Fun with LED

   LED1

  LED 1. เบรดบอรด : แผงตอวงจรสารพัดนึก ในการเรียนรูและทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกส การตอวงจรเพื่อทดสอบการทํางานเปนสิงจํ ่ าเปน มีวิธีการ มากมายในการตอหรือสรางวงจรขึนมา ้ ไมวาจะเปนการตอวงจรโดยใชปากคีบ การใชสายไฟมาพันทีขาอุ ่ ปกรณ การบัดกรีขาอุปกรณตางๆ เขาดวยกันแบบตรงไปตรงมา การใชแผนวงจรพิมพอเนกประสงค การทําแผนวงจรพิมพ จริงๆ ขึ้นมา หรือการใชอุปกรณที่เรียกวา เบรดบอรด (breadboard) หรือเรียกเปนภาษาไทยวา แผงตอวงจร

1.1 ทําไมตองใชเบรดบอรด การตอวงจรแบบชัวคราวหรื ่ อการทดลองวงจรขันต ้ น รวมถึงการทําตนแบบ สิงที ่ ต่ องการคือ ความยืดหยุน ในการเปลียนอุ ่ ปกรณ การปลดและตอสายสัญญาณที่สะดวกรวดเร็ว ในขณะที่ยังคงเชื่อถือไดในความแนนหนา ของจุดตอสัญญาณตางๆ จากความตองการดังกลาวนั่นเอง ทําใหเบรดบอรดเปนทางเลือกที่ดีเนืองจาก ่ 1. รองรับการตอรวมกันของขาอุปกรณ เนืองจากบนเบรดบอร ่ ดมีจุดตอจํานวนมากและมีการจัดเรียงทีเป ่ น ระเบียบทําใหงายตอการตอวงจร และตรวจสอบ 2. การถอดเปลี่ยนอุปกรณทําไดงายโดยอุปกรณมีความเสียหายจากการถอดเปลี่ยนนอยมาก 3. การเปลียนจุ ่ ดตอสัญญาณทําไดงายมาก เพียงดึงสายออกจากจุดตอแลวเปลียนตํ ่ าแหนงไดทันที 4. จุดตอมีความแนนหนาเพียงพอ ไมหลุดงาย ทําใหลดปญหาการเชื่อมตอของสัญญาณได 5. ขยายพืนที ้ ของการต ่ อวงจรไดงาย หากเปนรุนเดี  ยวกันสามารถประกอบตอกันทางดานกวางและดานยาว 6. ในเบรดบอรดทีมี่ ขนาดมากกวา 200 จุดตอ จะมีการพิมพตําแหนงพิกัดของจุดตอตางๆ ทําใหกําหนด ตําแหนงการตอวงจรไดอยางสะดวก ตรวจสอบงาย ในรูปที่ 1 แสดงหนาตาของเบรดบอรดขนาดตางๆ ที่มีจําหนาย

รูปที่ 1 แสดงหนาตาของเบรดบอรดขนาดตางๆ ทีมี่ จําหนาย (ซายไปขวา : 180 จุด, 390 หรือ 400 จุด และ 800 จุด)

   LED 2

รูปที่ 2 แสดงลักษณะโครงสรางภายในของเบรดบอรด

1.2 โครงสรางของเบรดบอรด เบรดบอรด (breadboard) หรือ แผงตอวงจร เปนแผงพลาสติกที่มีการจัดแบงเปนกลุม โดยภายในแตละ กลุมบรรจุแผงโลหะตัวนําปลอดสนิม แลวทําการเจาะรูบนแผงพลาสติกนั้น เพื่อใหสามารถนําสายไฟขนาดเล็ก เสียบเขาไปสัมผัสกับแผงโลหะ ในขณะเดียวกันแผงโลหะดังกลาวก็จะทําการบีบสายไฟนันให ้ แนนอยูกั บที่ เมื่อ ผูใชงานตองการปลดสายไฟออกก็เพียงออกแรงดึงเล็กนอย หนาสัมผัสของแผงโลหะก็จะคลายออก ทําใหสายไฟ สามารถหลุดออกจากจุดตอนันได ้ ในรูปที่ 2 แสดงลักษณะโครงสรางภายในของเบรดบอรด ในรูปที่ 3 แสดงการเชี่อมตอของจุดตออุปกรณของเบรดบอรด 3 ขนาดที่ไดรับความนิยมในประเทศไทย จะเห็นไดวา แผงตอวงจรแบงออกเปน 2 กลุมใหญ  ๆ คือ กลุมที  ่มีการตอถึงกันในแนวตั้ง ซึงมี ่ ดวยกัน 5 จุดตอใน หนึงกลุ ่ มยอย และกลุมที่ตอถึงกันในแนวนอน (จะมีเฉพาะในเบรดบอรดทีมี่ จํานวนจุดตอมากกวา 200 จุด) สําหรับในชุดการทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสกับ LED ใชเบรดบอรดขนาดเล็ก 170 จุด มีการแบงจุดตอ ออกเปน 2 ฝง แตละฝงมี 90 จุดตอ โดยแบงเปน 18 ชุด แตละชุดมีจุดตอที่ตอถึงกัน 5 จุด

