scibox_120213

     SCi-B X   1

  SCi-B X Microcontroller in Science experiment [edition - Basic Stamp 2P]

วรพจน กรแกววัฒนกุล ชัยวัฒน ลิ้มพรจิตรวิไล (C) Innovative Experiment Co.,Ltd.

     SCi-B X 2  

Microcontroller in Science experiment

เรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรกับกลองสมองกล SCi-B

X

วรพจน กรแกววัฒนกุล ชัยวัฒน ลิ้มพรจิตรวิไล

สงวนลิขสิทธิ์ตาม พ.ร.บ. ลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2521 หามการลอกเลียนไมวาสวนหนึ่งสวนใดของหนังสือเลมนี้ นอกจากจะไดรับอนุญาต ใครควรใชหนังสือเลมนี้ 1. นักเรียน นิสิต นักศึกษา และบุคคลทั่วไปทีมี่ ความสนใจในการนําไมโครคอนโทรลเลอรไปประยุกตใชในการ ทดลองทางวิทยาศาสตร หรือสนใจในการเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรในแนวทางใหมทีใช ่ กิจกรรมเปนสื่อ โดยมีไมโครคอนโทรลเลอรเปนสวนประกอบ 2. สถาบันการศึกษา โรงเรียน วิทยาลัย มหาวิทยาลัย ทีมี่ การเปดการเรียนการสอนวิชาอิเล็กทรอนิกสหรือ ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกสและคอมพิวเตอร 3. คณาจารยทีมี่ ความตองการศึกษา และเตรียมการเรียนการสอนวิชาไมโครคอนโทรลเลอร รวมถึงวิทยาศาสตร ประยุกตทีต่ องการบูรณาการความรูทางอิเล็กทรอนิกส-ไมโครคอนโทรลเลอร--การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอรการทดลองทางวิทยาศาสตร ในระดับมัธยมศึกษา อาชีวศึกษา และปริญญาตรี ดําเนินการจัดพิมพและจําหนายโดย บริษัท อินโนเวตีฟ เอ็กเพอริเมนต จํากัด 108 ซ.สุขุมวิท 101/2 ถ.สุขุมวิท แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศัพท 0-2747-7001-4 โทรสาร 0-2747-7005 รายละเอียดทีปรากฏในหนั ่ งสือเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรดวยกลองสมองกล SCi-BOX ผานการตรวจ ทานอยางละเอียดและถวนถี่ เพือให ่ มีความสมบูรณและถูกตองมากทีสุ่ ดภายใตเงือนไขและเวลาที ่ พึ่ งมีกอนการ จัดพิมพเผยแพร ความเสียหายอันอาจเกิดจาก การนําขอมูลในหนังสือเลมนี้ไปใช ทางบริษัท อินโนเวตีฟ เอ็ก เพอริเมนต จํากัด มิไดมีภาระในการรับผิดชอบแตประการใด ความผิดพลาดคลาดเคลือนที ่ อาจมี ่ และไดรับการ จัดพิมพเผยแพรออกไปนัน้ ทางบริษัทฯ จะพยายามชีแจงและแก ้ ไขในการจัดพิมพครั้งตอไป

     SCi-B X   3

 ในการเรียนรูและทดลองทางวิทยาศาสตรทีผ่ านมา ภาพของครู-อาจารยทีถู่ กหอมลอมดวยนักเรียน ใน ขณะทําการทดลอง และภาพของนักเรียนทีคอยจ ่ องมองการเปลี่ยนแปลงและผลการทดลองที่เกิดขึ้นแลวนําผล เหลานันมาบั ้ นทึกลงในกระดาษ นําขอมูลมาสรางเปนกราฟเพื่อสรุปผลการทดลอง เปนภาพทีชิ่ นตาของผูทีเกี ่ ่ยว ของในการเรียนรูทางวิทยาศาสตรมานับสิบป พรอมกับขอจํากัดที่วา การทดลองวิทยาศาสตรจําเปนตองพึ่งพา เครืองมื ่ อและอุปกรณในหองทดลองวิทยาศาสตร จึงทําใหการเรียนรูและทดลองถู  กจํากัดอยูในบริ  เวณเฉพาะ ภาย ใตการดูแลเปนพิเศษ เนืองจากวั ่ สดุ อุปกรณ เครืองมื ่ อในการทดลองทางวิทยาศาสตรสวนใหญมีราคาสูงพอสมควร วันนีเมื ้ ่อความกาวหนาทางเทคโนโลยีเขามามีบทบาทมากขึน้ ถึงยุคสมัยที่มีการใชงานอุปกรณตัวจิว๋ แต มีศักยภาพสูง ซึงถู ่ กเรียกวา “ไมโครชิป” เกิดขึ้น ซึงก ่ อใหเกิดประดิษฐกรรมตางๆ มากมาย รวมทังในวงการศึ ้ กษา ดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี เครื่องคํานวณสุดอัจฉริยะทีเรี่ ยกวา คอมพิวเตอร ไดมีบทบาทอยางมาก และ เปลียนแปลงวิ ่ ธีการเรียนการสอนอยางขนานใหญ มีการนําซอฟตแวรเขามาชวย ทําใหสามารถแสดงผลการทํางาน ไดอยางชัดเจน และรับรูได  อยางกวางขวางมากขึน้ ทีสํ่ าคัญ คอมพิวเตอรไดเขาไปอยูในแทบทุ  กครัวเรือนทีให ่ ความ สนใจตอการเรียนรูทางวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี วั นนี้นักเรี ยนในระดับประถมปลายและมัธยมศึกษาสามารถสรางและเขียนโปรแกรมสั่ งการหุนยนต อัตโนมัติขนาดเล็กไดโดยใชไมโครคอนโทรลเลอรเปนตัวควบคุม ผูเรี ยนไดรับการฝกฝนความละเอียดรอบคอบใน การพิจารณาและทําความเขาใจการทํางานของชินส ้ วนทางกลและอิเล็กทรอนิกส ไดรับการฝกใชกระบวนการคิด อยางมีเหตุ ผลในการเขียนโปรแกรม รูจักพิจารณาแกไขปญหาและอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นในการทดลอง และที่ สําคัญซึงอาจมองข ่ ามไปคือ ฝกการควบคุมอารมณในภาวะที่พบปญหาที่ไมคาดหมายในการสรางและทดลอง ทังหมดคื ้ อองคประกอบทีสํ่ าคัญในการนํามาพัฒนาสือเรี ่ ยนรูวิ ทยาศาสตรในแนวใหม ทีผสมผสานทฤษฎี ่ ความรูทางวิทยาศาสตรเขากับเครื่องมือและอุปกรณสมัยใหม เพื่อสรางชุดเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรดวย กลองสมองกล ในหนังสือเลมนีนํ้ าเสนอขอมูลทีครบถ ่ วนรอบดานในการเรียนรูเพื่อทดลองทางวิทยาศาสตรขั้นพื้นฐาน โดยเนนหนักไปที่การเรียนรูอุปกรณตรวจจับสัญญาณไฟฟาและปริมาณทางฟสิกส ไมวาจะเปนแสง อุณหภูมิ สนามแมเหล็ก แรงดันไฟฟา หรือแมกระทังสั ่ ญญาณเสียง ผนวกกับการเขียนโปรแกรมใหแกกลองสมองกลเพือ่ นําขอมูลหรือผลกาารทดลองทีเกิ ่ ดขึ้นไปใชประโยชนได โดยแบงเปน 2 รูปแบบคือ เรียนรูด วยกิจกรรม ในแบบ นี้จะมี ชุดซอฟตแวร SCi-BOX Activity เตรียมการทดลองและแสดงผลไวให เพียงตออุปกรณตามที่ระบุไวก็จะ สามารถทดลองไดโดยไมตองเขียนโปรแกรม สวนรูปแบบทีสองคื ่ อ เรียนรูด วยการเขียนโปรแกรม ในแบบนีจะ ้ เตรียมซอฟตแวรสําหรับเขียนโปรแกรมพรอมทั้งตัวอยางโปรแกรม เพื่อใหผูเรียนสามารถสรางการทดลองขึ้นเอง รวมถึงสามารถเรียนรูลงไปใหลึกกับโปรแกรมทีเขี ่ ยนขึนเพื ้ อควบคุ ่ มใหกลองสมองกลหรือไมโครคอนโทรลเลอรนัน้ ทํางานตามทีต่ องการ ซึงนํ ่ าไปสูการสร  างโครงงานวิทยาศาสตรตอไปไดในทีสุ่ ด จึงหวังเปนอยางยิ่งวา สื่อการเรียนรูนีจะเป ้ นประโยชนตอการเรียนรูทางวิทยาศาสตรของคนไทย วรพจน กรแกววัฒนกุล ชัยวัฒน ลิ้มพรจิตรวิไล

     SCi-B X 4  

  บทที่ 1 แนะนํา SCi-BOX ชุดกลองสมองกลสําหรับเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรดวย ไมโครคอนโทรลเลอร .........................................................................................7 บทที่ 2 อุปกรณเอาตพุตสําหรับการเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรดวย ไมโครคอนโทรลเลอร ..............................................................................................23 บทที่ 3 แผงวงจรตรวจจับสัญญาณทางดิจิตอลสําหรับการเรียนรูและทดลอง วิทยาศาสตรดวยไมโครคอนโทรลเลอร ................................................................31 บทที่ 4 แผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอกสําหรับการเรียนรูและทดลอง วิทยาศาสตรดวยไมโครคอนโทรลเลอร ................................................................35 บทที่ 5 สนุกกับกิจกรรมเพื่อการเรียนรูและทดลองวิ  ทยาศาสตรดวย ไมโครคอนโทรลเลอรกับชุดซอฟตแวร SCi-BOX Activity .....................................47 กิจกรรมที่ 1

สนุกกับเสนแรงแมเหล็กโดยใชแผงวงจรตรวจจับและวัด สนามแมเหล็ก......................................................................52

กิจกรรมที่ 2

สนุกกับความตานทานไฟฟาโดยใชแผงวงจร วัดความตานทานไฟฟา.........................................................55

กิจกรรมที่ 3

วัดคาตัวเก็บประจุโดยใชแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา............60

กิจกรรมที่ 4

วัดกระแสไฟตรงในวงจรโดยใชแผงวงจรวัดกระแสไฟฟา......63

กิจกรรมที่ 5

วัดแรงดันไฟตรงโดยใชแผงวงจรลดทอนแรงดัน.................. 66

กิจกรรมที่ 6

เลนกับคุณสมบัติของแสงโดยใชแผงวงจรตรวจจับแสง.........69

กิจกรรมที่ 7

สวิตชควบคุมไฟ 4 ดวง โดยใชแผงวงจรสวิตช ......................72

กิจกรรมที่ 8

ตรวจจับวัตถุแบบตัดลําแสง โดยใชแผงวงจรตรวจจับ ตรวจจับแสงอินฟราเรด .......................................................75

กิจกรรมที่ 9

ตรวจจับวัตถุแบบสะทอนแสง โดยใชแผงวงจรตรวจจับ ตรวจจับแสงอินฟราเรด .......................................................78

กิจกรรมที่ 10

ตรวจจับวัตถุแบบกระเจิงแสง โดยใชแผงวงจรตรวจจับ ตรวจจับแสงอินฟราเรด .......................................................81

     SCi-B X   5

กิจกรรมที่ 11

วัดอุณหภูมิโดยใชเทอรมิสเตอร............................................84

กิจกรรมที่ 12

ตรวจวัดความเขมสีดวยหลักการสะทอนแสง.........................86

กิจกรรมที่ 13

ใชงานแผงวงจรตรวจจับเสียงเปนสวิตชสังงานด ่ วยเสียง.......89

กิจกรรมที่ 14

ใชงานแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนเลื่อน กับการเคลือนที ่ ่ทางกล..........................................................92

กิจกรรมที่ 15

ใชงานแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน กับการเคลือนที ่ ่ทางกล..........................................................94

กิจกรรมที่ 16

วัดคาตัวเก็บประจุโดยใชแหลงจายกระแสคงที่ในแผงวงจร วัดคาความตานทานไฟฟา.....................................................97

กิจกรรมที่ 17

เซลไฟฟาเคมี......................................................................101

บทที่ 6 การทดลองใชงาน SCi-BOX ดวยโปรแกรมภาษาเบสิก.......................................103 กิจกรรมที่ 18 กิจกรรมที่ 19 กิจกรรมที่ 20 กิจกรรมที่ 21 กิจกรรมที่ 22 กิจกรรมที่ 23 กิจกรรมที่ 24 กิจกรรมที่ 25 กิจกรรมที่ 26 กิจกรรมที่ 27 กิจกรรมที่ 28

ขับเสียงดวยสวิตช ..............................................................113 สวิตชเลือกรีเลย .................................................................115 การวัดและแสดงคาสัญญาณอะนาลอกบนคอมพิวเตอร ของ SCi-BOX ....................................................................117 ควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอรไฟตรงดวย แผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอก..................................120 ควบคุมความเร็วของมอเตอรไฟตรงดวยแผงวงจร ตรวจจับสัญญาณอะนาลอก................................................123 ขับสเต็ปเปอรมอเตอร........................................................126 การเขียนโปรแกรมติดตอโมดูล SLCD................................132 การวัดและแสดงคาสัญญาณอะนาลอกผานโมดูล SLCD ของ SCi-BOX ....................................................................136 การสรางสัญญาณเสียงจากการวัดคาสัญญาณอะนาลอก .....138 วัดค าความจุไฟฟา .............................................................140 ตรวจจับสัญญาณเสียง .......................................................144

บทที่ 7 แสดงผลการทํางานแบบกราฟของ SCi-BOX ดวย StampPlot Lite.......................147 กิจกรรมที่ 29

การวัดและแสดงคาสัญญาณอะนาลอกแบบกราฟ จากแผงวงจรตรวจจับแสงดวย StampPlot Lite....................158

     SCi-B X 6  

     SCi-B X   7

 

