรทดท 5 ใชงานฟงกชน randomSeed( ) โดยใชคาเรมตนจากคาแอนะลอกทอานไดจาก ขาพอรต Analog Pin0 บรรทดท 9 สมคาตวเลข 0 ถง 300 เกบคาในตวแปร randNumber 9.1.6 ฟงกชน puleIn( ) เปนฟงกชนอานสญญาณพลส(HIGH หรอ LOW) จากขาพอรต หากกำาหนดเปน HIGH ในฟงกชน pulseIn( ) จะรอใหขาพอรตนนมคาลอจกเปน HIGH กอนแลวจงเรมจบเวลา และรอใหขาพอรต มคาลอจกเปน LOW จะหยดการจบเวลา แลวสงคากลบเปนความยาวของพลสในหนวย ไมโครวนาท และ จะสงคากลบมาเปน 0 หากไมมสญญาณพลสเขามาในเวลาทกำาหนดการจบเวลาของฟงกชนน ถกกำาหนด ไวอยางชดเจนและอาจเกดขอผดพลาดไดในพลสทยาวเกนไป สามารถทำางานไดดในชวงความยาวพลสท10 ไมโครวนาท ถง 3 นาท รปแบบ pulseIn(pin, value) หรอ pulseIn(pin, value, timeout) พารามเตอร pin คอ หมายเลขของขาทตองการอานคาพลส

value คอ ชนดของพลสทตองการอาน เชน HIGH timeout (option) คอ เวลาเปนไมโครวนาทสำาหรบหนวงเวลากอนพลสจะเรมตนคาเรมตนเปน 1 วนาท(unsigned long) การสงคากลบ ขนาดของพลส(ในหนวยไมโครวนาท) หรอ 0 ถาหากไมมสญญาณพลสเขามาภายในเวลาทกำาหนด (unsigned long)ตวอยางโปรแกรม 2.11

บรรทดท 2 ประกาศตวแปร duration ชนด umsigned long บรรทดท 9 ใชงานฟงกชน pulseIn( ) โดยอานคาคาบเวลา (duration) ของขาพอรต Digital Pin7 ทมคาลอจกเปน HIGH 9.1.7 ฟงกชน shiftIn( ) เปนฟงกชนส าหรบใชในการเลอนขอมลทละ 1 บต โดยสามารถกำาหนดใหเรมจากบตทมนยสำาคญมากสด (ซายสด) หรอบตทมนยสำาคญนอยสด (ขวาสด) แตละบตจะมการเลอนกตอเมอสญญาณ clock มคาเปน HIGH บตตอไปจะอานคาจากบตกอนหนา ถาใชงานอปกรณทถกตงคาโดยสญญาณนาฬกา ทขอบขาขน จะตองทำาใหสญญาณนาฬกาเปน LOW กอนทใชงานฟงกชน shiftIn( ) ดวยการใชฟงกชน digitalWrite (clockPin,LOW) เพมเตม ฟงกชนนเปนการใชงานซอฟตแวรArduino ยงมสวนของ ฮารดแวรดวยซงคอ SPI library ซงทำาใหท างานไดรวดเรวยงขนแตทำางานไดกบบางขาเทานน

รปแบบ byte incoming = shiftIn(dataPin, clockPin, bitOrder) พารามเตอร dataPin คอ ขาทใชงานเปนอนพตแตละบต (จำานวนเตม) clockPin คอ ขาทรบสญญาณ clock เพออานคาจาก dataPin bitOrder คอ ชดคำาสงสงทใ ช เล อนบต เชน MSBFIRST (Most Significant Bit First)หรอ LSBFIRST (Least Significant Bit First)การสงคากลบ คาทอานได(เปนไบต) 9.1.8 ฟงกชน shiftOut( ) เปนฟงกชนสำาหรบการเลอนไบตของขอมล 1 บต เรมจากบตทมสำาคญมากทสดหรอบต ทมความสำาคญนอยสด ในแตละบตจะมการเขยนคาใหกบขาพอรต หลงจากมการกำาหนดสญญาณนาฬกา เพอทำาการตรวจสอบบตนนหากมการเรยกใชงานอปกรณในขณะทอปกรณถกตงคาเปนสญญาณนาฬกาท ขอบขาขน ตองทำาการตรวจสอบสญญาณนาฬกาทขาพอรตใหเปน LOW กอนใชงานฟงกชน shiftOut( ) ร ป แ บ บ shitfOut(dataPin,clockPin,bitOrder,value) พารามเตอร dataPin คอ ขาทมการใชงานเปน output clockPin คอขาทมการรบคาจาก dataPin bitOrder คอ กำาหนดการเลอนของบต เชน MSBFIRST or LSBFIRST value คอ ขอมลทตองการเลอนคาสงกลบ ไมม

10.1 ไฟลไลบรารสำาเรจรป (Library) นอกจากฟงกชนสำาเรจรปแลว ผพฒนาซอฟตแวร Arduino IDE ไดสรางไฟลไลบรารสำาเรจรป ไวใหใชงานและตดตงมาพรอมกบซอฟตแวร Arduino IDE เพอใหงายและสะดวกตอการใชงาน รวมทง หากผใชตองการใชไฟลไลบรารนอกเหนอจากทมให กสามารถเพมไฟลไลบรารได หรอหากตองการสราง ไฟลไลบรารเองกสามารถทำาไดเชนกน ซงไฟลไลบรารสวนมากเปนไฟลสำาหรบใชงานเพอควบคมอปกรณ อนพต เอาตพตทมการทำางานซบซอน และยากสำาหรบเขยนโปรแกรมควบคม เชน จอ LCD Module, เซนเซอร, การสอสาร, การเชอมตอกบอปกรณแบบไรสาย เปนตน ไฟลไลบรารสำาเรจรปจะเกบไวในโฟลเดอร libraries ของซอฟตแวร Arduino IDE ดงภาพท2.68 สวนการเรยกใชไฟลไลบราร แสดงดงภาพท 2.69

ภาพท 2.68 ตำาแหนงจดเกบไฟลไลบราร

ภาพท 2.69 การเรยกใชไฟลไลบราร

สามารถเรยกใชงานไฟลไลบรารไดจากแถบเมน Sketch -->Include Library และเลอกไฟลไลบรารทตองการใชงาน เชน ตองการใชงานไฟลไลบราร SoftwareSerial กเลอกทรายการ และจะแสดงไฟลไลบรารทเชอมโยงในซอฟตแวรArduino IDE ดวยคำาสง #include < > ดงภาพท 2.70

ภาพท 2.70 การใชงานไฟลไลบรารในซอฟตแวร Arduino IDE 3) การใชงานไมโครคอนโทรลเลอร Arduino กบอปกรณเอาตพตพนฐาน การใชงานไมโครคอนโทรลเลอร Arduino สามารถใชรวมกบอปกรณอนพตและเอาตพตไดทง แบบดจทลและแอนะลอกโดยมฟงกชนสำาเรจรปและไฟลไลบราร สนบสนนการใชงาน ในเบองตนนขออธบายการใชงานไมโครคอนโทรลเลอรArduino กบอปกรณเอาตพตพนฐาน คอ ไดโอดเปลงแสง (LED) และอปกรณอนพตพนฐาน คอ สวตช (Switch) 3.1 การเชอมตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบ LED การเชอมตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจร LED มรปแบบการตอ 2 แบบ คอ

3.1.1 แบบควบคมการทำางานดวยการจายกระแสออก (Source current) 3.2.2 แบบควบคมการทำางานดวยการรบกระแสเขา (Sink current) รปแบบการตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจร LED แสดงดภาพท 2.71

