DigitalLAB-X 1
DigitalLAB-X
1. คุณสมบัติทางเทคนิคและลักษณะทางกายภาพ บอรดทดลอง DigitalLAB-X ไดบรรจุเครืองมื ่ อพืนฐานที ้ มากเพี ่ ยงพอสําหรับการเรียนรูวงจร ดิจิตอล ครอบคลุมหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพทัง้ ปวช. และ ปวส. ชางอิเล็กทรอนิกส ปริญญาตรี สาขาอิเล็กทรอนิกสในชันป ้ ที่ 1 และ 2 รวมถึงยังเหมาะกับผูเริ มต ่ นเรียนรูด วย คุณสมบัติทางเทคนิคโดยสรุปมีดังนี้ แหลงจายไฟตรงสําหรับทดลอง 2 ชุดคือ +V (แรงดันของอะแดปเตอร) และ +5V
ลอจิกสวิตชแบบสวิตชเลือน ่ 8 ชุด
ลอจิกมอนิเตอร 8 ชอง ลอจิกโพรบ แสดงลอจิก “0”, “1” และพัลส ในระดับทีทีแอล 1 ชุด วงจรกําเนิดสัญญาณพัลส 1Hz ถึง 1kHz 1 ชุด - เลือกความถีโดยการกดสวิ ่ ตช - มีไฟแสดงความถีเอาต ่ พุต (1Hz, 10Hz, 100Hz และ 1kHz) - ระดับสัญญาณเอาตพุตแบบทีทีแอล ดีเบาซสวิตช 2 ชุด วงจรถอดรหัสเลขฐานสองเปนเลขฐานสิบหกขับ LED ตัวเลข 2 ชุด วงจร LED ดอตเมตริกซ ขนาด 5 x 7 จุด 1 ชุด แหลงจายแรงดันอางอิงปรับคาได 0 ถึง +5V - สําหรับทดลองวงจรแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล
แผงตอวงจรขนาด 2.5 นิว้ x 7 นิว้ จํานวนจุดตอ 800 จุด 1 แผง 1 ชุด มีลําโพงเปยโซสําหรับขับสัญญาณเสียง ้ ไฟตรงในชวง +7.5 ถึง +12V 500mA ใชไฟเลียงจากอะแดปเตอร มีวงจรเรกูเลเตอรควบคุมแรงดันไฟเลียงให ้ คงทีที่ ่ +5V
2 DigitalLAB-X
รูปที่ 1 แสดงรายละเอียดของบอรดทดลองวงจรดิจิตอล DigitalLAB-X
DigitalLAB-X 3
2. การใชงานเครืองมื ่ อบนชุดทดลอง DigitalLAB-X 2.1 การใชงานแหลงจายไฟ (DC Supply) บนชุดทดลอง DigitalLAB-X มีแหลงจายไฟตรงใหใชงาน 2 ชองคือ +V และ +5V มีจุดรวม หรือกราวดเดียวกัน จายกระแสไฟฟารวมประมาณ 500mA โดยคาของ +V จะขึนอยู ้ กั บอะแดปเตอร ทีนํ่ ามาใชกับบอรดทดลอง ปกติจะเทากับ +12V การตอแหลงจายไฟตรงไปใชงานสามารถตอสายจากจุดตอไดโดยตรง
2.2 การใชงานวงจรกําเนิดสัญญาณพัลส (Pulse Generator) 2.2.1 เลือกความถีของสั ่ ญญาณไดจากสวิตชกดบนชุดทด ลอง ซึงมี ่ ดวยกัน 4 คาคือ 1 Hz, 10Hz, 100Hz และ 1kHz โดยสังเกตคาควมถีเอาต ่ พุตจากไฟแสดงคาความถี่ 2.2.2 ตอเอาตพุตเขากับวงจรทีต่ องการสัญญาณ หาก วงจรนันใช ้ แหลงจายไฟรวมหรือใชกราวดรวมกับชุดทดลองก็ไม ตองตอสายกราวด 2.2.3 หากตองการดูรูปสัญญาณ ใหตอเอาตพุตเขากับออสซิลโลสโคป ปรับปุม Time/Div และ Volt/Div ของออสซิลโลสโคป จนกระทังเห็ ่ นรูปสัญญาณ รูปสัญญาณทีปรากฎจะมี ่ ลักษณะเปนรูปสี่ เหลียม ่ ความถีตรงกั ่ บยานความถีที่ เลื ่ อก ขนาดของสัญญาณคือ 5Vp-p สัญญาณพัลสทีออกจากจุ ่ ดนี้ เปนสัญญาณทีมี่ สวนประกอบของไฟตรง