 SCi-B X

   SCi-BOX เปนแผงวงจรเอนกประสงคทีบรรจุ ่ อุปกรณควบคุมแบบโปรแกรมไดขนาดเล็กทีเรี่ ยก วา “ไมโครคอนโทรลเลอร” (microcontroller) รวมกับวงจรเชือมต ่ อคอมพิวเตอรเพือการโปรแกรมและ ่ สือสารข ่ อมูล โดยภายในยังบรรจุอุปกรณแสดงผลการทํางาน (actuator) อาทิ วงจรขับมอเตอร วงจรขับ รีเลย และสวนเชือมต ่ ออุปกรณตรวจจับสัญญาณหรือเซนเซอร (sensor) ไวดวย ดังนันจึ ้ งสามารถนําแผง วงจร SCi-BOX นีมาใช ้ ในการทดลองทางวิทยาศาสตรและโครงงานวิทยาศาสตรทีเกี ่ ยวข ่ องกับระบบ ควบคุมอัตโนมัติไดอยางสะดวกและมีประสิทธิภาพสูง เชื่อมตอพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (ผานทางขาพอรต P16)

สวนรับและประมวลผลสัญญาณ อะนาลอกที่จดุ SENSOR0-7 โดยใชไมโครคอนโทรลเลอร สําหรับแปลงสัญญาณอะนาลอก เปนดิจติ อล (Analog to digital converter co-processor) ทํางานรวมดวย

สวนเชื่อมตออุปกรณภายนอกแบบ ดิจิตอลเพิ่มเติมที่จุด P0-P7

P8-P11

วงจรขับมอเตอรไฟตรง 2 ชุด

P13 วงจรขับรีเลย 4 ชอง

i-Stamp2P-24 ไมโครคอนโทรลเลอร ทํางานดวยโปรแกรม ภาษาเบสิก P0-P7

รูปที่ 1-1 ไดอะแกรมการทํางานของ SCi-B

P14 P15

P12

วงจรขับสเต็ปเปอรมอเตอร 2 ชุด ทํางานรวมกับไมโครคอนโทรลเลอร สําหรับขับสเต็ปเปอรมอเตอร (stepper motor co-processor)

ขับสัญญาณเสียงผาน ลําโพงเปยโซ

 ทยาศาสตรดวยกลองสมองกล X บอรดเรียนรูและทดลองวิ

     SCi-B X 8  

1.1 คุณสมบัติทางเทคนิคของ SCi-BOX สวนควบคุมหลัก  สวนควบคุมหลักใช i-Stamp2P24 แผงวงจรไมโครคอนโทรลเลอรเบสิกแสตมป 2P24 สามารถเขียนโปรแกรม

ควบคุมและพัฒนาการทํางานไดดวยภาษาพีเบสิก  ขนาดหนวยความจํา 16 กิโลไบต แบงออกเปน 8 สวน สวน 2 กิโลไบต สามารถเรียกใชงานตอเนื่องกันได  ความเร็วในการประมวลผลคําสั่งภาษาเบสิก 10,000 คําสั่งตอวินาที ่ อกับคอมพิวเตอรผานพอรตอนุกรมสําหรับดาวนโหลดโปรแกรมและสือสารข ่ อมูล  เชือมต

จุดตออินพุตเอาตพุต  มีอินพุตเอาตพุตสําหรับรับสัญญาณดิจิตอล 8 ชอง สามารถกําหนดใหเปนอินพุตหรือเอาตพุตไดอยางอิสระ  มีอินพุตรับสัญญาณไฟฟาแบบอะนาลอกสําหรับตอกับอุปกรณตรวจจับ 8 ชอง แรงดันอินพุตสูงสุดไมเกิน 5V

ทํางานรวมกับไมโครคอนโทรลเลอรแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล (ADC Co-processor) ความละเอียดของ การแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล 10 บิต ใหคาของขอมูลเปน 0 ถึง 1,023

ภาคอุปกรณเอาตพุต  มี LED แสดงสถานะการทํางาน 4 ดวง  มีวงจรขับรีเลย 4 ชุด แตละชุดทํางานอิสระจากกัน พรอมรีเลยขนาด 12V 5A และจุดตอออกไปใชงาน พิกัดของ

หนาสัมผัสรีเลย 220Vac 5A  วงจรขับมอเตอรไฟตรงขนาด 6 ถึง 12V จํานวน 2 ชุดพรอมไฟแสดงทิศทางการหมุน  เลือกการทํางานระหวางวงจรขับรีเลยและมอเตอรไฟตรงดวยจัมเปอร ๊  วงจรขับสเต็ปเปอรมอเตอรแบบยูนิโพลาร 12V 2 ชุด ทํางานรวมกับไมโครคอนโทรลเลอรควบคุมสเต็ปเปอรมอเตอร (Stepper motor Co-processor)  มีลําโพงเปยโซสําหรับขับสัญญาณเสียง 1 ตัว ความถี่ทีขั่ บใหไดมีความดังสูงสุดอยูในชวง 1kHz-3kHz

อืนๆ ่ ปอนไฟเลียงได ้ 2 จุดคือ ผานทางแจกอะแดปเตอรหรือผานทางเทอรมินอลบล็อก มีวงจรจัดขั้วแรงดันภายใน ทําใหสามารถใชกับอะแดปเตอรทีมี่ การจัดขัวแรงดั ้ นแบบใดก็ได  ไฟเลี้ยงอินพุต 9 ถึง 16V ภายในมีวงจรควบคุมแรงดันคงทีที ่ ่ +5V 1A 

อุปกรณและเครืองมื ่ อประกอบในชุด SLCD16x2 โมดูล LCD ขนาด 16 ตัวอักษร 2 บรรทัดที่ใชการติดตอแบบอนุกรม (serial interface) สําหรับ แสดงขอความ, ตัวเลข และสัญลักษณ 

     SCi-B X   9  อะแดปเตอรไฟตรง 12V 500mA  สายปากคีบสําหรับตอวัดสัญญาณ  แผงวงจรตรวจจับสัญญาณทางดิจิตอล 3 กลุม  9 ชุด ประกอบดวย :

กลุมตรวจจั  บสัญญาณแบบลอจิก (กลุม D) แผงวงจรสวิตช 3 ชุด แผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz 2 ชุด แผงวงจรเปรียบเทียบสัญญาณ 2 ชุด กลุมตรวจวั  ดคาคงที่เวลา RC (กลุม C) แผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา 1 ชุด กลุมตรวจจั  บสัญญาณชัวขณะ ่ (กลุม P) แผงวงจรตรวจจับเสียง 1 ชุด  แผงวงจรตรวจจับสัญญาณและวัดปริมาณทางฟสิกสแบบอะนาลอก 2 กลุม  20 ชุด ประกอบดวย :

กลุมตรวจจั  บสัญญาณอะนาลอก (กลุม A) แผงวงจรตรวจจับแสง 2 ชุด แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน 2 ชุด แผงวงจรตรวจจับอุณหภูมิ 2 ชุด แผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก 1 ชุด แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดเพือจ ่ ายแรงดัน 5 ชุด แบงเปน 3 แบบคือ แบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตั้ง (2 ชุด), ตัวนอน (2 ชุด) และแบบสไลด (1 ชุด) แผงวงจรโฟโตทรานซิสเตอร 2 ชุด ใชตรวจจับแสงอินฟราเรดเพือเปลี ่ ่ยนเปนแรงดันหรือสัญญาณลอจิก แผงวงจรวัดกระแสไฟฟา 1 ชุด แผงวงจรวัดความตานทานไฟฟา 1 ชุด แผงวงจรลดทอนแรงดันไฟฟา ใชสําหรับวัดแรงดันไฟฟา 1 ชุด โดยสามารถเลือกการลดทอนได 2 เทา กลุมอุ  ปกรณเอาตพุต (กลุม O) แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด 2 ชุด แผงวงจรขับ LED 2 สี 1 ชุด  มอเตอรไฟตรง ขนาด 3 ถึง 12V 1 ตัว  สต็ปเปอรมอเตอรแบบยูนิโพลาร 12V 1 ตัว  ตัวตานทานและตัวเก็บประจุสําหรับทดลอง จํานวนอยางละ 10 คา คาละ 1 ตัว

     SCi-B X 10  

D5 1N5819

J1 DC INPUT 6­16V.

+V

S1 POWER ON / OFF

C5 220/16V

D6 1N4001

K1 BATT. INPUT

C2 0.1/63V D1-D4 1N4001 x4

STEPPER MOTOR #1

C4 0.1/63V

IC1 LM2940CT -5.0

+5V

PHASE A to D COIL

R1 510

C3 47/16V

D

C

B

C1 470/25V

C6 0.1/63V

1 2 3

+5V

IC2

K8 SENSOR5 K7 SENSOR4

+5V

7 AN0

GP5

Q4 BC557

R3 10k

2

18

C12 1/50V

3

K5 SENSOR2

+5V

5 AN2

K4 SENSOR1

+5V

6

K3 SENSOR0

+5V

7 AN0

P15 P14 P12

IC4 QP410

AN3

P8 P9

AN1

GND 10

GP5 2

GP3

4

CR1 4MHz

P10 R4 150

P11

17

K21 MOTOR­A C13 10/16V

13

SP1 PIEZO

14 16

MOTOR-A #1

2

MOTOR-A #2

7

11

IC8/4

1

MOTOR-B #1

10

K18 P7

+5V

K17 P6

+5V

R11 220

K16 P5

+5V

R10 220

K15 P4

+5V

R9 220

9

K14 P3

+5V

R8 220

8

K13 P2

+5V

R7 220

K12 P1

+5V

R6 220 R5 220

12 11 10

7 6 5

C14 0.1/63V

IC7 L293DNE

15

12 13

R12 220

R14 10k

19

P7

8

9

10 1 2

IC8/1

IC8/3

5 4

1Y 3

2A

2Y

4Y 3Y

16

14 11

R16 2k2

9

+

13 12 5

P3 K23 P8 RELAY NO C

+

C15 0.1/63V

34EN

K22 MOTOR­B

4

DIRECT

DC MOTOR

JP1 DRIVER SELECT

P1

INVERT

Vcc1

P4

RY1 RELAY 12V

LED2 DIR. #A LED3 DIR. #B

6

IC8/1-IC8/4 : 74HC32

P2

+ DIRECT

6

12EN

3A

INVERT

+

R15 2k2

3

IC8/2

P6 P5

1A

15 4A

MOTOR-B #2

K11 P0

5

SER IN 6

+5V

R15 10k

20

8

+5V

BUSY 7

+5V

+5V +5V

4

NXP2220S-SMC

P13

IC3 QP410

1

1

1D 1C 1B 1A 2D 2C 2B 2A +Vcc IC5

R2 150

8

2

+5V

4

AN1

K6 SENSOR3

20

1 RST

C10 0.1/63V

AN3

6

3

19 18 17 16 12 13 14 15

C11 0.1/63V

1

+5V

4

MCLR

R13 10k

GP3

5

RxD

+5V

5 AN2

6

TxD

S2 RESET

K9 SENSOR6

7

+5V

i-Stamp2P24

3

IC6 ULN2803

9

C8 0.1/63V

C7 0.1/63V

+5V

A

RN1 2k2 *8

23

K10 SENSOR7

B

11 12 13 14 15 16 17 18 10

+V

8

C9 0.1/63V

C

K20 STEPPER MOTOR #2 CONNECTOR

4

K2 DOWNLOAD DB-9 FEMALE

D

K19 STEPPER MOTOR #1 CONNECTOR +5V

2 3 4 5

PHASE A to D COIL

A

LED1 POWER

21

6 7

STEPPER MOTOR #2

+V RELAY

K24 P9 RELAY NO C

K25 P10 RELAY

K26 P11 RELAY

NO C

9

P0 1 3 5 7

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3

16

R24

14

R23

12

R22

10

R21 R21-R24 47 x4

R17

R18

R19

R20

8

IC9 ULN2003

R17-R20 510 x4

LED7 LED6 LED5 LED4 P11 P10 P9 P8

รูปที่ 1-2 วงจรสมบูรณของ SCi-B

X

กลองสมองกลเพือการเรี ่ ยนรูและทดลองทางวิ  ทยาศาสตร

NO C

     SCi-B X   11

คอนเน็กเตอรเชือมต ่ อพอรตอนุกรม แจกและเทอรมินอลสําหรับจายไฟ

ลําโพงเปยโซ

สวิตชเปด-ปด

คอนเน็กเตอร SENSOR0-SENSOR7 ตอกับ แผงวงจร ตรวจจับใน กลุมสั  ญญาณ อะนาลอก

i­Stamp2­24

คอนเน็กเตอร P0-P7

ตอสเต็ปเปอรมอเตอร LED 4 ดวง จัมเปอร ๊ เลือกการทํางานระหวาง วงจรขับรีเลยและวงจรขับมอเตอรไฟตรง

ตอมอเตอรไฟตรง จุดตอหนาสัมผัสรีเลย

การจัดสรรขาพอรตของ i-Stamp สําหรับการทํางานบน SCi-B X P0 ถึง P7 เปนจุดตอรับหรือสงสัญญาณดิจิตอล ใชตอกับ SLCD หรือแผงวงจรจตรวจจับสัญญาณดิจิตอล (D) P8 ถึง P11 ตอกับ LED แสดงผล, วงจรขับมอเตอรไฟตรง 2 ชุด (P8,P9 และ P10,P11) และวงจรขับรีเลย 4 ชอง P12 ตอลําโพงเปยโซ P13 ตอกับวงจรแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล เพื่ออานคาจากจุดตอ SENSOR0-SENSOR7 P14 และ P15 ตอกับวงจรขับสเต็ปเปอรมอเตอร โดย P14 เปนขาขอมูล สวน P15 เปนขาตรวจสอบสถานะ

รูปที่ 1-3 แสดงสวนประกอบทางกายภาพของ SCi-B กลองสมองกล

 ทยาศาสตรดวย X บอรดเรียนรูและทดลองวิ

     SCi-B X 12  

1.2 การทดสอบบอรด SCi-BOX 1.2.1 ติดตังซอฟต ้ แวร SCi-BOX Activity โดยนําซีดีรอมที่จัดมาพรอมกับชุด SCi-BOX ใสลง ไปในซีดรอมไดรฟของคอมพิวเตอร จากนันค ้ นหาไฟล SciBOX2P_SetupThai.exe แลวดับเบิลคลิก เพื่อติดตังโปรแกรม ้