ภาพท 2.72 การตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจร LED การควบคมการตดดบของ LED ทตอแบบ Source Current หากตองการให LED13 ตดสวางตองสงคาลอจก HIGH และถาตองการให LED13 ดบ ตองสงคาลอจก LOW ทขาพอรต Digital Pin13 สวนการควบคมการตดดบของ LED ทตอแบบ Sink Current ถาตองการให LED2 ตด สวางตองสงคาลอจก LOW และถาตองการให LED2 ดบ ตองสงคาลอจก HIGH ทขาพอรต Digital Pin2 3.2 การเขยนโปรแกรมควบคม LED อปกรณเอาตพต LED สามารถเชอมตอและควบคมผานขาพอรตของบอรด ArduinoUNO ไดแกขาพอรต Digital Pin0 ถง Digital Pin13 แตกสามารถน าขาพอรต Anolog pin0 ถง Analog Pin5 เปนขา Digital Pin ไดโดยลำาดบเปน Digital Pin14 ถง Digital Pin19 เขยนโปรแกรมการควบคมการ ทำางานของ LED เกยวของกบฟงกชนตอไปน

3.2.1 ฟงกชน pinMode( ) สำาหรบกำาหนดหนาทขาพอรต 3.2.2 ฟงกชน digitalWrite( ) สำาหรบสงคาลอจกออกขาพอรตเพอควบคมให LED ตด-ดบ (ดงตวอยางโปรแกรม 2.1 และ 2.2) 3.2.3 ฟงกชน analogWrite( ) สำาหรบสงคา PWM ออกขาพอรตเพอควบคมความสวางของ LED (ดงตวอยางโปรแกรม 2.3) 4) การใชงานไมโครคอนโทรลเลอร Arduino กบอปกรณอนพตพนฐาน 4.1) การเชอมตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจรสวตชการเชอมตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจรสวตช มรปแบบการตอ 2 แบบ คอ 4.1.1 แบบพลอป (Pull-up) 4.1.2 แบบพลดาวน (Pull-down รปแบบการตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจรสวตช แสดงดงภาพท 2.73

ภาพท 2.74 การตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจรสวตช

คาลอจกทเกดจากการกดสวตชของการตอแบบ Pull-up คอ หากไมกดสวตช SW1 ทขาพอรต Ditgital pin12 จะมคาลอจกเปน HIGH และหากดสวตชSW1 จะมคาลอจกเปน LOW สวนการตอแบบ Pull-down คอ หากไมกดสวตช SW2 ทขาพอรต Ditgital pin2 จะมคาลอจกเปน LOW และหากกดสวตช SW2 จะมคาลอจกเปน LOW เนองจากซอฟตแวร Arduino IDE มฟงกชนทสามารถกำาหนดใหมการตอตวตานทาน Pull-up ภายในดวยการใชคำาำาสงในฟงกชน pinMode( ) ตวอยางเชน การตอวงจรสวตชแบบ Pull-up ทขาพอรต Digital Pin12 สามารถกำาหนดคาในฟงกชน pinMode( ) ไดเปน pinMode(12,INPUT_PULLUP); คอ กำาหนดขาพอรต Digital Pin12 เปนการทำาหนาทเปนพอรตอนพตแบบดจทลและใหมการตอตวตานทาน Pull-up ภายในดวย ทำาใหการตอวงจรไมตองมตวตานทาน Pull-up ดงภาพท 3.75

ภาพท 2.75 การตอขาพอรตของบอรด Arduino UNO กบวงจรสวตชแบบ Pull-up ภายใน 4.2 การเขยนโปรแกรมรบคาลอจกจากสวตช สวตชเปนอปกรณอนพตแบบดจทล สามารถเชอมตอผานขาพอรตของบอรด Arduino UNO ไดแกขาพอรต Digital Pin0 ถง Digital Pin13 แตกสามารถน าขาพอรต Analog pin0 ถง Analog Pin5 เปนขา Digital Pin ไดโดยลำาดบเปน Digital Pin14 ถง Digital Pin19 การเขยนโปรแกรมรบคาลอจก จากการกดสวตชเกยวของกบฟงกชนตอไปน - ฟงกชน pinMode( )สำาหรบกำาหนดหนาทขาพอรต -

ฟงกชน digitalRead( ) สำาหรบอานคาลอจกทขาพอรต (ดงตวอยางโปรแกรม 2.2) 2.2.8 จอ LCD 8.1 ความรทวไปเกยวกบ LCD Display คำาวา LCD ยอมาจากคำาวา Liquid Crystal Display ซงเปนจอททำามาจากผลกครสตอลเหลว หลกการคอ ดานหลงจอจะมไฟสองสวางหรอทเรยกวา Backlight อย เมอมการปลอยกระแสไฟฟาเขาไปกระตนทผลก กจะทำาใหผลกโปรงแสง ทำาใหแสงทมาจากไฟ Backlight แสดงขนมาบนหนาจอ สวนอนทโดนผลกปดกนไวจะไมสวาง ผลกมสทแตกตางกนตามสของผลกครสตอล เชนสเขยว หรอ สฟาฯลฯ ทำาใหเมอมองไปทจอกจะพบกบตวหนงสอแลวพบกบพนหลงสตางๆกน จอ Liquid Crystal Display (LCD) เปนจอแสดงผลรปแบบหนงทนยมนำามาใชงานกนกบระบบสมองกล ฝงตวอยางแพรหลาย จอ LCD มทงแบบแสดงผลเปนตวอกขระเรยกวา Character LCD ซงมการก าหนดตวอกษร หรออกขระทสามารถแสดงผลไวไดอยแลว และแบบทสามารถแสดงผลเปนรปภาพหรอสญลกษณไดตามความ ตองการของผใชงานเรยกวา Graphic LCD นอกจากนบางชนดเปนจอทมการผลตขนมาใชเฉพาะงาน ทำาใหม รปแบบและรปรางเฉพาะเจาะจงในการแสดงผล เชนนาฬกาดจตอล เครองคดเลข หรอ หนาปดวทย เปนตน จอ LCD แบงเปน 2 แบบใหญๆตามลกษณะการแสดงผลดงน 8.1.1 Character LCD เปนจอทแสดงผลเปนตวอกษรตามชองแบบตายตว เชนจอ LCD ขนาด 16x2 หมายถงใน 1 แถวมตวอกษรใสได 16 ตวและมทงหมด 2 บรรทดใหใชงาน สวน 20x4 จะหมายถงใน 1 แถวม ตวอกษรใสได 20 ตว และมทงหมด 2 บรรทด

8.1.2 Graphic LCD เปนจอทสามารถกำาหนดไดวาจะใหแตละจดบนหนาจอกนแสง หรอปลอยแสงออกไป ทำาใหจอนสามารถสรางรปขนมาบนหนาจอได การระบขนาดจะระบในลกษณะของจำานวนจด (Pixels) ในแตละแนว เชน 128x64 หมายถงจอทมจำานวนจดตามแนวนอน 128 จด และมจดตามแนวตง 64 จด หลกการทำางานอาศย-ของเหลวพเศษทมคณสมบตการบดแกนโพราไรซของแสง ถาจายแรงดนไฟฟาเขาไป ระหวางสารเหลวนโมเลกลจะบดตวและทำาใหแสงไมสามารถผานกระจกออกมาได ถาไมมการจายแรงดนไฟฟา แสงจะทะลผานออกมาได ภาพท 6.76 อธบายการทำางานเกดจากกระจกโพลาไรซ 2 แผน ทมแกนตงฉากกน แสงจะไมสามารถลอดผาน ออกมาได เปรยบเหมอนเอาแวนตาโพลาไรซสองอนมาบดทำามมตงฉากกน แสงจะไมลอดผาน และมการคนพบวา มของเหลวชนดนงทปกตแลวจะสามารถ "บดแกนโพลาไรซของแสง"ได จงเกดความคดเอามาทำาจอ LCD

ภาพท 2.76 โครงสรางภายในจอ LCD

8.2 โครงสรางโดยทวไปของ LCD โครงสรางของ LCD ทวไปจะประกอบขนดวยแผนแกว 2 แผนประกบกนอย โดยเวนชองวางตรงกลางไว 6-10 ไมโครเมตร ผวดานในของแผนแกวจะเคลอบดวยตวนำาไฟฟาแบบใสเพอใชแสดงตวอกษร ตรงกลางระหวาง