4 DigitalLAB-X
2.3 การใชงานลอจิกสวิตช (Logic Switch) เมือต ่ องการเลือกลอจิก “1” เลือกสวิตชไปทางดานบน ทีเอาต ่ พุตของสวิตชมีแรงดัน +5V กําหนดเปนลอจิก “1” เมือต ่ องการเลือกลอจิก “0” เลือกสวิตชไปทางดานลาง ทีเอาต ่ พุตของสวิตชมีแรงดัน 0V กําหนดเปนลอจิก “0” การทํางานของลอจิกสวิตชทัง้ 8 ชอง เปนอิสระตอกัน
2.4 การใชงานลอจิกมอนิเตอร (Logic Monitor) ในภาวะปกติทีไม ่ มีการปอนอินพุต ไฟแสดงสถานะ ลอจิกจะดับหมด เมือต ่ องการตรวจสอบระดับลอจิกในวงจร ใหตอสายจาก อินพุตของลอจิกมอนิเตอรเขาทีจุ่ ดวัด โดยไมตองตอกราวด ทัง้ นีเพราะในชุ ้ ดทดลองไดกําหนดใหกราวดรวมกันแลว หากไฟติดสวาง หมายความวา จุดทีทํ่ าการตรวจสอบนันมี ้ สถานะเปน ลอจิก “1” หากไฟดับ หมายความวา จุดทีทํ่ าการตรวจสอบนันมี ้ สถานะเปนลอจิก “0” ขอระมัดระวัง ลอจิกมอนิเตอรนีสามารถใช ้ กับวงจรดิจิตอลไดทุกวงจรทีใช ่ ไฟเลียง ้ +5V
DigitalLAB-X 5
2.5 การใชงานลอจิกโพรบ 2.5.1 ตอสายอินพุต IN เขากับจุดทีต่ องการตรวจสอบลอจิก 2.5.2 หากไฟสีเขียวทีตํ่ าแหนง LO ติดสวาง แสดงวา จุดทีตรวจสอบ ่ เปนลอจิก “0” 2.5.3 หากไฟสีแดงทีตํ่ าแหนง HI ติดสวาง แสดงวา จุดทีตรวจสอบเป ่ น ลอจิก “1” 2.5.4 หากไฟสีเหลืองทีตํ่ าแหนง PULSE ติดสวาง พรอมกับไฟแสดงผล ทีตํ่ าแหนง LO และ HI หมายความวา จุดทีตรวจสอบนั ่ น้ เกิดการเปลียนแปลง ่ ของลอจิกไมคงที่ หรือมีพัลสเกิดขึนที ้ จุ่ ดนัน้
2.6 การใชงานวงจรถอดรหัสตัวเลข 7 สวน (Binary to HEX Decoder) ในภาวะปกติสวนแสดงผลตัวเลขทัง้ 2 หลักแสดงเลข “0” เมือต ่ องการใชงาน ปอนสัญญาณขอมูลเขามาทีอิ่ นพุต DCBA และจุด dp ในกรณีทีต่ องการใชจุดของสวนแสดงผล สําหรับจุด dp มีขอจํากัดวาตองปอนเปนไฟบวกเทานัน้ ดังนัน้ เวลาตอสายใชงานสังเกตใหดี วงจรนีสามารถต ้ อใชงาน ไดทันที ไมตองตอสายกราวด
2.6 การใชงานดีเบาซสวิตช (Debounce Switch) ใชปอนสัญญาณพัลสเดียวให ่ แกวงจร มีเอาตพุต 2 แบบ (1) แบบพัลสขอบขาขึน้ ในแบบนีหากไม ้ มีการ กดสวิตช ระดับลอจิกทีเอาต ่ พุตจะเปน “0” เมือกดสวิ ่ ตชจะ กลายเปน “1” ตราบเทาทียั่ งกดสวิตชไว (2) แบบพัลสขอบขาลง ในแบบนีหากไม ้ มีการ กดสวิตช ระดับลอจิกทีเอาต ่ พุตจะเปน “1” เมือกดสวิ ่ ตชจะ กลายเปน “0” ตราบเทาทียั่ งกดสวิตชไว การตอใชงานทําไดทันที ไมตองตอสายกราวด
6 DigitalLAB-X