คลิกปุม Next เพื่อเขาสูกระบวนการติ  ดตังโปรแกรม ้ 1.2.2 จากนั้นจะมีหนาตางแจงขั้นตอนการติดตังโปรแกรมให ้ คลิก Next หรือ OK เพื่อตอบ รับ จนกระทั่งการติดตังโปรแกรมเสร็ ้ จสมบูรณ

     SCi-B X   13

1.2.3 ทําการเรียกโปรแกรม SCi-BOX Activity ขึ้นมาใชงาน โดยไปที่ปุม Start  Program Sci-BOX  Sci-BOX Activity จะปรากฏหนาตางหลักของโปรแกรมขึ้นมาดังรูปที่ 1-4 1.2.5 ติดตังแผงวงจรไมโครคอนโทรลเลอร ้ i-Stamp2P24 ลงบนบอรด SCi-BOX ทีตํ่ าแหนง ซ็อกเก็ต 24 ขาทีว่ างอยู

รูปที่ 1-4 หนาตางหลักของซอฟตแวร Sci-BOX Activity ทีใช ่ ในการทดลองและทดสอบ บอรด SCi-B X

ติดตัง้ i-Stamp2P24 ลง บนซ็ อกเก็ต 24 ขา บนบอร ด SCi-B X ตามทิ ศทางดังในรู ป ระวั งอยาเสียบใหผิด ดานหรือขาเหลือมกั ่ น เด็ดขาด

รูปที่ 1-5 แสดงการติดตัง้ i-Stamp ลงบนบอรด SCi-B X จะตองระมัดระวังในขันตอน ้ นีเป ้ นพิเศษ เพราะหากติดตังผิ ้ ดดานหรือขาเหลือมกั ่ น จะทําให i-Stamp2P24 เสียหายได

     SCi-B X 14  

1.2.6 ตอสายจากพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอรเขากับ SCi-BOX ดังรูปที่ 1-6 ตอไปยังพอรตอนุกรม ของคอมพิวเตอร

คอนเน็กเตอร DB-9 ตัวเมีย 6 7 8 9

สายเชื่อมต อ พอรตอนุกรม ดานตั วเมีย

1 2 3 4 5

สายเชื่อมต อ พอรตอนุกรม ด านตัวผู

สายมัลติคอร 9 เสน

RS-232 DOWNLOAD

1 2 3 4 5

DC INPUT RESET

SCi-BOX i­Stamp2P24 BASIC Stamp

OFF

in Science Experiment

6 7 8 9

ON

คอนเน็กเตอร DB-9 ตัวผู

รูปที่ 1-6 การตอสายระหวางคอมพิวเตอรกับบอรด SCi-B

X

1.2.6 ไปที่ชอง 1 เลือกดาวนโหลดกิจกรรม AT07-Switch ดังในรูปที่ 1-7

รูปที่ 1-7 แสดงหนาตางของกิจกรรมที่ 07 ซึงใช ่ ในการทดสอบบอรด SCi-B

X

     SCi-B X   15

1.2.7 ตอแผงวงจรสวิตชเขาทีจุ่ ด P1 บนบอรด SCi-BOX 1.2.8 เลือกจั๊มเปอร RELAY/MOTOR บนบอรด SCi-BOX ไปยังตําแหนง RELAY แลวจาย ไฟใหแกบอรด SCi-BOX 1.2.10 กดปุม Download จะปรากฏหนาตางแสดงการดาวนโหลดขึน้ โดยตัวโปรแกรมจะคน หาฮารดแวรเอง จากรูปพบฮารดแวรตออยูที พอร ่ ตอนุกรม COM1 เมื่อดาวนโหลดเสร็จสินจะปรากฏ ้ หนาตางแจงการดาวนโหลดเสร็จสมบูรณ ใหกดปุม OK

รูปที่ 1-8 แสดงหนาตางของการดาวนโหลดโปรแกรมลงบน SCi-B

X

l.2.11 ทดลองกดสวิตชบนแผงวงจรสวิตช สังเกตการทํางานของ LED ที่ตําแหนง P8 ถึง P11 บนบอรด SCi-BOX และฟงเสียงการทํางานของรีเลยแตละตัวเมื่อกดสวิตชในแตละครั้ง หากทุกอยางถูกตอง เมื่อดาวนโหลดโปรแกรมแลว LED ทั้งหมดจะดับลง เมื่อกดสวิตช ครั้งที่ 1 LED ทีตํ่ าแหนง P8 จะติดสวาง พรอมกับไดยินเสียงการตอหนาสัมผัสของรีเลย P8 ใน ตําแหนงขวาสุด เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 2 LED P9 ติดสวาง ไลเรียงลําดับไปจนครบ แลววนทํางานซํ้า หากไดผลตามนี้แสดงวา ขณะนี้ SCi-BOX พรอมสําหรับการทดลองเรียนรูแล  ว

     SCi-B X 16  

1.3 การใชงานรวมกับตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 ปกติแลวชุด SCi-BOX จะใชงานกับคอมพิวเตอรผานพอรตอนุกรม RS-232 (หัวตอแบบ D-SUB 9 ขา) สําหรับคอมพิวเตอรสมัยใหมที่มีเฉพาะพอรตหรือหัวตอแบบ USB เมื่อนํามาใชกับ SCi-BOX จะตองใชอุปกรณเสริมชวยนั่นคือ ตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 ซึ่งในที่ นี้ขอแนะรุน UCON-232S (ดูรายละเอียดที่ www.inex.co.th) (ก) ตัวแปลงสัญญาณรุน UCON-232S

(ข) การตอใชงาน UCON-232S กับ สายตอพอรตอนุกรม CX-232

รูปที่ 1-9 หนาตาและการตอใชงานตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม รุน UCON-232S

1.3.1 การติดตังไดรเวอร ้ ตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 กอนที่จะใชงานตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 รุน UCON-232S หรือ รุนอื  นๆ ่ จะตองมีการติดตังไดรเวอร ้ เสียกอน ซึงตั ่ วแปลงสัญญาณแตละรุนจะมี  ขันตอนที ้ อาจแตกต ่ าง กันออกไป สําหรับตัวแปลงสัญญาณที่แนะนําคือ UCON-232S มีขั้นตอนการติดตังไดรเวอร ้ ดังนี้

     SCi-B X   17

(1.3.1.1) นําแผนซีดีรอมของ SCi-BOX หรือของตัว UCON-232S ใสลงในซีดีรอมไดรฟ (1.3.1.2) คนหาไฟล InstallParallaxUSBDriversv2.08.02.exe แลวดับเบิลคลิก

(1.3.1.3) คลิกทีปุ่ ม Install เพือเริ ่ มต ่ นการติดตังไดรเวอร ้ รอจนกระทังการติ ่ ดตังไดรเวอร ้ เสร็จ สมบูรณ คลอก Finish เพื่อออกจากหนาตางการติดตัง้

     SCi-B X 18  

1.3.2 การติดตอตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 (1.3.2.4) ตอตัวแปลงสัญญาณเขากับพอรต USB ที่เครื่องคอมพิวเตอร แลวตอสายตอพอรต อนุกรม (ในทีนี่ คื้ อรุน CX-232 ดานหัวตอแบบ D-SUB 9 ขาตัวเมียเขากับตัวแปลงสัญญาณ สวนปลาย สายอีกดานตอเขากับบอรด SCi-BOX (1.3.2.5) รอสักครู คอมพิวเตอรจะทําการติดตอกับตัวแปลงสัญญาณผานไดรเวอรเพือรั ่ บรูการ  ติดตอกับตัวแปลงสัญญาณ รอจนกระทั่งไฟสีนํ้าเงินที่ตัวแปลงสัญญาณ UCON-232S ติดสวาง (1.3.2.5) ตรวจสอบตําแหนงของพอรตอนุกรมเสมือนทีเกิ ่ ดขึน้ โดยคลิกทีปุ่ ม Start เลือกไปที่ Control Panel > System > Hardware > Device Manager (1.3.2.6) ตรวจสอบรายการฮารดแวรที่หัวขอ Port จะพบ USB Serial port ใหดูวามีการเลือก ตําแหนงของพอรตอนุกรม USB Serial port ไวทีตํ่ าแหนงใด ปกติจะเปน COM3 ขึนไป ้ ใหใชคาของ ตําแหนงของพอรตอนุกรมเสมือนหรือ USB Serial port นี้ในการเชื่อมตอกับโปรแกรมตอไป

อยางไรก็ตาม ซอฟตแวรที่ใช SCi-BOX สามารถคนหาพอรตที่เชื่อมตอกับบอรดไดเองอยาง อัตโนมัติ ขั้นตอนที่แนะนํานี้เปนขอมูลที่ควรรูสําหรับการใชงานตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปน พอรตอนุกรมเมือต ่ องการนําไปใชกับซอฟตแวรตัวอืนที ่ ไม ่ มีความสามารถในการตรวจสอบตําแหนง พอรตทีเชื ่ อมต ่ ออยางอัตโนมัติ

     SCi-B X   19

(1.3.2.7) เปดซอฟตแวร SCi-BOX Activity ตรวจสอบการเชื่อมตอตามรูปที่ 1-10 แลวจายไฟ UCON-232S

ตอกับพอรต USB ของคอมพิวเตอร

สายเชื่อมตอพอรตอนุกรม ดานตัวเมีย อะแดปเตอรไฟตรง +12V 800mA เปนอยางนอย

สายเชื่อมตอพอรตอนุกรม ดานตัวผู RS-232 DOWNLOAD DC INPUT RESET

ON

SCi-BOX i­Stamp2P24 BASIC Stamp

OFF

in Science Experiment

รูปที่ 1-10 การเชือมต ่ อบอรด SCi-BOX เพือใช ่ งานรวมกับตัวแปลงสัญญาณพอรต USB (1.3.2.8) ไปที่ชอง 1 เลือกดาวนโหลดกิจกรรมใดก็ได โดยคลิกที่ปุม Download รอสักครู หนาตางของการดาวนโหลดจะปรากฏขึ้น ในรูปที่ 1-11 อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นในการดาวนโหลด โปรแกรมเมื่อใชงานผานตัวแปลงสัญญาณพอรต USB เปนพอรตอนุกรม RS-232 พอรต COM1 และ COM2 เปนพอรตอนุกรมดั้งเดิมของคอมพิวเตอร บางเครื่องอาจไมมีพอรตนี้ใหใชแลว

พอรต COM121 เปนพอรตอนุกรมเสมือนที่เกิดจากไดรเวอรและการทํางานของตัวแปลงสัญญาณ พอรต USB เปนพอรตอนุกรม โดย i-Stamp2P24 อันเปนหนึ่งในไมโครคอนโทรลเลอรที่ทํางาน เหมือนกับ BASIC Stamp2P บนบอรด SCi-BOX ถูกตออยูกับพอรตนี้

รูปที่ 1-11 หนาตางดาวนโหลดโปรแกรมทีค่ นหาตําแหนงพอรตทีเชื ่ อมต ่ อไดอัตโนมัติ

     SCi-B X 20  

1.3.3. การเปลียนตํ ่ าแหนงพอรต USB Serial port และบอดเรต ขอมูลตอไปนี้เปนขอมูลเสริมของการใชงานตัวแปลง UCON-232S ในกรณีที่ใชงานกับ ซอฟตแวรหรือโปรแกรมที่มีขอจํากัดในการรองรับตําแหนงของ USB Serial port ถาหากมีความจํา เปนหรือความตองการเปลี่ยนตําแหนงของ USB Serial port ก็สามารถทําได โดยมีขั้นตอนดังนี้ (1.3.3.1) ตอ UCON-232S เขากับพอรต USB (1.3.3.2) คลิกที่ปุม Start แลวเลือกไปที่ Control Panel > System > Hardware > Device Manager (1.3.3.3) ตรวจสอบรายการฮารดแวรที่หัวขอ Port จะพบ USB Serial port จากตัวอยางเปน COM10 ใหคลิกเมาสปุมขวาที่ตําแหนง USB Serial port นั้น แลวเลือก Properties

(1.3.3.4) จะปรากฏหนาตาง USB Serial Port (COM10) Properties (หมายเลข COM อาจ เปลียนแปลงได ่ ในคอมพิวเตอรแตละเครือง) ่ ใหเลือกไปทีแท็ ่ ป Port Setting ซึงแสดงค ่ ากําหนดรูปแบบ การสือสารข ่ อมูลอนุกรม ใหกําหนดคาตางๆ ดังรูป จากนันคลิ ้ กทีปุ่ ม Advance

     SCi-B X   21

(1.3.3.5) หนาตาง Advanced Setting for COM10 ปรากฏขึ้น (หมายเลข COM อาจเปลี่ยน แปลงได) คลิกที่ชอง COM Port Number เพื่อเปลี่ยนเปน COM4

(1.3.3.6) จากนั้นกําหนดคาตางๆ ตามรูป ที่ชอง Latency Timer (msec) ควรกําหนดเปน 1 และทําเครืองหมายที ่ ่ชอง Serial Enumerator แลวคลิกปุม OK

(1.3.3.7) กลับมายังหนาตาง USB Serial Port Properties อีกครัง้ หมายเลข COM port ที่ไตเติล บารจะเปลียนเป ่ น COM4 หากตองการเปลียนบอดเรตหรื ่ ออัตราบอดก็สามารถทําไดที่หนาตางนี้เลย โดยคลิกไปที่ชอง Bits per second ซึ่งเปนชองแรก จากนั้นคลิกปุม OK เพื่อผานขั้นตอนนี้ไป (1.3.3.8) ปลดตัวแปลง UCON-232S ออกจากพอรต USB แลวเสียบใหม ทําการตรวจสอบ ตําแหนงของพอรตอนุกรมอีกครั้ง จะพบวาตําแหนงของพอรตเปลียนเป ่ น COM4 อยางสมบูรณ