ตวนำาไฟฟาแบบใสกบผลกเหลว มชนของสารททำาใหโมเลกลของผลกรวมตวกนในทศทางทแสงสองมากระทบ เรยกวา Alignment Layer และผลกเหลวทใชโดยทวไปจะเปนแบบ Magnetic โดย LCD สามารถแสดงผลใหเรามองเหนไดทงหมด 3 แบบดวยกนคอ 8.2.1 แบบใชการสะทอนแสง (Reflective Mode) LCD แบบนใชสารประเภทโลหะเคลอบอยทแผนหลงของ LCD ซง LCD ประเภทนเหมาะกบการนำามาใชงานใน ททมแสงสวางเพยงพอ 8.2.2 แบบใชการสงผาน (Transitive Mode) LCD แบบนวางหลอดไฟไวดานหลงจอ เพอทำาใหการอานคาทแสดงผลทำาไดชดเจน 8.2.3 แบบสงผานและสะทอน (Transflective Mode) LCD แบบนเปนการนำาเอาขอดของจอแสดงผล LCD ทง 2 แบบมารวมกนในบทนจะกลาวถงจอ LCD ทแสดงผลเปนอกขระหรอตวอกษร ตามทองตลาดทวไปจะมหลายแบบดวยกน มทง 16 ตวอกษร 20 ตวอกษรหรอมากกวาและจำานวนบรรทดจะมตงแต 1 บรรทด 2 บรรทด 4 บรรทดหรอ มากกวา ตามแตความตองการและลกษณะของงานทใช หรออาจจะมแบบสงทำาเฉพาะงานกเปนได ในบทนจะ ยกตวอยางจอ LCD ขนาด 16x2 Character หรอทนยมเรยกกนวาจอ LCD 16 ตวอกษร 2 บรรทด สามารถหาซอ ไดงายและมราคาไมสง เหมาะสมกบการใชงานแสดงผลไมมากในหนาจอเดยว จอ LCD 16x2 Character ทนยมวางจ าหนายจะมอย 2 แบบดวยกนคอ LCD แบบปกตทเชอมตอแบบ ขนาน (Parallel) และ LCD แบบทเชอมตออนกรม (Serial) แบบ I2C โดยทง 2 แบบตวจอมลกษณะเดยวกน เพยงแตแบบ I2C จะมบอรดเสรมทำาใหสอสารแบบ I2C ไดเชอมตอไดสะดวกขนดงแสดงภาพท 2.77

ภาพท 2.77 จอ LCD 16x2 Character (Parallel) 8.3 การเชอมตอสญญาณขาขอมลระหวาง Arduino กบ LCD Controller ในการควบคมหรอสงงาน โดยทวไปจอ LCD จะมสวนควบคม (Controller) อยในตวแลว ผใชสามารถสง รหสคำาสงสำาหรบควบคมการทำางานของจอ LCD (I2C) เชนเดยวกนกบจอ LCD แบบธรรมดาพดงายๆ คอรหสคำาสงทใชในการควบคมนนเหมอนกน แตตางกนตรงทรปแบบในการรบสงขอมล ในบทความนเราจะมาพดถงจอ LCD 16x2 ทมการสงขอมลรปแบบ I2C ทใชขาเพยง 4 ขาทใชในการเชอมตอเทานนในการควบคมหรอสงงานจอ LCD Controller ของจอนเป น Hitachi เบอร HD44780 และขาในการ เช อมตอระหวาง LCD กบ Arduino มดงน 8.3.1 GND เปนกราวดใชตอระหวาง Ground ของ Arduino กบ LCD 8.3.2 VCC เปนไฟเลยงวงจรทปอนใหกบ LCD ขนาด +5VDC 8.3.3 VO ใชปรบความสวางของหนาจอ LCD 8.3.4 RS ใชบอกให LCD Controller ทราบวา Code ทสงมาทางขา Data เปนค าสงหรอขอมล 8.3.5 R/W ใชกำาหนดวาจะอานหรอเขยนขอมลกบ LCD Controller 8.3.6 E เปนขา Enable หรอ Chips Select เพอก าหนดการท างานใหกบ LCD Controller

8.3.7 DB0-DB7 เปนขาสญญาณ Data ใชสำาหรบเขยนหรออานขอมล/ค าสง กบ LCD Controller วธการสงงานจะแตกตางกนไปโดย LCD Controller สามารถรบรหสคำาสงจาก Arduino ไดจากสญญาณ RS R/W และ DB0-DB7 ในขณะทสญญาณ E มค า Logic เปน “1” ซงสญญาณเหลานจะใชรวมกนเพอกำาหนด เปนรหสคำาสงสำาหรบสงงาน LCD โดยหนาทของแตละสญญาณสรปไดดงน 8.3.1.1 E เปนสญญาณ Enable เมอมคาเปน “1” เปนการบอกให LCD ทราบวาอปกรณภายนอกตองการตดตออานหรอเขยนขอมล “0” ให LCD ไมสนใจสญญาณ RS R/W และ DB7-DB0 8.3.1.2 RS เปนสญญาณสำาหรบกำาหนดให LCD ทราบวาอปกรณภายนอกตองการตดตอกบ LCD ในขณะนน เปนรหสคำาสงหรอขอมล โดย 8.3.1.3 R/W เปนสญญาณสำาหรบบอกให LCD ทราบวาอปกรณภายนอกตองการอานหรอเขยนกบ LCD โดย R/W = “0” หมายถง เขยน R/W = “1” หมายถง อาน 8.3.1.4 DB0-DB7 เปนสญญาณแบบ 2 ทศทาง โดยจะสมพนธกบสญญาณ R/W ใชสำาหรบรบคำาสงและขอมล ระหวาง LCD กบอปกรณภายนอก โดยถา R/W = “0” สญญาณ DB7-DB0 จะสงจากอปกรณภายนอกมาท LCD แตถา R/W = “1” สญญาณ DB7-DB0 จะสงจาก LCD ไปยงอปกรณภายนอก การเชอมตอสญญาณขาขอมลระหวาง Arduino กบ LCD Controller สามารถทำาได 2 ลกษณะ คอ การ เชอมตอแบบ 8 บต (DB0DB7) และการเชอมตอแบบ 4 บต (DB4-DB7) ทงสองแบบแตกตางกนเพยงจำานวนขาท ใชคอ 8 หรอ 4 ขา และยงสามารถทำางานไดเหมอนกน อยางทแนนอนในการสงขอมลแบบ 4 ขา ผลยอมทำาไดชา กวา

8 ขา แตไมไดชามากจนสงเกตไดดวยสายตาในการตอกบ Arduino นนจงนยมตอเพยง 4 ขาหรอ 4 บตเทานน เพอเปนการประหยดขาในการตอใช งานไปไวตอกบอปกรณอน ตวอยางเชน Arduino UNO R3 นนมขาใหใชงานคอนขางนอยดงภาพท 2.78

ภาพท2.78 ขาทใชในการเชอมตอกบ Arduino UNO R3 8.3.1.5 ลำาดบขนตอนการการรบ-สงขอมลแบบ I2C BUS มดงน 1) MCU จะทำาการสงสถานะเรมตน (START Conditions) เพอแสดงการขอใชบส 2)แลวตามดวยรหสควบคม (Control Byte) ซงประกอบ ดวยรหสประจำาตวอปกรณ Device ID, DeviceAddress และ Mode ในการเขยนหรออานขอมล 3) เมออปกรณรบทราบวา MCU ตองการจะตดตอดวย กตองสงสถานะรบร (Acknowledge) หรอแจงให MCU รบรวาขอมลทไดสงมามความถกตอง 4)เมอสนสดการสงขอมล MCU จะตองสงสถานะสนสด (STOP Conditions) เพอบอกกบอปกรณวาสนสดการใชบส 8.4 การเชอมตอ Arduino กบจอ Character LCD 8.4.1 การเชอมตอแบบขนาน - เปนการเชอมตอจอ LCD เขากบบอรด Arduino โดยตรง โดยจะแบงเปน เชอมตอแบบ 4 บต และ