2. เกี่ยวกับสายตอวงจร สายไฟหรือสายตอวงจรทีเหมาะกั ่ บเบรดบอรดนัน้ ควรเปนสายทองแดงเดียวที ่ ได ่ รับการชุบดวยนิเกิลหรือ เงิน มีความแข็งแรงพอสมควร สามารถดัดหรือตัดไดงาย มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 0.4 มิลลิเมตร หรือใชสายเบอร 22AWG ดังแสดงในรูปที่ 4 ทั้งนีหากใช ้ สายที่มีขนาดใหญกวานีจะทํ ้ าใหแผงโลหะของแผงตอวงจรหลวม ไม สามารถบีบจับสายไฟไดอีก ในปจจุบันมีผูผลิ  ตสายสําหรับเสียบตอวงจรบนเบรดบอรดโดยเฉพาะ โดยทําจากสายไฟออนบัดกรีเขากับ ขาตัวนําทีมี่ ความแข็ง (คลายๆ กับขาคอนเน็กเตอร) แลวหุมจุ  ดเชือมต ่ อดวยทอหดเพือเพิ ่ มความแข็ ่ งแรงและปองกัน การหักงอ ไมแนะนําใหใชสายโทรศัพทที่เปนทองแดงลวนๆ เนืองจากสายเหล ่ านันมี ้ การอาบนํ้ายากันสนิม หากนํา มาใช ตอวงจรทันที อาจทําใหวงจรไมทํางาน เพราะนํ้ายาที่เคลือบลวดทองแดงอยูมีคุณสมบัติเปนฉนวนทําให กระแสไฟฟาไมสามารถไหลผานไปได หากตองนํามาใชจริงๆ ควรใชมีดขูดนํายาที ้ ่เคลือบอยูออกเสียกอน แตนัน่ เทากับวา ไดทําลายฉนวนปองกันสนิมของลวดทองแดงไปแลว หากใชไปสักระยะหนึงก็ ่ จะเกิดสนิมที่สายตอวง จรนัน้ เมื่อนํามาใชงานก็อาจทําใหวงจรที่ทําการตอนันไม ้ ทํางานได

   LED3

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

53

54

55

56

57

58

59

60

28

27

26

25

24

23

22

A B C D E

F G H I J

50

52

43

49

42

43

51

41

42

50

40

41

48

39

40

47

38

39

49

37

38

46

36

37

48

35

36

47

34

35

45

33

34

44

32

33

46

31

32

45

30

31

44

29

30

28

29

27

26

21 21

25

20 20

24

19 19

23

18 18

22

15

17 17

14

16 16

13

14

15

12

13

8

12

7

8

9

6

7

11

5

6

11

4

5

10

3

4

10

2

3

9

1

2

A B C D E

F G H I J

1

ในบางรุน ไมมกี ารเชื่อมตอระหวางจุดนี้

ในบางรุน ไมมีการเชื่อมตอระหวางจุดนี้

30

29

28

11 12 13 14 15 16 17

6 7 8 9 10

F G H I J A B C D E

F G H I J

เบรดบอรดรุน 400 จุดตอ (บางรุนมี 390 จุด)

27

26

25

24

22 23

20 21

18 19

17

14

15 16

13

12

11

10

7 8 9

5 6

4

3

A B C D E

30

29

28

27

26

25

24

22 23

20 21

18 19

17

14

15 16

13

12

11

10

7 8 9

5 6

4

3

2

F G H I J 2

1

A B C D E

1

1 2 3 4 5

เบรดบอรดรุน 840 จุดตอ (บางยี่หอมีขนาดเทากัน แตจุดตอมีเพียง 800 จุด)

เบรดบอรดรุน 170 จุดตอ (ไมมีพิกดั พิมพบนเบรดบอรด)