     SCi-B X 22  

1.4 ขอควรปฏิบัติ เพือให ่ เครืองมื ่ อและอุปกรณอยูในสภาพที่พรอมทํางานตลอดเวลา สิ่งทีควรกระทํ ่ าทุกครังที ้ ่ ใชงานชุดทดลอง SCi-BOX คือ 1. ปดสวิตช POWER ทุกครั้งที่มีการถอดหรือตอสายเขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร 2. ปดสวิตช POWER ทุกครั้งที่มีการตอหรือปลดสายของแผงวงจรตรวจจับสัญญาณหรือ อุปกรณใดๆ เขากับ SCi-BOX ทัง้ 2 ขอขางตนนีเป ้ นสิงที ่ ต่ องกระทํา เพือป ่ องกันไมให i-Stamp2P24 อันเปนแผงวงจร ไมโครคอนโทรลเลอรหลักทีใช ่ ควบคุมการทํางานทังหมดของบอร ้ ด SCi-BOX ไดรับความเสียหายอัน เนืองมาจากกระแสไฟฟ ่ ากระชาก ในขณะที่มีการปลดหรือตอสายสัญญาณ 3. หลั งจากที่ทดลองเสร็ จในแตละการทดลอง ควรปดสวิตชกอน ที่จะทําการปลดสาย สัญญาณเพื่อตอแผงวงจรใหมเขาไปเพือทํ ่ าการทดลองในหัวขอใหม 4. ไมควรปลดหรือตอสายสัญญาณของแผงวงจรใดๆ เขาไปใน SCi-BOX ในขณะที่ SCi-BOX กําลังทํางาน เวนแตมีขั้นตอนการปฏิบัติอื่นใดที่ระบุเจาะจงวาตองสายสัญญาณในขณะทํางานของ การทดลองนั้นๆ 5. ไมควรสัมผัสแผนระบายความรอนทีอยู ่ บริ  เวณดานบนทางขวาของบอรด SCi-BOX เพราะ เปนพื้นที่ที่มีความรอนและมีอุณหภูมิสูงพอควร อันเนื่องมาจากการทํางานตามปกติของแผงวงจร 6. หากมีความผิดพลาดใดๆ เกิดขึ้น ตองปดสวิตช POWER ทันที 7. ไมใชอะแดปเตอรไฟตรงที่มีแรงดันขาออกเกิน +16V กับ SCi-BOX 8. หลังจากเสร็จสิ้นการทดลอง ใหปลดสายเชือมต ่ อคอมพิวเตอรและสายของอะแดปเตอร หรือแหลงจายไฟออกจากบอรด SCi-BOX เสมอ

     SCi-B X   23

 

     ในชุด SCi-BOX ไดบรรจุอุปกรณสําหรับแสดงผลการทํางานไวบนแผงวงจรหลักอยูหลายแบบ  รวมทั้งแผงวงจรแสดงผลที่ตอออกมาตางหาก สามารถสรุปไดดังนี้

2.1. วงจรขับ LED ทํางานดวยลอจิก “1” จํานวน 4 ชอง ขับดวยขาพอรต P8 ถึง P11 ของ i-Stamp2P24

i

ไดโอดเปลงแสง (Light-emitting diode : LED) เป นอุปกรณที่กําเนิดแสงออกมาไดเมื่อไดรับจายไฟอยางถูกตอง การ จายไฟให LED ทํางานเรียกวา การไบแอส (bias) และการไบแอสทีทํ่ าให LED ทํางาน เรียกวา การไบแอสตรง (forward bias) แรงดันทีใช ่ ไบแอสให LED ทํางาน มีคา 1-4.5 V ถากระแสไหลผาน LED มาก ทําใหแรงดันทีตกคร ่ อม LED มีคามาก แสงที่ LED ขับออกมาก็จะสวางขึน้ โดยปกติแรงดันไบแอสตรงของ LED คือ 2V LED สามารถเปลงแสงออกไดหลายสีขึนอยู ้ กั บวา นําสารกึงตั ่ วนําชนิดใด มาสรางเปน LED กรณีสีแดงและเหลืองทําจากแกลเลี่ยมอารเซไนดฟอสไฟด (GaAsP) สวนสีเขียวทําจากแกลเลียมฟอสไฟด ่ (GaP) ปริมาณกระแสไฟฟาทีเหมาะสมสํ ่ าหรับขับ LED คือ 10-20mA ดังนันใน ้ การใชงาน LED จึงตองมีตัวตานทานจํากัดกระแสตออนุกรมรวมอยูด วยการหาคา ของตัวตานทานทีใช ่ ในการจํากัดกระแสให LED ทําไดโดยใชสูตร RS 

Vcc  VF IF

โดยที่ VCC คือไฟเลียง, ้ VF คือแรงดันไบแอสตรงที่ตกครอม LED และ IF คือกระแสไฟฟาที่ไหลผาน LED เมื่อไดรับไบแอสตรง

A

K

(ก) สัญลักษณของ LED ขาแคโทด

ขาแอโนด

(ข) โครงสรางภายในของ LED R1 Vs

LED1

+

I1

(ค) การตอตัวตานทานเพื่อจํากัด

ในทางตรงกันขาม หากจายแรงดันไบแอสกลับแก LED นอกจาก LED กระแสใหแก LED จะไมทํางานแลว อาจทําให LED เสียหายเนื่องจาก LED มีอัตราการทนแรงดัน ยอนกลับไดไมสูงนัก เพียง 3-10V เทานั้น

P9

P8

SENSOR2

P2 P1

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P0

SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

RELAY

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

รูปที่ 2-1 แสดงพืนที ้ ของอุ ่ ปกรณเอาตพุตบน SCi-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

SENSOR3

P11 P10

P3

     SCi-B X 24  

วงจรขับรีเลยและมอเตอรไฟตรงนั้น จะตองเลือกอยางใดอยางหนึง่ โดยใช จัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บนบอรด SCiBOX สวนวงจรขับ LED จะสามารถสังการ ่ ได โดยตรง และจะแสดงผลไปพร อมๆ กับวงจรขับรีเลยหรือมอเตอรดวย

X

2.2 วงจรขับรีเลย 12V P11 P10

P9

P3

มี 4 ชอง มีพิกัดหนาสัมผัสทนแรงดันไฟสลับ 220Vac 5A ขับดวยขาพอรต P8-P11 ของ i-Stamp P8

LED ที่ตําแหนงขา P8-P11 จะติดสวางตามการทํางาน รีเลยดวย เชน ถา P8 RELAY ทํางาน LED ที่ตําแหนง P8 จะติดสวาง P1

P2

RELAY

P0

MOTOR

RELAY 12V 5A

P11 RELAY P10 RELAY

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

RELAY 12V 5A

หนาสัมผัสของรีเลย เสมือนเปนสวิตชตัดตอ

i สัญลักษณของรีเลย หนาสัมผัส NC

ขดลวด

รีเลย (Relay) เปนอุปกรณแมเหล็กไฟฟาแบบหนึ่งทีทํ่ าหนาที่เปนสวิตชตัดตอหนึ่ง ชุดหรือมากกวา ขึนอยู ้ กับจํานวนหนาสัมผัสที่รีเลยตัวหนึ่ง ๆ บรรจุอยู รีเลยประกอบ ดวยสวนสําคัญ 2 สวนคือ ขดลวด (coil) และหนาสัมผัส (contact) แบงเปนหนาสัมผัส ปกติ (Normally Closed :NC) และปกติเปดวงจรหรือไมตอ (Normally Opened :NC) การกระตุนให  รีเลยทํางานทําไดงายมากเพียงจายแรงดันใหแกขดลวดในปริมาณทีขด ่ ลวดนันต ้ องการ ก็จะทําใหแมเหล็กไฟฟาเกิดขึนที ้ หน ่ าสัมผัส เกิดการดูดหนาสัมผัสจาก จุด NC มายังจุด NO ดังนันเมื ้ อรี ่ เลยทํางานหนาสัมผัส NO จะตอวงจร สวน NC จะเปด วงจรแทน ในลักษณะนี้ทํางานเหมือนเปนสวิตช 2 ทางทีควบคุ ่ มดวยแมเหล็กไฟฟา

C NO

NC

+V

C

+ -

NO

รีเลยยังไมทํางาน

NC

+ -

C NO

รีเลยเริ่มทํางาน

+V

     SCi-B X   25

2.3 วงจรขับมอเตอรไฟตรง สามารถขับมอเตอรไฟตรงสูงสุด 12V 500mA จํานวน 2 ตัว ใชขาพอรต P8-P9 สําหรับขับ มอเตอรตัวที่ 1 และ P10-P11 สําหรับขับมอเตอรตัวที่ 2 มี LED 2 สีแสดงขั้วของแรงดันที่จายใหแก มอเตอรไฟตรง ถาหาก LED แสดงสีแดง หมายถึงจายไฟกลับขั้ว ถา LED แสดงสีเขียว หมายถึง จาย ไฟตรงขั้ว ซึ่งจะมีผลตอทิศทางในการหมุนของมอเตอร โดยมีการทํางานดังนี้ มอเตอร A P8 P9 0 1 1 0 0 0 1 1

การทํางานของมอเตอร หมุนกลับทาง (LED แสดงสีแดง) หมุนตามทิศ (LED แสดงสีเขียว) แกนอิสระ (LED ดับ และแกนมอเตอรเปนอิสระ หมุนดวยมือไดงาย) บังคับแกน (LED ดับ และแกนมอเตอรถูกบังคับ หมุนดวยมือไดยาก)

มอเตอร B P10 P11 0 1 1 0 0 0 1 1

การทํางานของมอเตอร หมุนกลับทาง (LED แสดงสีแดง) หมุนตามทิศ (LED แสดงสีเขียว) แกนอิสระ (LED ดับ และแกนมอเตอรเปนอิสระ หมุนดวยมือไดงาย) บังคับแกน (LED ดับ และแกนมอเตอรถูกบังคับ หมุนดวยมือไดยาก)

2.4. วงจรขับสเต็ปเปอรมอเตอร สามารถขับสเต็ปเปอรมอเตอรแบบยูนิโพลาร 12V 500mA ได 2 ตัว โดยใชขา P14 และ P15 ของ i-Stamp2P24 หัวใจหลักคือไมโครคอนโทรลเลอรรวมซึงเรี ่ ยกวา สเต็ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอร (Stepper motor Co-processor) ทําหนาทีรั่ บขอมูลในอนุกรมมาจากขาพอรต P14 เรียกขานีว้ า SERIN จากนันสเต็ ้ ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอรจะประมวลผลขอมูลเพือขั ่ บมอเตอรใหหมุนตามทีกํ่ าหนด ในขณะทีสเต็ ่ ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอรทํางานอยู จะสงสัญญาณกลับไปยัง i-Stamp2P24 ผานทางขาพอรต P15 เพือแจ ่ งใหทราบวา ยังคงขับมอเตอรอยู ไมสามารถรับขอมูลใหมได จะเรียกขา สัญญาณนีว้ า BUSY การรีเซตทําไดโดยสงสัญญาณมาทีขา ่ RST ของสเต็ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอร การรับขอมูลเพือขั ่ บสเต็ปเปอรมอเตอรใชหรืออัตราเร็วในการถายทอดขอมูล 9,600 บิตตอวินาที จํานวนบิตขอมูลคือ 8 บิต และไมมีบิตตรวจสอบขอมูล ทุกครั้งทีส่ งขอมูลมายังสเต็ปเปอรมอเตอร โคโปรเซสเซอรจะมีสัญญาณ BUSY ตอบรับลอจิก “0” กลับไปยัง i-Stamp2P24 เพือแจ ่ งวากําลังกระทํา คําสังอยู ่  และเมือเสร็ ่ จสิน้ สัญญาณ BUSY ก็จะเปนลอจิก “1” โดยอัตโนมัติ เพือกระทํ ่ าคําสังต ่ อไป