การเช อมตอแบบ 8 บต ใน Arduino จะน ยมเช อมตอแบบ 4 บต เนองจากใชตอนอยกวา 8.4.2 การเชอมตอแบบอนกรม - เปนการเชอตอกบจอ LCD ผานโมดลแปลงรปแบบการเชอมตอกบจอ LCD จากแบบขนานมาเปนการเชอมตอแบบอนทใชสายนอยกวา เชน การใชโมดล I2C Serial Interface จะเปนการนำา โมดลเช อมเขากบตวจอ LCD แลวใชบอรด Arduino เชอมตอกบบอรดโมดลผานโปรโตคอล I2C ทำาใหใชสายเพยง 4 เสนกสามารถทำาใหหนาจอแสดงผลขอความตางๆออกมาไดดงแสดงภาพท 2.79

ภาพท 2.79 รายละเอ ยดการตอขาจอ LCD 16x2 Character (I2C) 8.4.3 การเชอมตอ Arduino กบจอ LCD แบบขนาน การเชอมตอแบบขนาน 4 บต สามารถตอไดตามวงจรดานลางน

ภาพท 2.80 การใชงาน Character LCD กบ Arduino การเชอมตอแบบขนาน เมอตอวงจรเรยบรอยแลวตอสาย USB เขากบบอรด Arduino จะเหนกลองสเหลยมทงหมด 16 ตว (หากเปนจอ 16x2)ในบรรทดแรกหากไมพบกลองใหปรบความชดไดจาก VR ทตออยกบขา V0ตารางท 2.4 ตารางขาของจอ LCD 16x2 แบบขนาน

8.4.2 การเชอมตอ Arduino กบจอ LCD แบบอนกรมจอ LCD ท ม ก าร เช อมแบบ I2C หรอ เร ยกอ กอย างว าการ เช อมต อแบบ Serial เปนจอ LCD ธรรมดาทวไป ทมาพรอมกบบอรด I2C Bus ทท าใหการใชงานไดสะดวกยงขนและมาพรอมกบ VR สำาหรบปรบความเขมของจอในรปแบบ I2C ใชขาในการเชอมตอกบ Arduino เพยง 4 ขา (แบบ Parallel ใช16 ขา) ซงทำาใหใชงานไดงายและ สะดวกมากยงขนดงแสดงภาพท 2.81

ภาพท 2.81 แสดงขาของจอ LCD 16x2 แบบอนกรม (I2C)ตารางท 2.5 ตารางขาของจอ LCD 16x2 แบบขนาน

สำาหรบการเชอมตอสญญาณระหวาง Arduino กบ LCD ทมบอรด I2C อยแลวนน การสงขอมลจาก Arduino ถกสงออกมาในรปแบบ I2C ไปยงบอรด I2C และบอรดจะมหนาทจดการขอมลใหออกมาในรปแบบปกต หรอแบบ Parallel เพอใชในการตดตอไปยงจอ LCD โดยทรหสคำาสงทใชในการสงงานจอ LCD ยงคงไมตางกบจอ LCD ทเปนแบบ Parallel โดยสวนใหญบอรด I2C จะเชอมตอกบตวควบคมของจอ LCD เพยง 4 บตเทานน วงจร ภายในระหวางจอ LCD กบบอรด I2C นน มการตอไวดงน

ภาพท 2.82 การเชอมตอระหวาง Arduino กบ LCD (I2C) จากรปท 2.82 วงจรจอ LCD และบอรด I2C ไดมการเชอมตอขาสำาหรบการรบสงขอมลเปนแบบ 4 บต ขา ทเชอมตอไวคอ ขา P4 > DB4, P5 > DB5, P6 > DB6, P7 > DB7 และขา P2 > E (Enable), P1 > R/W, P0 > RS รวมไปถงตวตานทานสำาหรบปรบคาความเขมของตวอกษร และ Switch Blacklight จากวงจรขาทจำาเปน ในการใชงานถกเชอมตอเขากบตวบอรด I2C และอปกรณอเลกทรอนกสเรยบรอยแลว

ภาพท 2.83 โมดล I2C Serial Interface Board Module

อกลกษณะหนงการเชอมตอระหวาง Arduino กบจอ LCD (I2C) แ บ บ อ น ก ร ม ใ ช ง า น โ ม ด ล I2C Serial Interface BoardModule มาเชอมตอระหวาง Arduino กบจอ LCD วงจรทเชอม

ตอจะเปนไปตามรปท 6.13 (กรณใชบอรดรนอนตองตอ SDA เขา A4 และ SCL เขากบ A5)ภาพท 2.84

ภาพท 2.84 การเชอมตอโมดล I2C Serial Interface Board Module

8.5 รายละเอยดคำาสงในการสงงานระหวาง Arduino กบ จอ LCD ค า ส ง ใ น ก า ร ค ว บ ค ม จ อ LCD ข อ ง Arduino น น ท า ง Arduino.cc เขยนเปน Library มาใหเพอสะดวกในการ นำาไปใชงาน หลงจากตอสายเสรจเรยบรอย ขนตอนแรกในการเร มเขยนโปรแกรมคอการเรยกใช Library ของ LCD จากไฟลช อ LiquidCrystal.h ฟงกช น LiquidCrystal(); ใชประกาศขาทตองการสงขอมลไปยงจอ LCD รปแบบในการสงงานคอ

8.5.1 LiquidCrystal lcd(rs, enable, d4, d5, d6, d7) <<< ในกรณใชงานแบบ 4 บต

8.5.2 LiquidCrystal lcd(rs, enable, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) <<< ในกรณใชงานแบบ 8 บต

8.5.3 ใชแบบ 4 บต คอ LiquidCrystal lcd(12, 11, 4, 5, 6, 7); กหมายถงการเชอมตอ rs ทขา 12 , Enable ทขา 11 ,และ DB4-DB7 ทขา 4-7 ของ Arduino ตามลำาดบ

ฟงกชน begin(); ใชกำาหนดขนาดของจอ ใชขนาด 16 ตวอกษร 2 บรรทด จงประกาศเปน lcd.begin (16, 2); ฟงกช น setCursor();ใชกำาหนดตามแหนงและบรรทดของ Cursor เชน

lcd.setCursor(0, 1); คอให เคอรเซอรไปทตำาแหนงท 0 บรรทดท 1 การนบตำาแหนงเร มจาก 0 ดงน น LCD 16x2 มต ำาแหนง 0 – 15 บรรทด คอ 0 กบ 1 ฟงกชน print(); ใชกำาหนดขอความทตองการแสดง เชน lcd.print("TEST"); คอใหแสดงขอความ “TEST” ออกทางหนาจอ LCD โปรแกรมท2.12 #include LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // RS, E, D4, D5, D6, D7 void setup() { lcd.begin(16, 2); // จอกวาง 16 ตวอกษร 2 บรรทด

lcd.print("LCDisplay"); // แสดงผลคำาวา Hello, world! ออกหนาจอ

lcd.setCursor(0, 1); // เลอนเคเซอรไปบรรทดท 2 ลำาดบท 0 (กอนหนาตวอกษรแรก)

lcd.print("TEST"); // แสดงผลคำาวา TEST

delay(3000); // หนวงเวลา 3 วนาท

lcd.clear();} // ลางหนาจอ

void loop() { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" InFunction "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" void loop(){ "); delay(500); // หนวงเวลา 0.5 วนาท

lcd.clear(); // ลางหนาจอ

delay(500); // หนวงเวลา 0.5 วนาท

} รายละเอยดชดคำาสงทใชในการสงงานระหวาง Arduino ก บ จ อ LCD ค ำา ส ง ท ใ ช ใ น ก า ร ค ว บ ค ม จ อ LCD ข อ ง Arduino แบบ I2C นนไมตางจากจอ LCD แบบธรรมดา (Parallel) มากนก ทงนยงไดมการพฒนา Library I2C มา ใหใชงานไดอยางสะดวกมากยงขน