2.7 การใชงานแหลงจายแรงดันอางอิงปรับคาได 0-5V บนชุดทดลอง DigitalLAB-X มีแหลงจายแรงดันปรับคาไดสําหรับ ทดลองวงจรแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล 0-5V การตอใชงานสามารถ ทําไดโดยตรง และมีกราวดรวมกับวงจรหลัก การปรับคาทําไดโดยหมุนปุมที อยู ่ บนตั วตานทานปรับคาได ในสวนของ แหลงจายแรงดันนี้ หากตอมัลติมิเตอรทีเลื ่ อกยานวัดแรงดันไฟตรงไวเขาทีจุ่ ด +V จะเห็นการเปลียนแปลงของแรงดั ่ น 0 ถึง +5V
2.8 การใชงานวงจร LED ดอตเมตริกซ 5 x 7 จุด เครืองมื ่ อพิเศษอีกอยางหนึงที ่ มี่ บนชุดทดลอง DigitalLAB-X คือ วงจร LED ดอตเมตริกซขนาด 5x7 จุด โดยตอขาควบคุมทางแนวแถวหรือโรว (Row) และ แนวหลักหรือคอลัมน (Column) ออกมาใหใชงานครบทุกขา ทีขาควบคุ ่ มทางแนว หลักหรือคอลัมนจะเปนขาแคโทดของ LED มีการตอตัวตานทานคา 1k อนุกรม เพือจํ ่ ากัดกระแสไฟฟาไมใหไหลผาน LED แตละดวงมากเกินไป การใชงานตองปอนสัญญาณลอจิกสูงหรือ "1" เขาทีขาควบคุ ่ มทางแนว แถวหรือโรว และทีขาควบคุ ่ มทางแนวหลักหรือคอมลันตองปอนสัญญาณลอจิก ตําหรื ่ อ "0" หรือตอลงกราวด LED ในตําแหนงทีเลื ่ อกตอสัญญาณลอจิกไวจะ ติดสวาง
3. การใชงานแผงตอวงจร แผงตอวงจรหรือโปรโตบอรด บางทีเรียกวา เบรดบอรด (breadboard) เปนแผงพลาสติกที่ มีการจัดแบงเปนกลุม โดยภายในแตละกลุมบรรจุ แผงโลหะตัวนําปลอดสนิม แลวทําการเจาะรูบนแผง พลาสติกนัน้ เพือให ่ สามารถนําสายไฟขนาดเล็กเสียบเขาไปสัมผัสกับแผงโลหะ ในขณะเดียวกันแผงโลหะ ดังกลาวก็จะทําการบีบสายไฟนันให ้ แนนอยูกั บที่ เมือผู ่ ใช งานตองการปลดสายไฟออกก็เพียงออกแรง ดึงเล็กนอย หนาสัมผัสของแผงโลหะก็จะคลายออก ทําใหสายไฟสามารถหลุดออกจากจุดตอนันได ้ ในรูปที่ 2 แสดงลักษณะภายนอกและโครงสรางภายในของแผงตอวงจรหรือโปรโตบอรด จะเห็นไดวา แผงตอวงจรแบงออกเปน 2 กลุมใหญ ๆ คือ กลุมที มี่ การตอถึงกันในแนวตัง้ ซึงมี ่ ดวยกัน 5 จุดตอในหนึงกลุ ่ มย อย และกลุมที ต่ อถึงกันในแนวนอน กลุมหลั งนีจะได ้ รับการจัดวางให อยูในบริ เวณขอบบนและลางของแผงตอวงจร มีดวยกัน 2 แถวยาวตอหนึงด ่ าน รวม 4 แถว ในแตละ แถวยาวยังแบงเปน 2 สวน ดังนันในการใช ้ งานหากตองการใหแถวยาวแตละแถวตอถึงกันจากซายไป ขวาตองใชสายไฟเชือมต ่ อระหวางจุดแบงของแตละแถว ดังในรูปที่ 3
DigitalLAB-X 7
แผงโลหะปลอดสนิม บริเวณที่ใชบีบจับสายไฟ
รูปที่ 2 แสดงลักษณะภายนอกและโครงสรางภายในของแผงตอวงจรหรือโปรโตบอรด ลวดทองแดง 1
5
10
15
20
25
1
5
10
15
20
25
ฉนวน
A B C D E
F G H I J