     SCi-B X 26  

i

สเต็ปเปอรมอเตอร (stepper motor) เปน

มอเตอรแบบหนึ่งที่มีการหมุนแบบเปนจังหวะหรือเรียกวาเปนสเต็ป กลา วคือ เมื่อจายสัญญาณใหแกมอเตอรอยางถูกตอง มอเตอรจะหมุนไปเปน จังหวะ สวนจะหมุนซายหรือขวาขึ้นอยูกับขั้วของการจายไฟใหแกขดลวด ภายในมอเตอร ความละเอียดของการหมุนของสเต็ปเปอรมอเตอรจะขึนอยู ้  กับโครงสรางของสเต็ปเปอรมอเตอรและวงจรขับ โครงสรางของสเต็ปเปอรมอเตอรแบบยูนิโพลารจะพันขดลวด 2 ขดบนแตละขัวแม ้ เหล็กของแกนเหล็กคงที่ (สเตเตอร : stater) แตละขดแบง เปน 2 เฟส รวมมอเตอรทั้งตัวมีขดลวด 4 เฟส คือ เฟส 1, 2, 3 และ 4 มีการ ตอสายจากขดลวดแตละขดเพื่อจายไฟเลี้ยง ทําใหสเต็ปเปอรมอเตอรแบบ นี้มี 5 และ 6 สาย โดยสายที่ 5 และ 6 คือสายไฟเลียง ้ ในกรณี 6 สายตอง นําสายไฟเลียงทั ้ ้งสองมาตอรวมกัน แลวจายไฟจึงจะทําใหมอเตอรทํางาน การขับสเต็ปเปอรมอเตอรอยางงายมี 3 แบบคือ ฟูลสเต็ปหนึงเฟส, ่ ฟูลสเต็ปสองเฟส และ ฮาลฟสเต็ป แบบหนึ่งเฟสเปนการขับที่งายที่สุด โดยปอนสัญญาณกระตุนขด ลวดครั้งละเฟสไลกันไป เชน เริ่มจากเฟสที่ 1 ตอดวยเฟสที่ 2, 3 และ 4 แลววนกลับมาเฟสที่ 1 ใหม หรือเริ่มจากเฟสที่ 1 ไปยังเฟสที่ 4, 3 และ 2 แลววนกลับมาเฟสที่ 1 อีกครัง้ ดวยลําดับการปอนสัญญาณทีต่ างกัน ทําให ทิศทางการหมุนของสเต็ปเปอรมอเตอรสวนทางกันดวย การขับสเต็ปเปอร มอเตอรแบบนี้ จะมีขดลวดเพียงเฟสเดียวที่ไดรับสัญญาณกระตุน แบบสองเฟสคลายกับแบบหนึ่งเฟส แตแทนที่จะสงสัญญาณเพียง เฟสเดียว จะปอนสัญญาณไปยังเฟสของมอเตอรที่ใกลกันในเวลาเดียวกัน และเรียงลําดับกันไป เริมด ่ วยการปอนสัญญาณไปยังเฟสที่ 1 และ 2 พรอม กันในสเต็ปที่ 1 จากนั้นปอนสัญญาณไปยังเฟสที่ 2 และ 3 ถัดมาในสเต็ป ที่ 3 ปอนสัญญาณไปที่เฟส 3 และ 4 สเต็ปที่ 4 ปอนสัญญาณไปยังเฟสที่ 4 และ 1 แลววนกลับไปที่เฟสที่ 1 และ 2 อีกครั้ง ดวยการขับแบบนี้ทําใหได แรงบิดหรือทอค (toque) มากขึน้ แตใชพลังงานในการขับเพิ่มมากขึน้ แบบฮาลฟสเต็ป เปนแบบทีได ่ รับความนิยมมากทีสุ่ ด เนืองจากช ่ วย ใหมอเตอรหมุนไดอยางละเอียดมากขึนเป ้ นสองเทาของความละเอียดปกติ การขับแบบนี้ผสมระหวางแบบหนึ่งและสองเฟส กลาวคือ มีทั้งการปอน สัญญาณกระตุนไปยังขดลวดเพียงเฟสเดียวและพรอมกันสองเฟสในชวง เวลาหนึ่ ง ด วยการขับแบบนี้สงผลใหแรงบิดเพิ่มขึน้ ความถูกตองของ ตําแหนงทีหมุ ่ นมีเพิมมากขึ ่ น้ เพียงแตวาในการขับแตละสเต็ปจะใหผลเพียง ครึงสเต็ ่ ปของการขับปกติ ดังนันหากต ้ องการใหการเคลือนที ่ เป ่ นไปแบบเต็ม สเต็ป จะตองกําหนดใหทําการหมุนไป 2 สเต็ปตอเนื่องกัน

PHASE 4

PHASE 4

+V PHASE 3

PHASE 3

PHASE 2

PHASE 1

PHASE 2 +V PHASE 1

+V

โครงสรางของสเต็ปเปอรมอเตอรแบบ ยูนิโพลาร สเต็ปที่ PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3 PHASE 4 1 ทํางาน 2 ทํางาน 3 ทํางาน 4 ทํางาน

การปอนสัญญาณเพือขั ่ บสเต็ปเปอรมอเตอร แบบฟูลสเต็ปหนึงเฟส ่ สเต็ปที่ PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3 PHASE 4 1 ทํางาน ทํางาน 2 ทํางาน ทํางาน 3 ทํางาน ทํางาน 4 ทํางาน ทํางาน

การปอนสัญญาณเพือขั ่ บสเต็ปเปอรมอเตอร แบบฟูลเต็ปสองเฟส สเต็ปที่ PHASE 1 1 ทํางาน 2 ทํางาน 3 4 5 6 7 8 ทํางาน

PHASE 2 ทํางาน ทํางาน ทํางาน -

PHASE 3 ทํางาน ทํางาน ทํางาน -

PHASE 4 ทํางาน ทํางาน ทํางาน

การปอนสัญญาณเพือขั ่ บสเต็ปเปอรมอเตอร แบบฮาลฟสเต็ป

     SCi-B X   27

2.5 แผงวงจรไฟแสดงผล 2 สี : ZX-LED2C

(ตอกับ P0-P7)

ใช LED แบบ 2 สีในการแสดงผล โดยเลือกได 2 แบบ

LED

O

220

R HIGH

G

LOW

LED

HIGH

O

LOW

ชอง HIGH ถาอินพุตเปนลอจิก "1" LED ติดเปนสีแดง ชอง LOW ถาอินพุตเปนลอจิก "0" LED ติดเปนสีเขียว ถาไมใชสัญญาณทีกํ่ าหนด LED จะดับ ถาเปนสัญญาณลอจิก "0" จะแสดงผลเปนสีเขียว ถาเปนสัญญาณลอจิก "1" จะแสดงผลเปนสีแดง

Bi-color LED

2.6 แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด : ZX-IrLED

(ตอกับ P0-P7)

ใช LED เปลงแสงอินฟราเรดขนาด 3 มม. ใชงานได 2 แบบคือ ทํางานเมื่อไดรับลอจิก "1" ใชกับแผงวงจรโฟโตทรานซิสเตอรเพือวั ่ ด ระดับความเขมของแสงอินฟราเรดทีส่ งออกไป สงแบบสัญญาณความถี่ ดวยการผสมสัญญาณพาหความถี่ 38kHz ในกรณีนีใช ้ รวมกับ แผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรดเพื่อตรวจสอบการรับสัญญาณ สงแบบตอเนือง ่

O

Infrared LED 150 Infrared LED

i

LED ทีให ่ แสงอินฟราเรดมักนิยมทําจากแกลเลี่ยมอารเซไนด (GaAs)

     SCi-B X 28  

2.7 SLCD16x2 : โมดูล LCD แบบอนุกรม

(ตอกับ P0-P7)

 แสดงผลได 16 ตัวอักษร 2 บรรทัด  ตอกับพอรตของไมโครคอนโทรลเลอร i-Stamp ไดโดยตรง

(ในกรณีใช SCi-BOX ตอเขาทีขา ่ P0-P7 ขาใดขาหนึ่ง)  เชือมต ่ อกับพอรตอนุกรม RS-232 ไดโดยตรง ่ อเปนแบบโดยตรง (direct) หรือ  สามารถเลือกสัญญาณเชือมต แบบกลับลอจิก (invert) ได  เลือกอัตราเร็วในการถายทอดขอมูลได 2 คาคือ 2,400 และ 9,600

บิตตอวินาที ในรูปแบบขอมูล 8 บิต ไมมีพาริตี้ บิตหยุด 1 บิต (8N1)  เลือกชุดคําสั่งควบคุมไดทังแบบมาตรฐานและเพิ ้ ่มเติม  ใชสายตอ 3 เสนคือ Vcc (+), GND (G) และ Serial input (S)  ใชไฟเลี้ยงไดตั้งแต +5 ถึง +12V

2.7.1 การใชงาน SLCD : โมดูล LCD แบบอนุกรม ในรูปดานลางแสดงรายละเอียดของแผงวงจรดานหลังของ SLCD บนบอรดมีจัมเปอร ๊ เพือควบ ่ คุมการทํางานทังสิ ้ ้น 4 ตัว ดังมีรายละเอียดตอไปนี้

ZX-400 บอรดเชื่อมตออนุกรมสําหรับโมดูล LCD 14

คอนเน็กเตอรสําหรับเชื่อมตอโมดูล LCD มาตรฐาน ทั้งแบบแถวเดี่ยว 1x14 ขา และแถวคู 2x7 ขา

1

ปรับความสวางของจอแสดงผล

INPUT

ตอลงกราวด

+ S G

BRIGHTNESS

DI IN

24 96

16 8

NXP1008S-LCD

ST EX

14

CONNECTOR 2x7 PIN

1

CONNECTOR 14 PIN

ขอมูลอนุกรม ตอไฟเลี้ยง

(c) 2000 Innovative Experiment

เลือกโหมดคําสั่ง

เลือกการแสดงผล

เลือกบอดเรต

เลือกลักษณะสัญญาณ

คําสั่งเพิ่มเติม (EX)

8 หลักตอบรรทัด (8)

9600 บิตตอวินาที (96)

กลับลอจิกหรือ RS-232 (IN)

คําสั่งมาตรฐาน (ST)

16 หลักตอบรรทัด (16)

2400 บิตตอวินาที (24)

เชื่อมตอโดยตรง (DI)

     SCi-B X   29

1. จั๊มเปอรเลือกโหมดคําสั่ง (mode command jumper) ใชเลือกโหมดคําสังเพื ่ ่อควบคุมการ แสดงผลของโมดูล LCD ซึ่งเลือกได 2 โหมดคือ โหมดคําสังมาตรฐาน ่ (ST) ซึงจะตรงกั ่ บโมดูล LCD ของ Scott Edwards ที่ไดรับความนิยมทั่วโลก และโหมดคําสังเพิ ่ ่มเติม (Extended mode command : EX) ดูรายละเอียดเพิ่มเติมไดในกิจกรรมที่ 24 ของบทที่ 6 ปกติเลือกใชโหมดคําสั่งมาตรฐาน (ST) 2. จัมเปอร ๊ เลือกบรรทัดของการแสดงผล (lines jumper) ใชเลือกจํานวนบรรทัดของการแสดง ผล มีดวยกัน 2 แบบคือแบบ 1/8 Duty หมายถึง เลือกแสดงผล 8 หลักตอบรรทัด และแบบ 1/16 Duty หมายถึง เลือกแสดงผล 16 หลักหรือตัวอักษรตอบรรทัดหรือมากวา ปกติจะเลือกไวที่ 1/16 ซึ่งหมาย ถึง เลือกการแสดงผลแบบหลายบรรทัด 3. จั๊มเปอรเลือกบอดเรตหรืออัตราเร็วในการสื่อสารขอมูลอนุกรม (baudrate select jumper) เลือกได 2 คาคือ 2400 บิตตอวินาที และ 9600 บิตตอวินาที ในรูปแบบจํานวนบิตขอมูล 8 บิต ไมมีบิต พาริตี้ และมีบิตหยุด 1 บิต 4. จั๊มเปอรเลือกรูปแบบของสัญญาณเชือมต ่ อ (interface signal jumper) มีดวยกัน 2 แบบ คือ แบบกลับลอจิกและ RS-232 (invert logic TTL/CMOS level or RS-232 : IN) กับแบบเชือมต ่ อโดย ตรง (direct logic TTL/CMOS level : DI) ถาหากนํา SLCD ไปเชื่อมตอกับพอรตอนุกรมของ คอมพิวเตอรตองเลือกไปที่ IN ถาหากเชือมต ่ อกับไมโครคอนโทรลเลอรโดยตรง สามารถเลือกไดทัง้ IN และ DI การปรับความสวางของจอแสดงผลทําไดโดยปรับที่ตําแหนง BRIGHTNESS จุดเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอกมี 3 จุดคือ จุดตอไฟเลี้ยง +Vcc (+), อินพุตสัญญาณอนุกรม (serial input : S) และจุดตอกราวด (GND : G)

2.7.2 การเชื่อมตอ SLCD กับ SCi-BOX ทําไดงายมาก เพียงตอสายสัญญาณจากขาพอรต P0-P7 ขาใดขาหนึ่งบนบอรด SCi-BOX เขา กับขาขอมูลของ SLCD สวนการกําหนดจั๊มเปอรเพื่อเลือกการทํางานของโมดูลแสดงผล SLCD ใน ชุดซอฟตแวร SCi-BOCX Activity จะมีการกําหนดใหเลือกจั๊มเปอรไวอยางเหมาะสมแลว สามารถดู ไดจากตัวอยางในแตละกิจกรรม ดังนันในการทดลองขั ้ ้นตน ผูเรี  ยนหรือผูทดลองไมมีความจําเปนตองเขียนคําสังเพื ่ ่อควบคุม การแสดงผลของโมดูล SLCD แตอยางใด และจะมีรายละเอียดเพิ่มเติมพรอมทั้งตัวอยางโปรแกรม

     SCi-B X 30  

     SCi-B X   31

 

      สัญญาณดิจิตอลจะพิจารณาที่ระดับสัญญาณเปนหลัก ซึงมี ่ เพียง 2 ระดับคือ ระดับสูงและตํา่ โดยระดับสัญญาณนี้อาจเรียกวา ลอจิก (logic) ระดับสัญญาณสูงในทางดิจิตอลคือระดับสัญญาณที่มี คาใกลเคียงหรือเทากับแรงดันไฟเลี้ยง กําหนดใหเปนลอจิก “1” หรือ “high” สวนระดับสัญญาณตํา่ คือ ระดับสัญญาณที่เทียบเทากราวด กําหนดเปนลอจิก “0” หรือ “low” ดังนั้ นแผงวงจรตรวจจั บสัญญาณดิจิตอลก็จะใหผลการตรวจจับออกมาเปนระดับลอจิก เชนกัน โดยในชุด SCi-BOX ไดจัดเตรียมแผงวงจรตรวจจับสัญญาณแบบดิจิตอลไว 3 กลุม คือ 1. กลุมตรวจจับสัญญาณแบบลอจิก (กลุม D) ประกอบดวย แผงวงจรสวิตช (ZX-SWITCH), แผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz (ZX-IRM : 38kHz Infrared Receiver mudule) และแผงวงจร เปรียบเทียบสัญญาณ (ZX-COMPARATOR) 2. กลุมตรวจวัดคาคงที่เวลา RC (กลุ ม C) ไดแก แผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา (CAPACITANCE) 3. กลุมตรวจจับสัญญาณชั่วขณะ ไดแก แผงวงจรตรวจจับเสียง (ZX-SOUND)

     SCi-B X 32  

3.1 แผงวงจรตรวจจับสัญญาณลอจิก 3.1.1 แผงวงจรสวิตช : ZX-SWITCH

(ตอกับ P0-P7)

LOW

D

เมื่อกดเปนลอจิก 0 และแสดงไฟเปนสีเขียว

HIGH

มีสวิตชพรอมไฟแสดงผลใหเอาตพุต 2 แบบคือ ที่ชอง HIGH ถากดสวิตชจะสงลอจิก”1” ไฟสีแดงติด ที่ชอง LOW ถากดสวิตชจะสงลอจิก “0” ไฟสีเขียวติด ถาไมมีการกด LED ดับ ลอจิกที่ไดก็จะไดผลกลับกัน

เมื่อกดเปนลอจิก 1 และแสดงไฟเปนสีแดง

D

SWITCH

SWITCH

10k

510

HIGH

LOW

R

G

3.1.2 แผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz : ZX-IRM

Bi-color LED

(ตอกับ P0-P7)

ใชตรวจจับแสงอินฟราเรดที่ผสมสัญญาณพาหความถี่ 38 kHz ใหผลเปนลอจิก “1” เมื่อตรวจจับสัญญาณไมได ใหผลเปนลอจิก “0” เมื่อตรวจจับสัญญาณแสงได INFRARED RECEIVER

3 IR Receiver module

i

0.1/50V

1 2

ปกติแลวโมดูลรับแสงอินฟราเรดทํางานไดดีทีสุ่ ดทีความถี ่ ่ 38.5kHz แต ในความเปนจริง โมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz สามารถรับสัญญาณ ทีมี่ ความถีใกล ่ เคียงเขามาได แตการตอบสนองหรือความไวจะลดลง อยางมาก จากรูปเปนกราฟแสดงใหเห็นถึงความไวในการรับสัญญาณ ของโมดูลรับแสงอินฟราเรดทีความถี ่ ต่ างๆ ทีความถี ่ ่ 38.5kHz จะเปน จุดทีให ่ ความแรงของสัญญาณสูงสุด

ความไว (5dBตอชอง)

D

18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58

ความถี่ (kHz)

     SCi-B X   33

3.1.3 แผงวงจรเปรียบเทียบสัญญาณ : ZX-COMPARATOR

(ตอกับ P0-P7)

ใชเปรี ยบเทียบแรงดันระหวาง A กับ B โดยใหผลลัพธเปน สัญญาณดิจิตอลลอจิก "0" พรอมกับไฟแสดง มี 2 เอาตพุตคือ เอาตพุต A>B และ B>A ขอจํากัด : ระดับของสัญญาณที่นํามาเปรียบเทียบกันจะตองไม เกิน 3.5 V.