8.6 ขนตอนการตดตงไลบรารจอแสดงผล LCD เร มตนจากการนำาไฟล Library LCD (I2C) ไปไวใน Library ของ Arduino กอนเพอใหงายตอการเรยกใช Library และทำาการแยกไฟลทโหลดมาขางตน แ ล ว น ำา ไ ป เ ก บ ย ง C:\ProgramFiles(x86)\Arduino\libraries (Drive ทไดทำาการตดตงโปรแกรม Arduino IDE)ดงแสดงภาพท2.85

ภาพท 2.85 การโหลด Library LCD (I2C)

เรยก Library ของการสอสารแบบ I2C และ Library ของจอ LCD (I2C) เปดโปรแกรม Arduino IDE ขนมา จากนนกดไปทTool > Include Library > Add .ZIP Library

ภาพท 2.86 เรยก Library ของการสอสารแบบ I2C และ Library ของจอ LCD (I2C)

ภาพท 2.87 การเลอกไฟลทไดดาวโหลดไว

8.7 ฟงกชนสงงานจอ LCD

lcd.clear() > ใชลางหนาจอ เมอมตวอกษรใดๆอยบนหนาจอ จะถกลางออกทงหมด

lcd.home() > ใชปรบใหเคเซอรกลบไปอยทตำาแหนงแรกดานซาย เมอใชคำาสง lcd.print() จะไปเรมแสดงผล ทางดานบนซาย

lcd.setCursor(ลำาดบตวอกษรนบจากทางซาย, บรรทด) > ใชตงคาเคเซอร เชน lcd.setCursor(2, 0); หมายถงเซตเคเซอรไป

ตวอกษรท 2 นบจากทางซาย และอยบรรทดแรกเมอใชคำาสง lcd.print() ตวอกษรตวแรกจะอยลำาดบท 3 นบจากทางซาย

lcd.write(ขอมลทตองการเขยนออกไป)> ใชสำาหรบเขยนขอมลออกไปทละตวอกษร

lcd.print(ขอมลทตองการใหเขยนออกไปรปแบบขอมล])>ใชเขยนขอมลออกไปทงขอความ

lcd.cursor() > ใชสงใหแสดงเคอเซอรบนหนาจอ

lcd.noCursor() > ใชสงใหไมแสดงเคเซอรบนหนาจอ

lcd.display() > แสดงตวอกษรบนหนาจอ

lcd.noDisplay() > ปดการแสดงตวอกษรในหนาจอ

lcd.scrollDisplayLeft() > เลอนตวอกษรไปทางซาย 1 ตว

lcd.scrollDisplayRight() > เลอนตวอกษรไปทางขวา 1 ตว

lcd.autoscroll() > เลอนตวอกษรไปทางขวาอตโนมตหากใชคำาสง lcd.print() หรอ lcd.write() เมอตวอกษรเตม หนาจอ

lcd.noAutoscroll() > ปดการเลอนตวอกษรอตโนมต

lcd.leftToRight() > เมอใชคำาสง lcd.print() หรอ lcd.write() ตวอกษรจะเขยนจากซายไปขวา

lcd.rightToLeft() > เมอใชคำาสง lcd.print() หรอ lcd.write() ตวอกษรจะเขยนจากขวาไปซาย

โปรแกรมท 2.13 #include #define BacklightPin 7 LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { pinMode(BacklightPin, OUTPUT); digitalWrite(BacklightPin, HIGH); lcd.begin(16, 2); lcd.print("LCD Safe Mode"); // แสดงคำาวา LCD Safe Mode ออกทางหนาจอ } void loop() { LCD_ON(); // เปดหนาจอ delay(1000); // หนวงเวลา 1 วนาท LCD_OFF(); // ปดหนาจอ delay(1000); // หนวงเวลา 1 วนาท } void LCD_ON() { lcd.display(); // เปดการแสดงตวอกษร digitalWrite(BacklightPin, HIGH); // เป ดไฟแบลกไลค } void LCD_OFF() { lcd.noDisplay(); // ปดการแสดงตวอกษร digitalWrite(BacklightPin, LOW); // ป ดไฟแบลกไลค }

8.8 การสรางตวอกษรหรอใสรปภาพลงจอ LCD นอกจากจะใชตวอกษร ABCD .... ตวเลข เคร องหมายตางๆแลว ยงสามารถสรางตวอกษรเองใหเปน ลกษณะของรปภาพไดเพอเพมความเขาใจ และความสวยงามของการแสดงผลขอมลบนหนาจอ การส ร า ง ต ว อ ก ษ ร ส า ม า ร ถ ส ร า ง ไ ด จ า ก ล ง : Maxpromer.github.io/LCD-Character-Creator/ อ พ เ ด ช เ ข า Arduino

ภาพท 2.89 การสรางตวอกษรหรอใสรปภาพลงจอ LCD

2.1.9 รเลย (Relay)

รเลย(Relay ) เปนอปกรณไฟฟาชนดหนง ซงทำาหนาทตดตอวงจรแบบเดยวกบสวตช โดยควบคมการทำางานดวยไฟฟา Relay มหลายประเภทตงแต Relay ขนาดเลกทใชในงานอเลกทรอนกสทวไป จนถง Relay ขนาดใหญทใชในงานไฟฟาแรงสง โดยมรปรางหนาตาแตกตางกนออกไป แตมหลกการทำางานทคลายคลงกน สำาหรบการนำา Relay ไปใชงาน จะใชในการตดตอวงจร ทงน Relay ยงสามารถเลอกใชงานไดหลากหลายรปแบบ

หนงในการประยกตใชงานระบบควบคมอตโนมตคอการควบคมอปกรณทมความตองการกระแสไฟฟาและ แรงดนไฟฟาสง เชนหลอดไฟ มอเตอร ขดลวดเคลอนท หรอโซลนอยด ในขณะทไมโครคอนโทรลเลอรสามารถขบ แรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทางเอาตพตไมสงคอประมาณ +3 หรอ +5V 20mA ดงนนจงตองมการเรยนรถงแนวทางในการนำาไมโครคอนโทรลเลอรไปขบอปกรณทตองการพลงงานไฟฟา สงอปกรณท

นยมนำามาใชในการขบโหลดกระแสไฟฟาสงรวมกบไมโครคอนโทรลเลอรคอรเลย (Relay)ดงแสดงภาพท 2.90

ภาพท 2.90 บอรดรเลยใชในการเชอมตออปกรณภายนอกของ Arduino

9.1 ความรเบองตนเกยวกบรเลย รเลยทำาหนาทเปนสวตชแรงด นและกระแสไฟฟาสง ใชงานได ท งก บโหลดไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบ เปนอปกรณแมเหลกไฟฟาแบบหนง ทท ำาหนาทเปนสวตชตดตอหนงชดหรอมากกวา ขนอยกบจำานวนหนาสมผสท รเลยตวหนงๆ บรรจอยรเลยมสญลกษณตามภาพท 2.91 (ก) รเลยประกอบดวยสวนสำาคญ 2 สวนคอ ขดลวด (Coil) และหนาสมผส (Contact) แบงเปนหนาสมผสปกตปดวงจรหรอแบบตอ (Normally Closed:NC) และปกตเปดวงจรหรอไมตอ (Normally Opened :NO)ดงแสดงภาพท 2.91