รูปที่ 3 แสดงการเชีอมต ่ อของจุดตออุปกรณของเบรดบอรดขนาดตางๆ

รูปที่ 4 สายตอวงจรทีใช ่ กับเบรดบอรด

รูปที่ 5 การเตรียมอุปกรณเพือต ่ อวงจร

   LED 4

3. การตอวงจรและการวางอุปกรณบนแผงตอวงจร ในรู ปที่ 5 เป นการตัวอยางการเตรียมสายตอวงจรและดัดขาอุปกรณเพื่อเตรียมติดตั้งลงบนเบรดบอรด การตอวงจรที่ดีควรจัดใหเปนระเบียบ ตรวจสอบไดงาย ใชสายตอวงจรในปริมาณที่เหมาะสม ควรตอวงจรใน ลักษณะไลจากซายไปขวา และจากบนลงลาง โดยกําหนดใหอินพุตของวงจรอยูทางซ  ายหรือทางตอนลาง สวนเอาต พุตอยูทางขวาหรื  อตอนบน ทั้งนีเพื ้ อให ่ งายตอการตรวจสอบในกรณีที่ตอวงจรแลววงจรไมทํางาน และชวยในการ แกไขในกรณีที่ตองดัดแปลงวงจรบางสวน ทําใหไมตองรื้อวงจรแลวตอใหมทั้งหมด ในรูปที่ 6 เปนตัวอยางการตอวงจรบนเบรดบอรดจากวงจรที่ตองการทดลอง 6.1

6.2

6.4

6.3

รูปที่ 6 ขันตอนการต ้ ออุปกรณบนเบรดบอรดเพือสร ่ างวงจร 6.1 วงจรทีต่ องการตอ 6.2 เสียบตัวตานทาน 510 ลงบนเบรดบอรด 6.3 เสียบ LED ตออนุกรมกับตัวตานทาน 510 ขาสันคื ้ อแคโทด ขายาวคือแอโนด 6.4 ตอสายจากกะบะถานทีติ่ ดตั้งแบตเตอรี่ AA 2 กอน จายไฟ หากทุกอยางถูกตอง LED ตองติดสวาง

  1. เบรดบอรดหรือแผงตอวงจร ขนาด 170 จุด 2. สายตอวงจรเบอร 22AWG จํานวน 25 เสน คละสี 3. ตัวตานทาน 1/4 W 5% หรือ 1% 120 2 ตัว 220 2 ตัว 510 2 ตัว 1k 2 ตัว 10k 1 ตัว 4. LED สีแดง 6 ตัว 5. LED สีเขียว 6. LED สีเหลือง

7. LED สีแดงแบบกะพริบได 8. LED 7 สี . สวิตชกดติดปลอยดับ 2 ขา แบบลงแผนวงจรพิมพ 10. กะบะถาน AAA 2 กอน 11. แบตเตอรี่ AAA 2 กอน 12. มอเตอรไฟตรง 3V พรอมสายตอ

   LED5

4. วงจรทดลองเพื่อใชงานเบรดบอรด หลังจากทีรู่ จั กกับเบรดบอรดหรือแผงตอวงจรแลว เพือให ่ เกิดประโยชนรอบดาน จึงมีตัวอยางการตอวงจร อิเล็กทรอนิกส เพื่อใหเห็นถึงการใชงานเบรดบอรดหรือแผงตอวงจรในการสรางวงจรเพื่อทดสอบการทํางาน

    มีวงจรและตัวอยางการตอวงจรบนเบรดบอรดแสดงในรูปที่ A1 ตําแหนงการตออาจเปลียนแปลงได ่ ตาม ตองการ ในวงจรนีเป ้ นการตอวงจรเพื่อขับ LED ใหสวาง ตัวตานทาน R1 ทําหนาทีจํ่ ากัดกระแสใหแก LED การตอ LED ตองระมัดระวังเรื่องขาดวย หากตอกลับขัว้ LED จะไมทํางาน และอาจสงผลใหตัว LED เสียหายได จากนันทดลองเปลี ้ ยน ่ LED เปน LED สีเขียวและเหลือง สังเกตการทํางานและความสวางของ LED หาก LED ไมสวางมาก ใหเปลี่ยนคาของตัวตานทานเปน 220 หรือ 150

รูปที่ A1 : วงจรขับ LED

   LED 6

 มีวงจรเหมือนกับวงจรที่ 1 แตเปลี่ยน LED เปนแบบกะพริบได วิธีการสังเกตคือ มองเขาไปที่สวนหัวของ LED จะเห็นจุดเล็กๆ สีดํา นันคื ่ อตัวชิปที่ทําหนาทีเป ่ นตัวควบคุมให LED กะพริบเมื่อไดรับไบแอสตรง