3

A>B RED

A

B

6

B>A GREEN

5

7

510

A>B

B

D

ใหลอจิก "0" เมื่อ A > B ใหลอจิก "0" เมื่อ B > A

แผงวงจรเปรียบเทียบสัญญาณ : Comparator

4

Input 3.5V max.

A>B

A

B>A

LM339 1

8

2

A

COMPARATOR

B

D

B>A

Active Low output

3.2 แผงวงจรตรวจวัดคาคงทีเวลา ่ RC (กลุม C) แผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา : CAPACITANCE

(ตอกับ P0-P7)

ใชวัดคาความจุไฟฟาในหนวยฟารัด (Farad) โดยวัดจากคาบเวลาคงที่ RC +5V.

ST=0 10k

PORT

C ที่ตองการวัด GND

+5V.

C ที่ตองการวัด PORT

10k ST=1

GND

คุณสมบัติของแผงวงจรเมือต ่ อที่จุด ST=0 เปนการวัดโดยใชเทคนิคการวัดคาบเวลาคงที่ RC ทีใช ่ ในการประจุตั้งแต แรงดันเริ่มตน 0V ถึง 1.5V (มีประจุอยู 33.3 % ของแรงดัน) ซึงเวลาที ่ ่ได จะใหคาบเวลาแปรผันตามคา R และ C ที่ตอรวมดวย การคายประจุ ใหสงแรงดัน 0V ออกไป คุณสมบัติของแผงวงจรเมือต ่ อที่จุด ST=1 เปนการวัดโดยใชเทคนิคการวัดคาบเวลาคงที่ RC ทีใช ่ ในการประจุตั้งแต แรงดันเริ่มตน 5V จนกระทังเหลื ่ อ 1.5V (มีประจุอยู 66.7 % ของแรงดัน) ซึงเวลาที ่ ่ไดนี้ จะใหคาบเวลาแปรผันตามคา R และ C ทีต่ อรวมดวย การคายประจุ ใหสงแรงดัน +5V ออกไป

     SCi-B X 34  

3.2 แผงวงจรตรวจจับสัญญาณชัวขณะ ่ แผงวงจรตรวจจับเสียง : ZX-SOUND (ตอกับ P0-P7 หรือ SENSOR0 -SENSOR7) ใชตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง เชนเสียงปรบมือ เสียงพูด ใชงานเปนไดทั้งตัวตรวจจับดิจิตอลและอะนาลอก กรณีทํางานกับอินพุตดิจิตอล (P0 - P7) เปนลอจิก "0" เปนลอจิก "1"

ในภาวะปกติ เมือมี ่ เสียงเขามา R1 22k

C2 0.1uF/50V

3 R2 2 100k

R6 1k

R5 68k 6

8

+

+

1

IC1/1

5

IC1/2

-

-

4

R7 12R 7 C3 22uF +

MIC1

C1 470uF/16V

R4 R3 100k 1k

S

IC1 : MCP6002

i

คอนเดนเซอรไมโครโฟน หลักการทํางานคือ เมื่ อมี สั ญญาณเสี ยงมาตกกระทบแผนเคลื่อนไหว หรือไดอะแฟรม (diaphram) ซึงเป ่ นแผนตัวนําไฟฟา ด วย ทําใหเกิดการเคลื่อนที่ ความจุไฟฟาภายใน ระหวางแผนตัวนําทังสองแผ ้ นเกิดการเปลี่ยนแปลง ตามการสั่นของคลื่นเสียง แรงดันตกครอมของตัว ไมโครโฟนก็จะเปลี่ยนแปลงตามไปดวย จึงทําใหเกิด เปนสัญญาณไฟฟาออกมา ขอดีของไมโครโฟนแบบ นีคื้ อ สามารถตอบสนองตอเสียงไดดี มีความไวสูง ให สัญญาณเอาตพุตมีความแรงเหมาะสมกับคาความ ตานทานทางไฟสลับของมัน แตขอเสียคือ ตองมีแรง ดันไฟฟาเลี้ยงไวตลอดเวลา

ระยะหางเกิดการเปลี่ยนแปลง ทําใหคาความจุไฟฟาเปลี่ยนแปลง แผนตัวนําอยูกับที่ แผนตัวนําเคลื่อนไหว

+Vcc

คลื่นเสียง สัญญาณเอาตพุต

     SCi-B X   35

 

     ในการนําไมโครคอนโทรลเลอรเขาไปเชือมโยงใช ่ งานในการทดลองทางวิทยาศาสตร หัวใจ สําคัญคือ กระบวนการแปลงสัญญาณหรือปริมาณทางวิทยาศาสตรมาเปนสัญญาณไฟฟาหรือขอมูล ทางดิจิตอล ซึ่งจะมีดวยกัน 2 กระบวนการหลักคือ 1. กระบวนการตรวจจับและแปลงสัญญาณหรือปริมาณทางวิทยาศาสตรมาเปนสัญญาณไฟฟา 2. กระบวนการแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล (analog to digital conversion : ADC) ในกระบวนการแรก อุปกรณสําคัญคือ ตัวตรวจจับหรือเซนเซอร (sensor) หนาทีสํ่ าคัญคือ เปลียนหรื ่ อแปลงปริมาณทางวิทยาศาสตรมาเปนแรงดันไฟฟา อาทิ ไมโครโฟนใชในการแปลงสัญญาณเสียงเปนสัญญาณไฟฟา เทอรมิสเตอรใชตรวจวัดอุณหภูมิเพือเปลี ่ ยนเป ่ นคาความตานทานไฟฟา ตัวตรวจจับปรากฏการณฮอลล (hall effect) ใชตรวจจับสนามแมเหล็กแปลงเปนแรงดันไฟฟา ตัวตานทานแปรคาตามแสงใชในการตรวจจับแสงเพือเปลี ่ ยนเป ่ นคาความตานทานไฟฟา สวนในกระบวนการที่สอง จะเปนเรื่องของวงจรอิเล็กทรอนิกสที่จะนําสัญญาณไฟฟาที่ได จากกระบวนการแรกมาแปลงเปนขอมูลทางดิจิตอลเพือส ่ งไปยังประมวลผลยังไมโครคอนโทรลเลอร ตอไป จุดที่ตองใหความสนใจในสวนนี้คือ ความละเอียดในการแปลงสัญญาณ วงจรแปลงสัญญาณ อะนาลอกเปนดิจิตอลทีเหมาะสมในการนํ ่ ามาใชในการทดลองวิทยาศาสตรควรมีความละเอียดไมนอย กวา 8 บิต ซึ่งใหความแตกตางของขอมูล 256 คา และถายิงมี ่ ความละเอียดสูงเทาใดยิงดี ่ เพราะจะให ผลการแปลงที่แมนยํามากขึน้ แตนั่นจะทําใหตนทุนของระบบสูงขึ้นตามไปดวย

     SCi-B X 36  

ในชุด SCi-BOX ไดบรรจุแผงวงจรตรวจจับสัญญาณทางอะนาลอกไวมากเพียงพอตอการ ตรวจวัดปริมาณทางวิทยาศาสตรที่สําคัญอยางครบถวนรอบดาน อันประกอบดวย 1. แผงวงจรตรวจจับแสง (LDR Light sensor : ZX-LDR) 2 ชุด 2. แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน (Light reflector : ZX-REFLECT) 2 ชุด 3. แผงวงจรตรวจจับอุณหภูมิ (Temperature sensor : ZX-THERMISTOR) 2 ชุด 4. แผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก (Magnetic field sensor : ZX-MAGNETIC) 1 ชุด 5. แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดเพือจ ่ ายแรงดัน 5 ชุด แบงเปน 3 แบบคือ แบบโปเทนชิโอ มิเตอร ตัวตัง้ (ZX-POTV) 2 ชุด, ตัวนอน (ZX-POTH) 2 ชุด และแบบสไลด (ZX-SLIDE) 1 ชุด 6. แผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรดโดยใชโฟโตทรานซิสเตอร (ZX-PHOTO Transistor) 2 ชุด 7. แผงวงจรวัดกระแสไฟฟา (Current : ZX-CURRENT) 1 ชุด 8. แผงวงจรวัดความตานทานไฟฟา (Resisitance : ZX-RESISTANCE) 1 ชุด 9. แผงวงจรลดทอนแรงดันไฟฟา (Voltage attenuator : ZX-VOLT) 1 ชุด สําหรับวัดแรงดันไฟฟา การเชือมต ่ อแผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอกทั้งหมดเขากับ SCi-BOX ทําไดโดยตอสาย สัญญาณเขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ถึง SENSOR7 เบื้ องต นกั บการแปลงสั ญญาณอะนาลอกเป น ดิจิตอล

i

สัญญาณจะไดรับการแปลงเปนจํานวนทางดิจิตอล โดยการ ขอมูลดิจิตอล 001101100111 สุมหรื  อแซมปลิ้ง (sampling) ดังในรูป ถาหากวงจรแปลงสัญญาณ 000101101111 มีเอาตพุต 8 เสน จะมีขอมูลเกิดขึน้ 28 หรือ 256 รหัส ค าความละเอี ยดของตัวแปลงสัญญาณถู กอธิบายดวย สัญญาณอะนาลอก ระยะหางทีน่ อยทีสุ่ ดของคาแรงดันทางอินพุตทีเพิ ่ มขึ ่ น้ ซึงถู ่ กกําหนด โดยตัวแปลงสัญญาณนัน้ ระยะหางยิงน ่ อยเทาไหร คาความละเอียด ยิ่งสูงขึ้น โดยคาความละเอียดแปรผันตรงกับจํานวนบิตเอาตพุต ถาตัวแปลงสัญญาณมีขนาด 8 บิต ระดับของสัญญาณอินพุตถูก ระยะหางของการสุม แทนเปนเลขฐานสองจาก 00000000 ถึง 11111111 ถาอินพุตเริ่ม การสุมสั  ญญาณอะนาลอกเพือกํ ่ าหนดขอมูลดิจิตอล ตนจาก 0-5 V ดังนั้นความละเอียดเทากับ 5/256 = 0.0195V ถาขอมูลเอาตพุตเปน 00000001 จะแทนแรงดัน 0.0195V ถาเปน 00000010 จะแทนแรงดัน 0.039 V ในทางกลับกันหากตองการทราบขอมูลดิจิตอลของแรงดัน 3.042 V จะหาไดจาก 3.042/0.0195 = 156 ฐานสิบ แปลงเปนเลขฐานสองจะไดคาเทากับ 10011100

     SCi-B X   37

ในบทนีจะอธิ ้ บายถึงแผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอกทังหมดที ้ มี่ ในชุด SCi-BOX เพือเป ่ น ขอมูลเบื้องตนในการทําความเขาใจถึงการทํางาน สําหรับการนําไปทดลองนั้นสามารถกระทําได 2 วิธีคือ ทดลองผานชุดซอฟตแวร SCi-BOX Activity ในวิธีนีผู้ ทดลองสามารถดํ  าเนินการทดลองไดตาม ขั้นตอนที่ระบุในหนาตางของโปรแกรม และดูผลการทดลองไดในทันที โดยไมจําเปนตองเขียน โปรแกรมติดตอกับไมโครคอนโทรลเลอร i-Stamp2P24 บนบอรด SCi-BOX แตอยางใด วิธีทีสอง ่ จะเปนการติดตอกับไมโครคอนโทรลเลอร i-Stamp บนบอรด SCi-BOX จึงตองมีการ เขี ยนโปรแกรมภาษาเบสิกขึ้นเองเพื่อทําการทดลอง ซึ่ งการทดลองจะมี ความซับซอนหรื อมี ประสิทธิภาพเพียงใดจะขึ้นอยูกั บการเขียนโปรแกรมของผูทดลองเปนปจจัยหลัก ผลทีได ่ คือ ผูเรี  ยน สามารถสรางการทดลองวิทยาศาสตรโดยใชไมโครคอนโทรลเลอรเปนอุปกรณประกอบขึนเองได ้ ซึง่ จะนําไปสูการออกแบบพั  ฒนาและสรางโครงงานวิทยาศาสตรไดดวยตนเองในที่สุด

4.1 แผงวงจรตรวจจับแสง : Light sensor (ZX-LDR) (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) ใชตรวจจับแสงสวาง เลือกเอาตพุตได 2 แบบคือ +