ภาพท2.91 แสดงสญลกษณและการทำางานเบองตนของรเลย

ภาพท2.92 การทำางานเบองตนของรเลย

การกระตนใหรเลยทำางาน ทำาไดงายมากเพยงจายแรงดนใหแกขดลวดในปรมาณทขดลวดนนตองการ กทำาใหแมเหลกไฟฟาเกดขนท หนาสมผสเกดการดดหนาสมผสจากจด NC มายงจด NO ดงนนเมอรเลยทำางานหนาสมผส NO จะตอวงจร ในขณะท NC จะเปดวงจรแทนในลกษณะนทำางานเหมอนเปนสวตช2 ทางทควบคมดวย แมเหลกไฟฟา ดงแสดงการทำางานในรปท 2.93 9.1.1 คณสมบตทสำาคญของรเลยไดแก 1) แรงดนตกครอมขดลวด ททำาใหรเลยทำางาน (Vcoil หรอ Coil Voltage) 2) คาความตานทานของขดลวด (Coil Resistance) 3) อตราทนไดสงสด ทงแรงดนและกระแสไฟฟาของหนาสมผส (Contact Rating) 4) อายการใชงาน (Operating Time) 5) ตำาแหนงขาของหนาสมผส NO, NC และ C รวมทงขาตอใชงานของขดลวด

ภาพท 2.93 ลกษณะภายนอกของรเลย

9.1.2 หมายเลขในรปท 2.93 มความหมายดงน 1) ยหอร นของผผลต (แบรนด) รวมถงสญลกษณมาตรฐานตางๆ 2) รายละเอยดของไฟฟากระแสสลบทรองรบการทำางานได (VAC) 3) รายละเอยดของไฟฟากระแสตรงทรองรบการทำางานได (VDC) 4) โมเดล ระดบแรงดนฝ งขดลวด ชนดและโครงสราง และขอมลดาน Coil Sensitivityคณสมบตแบบละเอยด ดไดจากภาพท 2.94

ภาพท2.94 ลกษณะภายนอกของรเลย เปน Relay ยหอ Songle โมเดล SRD รองรบการทำางานแรงดนกระแสสลบท 250V@10A หรอ 125V@10A รองรบแรงดนกระแสตรงท 28VDC@10A ฝงขดลวดทำางานดวยแรงดน 5 V โครงสรางตว Relay เปนแบบซลด มคาความไวขดลวดท 0.36 W หนาสมผสเปนรปแบบ 1 From C หนาสมผสแบบ A (Form A) หมายถงหนาสมผสของ Relay ในสภาพปกตจะเปดอย (Normally Open) เขยนเปนสญลกษณไดคอ

หนาสมผสแบบ B (Form B) หมายถง หนาสมผสของ Relay ในสภาพปกตจะปด (Normally Close) และ เขยนเปนสญลกษณไดคอ

หนาสมผสแบบ C (Form C) แบบนเรยกวา "Break, Make หรอ Transfer" เขยนสญลกษณไดดงน

หนาสมผสแบบ C จะมอยดวยกน 3 ขา ในขณะท Relay ยงไมทำางาน หนาสมผส 1 และ 2 จะตอกนอย เมอ Relay ทำางานหนาสมผส 1 และ 2 จะแยกกน จากนนหนาสมผส 1 จะมาตอกบหนาสมผส 3 แทน พอ Relay หยดทำางานหนาสมผส 1 กบ 2 กจะกลบมาตอกนตามเดม 9.2 วงจรขบรเลย ในการทำางานปกต พอรตเอาตพตของไมโครคอนโทรลเลอร ไมสามารถนำาไปขบอปกรณเอาตพต กระแสไฟฟาสงไดโดยตรง เนองจากขอจำากดดานความสามารถในการจายกระแสไฟฟา ดงนนถาตองการนำาไมโครคอนโทรลเลอร ไปขบโหลดกระแสไฟฟาสง ตองมอปกรณททำาหนาทจายแรงดนและกระแสสงโดยเฉพาะ เรยกอปกรณเหลานวาอปกรณขบ หรอไดรเวอร (Driver) 9.2.1 การใชทรานซสเตอรขบแบบเดยว การขบโดยวธน เหมาะสมสำาหรบโหลดทมความตองการกระแสไฟฟาปานกลางตงแต 30 ถง 200 mA เชนรเลยกำาลงตำาไปจนถงปานกลาง ทมคาความตานทานของขดลวดภายในรเลยไมตำากวา 100 ohm, หลอดไฟ กำาลงตำา และมอเตอรไฟตรงขนาดเลกดงแสดงภาพท 2.95

รปท 2.95 วงจรขบโหลดกระแสไฟฟาปานกลางและการขบโหลดโดยใชทรานซสเตอรตอแบบดารลงตน

เปนการตอทรานซสเตอร เขากบขาพอรตของไมโครคอนโทรลเลอร โดยมตวตานทาน R1 ทำาหนาทจำากดกระแสไฟฟาทไหลเขาขาเบสของทรานซสเตอร Q1 ซงจะทำางานกตอเมอขาพอรตของ ไมโครคอนโทรลเลอร มสถานะลอจกเปน “1” เมอ Q1 ทำางาน เกดกระแสไฟฟาไหลผาน RL ซงเปนโหลดตออย ทางเอาตพต ทขาคอลเลกเตอรของ Q1 กระแสโหลดสงสด (ILmax) มคาเทากบ 12V / 300 ohm =40 mA ถงแมวา Q1 เบอร2N3904 มคากระแสคอลเลกเตอรสงสดถง 100mA แตในทางปฏบตจรง ไมควรออกแบบให ทรานซสเตอรทำางานถงพกดสงสด ยานปลอดภยของทรานซสเตอร ควรอยไมเกนครงหนงของอตราการทนไดสงสด ดวยการจดวงจรตามรปท 2.95 สามารถใชสญญาณจากพอรตเอาตพต กระตนใหทรานซสเตอรท างานเพอขบรเลย ขนาดเลกไดอยางปลอดภย 9.2.2 การใชทรานซสเตอรแบบดารลงตนขบโหลดกระแสสง จากการใชทรานซสเตอรตอกนแบบคาสเคด เพอเพมความสามารถในการขบกระแสไฟฟาใหสงขน นำามาส การใชทรานซสเตอรอกแบบหนงทบรรจทรานซสเตอร 2 ตวตอกนแบบดารลงตนภายใตตวถงเดยวกน ทำาใหขบ กระแสไฟฟาทางเอาตพตไดสง และมความเรวในการทำางานสงดวย โดยใชอปกรณเพยงตวเดยว สงผลใหขนาดของ วงจรเลกลง ดงแสดงวงจรตามรปท 7.5 จากวงจร Q1 ซงเปนทรานซสเตอรแบบดารลงตน สามารถขบกระแสไฟฟา ทางเอาตพตไดสงถง 750 mA ดวยการตอเขากบพอรต

เอาตพต โดยผานตวตานทานจำากดกระแสเพยงตวเดยวและ ไมตองตอทรานซสเตอรแบบคาสเคด ทำาใหมความเรวในการทำางานสง ตลอดจนสามารถขบกระแสไฟฟาทางเอาต พตไดสงพอสมควร 9.2.3 การใชไอซขบ ไอซทใชในการขบโหลดกระแสสง มกจะมวงจรทางเอาตพตเปนแบบคอลเลกเตอรเปด ทำาใหใชกบแรงดนไฟฟาทสงไดสำาหรบไอซขบหรอไอซไดรเวอรทยกมาอธบายคอเบอร ULN2003 เปนไอซทภายในบรรจอนเวอร เตอรเกต 7 ตว มรปแบบการจดขาและวงจรภายในแสดงในภาพท 2.96 ใชกบแรงดนไดสงสด +30V กระแสเอาตพตสงสดในแตละขาเทากบ 500 mA ทงนขนอยกบความสามารถในการจายกระแสไฟฟาของแหลงจายไฟดวย นอกจากนนยงมการตอไดโอดปองกนแรงดนยอนกลบจากอปกรณ เอาตพต ทมโครงสรางเปนขดลวดไวททกขาเอาตพต ทำาใหใชขบโหลดทเปนขดลวด เชนรเลยหรอมอเตอรไฟตรง ขนาดเลกถงขนาดกลางไดดงแสดงภาพท 2.96