ตัวตานทาน ไดโอด รูปที่ 3 แสดงการเชื่อมตอภายในของแผงตอ วงจร (ในรูปเปนการจําลองอาจแตกตางจากของ รูปที่ 4 การเตรียมสายตอวงจรและอุปกรณทีต่ องการ จริง) โดยเสนสีดําหนาแสดงการตอถึงกันของแตละ เสียบลงบนแผงตอวงจร จุดบนแผงตอวงจร
8 DigitalLAB-X
3.1 สายไฟทีใช ่ กับแผงตอวงจร สายไฟหรือสายตอวงจรทีเหมาะกั ่ บแผงตอวงจรหรือโปรโตบอรดนัน้ ควรเปนสายทองแดงเดียว ่ ทีได ่ รับการชุบดวยนิเกิลหรือเงิน มีความแข็งแรงพอสมควร สามารถดัดหรือตัดไดงาย มีขนาดเสนผาน ศูนยกลาง 0.4 มิลลิเมตร หรือใชสายเบอร 22AWG ทังนี ้ หากใช ้ สายทีมี่ ขนาดใหญกวานีจะทํ ้ าใหแผง โลหะของแผงตอวงจรเกิดการหลวม ไมสามารถบีบจับ สายไฟไดอีก ไมแนะนําใหใชสายโทรศัพททีเป ่ นทองแดงลวนๆ เนืองจากสายเหล ่ านันมี ้ การอาบนํายากั ้ นสนิม หากนํามาใชตอวงจรทันที อาจทําใหวงจรไมทํางาน เพราะนํายาที ้ เคลื ่ อบลวดทองแดงอยูมี คุณสมบัติเปน ฉนวนทําใหกระแสไฟฟาไมสามารถไหลผานไปได หากตองนํามาใชจริงๆ ควรใชมีดขูดนํายาที ้ เคลื ่ อบอยู ออกเสียกอน แตนันเท ่ ากับวา ไดทําลายฉนวนปองกันสนิมของลวดทองแดงไปแลว หากใชไปสักระยะหนึง่ ก็จะเกิดสนิมทีสายต ่ อวงจรนัน้ เมือนํ ่ ามาใชงานก็อาจทําใหวงจรทีทํ่ าการตอนันไม ้ ทํางานได สําหรับผูที ซื่ อชุ ้ ดทดลองของบริษัท อินโนเวตีฟ เอ็กเพอริเมนต จํากัด จะไดรับสายตอวงจรสําหรับ ใชงานกับแผงตอวงจรและจุดตอตางๆ บนชุดทดลองในปริมาณทีเพี ่ ยงพอตอการทดลองวงจร
สายตอวงจร สองเสนนี้ตอถึงกัน
สายตอวงจรสองเสนนี้ ไมตอถึงกัน
1 A B C D
รูปที่ 5 การเชือมต ่ อของแผงตอวงจรเมือเสี ่ ยบสายลงบนแผงตอวงจร
DigitalLAB-X 9
+V
R1 +V
R1 R2 R2
GND R3 R3
GND
รูปที่ 6 ตัวอยางการตอวงจรลงบนแผงตอวงจร
3.2 การตอวงจรบนแผงตอวงจร ในรูปที่ 4 เปนการตัวอยางการเตรียมสายตอวงจรและดัดขาอุปกรณเพือเตรี ่ ยมติดตังลงบนแผง ้ ตอวงจร สวนในรูปที่ 5 แสดงการเชือมต ่ อของแผงตอวงจรเมือเสี ่ ยบสายลงในจุดตอจุดตางๆ ของแผง ตอวงจร และในรูปที่ 6 เปนตัวอยางการตอวงจรบนแผงตอวงจรจากวงจรทีต่ องการทดลอง การตอวงจร ทีดี่ ควรจัดใหเปนระเบียบ ตรวจสอบไดงาย ใชสายตอวงจรในปริมาณทีเหมาะสม ่ ควรตอวงจรในลักษณะ ไลจากซายไปขวา และจากบนลงลาง โดยกําหนดใหอินพุตของวงจรอยูทางซ ายหรือทางตอนลาง สวน เอาตพุตอยูทางขวาหรื อตอนบน ทังนี ้ เพื ้ อให ่ งายตอการตรวจสอบในกรณีทีต่ อวงจรแลววงจรไมทํางาน และชวยในการแกไข ในกรณีทีต่ องดัดแปลงวงจรบางสวน ทําใหไมตองรือวงจรแล ้ วตอใหมทังหมด ้
INNOVATIVE EXPERIMENT