แรงดันเอาตพุตเพิม่ เมื่อแสงตกกระทบ

+

แรงดันเอาตพุตลดลง เมื่อแสงตกกระทบ A

+

LDR Light

+

A

i

10k

LDR

+

+

ตัวตานทานแปรคาตามแสงหรือ LDR (Light Dependent Resistor)

สารกึ่งตัวนํา ไวแสง ขาตอใชงาน รูปราง

สัญลักษณ

เมื่อแสงมากขึ้น แรงดันที่ไดจะลดลง เมื่อแสงมากขึ้น แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

LIGHT

เปนอุปกรณที่มีคุณสมบัติพิเศษคือ คาความตานทานไฟฟาของมันจะเปลียนแปลง ่ เมือมี ่ แสงมาตกกระทบ โดยคาความตานทานจะลดลงเมือมี ่ แสงมาตกกระทบ และเพิมค ่ ามากขึนหากแสงที ้ ตกกระทบลดความสว ่ างลง และสูงสุดเมือไม ่ มีแสง ใดๆ ตกกระทบ คาความตานทานของ LDR จะอยูในช  วง 1k - 500k อัตราสวน ของความตานทานในชวงมืดตอสวางมีคาประมาณ 10,000 : 1 ความไวในการรับแสง ของ LDR จะขึนกั ้ บชนิดของสารกึงตั ่ วนําทีนํ่ ามาใชผลิต ถาเปนแคดเมียมซัลไฟด (CdS) จะทํางานกับแสงทีมี่ ยานความยาวคลืน่ 0.6 m ซึ่งก็คือแสงสวางธรรมดานั่นเอง ในการเลือกใช LDR ตองสนใจตัวแปร 3 ตัวคือ คาความตานทานสูงสุดเมือไม ่ มีแสงมา ตกกระทบ, คาความตานทานตําสุ ่ ดเมือมี ่ แสงมาตกกระทบ และ แรงดันใชงานสูงสุด

     SCi-B X 38  

4.2 แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน : REFLECT

(ตอกับ SENSOR0-SENSOR7)

มี LED กําเนิดแสงสีแดงแลวใช LDR หรือตัวตานทาน แปรคาตามแสงรับแสงที่สะทอนกลับมา ใหผลเปนแรงดันแปร ตามความเขมของแสงทีสะท ่ อนกลับมา A

แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน

REFLECT

LED กําเนิดแสง

LED กําเนิดแสงสีแดง LDR รับแสงสีแดงที่ สะทอนวัตถุกลับมา

LDR

LDR รับแสงสะทอน

+ REFLECT

10k

4.3 แผงวงจรตรวจจับเสียง : ZX-SOUND

Red LED super bright

กรณีทํางานกับอินพุตอะนาลอก (SENSOR0 - SENSOR7) แรงดันเอาตพุต 0V แรงดันเปลี่ยนแปลงในชวง มากกวา 0V ถึง +5V

C2 0.1uF/50V

MIC1

3 R2 2 100k

R6 1k

R5 68k 6

8

+

+ IC1/1

1

5

IC1/2

-

-

4

R7 12R 7 C3 22uF +

R1 22k

C1 470uF/16V

R4 R3 100k 1k

+

(ตอกับ SENSOR0 -SENSOR7)

ใชตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง เชนเสียงปรบมือ เสียงพูด ใชงานเปนไดทั้งตัวตรวจจับดิจิตอลและอะนาลอก ในภาวะปกติ เมือมี ่ เสียงเขามา

220

IC1 : MCP6002

S

     SCi-B X   39

4.4 แผงวงจรวัดอุณหภูมิ : Temperature sensor

(ตอกับ SENSOR0-SENSOR7)

ใชวัดอุณหภูมิโดยตัววัดเปนตัวตานทานแปรคาผกผันกับ อุ ณหภูมิ หรื อเทอร มิ สเตอร แบบ NTC (Negative temperature coefficient) เลือกใชได 2 แบบคือ +

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น คาแรงดันก็จะมากขึ้น

+

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น คาแรงดันก็จะลดลง +

A

เทอรมิสเตอร ตัวตรวจจับอุณหภูมิ +

Temperature

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันที่ไดจะลดลง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

A

Temperature sensor

1k

T

+

+

เบอรของเทอรมิสเตอรที่ใชในแผงวงจร ตรวจวัดอุณหภูมิ โดยคาความตานทาน ของเทอรมิสเตอร ณ อุณหภูมิหอง (25๐C) มีคาเทากับ 10k

รูปที่ 4-1 กราฟคุณสมบัติของเทอรมิสเตอรทีใช ่ ในแผงวงจรตรวจวัดอุณหภูมิ (Temperature sensor) ในชุด SCi-B X โดยแกนนอนคื อค าของอุณหภูมิรอบตัวเทอรมิสเตอรในหนวยองศาเซลเซียส สวน á ¡ ¹ µÑ é §¤×Í ¤èÒ¤ ÇÒÁµéÒ¹ · Ò¹ ¢ Í §à· Í ÃìÁÔ Êàµ Í Ãì㹠˹èÇÂ¡Ô âÅâÍ ËìÁ ( k)

     SCi-B X 40  

4.5 แผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก : Magnetic field (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) ใชวัดความเขมของสนามแมเหล็ก ใหผลลัพธเปนแรงดันบวก เมือทิ ่ ศสนามแมเหล็กพุงออกและถ  าสนามแมเหล็กพุงเข  า จะใหผลเปน ลบ เมื่อไมมีสนามแมเหล็กจะไดคากลาง 2.5V และความไวในการวัด คือ 1.3 mV ตอความเขมสนามแมเหล็ก 1 เกาส (Gauss) คาแรงดันที่ได = 2.5 + (0.0013 x ความเขมสนามแมเหล็กใน หนวยเกาส : Gauss) Magnetic field A

A

Magnetic Field

UGN3503 Hall-effect sensor

ทิศสนามแมเหล็ก พุงออก เปนคาบวก

1 0.1/50V 3 2

4.5.1 คุณสมบัติเบืองต ้ นของ A1302 ในแผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็กใช A1302 ซึ่งเปนไอซีหนาทีพิ่ เศษสําหรับตรวจ จับปรากฏการณฮอลหรือฮอลเอฟเฟกต (hall effect) มีคุณสมบัติที่สําคัญดังนี้  ตรวจจับสนามแมเหล็กที่มีความไวถึง 23kHz  แรงดันเอาตพุตที่ความหนาแนนสนามแมเหล็ก 0 G คือ 2.5V ที่ไฟเลี้ยง +5V  ความไวในการทํางาน 1.30mV/G ที่ไฟเลี้ยง +5V A1302 มีขาตอใชงาน 3 ขาคือ ขาไฟเลี้ยง (Vcc), ขาแรงดันเอาตพุต (Vout), ขากราวด (GND) ดังแสดงในรูป ที่ 4-2 พรอมกันนั้นในรูปยังแสดงความสัมพันธของแรงดัน เอาตพุตกับคาความหนาแนนสนามแมเหล็ก จะเห็นวา ถาคา ความหนาแนนสนามแมเหล็กมีทิศทางเปนบวก คาแรงดัน เอาตพุตจะเพิ่มสูงขึ้นจากระดับ 0 เกาสซึ่งมีคาแรงดันเทากับ 2.5V และถาหากความหนาแนนสนามแมเหล็กมีทิศทางเปน ลบ คาแรงดันเอาตพุตจะลดลงจากระดับแรงดัน 2.5V

A1302

Vout (V)

+Vcc GND Vout

4.0 B = +500 G

3.5 3.0

B=0G

2.5 2.0 1.5 -40 -20 0

B = -500 G +25

+85

อุณหภูมิใชงาน (องศาเซลเซียส)

รูปที่ 4-2 การจัดขาของ A1302

+125

     SCi-B X   41

ความรูเบื  องต ้ นเกี่ยวกับสนามแมเหล็ก

S

N

N

S

N

S

S

แมเหล็ก A

แมเหล็ก B

แมเหล็ก A

(ก)

แมเหล็ก B

(ข)

N

B 

N

S

คุณสมบัติแมเหล็ก เปนคุณสมบัติพิเศษที่สามารถดูด โลหะไดของสินแรบางชนิด จึงนําไปใชสรางแมเหล็กถาวร ขั้วแมเหล็ก ประกอบดวยขัวเหนื ้ อ (N) และขั้วใต (S) ถานําแมเหล็ก 2 ชินมาวางใกล ้ กันจะทําใหเกิดแรงกระทําตอกัน โดยถาหากขัวแม ้ เหล็กมีชนิดเดียวกันจะเกิดแรงผลักระหวางกัน ในทางตรงกันขามถาขัวของแม ้ เหล็กทังสองแตกต ้ างกันจะเกิดแรง ดูดระหวางกัน เสนแรงแมเหล็ก เปนเสนแรงที่ถูกสมมุติขึ้นเพื่ออธิบาย พฤติกรรมอํานาจแมเหล็ก โดยเสนแรงแมเหล็กจะวิ่งจากขั้ว N ไปยังขั้ว S แตภายในตัวแทงแมเหล็กจะวิ่งจากขั้ว Sไปยังขั้ว N และมีความหนาแนนของเสนแรงแมเหล็กสูงทีบริ ่ เวณขั้วแมเหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถดูดแทงโลหะโดยอาศัยการเหนี่ยวนําให โลหะที่มาเขาใกลนันเป ้ นแมเหล็กชั่วคราว ซึ่งจะทําใหบริเวณที่ ใกลขั้วแมเหล็กของโลหะ กลายเปนขั้วแมเหล็กชนิดตรงขามกับ แมเหล็กถาวร หลังจากนันเสมื ้ อนวามีแมเหล็ก 2 ตัว ทีมี่ ขั้วแม เหล็ กต างชนิดกันมาวางใกลกัน จึงทําใหแมเหล็กและโลหะดัง กลาวเกิดการดูดกัน สนามแมเหล็กโลก มีขั้วแมเหล็ก N อยูที ขั่ ้วโลกใต และ ขั้วแมเหล็ก S อยูที ขั่ ้วโลกเหนือ นันคื ่ อเสนแรงแมเหล็กโลกจะมี ทิศวิ่งจากขั้วโลกใตไปยังขั้วโลกเหนือ ความหนาแนนสนามแมเหล็ก (magnetic flux density) คือ ปริมาณเสนแรงแมเหล็กที่ตกตั้งฉากตอหนึ่งหนวยพื้นที่ และ มีทิศทางเดียวกับเสนแรงแมเหล็กดวยเชนกัน คํานวณหาคาความ หนาแนนของสนามแมเหล็กไดจากความสัมพันธ

เสนแรงแมเหล็ก

 A

B คือ ความหนาแนนสนามแมเหล็ก มี หนวยเปน เวเบอร/ ตารางเมตร (W/m2) หรือ เทสลา (T) f คือ เสนแรงแมเหล็กหรือปริมาณฟลักซแมเหล็ก (เวเบอร) A คือ พื้นที่ตั้งฉากกับเสนแรงแมเหล็ก (ตารางเมตร : m2) คาความหนาแนนสนามแมเหล็กในหนวยเล็กกวาเทสลา ทีนิ่ ยมวัดคือ เกาส (Gauss : G) โดย 1 เทสลาเทากับ 10,000 เกาส

พื้นที่ A ตารางเมตร

     SCi-B X 42  

4.5.2 การแปลความหมายจาก A1302 ในการแปลความหมายแรงดันทีได ่ จากไอซี A1302 เพือให ่ ไดคาความหนาแนนสนามแมเหล็ก ออกมาจะใชการประมาณคาแบบเชิงเสน โดยใชคาความหนาแนนสนามแมเหล็กเปน 0 กําหนดให แรงดันเอาตพุต 2.5V เปนจุดอางอิง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของเอาตพุตทุกๆ 1.3mV ความหนาแนน สนามแมเหล็กจะเปลี่ยนไป 1 เกาส (G) ดังนั้นการแปลงคาจะมีความสัมพันธดังนี้ Vout  2 . 5 0 . 0013

BG 

........................................................................... (สมการที่ 1)

โดยที่ B คือ ความหนาแนนสนามแมเหล็กในหนวยเกาส Vout คือ แรงดันเอาตพุตทีอ่ านไดจาก UGN3503U

แตในการเขียนโปรแกรมใชงานเพือให ่ คาเริ่มตนของ BG เทากับศูนยในขณะยังไมมีสนามแม เหล็กภายนอกมากระทบ UGN3503 จะไดเปน BG 

Aout

 Ainit   5     255  0. 0013

.......................................................... (สมการที่ 2)

โดยที่ Ainit คือ คาขอมูลดิจิตอลของสัญญาณอะนาลอกทีได ่ จาก UGN3503 ในขณะไมมีสนามแมเหล็กภาย นอกมากระทบ (ไดมาจากการทดสอบ) Aout คือ คาขอมูลดิจิตอลของสัญญาณอะนาลอกทีได ่ จาก UGN3503 ณ เวลาใดๆ

ทิศทางของสนามแมเหล็กที่มากระทบบริเวณดานหนาของ A1302 มีผลตอเครื่องหมายของ คาความหนาแนนสนามแมเหล็กที่อานได ถาสนามแมเหล็กมีทิศพุงเข  าหา A1302 คาความหนาแนน สนามแมเหล็กที่อานไดจะเปนบวก แตถามีทิศพุงออก  คาความหนาแนนสนามแมเหล็กจะเปนลบ ถานําแมเหล็กมาเขาใกลดานหนาของ A1302 แลวอานคาจากการแปลความหมายออกมามี เครื่องหมายเปนบวก แสดงวา ดานที่อยูใกลตัว A1302 ของแมเหล็กเปนขั้วเหนือ(เพราะเสนแรงแม เหล็กพุงออกจากขั  วแม ้ เหล็กเหนือ) แตถาหากคาทีอ่ านไดมีเครืองหมายเป ่ นลบแสดงวาดานทีอยู ่ ใกล  A1302 เปนขั้วใต ในรูปที่ 4-3 แสดงทิศทางของสนามแมเหล็กกับการตรวจจับของ A1302