ภาพท 2.96 การใชไอซไดรเวอรเบอร ULN2003 ขบโหลดกระแสสง 9.3 การเช อมตออปกรณภายนอกดวยบอรดขบรเลย Relay4 ชอง เปนแผงวงจรขบรเลย 4 ชอง ราคาประหยดมคณสมบตทางเทคนคโดยสรปแสดงดานลาง สวนในภาพท 2.97 แสดงวงจรสมบรณและลกษณะรปรางของบอรด Relay4 ชองดงแสดงภาพท 2.97

ภาพท 2.97 ลกษณะภายนอกของ Relay Module 4 Channels Relay Module 4 Channels มเอาตพตคอนเนคเตอรท Relay เปน NO/COM/NC สามารถใชกบโหลด ไดทงแรงดนไฟฟา DC และ AC โดยใชสญญาณในการควบคมการทำางานดวยสญญาณโลจก TTL คณสมบต (Features) 9.3.1 รเลยเอาตพตจำานวน 4 ชอง 9.3.2 สงงานดวยระดบแรงดน TTL 9.3.3 CONTACT OUTPUT ของรเลยรบแรงดนไดสงสด 250 VAC 10 A, 30 VDC 10 A 9.3.4 ม LED แสดงสถานะ การทำางานของรเลยและแสดงสถานะของบอรด 9.3.5 มจมพเปอรสำาหรบเลอกวาจะใชกราวดรวมหรอแยก 9.3.6 ม OPTO-ISOLATED เพอแยกกราวดสวนของสญญาณควบคมกบไฟฟาท ขบรเลยออกจากกน ขาสญญาณ (Pin Definition)

ภาพท 2.98 แสดงขาทใชในการเชอมตอของ Relay Module 4 Channels

ตารางท 2.6 แสดงขาทใชในการเชอมตอของ Relay Module 4 Channels

ภาพท 2.99 วงจรสมบรณของ Relay4i บอรดขบรเลย 4 ชอง การใชงานบอรดขบรเลย Relay4i ตอโหลดทตองการควบคมเขาทจดตอหนาสมผสของรเลย ซงม 4 ชอง แตละชองเลอกใหทำางานแบบตอหรอตดวงจรกได ปกตแลวจะเลอกใชงานแบบ ตอวงจรมากกวา นนคอเมอรเลย ทำางานจะเปนการตอวงจรเพอจายไฟเลยงไปยงโหลดหรออปกรณไฟฟา เพอใหทำางานตอไปดงแสดงภาพท 2.100

ภาพท 2.100 แสดงสวนประกอบของ Relay4i บอรดขบรเลย 4 ชองและการตอใชงาน

จะเหนวาผใชงานสามารถตอหนาสมผสรเลยเขากบเครองใชไฟฟาไดสงสด 220Vac 600W (วตต) โดยตอผานเตาเสยบในขณะทอกชองหนงนนจะตอกบหลอดไฟ 12V ในแตละชองของหนาสมผสรเลยตอ กบโหลดไดทงแบบไฟฟากระแสตรงหรอกระแสสลบ รวมถงการตอวงจรเพอทำาหนาทเปนเหมอนสวตชธรรมดาก สามารถทำาได 1) ใชไอซขบโหลดกระแสสงเบอร ULN2003 บนบอรดจดวงจรเพอขบรเลย 12V 4 ชอง 2) ใชไฟเลยง +12V แยกตางหาก 3) รบสญญาณลอจก “1” จากไมโครคอนโทรลเลอรหรอวงจรภายนอกในการกระตนใหรเลยทำางาน 4) มไฟแสดงการทำางานของรเลย 5) จดตอหนาสมผสรเลยเปนแบบขนสกรทำาใหสามารถตอใชงานไดอยางสะดวก 6) อตราทนไดของหนาสมผสรเลย 220Vac 5A รองรบโหลดไดไมเกน 600 วตต 6.1 หนาสมผส NO หมายถงปกตเปดวงจร (Normally Open) เมอรเลยท างานจะตอวงจรเขากบขา C ดงนนหากตองการใชงานในแบบตอวงจรตองเลอกตอใชงานหนาสมผส NO และ C

6.2 หนาสมผส NC หมายถงปกตปดวงจร (Normally Close) เมอรเลยทำางานจะเปดวงจรออกจากกบขา C หากตองการใชงานแบบตดวงจรตองเลอกตอใชงานหนาสมผส NC และ C 6.3 จดตอหนาสมผสรเลยเปนแบบขนสกร ทำาใหสามารถตอใชงานไดอยางสะดวก 6.4 อตราทนไดของหนาสมผสรเลย 220Vac 5A สามารถรองรบโหลดได 600 วตต 6.5 ตอไฟเลยง +12V สำาหรบเลยงวงจรแยกตางหากจากไฟเลยงของแผงวงจรควบคม 6.6 เมอตองการใหวงจรขบรเลยชดใดทำางาน ใหปอนสญญาณลอจก “1” จากไมโครคอนโทรลเลอรเขาทจดตออนพต Relay-1 ถง Relay-4 โดยตอใชงานพรอมกนทง 4 ชอง หรอควบคมแยกชองกได 6.7 เมอวงจรขบไดรบสญญาณลอจก “1” ไอซขบบนบอรด Relay4i ทำางานจะไดยนเสยงหนาสมผสรเลยตดตอพรอมกบไฟแสดงการทำางานของรเลยตดสวาง หากตองการหยดการทำางานใหสงสญญาณลอจก “0”เขามาท อนพตของวงจร 9.4 การใชงาน Arduino กบบอรดขบรเลย 4 ชอง ลำาดบตอไปเปนการนำาเสนอตวอยางการทดลองเพอนำาบอรดมาใชงานกบบอรด Relay4i เพอขบโหลด กระแสสง โดยแบงออกเปน 2 แบบคอ 9.4.1 สวตชไฟฟาแบบโปรแกรมไดอยางงาย เปนการทดลองขบรเลยอยางงายโดยผใชงานสามารถ ปรบเปลยนคาเวลาในการทำางานและหยดทำางานได 9.4.2 ควบคมการขบรเลยผานคอมพวเตอร 1) สวตชไฟฟาแบบโปรแกรมไดอยางงาย

ในการทดลองนเปนการสรางระบบควบคมเปด/ปด อปกรณไฟฟาตามเวลาอยางงาย เปนการแสดงใหเหนถงการนำาระบบไมโครคอนโทรลเลอร ซงใช ไฟเลยง +5V ในการทำางานไปควบคมการเปดปดของอปกรณไฟฟา ระบบ +12V ซงสามารถนำาแนวทางของการทดลองนไปประยกตใช ควบคมอปกรณไฟฟา 220Vac ไดโดยสงเกต ผลการทำางานจาก LED แสดงสถานะการทำางานของบอรด Relay4i รวมถงเสยงการตดตอหนาสมผสของรเลย ในขณะทำางาน 1.1 ตอวงจรตามรปท 2.101 ไฟเลยงบอรด Relay4i คอ +12 V (ควรวดแรงดนจากแหลงจายไฟกอนตอเขา กบบอรดเพอใชงานจรง) 1.2 เปดโปรแกรม Arduino IDE เขยนโปรแกรมท 2.14 จากนนคอมไพล และอปโหลดสบอรด Arduino 1.3 รนโปรแกรมเมอเรมทำางานรเลยทกตวถกควบคมใหหยดทำางาน จากนนรเลยชอง 1 จะเปนตวแรกท ทำางานนาน 0.5 วนาทแลวหยดทำางาน รเลยชอง 2 จะทำางานตอในลำาดบถดไป เรยงไปตามลำาดบจนครบทง 4 ชอง จากนนรเลยทกชองถกขบใหทำางานนาน 0.5 วนาท แลวหยดลงนาน 0.5 วนาท กอนจะเรมทำางานในรอบใหมดงแสดงภาพท 2.101