รูปที่ A2 : วงจรขับ LED ชนิดกะพริบได

 มีวงจรและการตอวงจรเพื่อทดสอบการทํางานแสดงตามรูปที่ A3-1 เปนการตอยอดจากวงจรที่ A1-1 โดย เพิ่มจํานวน LED ดวยการตอขนานเขาไปตรงๆ เหมาะกับการใชงาน LED จํานวนไมมาก (3 ถึง 4 ดวง) หากตอง การเพิ่มจํานวน LED มากๆ ควรตอตัวตานทานจํากัดกระแสไฟฟาแยกตามจํานวนของ LED ทีต่ อพวงกัน R1 510

BATT1 3V LED1

LED3 LED2

รูปที่ A3 : วงจรขับ LED 3 ดวงขนานกัน

   LED7

 โดยปกติ LED ทีใช ่ งานทัวไปมี ่ ขาตอใชงาน 2 ขา และให แสงสีเดี่ยว มารูจักกับ LED ทีให ่ แสงสี 2 สีในตัวถังเดียวกัน เพื่อนํา ไปใชงานไดอยางถูกตอง ในรูปที่ A4-1 แสดงรูปรางหนาตา การจัด ขา และโครงสรางวงจรภายในของ LED 2 สีแบบ 3 ขา ชนิดแคโทด รวม หากตองการให LED ติดสวางเปนสีใด ใหปอนแรงดันบวกเขา ทีขาแอโนดของสี ่ นันๆ ้ สวนขารวมที่เปนแคโทดใหตอลงกราวดหรือ ตอขั้วลบของแหลงจายไฟ ในรูปที่ A4-2 เปนตัวอยางการทดสอบให LED 2 สีทํางาน ขับสีแดงหรือเขียว จะสังเกตวา ตัวตานทานทีใช ่ ในการจํากัดกระแส ไฟฟาให LED ในแตละสีมีคาไมเทากัน ตัวตานทานของ LED สีแดง ปกติจะมีคามากกวา เนืองจาก ่ LED สีแดงมีประสิทธิภาพในการสอง รูปที่ A4-1 รูปรางหนาตา การจัดขา สวางมากกวา จึงตองการกระแสไฟฟานอยกวาสีเขียวทีความสว ่ าง และโครงสรางวงจรภายในของ LED 2 สีแบบ 3 ขา ชนิดแคโทดรวม เทากัน

รูปที่ A4-2 วงจรและการตอวงจรเพื่อทดสอบการทํางานของ LED 2 สี 3 ขา แบบแคโทดรวม

   LED 8

   ขอแนะนํา LED ทีให ่ แสงสี 7 สี แบบเลือกไดวาจะใหแสดงสีเดี่ยวๆ หรือวน 7 สีแบบอัตโนมัติ โดยปอน พัลสลอจิก “0” เขาทีขาควบคุ ่ ม ในรูปที่ A5-1 แสดงหนาตาและการจัดขาของ LED พิเศษตัวนี้ คุณสมบัติทางเทคนิคที่สําคัญ  ขนาดเสนผานศูนยกลาง 5 มม.  มี 3 ขา ประกอบดวย ขาตอไฟเลี้ ยง +3V, กราวด และขาควบคุม  แสดงได 7 สีคือ แดง, เขียว, นําเงิ ้ น. เหลือง. ฟา, ชมพู และ ขาว  เลือกการแสดงผลแบบสีเดี่ยวๆ ทีละสี หรือวนแสดง 7 สีตอเนื่อง

รูปที่ A5-1 หนาตาและการจัดขาของ LED 7 สีแบบควบคุมได ในรูปที่ A5-2 แสดงการตอ LED 7 สีแบบควบคุมได ทีขาไฟเลี ่ ยง ้ +V ยังสามารถตอตัวตานทานเพื่อจํากัด กระแสไฟฟาและควบคุมความสวางได สวนขาควบคุม Mode นันต ้ อกับสวิตชกดติดปลอยดับลงกราวด เพื่อรอ รับลอจิก “0” จากการกดสวิตชตอลงกราวด เพื่อนําไปเปลียนสี ่ และโหมดการแสดงผล

รูปที่ A5-2 วงจรใชงาน LED 7 สีแบบควบคุมไดอยางงาย    INNOVATIVE EXPERIMENT

108 ซ.สุขมวิท 101/2 ถ.สุขุมวิท แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศัพท 0-2747-7001-4 โทรสาร 0-2747-7005 www.inex.co.th / email : sale@inex.co.th