ภาพท 2.101 การเชอมตอวงจรเพอทดลองใชงานบอรด Arduino กบ Relay4i บอรดขบรเลย 4 ชอง

โปรแกรมท 2.14 int RELAY1_PIN = 18; // Output for driving relay pin 1 int RELAY2_PIN = 19; // Output for driving relay pin 2 int RELAY3_PIN = 20; // Output for driving relay pin 3 int RELAY4_PIN = 21; // Output for driving relay pin 4// Set off state for all relays boolean RELAY_STATE = false; char RelayOut[4] = {RELAY1_PIN,RELAY2_PIN,RELAY3_PIN,RELAY4_PIN}; char i; void setup() { pinMode(RELAY1_PIN, OUTPUT); // Set output pin pinMode(RELAY2_PIN, OUTPUT); pinMode(RELAY3_PIN, OUTPUT); pinMode(RELAY4_PIN, OUTPUT); digitalWrite(RELAY1_PIN, LOW); // Set default state of relay digitalWrite(RELAY2_PIN, LOW); digitalWrite(RELAY3_PIN, LOW); digitalWrite(RELAY4_PIN, LOW); } void loop() { for (i=0;i<4;i++) // Loop counter {

digitalWrite(RelayOut[i],HIGH); // Turn-on relay delay(500); // Delay 0.5 second digitalWrite(RelayOut[i],LOW); // Turn-off relay delay(500); // Delay 0.5 second } // Turn-on all relays digitalWrite(RELAY1_PIN,HIGH); digitalWrite(RELAY2_PIN,HIGH); digitalWrite(RELAY3_PIN,HIGH); digitalWrite(RELAY4_PIN,HIGH); delay(500); // Delay 0.5 second// Turn-off all relays digitalWrite(RELAY1_PIN,LOW); digitalWrite(RELAY2_PIN,LOW); digitalWrite(RELAY3_PIN,LOW); digitalWrite(RELAY4_PIN,LOW); delay(500); } คำาอธบายโปรแกรม ในโปรแกรมใชตวแปร Relay Out ซงกำาหนดเปนตวแปรแบบอะเรยทมสมาชก 4 ตวแตละตวคอขา พอรตทใชสงสญญาณไปยงวงจรขบรเลย แลวใชการวนลปเพอท ำาการเขยนคาไปยงขาพอรตเพอเปดปด วงจรขบรเลย ดวยวธนท ำาใหโปรแกรมควบคมกระชบขน รเลยแตละตวจะทำางานและหยดทำางาน 0.5 วนาท เรยงลำาดบจาก การชดวยตวแปร i จากนนจะทำาการขบรเลยทงหมดใหทำางาน 0.5 วนาท และหยดทำางานทงหมดเปนเวลา 0.5 วนาทจากนนวนกลบไปเรมตนทำางานใหม 1.4 ควบคมการขบรเลยผานคอมพวเตอร ในการทดลองนเปนการสรางระบบควบคม เปด/ปด อปกรณไฟฟาดวยการควบคมจากคอมพวเตอร เปนการแสดงใหเหนถงการสอสารขอมลอนกรม

ระหวางคอมพวเตอรกบระบบไมโครคอนโทรลเลอร เพอทำาการควบคมการเปดปดของอปกรณไฟฟาผานรเลย 1.4.1 ใชวงจรในภาพท 7.101 ทำาการทดลอง 1.4.2 เปดโปรแกรม Arduino IDE เขยนโปรแกรมท 2.15 จากนนคอมไพลและอปโหลดสบอรด Arduino 1.4.3 เมออปโหลดโปรแกรมเสรจ ทำาการเปดหนาตาง Serial monitor เลอกอตราบอดเปน 9600โปรแกรม 2.15 /* Example sketch to control the RELAY4 4-Channel Relay Driver. * Connect Relay4i inputs to Arduino pins 18, 19, 20 and 21 * Open the Serial monitor at 9600 baud * and value to ON/OFF each relay * Credit : http://www.freetronics.com */ int RELAY1_PIN = 18; // Output for driving relay pin 1 int RELAY2_PIN = 19; // Output for driving relay pin 2 int RELAY3_PIN = 20; // Output for driving relay pin 3 int RELAY4_PIN = 21; // Output for driving relay pin 4 byte command = 0 void setup(){ Serial.begin(9600); // Set baudrate 9600 bps delay(5000); // Initial delay Serial.println(“Arduino with RELAY4i”); // Shows title message

Serial.println(“Ready. Type 0 to OFF all relays, 1 – 4 to ON each relay.”); pinMode(RELAY1_PIN,OUTPUT); // Set output pin pinMode(RELAY2_PIN,OUTPUT); pinMode(RELAY3_PIN,OUTPUT); pinMode(RELAY4_PIN,OUTPUT); resetAllChannels(); // OFF all relay driver delay(1000); // Delay 1 second } โปรแกรมท 2.15 ไฟล Relay_Simple.ino โปรแกรมภาษา C/C++ ของ Arduinio สำาหรบบอรด Arduino ในการขบรเลย 4 ตวผานทางบอรด RELAY4i ตามเงอนไขทกำาหนดในโปรแกรมดงแสดงภาพท 2.102

ภาพท 2.102 การเปดหนาตาง Serial Monitor

ภาพท 2.103 การแสดงผลของ Serial Monitor 2.2 งานวจยทเกยวของ วทยาลยชมชนจงหวดแพร (2556) ประสทธภาพของเครองตนำาหอมเปยกในการศกษาวจยครงนใชตนสายพนธใบใหญ หรอหอมหลวงทำาการหมกแลวทาการตกตะกอนเปนหอมเปยก (เปรอะ)ดวยเครองตนำา

หอมทพฒนาขนใหมเปรยบเทยบกบเครองตตนแบบและการตนำาหอมดวยมอพบวาเครองตนำาหอมทพฒนาขนใหมใชเวลาในการตนำาหอมจนนำาหอมโหนอยทสดเทากบ 2.09 ±0.05c นาท นอยกวาเครองตนแบบทใชเวลา 11.95 ±0.89b นาท ในขณะทเวลาการตนำาหอมดวยมอใชเวลาในการตหอมนานทสดถง 45.75 ± 3.14 a นาท ซงพบวาวธการตนำาหอมทง 3 วธการมความแตกตางกนอยางมนยสำาคญทระดบความเชอมนรอยละ 95 และยงพบวาการใชเครองทพฒนาขนใหมสามารถลดเวลาในการตนำาหอมได 95.43 เปอรเซนตเมอเปรยบเทยบกบการตนำาหอมดวยมอ และลดเวลาได 82.51 เปอรเซนต เมอเทยบกบเครองตนแบบ นาย ณฐพล บวงาม และคณะ (2558) จากการศกษาวธการทำากาละแมพบวาตองใชเวลา 7-8 ชวโมง จงจะไดกาละแมจำานวน 4-5 กโลกรมจากสภาพปญหาดงกลาวคณะผศกษาจงไดมแนวความคดในการสรางและหาประสทธภาพเครองกวนกาละแมขน ในการสรางและหาประสทธภาพเครองกวนกาละแมโดยกลมตวอยางทเปนครสาขางานยานยนตและกลมตวอยางทเปนกลมแมบานในตำาบลเจดรว สามารถอภปรายผลไดดงนผลการประเมนประสทธภาพเครองกวนกาละแม โดยกลมตวอยางทเปนครสาขางานยานยนตไดประเมนประสทธภาพเครองกวนกาละแม ดานรปแบบไดคะแนน 97 คะแนน คดเปนรอยละ 77.6 ดานการทำางานไดคะแนน 88 คะแนน คดเปนรอยละ 70.4 และดานการใชงานไดคะแนน 97 คะแนน คดเปนรอยละ 77.6 อยในระดบดผลการประเมนประสทธภาพเครองกวนกาละแม โดยกลมตวอยางทเปนกลมแมบานในตำาบลเจดรวไดประเมนประสทธภาพเครองกวนกาละแมดานรปแบบไดคะแนน 92 คะแนน คดเปนรอยละ 73.6 ดานการทำางานไดคะแนน 87 คะแนน คดเปนรอยละ 69.6 และดานการใชงานไดคะแนน 91 คะแนนคดเปนรอยละ 72.8 อยในระดบด