U G N 3503

N

N S

คาความหนาแนน สนามแมเหล็กเปนบวก แรงดันเอาตพุตสูงกวา +2.5V

S

U G N 3503

คาความหนาแนน สนามแมเหล็กเปนลบ แรงดันเอาตพุตต่ํากวา +2.5V

รูปที่ 4-3 แสดงผลการทํางานของ A1302 เมือได ่ รับสนามแมเหล็กในทิศทางทีแตกต ่ างกัน

     SCi-B X   43

4.6 แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน : POTENTIOMETER (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) POTENTIOMETER

A

+

+

10k Linear

ใชกําหนดแรงดัน 0 ถึง +5V ตามการหมุนแกน นําไปใชวัดคามุมและระยะทางได มีแบบตัว ตังและตั ้ วนอน ใหเอาตพุต 2 แบบคือ แรงดันมากขึ้นเมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกาหรือ ตามเข็มนาฬิกา แบบตัวตั้ง

เมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

A

เมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

POTENTIOMETER

แบบตัวนอน

เมื่อหมุนทวนเข็มนาฬิกา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น เมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

A

Potentiometer

4.7 แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนเลือน ่ : SLIDE (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) A

SLIDE

ใชกําหนดแรงดัน 0 ถึง +5V ตามการปรับแกนเลื่อน นําไป ใชวัดระยะทางได ใหเอาตพุต 2 แบบคือ 10k Linear เมื่อเลื่อนมาทางขวา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น เมื่อเลื่อนมาทางซาย แรงดันที่ไดจะมากขึ้น เมื่อเลื่อนมาทางขวา แรงดันที่ไดจะมากขึ้น A

เมื่อเลื่อนไปทางซาย แรงดันที่ไดจะมากขึ้น

+

+

     SCi-B X 44  

4.8 แผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรดโดยใชโฟโตทรานซิสเตอร : Photo Transistor (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) ใชตรวจจับแสงทีมี่ ความยาวคลืนอยู ่ ในช  วงอินฟราเรด ซึงมี ่ คา ระหวาง 1 ไมโครเมตร (m) ถึง 1 มิลลิเมตร (mm) ใชงานได 2 ลักษณะ คือ 1. อานคาเปนระดับความเขมแสงแบบอะนาลอก โดยแรงดัน เอาตพุตทีได ่ จะลดลงเมื่อไดรับแสงอินฟราเรดทีมี่ ความเขมเพิมขึ ่ น้ 2. ตรวจสอบวาตรวจจับแสงอินฟราเรดไดหรือไม ใหเอาตพุต เปนสัญญาณดิจิตอลแบบลอจิก "0" เมื่อตรวจจับแสงอินฟราเรดได การใชงาน ควรใชงานรวมกับแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด Infrared LED (ZX-IrLED) ซึ่งจัดมาพรอมกันแลวในชุด SCi-BOX (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในบทที่ 2)

i

A

PHOTO TRANSISTOR

10k

Photo transistor

การกําหนดสเปกตรัมของแสง (optical spectrum) มวง

เหลือง น้ําเงิน

400 nm

รังสีเอ็กซ (X-rays) 1nm

เขียว

500 nm

อัลตราไวโอเล็ต 10nm

100nm

ใกลอินฟราเรด สม

600 nm

แสงขาว

แดง

700 nm

อินฟราเรด 1m

ความยาวคลื่น

10m

100m

800 nm

ไมโครเวฟ 1mm 10mm

nm คือ นาโนเมตร (10-9 เมตร), m คือ ไมโครเมตร (10-6 เมตร) และ mm คือ มิลลิเมตร (10-3 เมตร)

หมายเหตุ : อัตราสวนของระยะหางในรูปเปนระยะหางที่ไมเปนสัดสวนจริง

     SCi-B X   45

4.9 แผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา : ZX-RESISTANCE (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) ใชวัดคาความตานทานไฟฟา โดยใหแรงดันเอาตพุตเปนอัตราสวน 1mV /  และวัดคาไดสูงสุด 4000หรือ 4k ภายในแผงวงจรมีแหลง จายกระแสคงที่ 1mA เมื่อนําตัวตานทานมาตอวัด ที่จุดวัดนั้นก็จะเกิดแรง ดันไฟตรงขึ้น โดยแรงดันที่ไดจะเปนสัดสวนคงที่กับคาความตานทาน RESISTANCE

A

1

100n

LM334 constant current source

2 3

68R

1mA set 5

TLC2272 8 7

6

R ที่ตองการวัด

OUT

4

Output 1mV./

Input 4000 Max. (Current source 4V. limited)

4.10 แผงวงจรวัดกระแสไฟฟา : ZX-CURRENT

(ตอกับ SENSOR0-SENSOR7)

ใชวัดกระแสไฟฟากระแสตรง โดยตออนุกรมกับจุดทีต่ องการวัด ใหแรงดันเอาตพุตในอัตราสวน 5 mV/mA วัดไดสูงสุด 1,000mA โดยใชตัวตานทานตอกําหนดยานวัด (R shunt) = 0.5 อัตราทน กําลังสูงสุด 500mW A

CURRENT 10k

2 6

8

0.5R 1k Input : 1A max.

4

GND OUT +5V

1 7

5

IC1/2

IC1/1

3

IC1 MCP6002/TLC2272

10k Output : 5mV/mA

จุดตอวัด กระแสไฟ

1.5V

0.5 Ohm

1k

+

OUT

0.1/50V

CURRENT

ทิศกระแสไฟตรง ทีต่ องการวัด

A

LOAD

ตัวอยางการตอแผงวงจร CURRENT

     SCi-B X 46  

4.11 แผงวงจรแผงวงจรลดทอนแรงดันไฟฟา (ATTENUATOR) (ตอกับ SENSOR0-SENSOR7) ใชวัดคาแรงดันไฟฟากระแสตรงโดยตอครอมหรือขนานกับ จุดที่ตองการวัด เลือกอัตราการลดทอนแรงดันอินพุตได 2 แบบ คือ 1

เลือกอัตราลดทอน 1:1 ทําใหรับแรงดันอินพุต 0-5V

 1/2

เลือกอัตราลดทอน 2:1 ทําใหรับแรงดันอินพุต 0-10V A

ATTENUATOR

A

ATT. 1 1/2

1M

VOLT

จุดตอวัด แรงดันไฟฟา

ATTENUATOR

1

1/2

5

ที่ตองการวัด

OUT

7

6

1M

Ratio 1 : Input 0-5V. Ratio 1/2 : Input 0-10V.

INNOVATIVE EXPERIMENT

0.1/50V 8

4 TLC2272

Output : 0-5V

     SCi-B X   47

 

       หลังจากทําความรูจั กกับแผงวงจรควบคุม SCi-BOX และแผงวงจรตรวจจับสัญญาณแบบตางๆ ไปแลวในบททีผ่ านมา ตอไปนีจะเป ้ นภาคปฏิบัติเพือให ่ การเรียนรูสมบู  รณแบบ โดยในบทนีนํ้ าเสนอ การเรี ยนรูและทดลองวิทยาศาสตรดวยกลองสมองกลกับชุดซอฟตแวรสําเร็จรูปที่ชื่อ SCi-BOX Activity โดยในซอฟตแวรไดบรรจุกิจกรรมสําหรับทดลองไวมากถึง 15 กิจกรรม มีการใชแผงวงจร แสดงผลและแผงวงจรตรวจจับสัญญาณอยางครบถวน โดยไมจําเปนตองเขียนโปรแกรมรวมดวย ชองเลือกกิจกรรมที่ตองการทดลอง

หนาตางแจงอุปกรณที่ใชในแตละกิจกรรม รวมถึงภาพแสดงการตอสายในการทดลอง

ระบุลําดับในการทดลอง และดูผลอยางชัดเจน

เลือกการแสดงผลไดทั้งจาก จอภาพหรือโมดูล SLCD ชองแสดงผลการทํางาน บนจอภาพของโปรแกรม เมื่อเลือกแสดงผลดวยโมดูล SLCD จะปรากฏหนาตางการ เชื่อมตอและกําหนดจั๊มเปอร ของโมดูล SLCD

รูปที่ 5-1 รายละเอียดของหนาตาง โปรแกรม SCi-BOX Activity แบบหนึง่

หนาตางแสดงรายละเอียดชื่อของกิจกรรมและขั้นการทดลองอยางสรุป

     SCi-B X 48  

5.1 ลึกอีกนิดกับซอฟตแวร SCi-BOX Activity SCi-BOX สามารถรองรับซอฟตแวรไดหลายแบบ สําหรับในหนังสือเลมนีนํ้ ามาเสนอ 2 แบบ คือ แบบสําเร็จรูปพรอมใชงานหรือ User mode และแบบพัฒนาโปรแกรมหรือ Developer mode สําหรับซอฟตแวร SCi-BOX Activity ถูกพัฒนาขึนเพื ้ อใช ่ งาน SCi-BOX ในแบบสําเร็จรูปพรอม ใชงาน กลาวคือ เลือกใชงาน Sci-BOX ดวยโปรแกรมทีมี่ อยูหรื  อโปรแกรมทีได ่ สรางเอาไวแลว ทําให ผูใช  สามารถนําเอา Sci-BOX ไปใชงานหรือทําการทดลองไดทันที โดยไมจําเปนตองเขียนโปรแกรม เพิมเติ ่ ม ทําใหสะดวกและลดความยุงยากในการใช  งานของผูใช  อืนๆได ่ ดังแสดงไดอะแกรมการทํางาน ในรูปที่ 5-2 โปรแกรมจะแบงออกเปนสองสวน คือ สวนแรกเปนโปรแกรมหลักบน Sci-BOX เขียนดวย BASIC Stamp Editor เปนภาษาเบสิกแบบทีเรี่ ยกวา พีเบสิก (PBASIC) ซึงเป ่ นโปรแกรมพัฒนาสําหรับ ไมโครคอนโทรลเลอร i-Stamp2P24 โดยเฉพาะ ในการควบคุมการทํางานบนบอรดจะแบงเปนไฟลยอย ทีขึ่ นต ้ นดวยชือ่ ATxx ตามดวยชือกิ ่ จกรรม มีนามสกุล .BSP แลวแปลเปนไฟลออบเจ็กต (ATxx.OBJ) สวนทีสองคื ่ อโปรแกรมหลักบนเครืองคอมพิ ่ วเตอร ทีเป ่ นหนาตางติดตอกับผูใช  แบบกราฟฟก เขียนดวย Borland Delphi 7 Personal ผูใช  งานหรืผูทดลองสามารถเลื  อกดาวนโหลดกิจกรรมที่ตอง การทดลอง ในหนาตางเดียวกันนั้นไดแสดงรูปอุปกรณที่ตอรวมดวย รวมถึงรายละเอียดโดยยอของ กิจกรรมนันๆ ้ และยังสามารถแสดงผลบนหนาจอไดโดยไมจําเปนตองเปดโปรแกรมอืนมาใช ่ งานรวม ดวยแตอยางใด สําหรับการใชงาน SCi-BOX ในแบบพัฒนาโปรแกรมหรือ Developer mode จะอธิบายในราย ละเอียดภายหลัง

Sci-BOX บรรจุรหัสโปรแกรมของ เบสิกแสตมป 2P

สายสัญญาณ

กิจกรรมการทดลอง สวนเชื่อมตอ

รูปที่ 5-2 แสดงไดอะแกรมโครงสรางทางซอฟตแวรของการใชงาน SCi-BOX ภายใตการทํางานดวย ซอฟตแวรแบบสําเร็จรูปพรอมใช

     SCi-B X   49

5.2 แนะนําซอฟตแวร SCi-BOX Data logger นอกจากซอฟตแวร SCi-BOX Activity แลว ในการเรียนรูและทดลองวิทยาศาสตรกับ SCi-BOX ดวยซอฟตแวรสําเร็จรูปพรอมใชงาน ยังมีซอฟตแวร อีกตัวหนึ่งที่ขอแนะนําคือ Sci-BOX Data logger SCi-BOX Data logger เปนโปรแกรมสําหรับเก็บขอมูลจากแผงวงจรตรวจจับและวัดสัญญาณ แบบ 1 และ 2 ชองพรอมกับแสดงกราฟและเก็บขอมูลลงในไฟล เพือนํ ่ าไปใชเปนฐานขอมูลของการ วิเคราะหหรือคํานวณในโปรแกรมอื่นๆ เชน Microsoft Excel ได สําหรับซอฟตแวรตัวนี้จะติดตังมา ้ พรอมกับการติดตังชุ ้ ดซอฟตแวร SCi-BOX Activity โปรแกรมจะแบงออกเปน 2 สวน สวนแรกเปนโปรแกรมหลักบน Sci-BOX เขียนดวย BASIC Stamp Editor เพื่อใช SCi-BOX ควบคุมการอานขอมูลจากแผงวงจรตรวจจับและวัดสัญญาณตางๆ แลวสงขอมูลไปยังเครืองคอมพิ ่ วเตอรอีกทอดหนึง่ โดยมีไฟลสําเร็จพรอมใชดังนี้ Single.BSP สําหรับอานขอมูลจากแผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอกชองเดียว C_Single.BSP สําหรับอานขอมูลจากแผงวงจรวัดความจุไฟฟาชองเดียว Dual.BSP สําหรับอานขอมูลจากแผงวงจรตรวจจับสัญญาณอะนาลอก 2 ชองพรอมกัน โดยไฟลทั้งสามไดรับการแปลงใหเปนไฟลออบเจ็กตเพื่อใชงานรวมกับสวนของโปรแกรม บนคอมพิวเตอรตอไป อีกดานหนึ่งคือโปรแกรมหลักบนเครื่องคอมพิวเตอร แบงเปนโปรแกรมอานขอมูลชองเดียว และ 2 ชอง โดยจะแสดงตอทดลอง รวมถึงขั้นตอนการเตรียมอยางยอ และแสดงผลบนหนาจอเปน กราฟและตัวเลขพรอมๆกัน ทําใหดูแนวโนมของขอมูลและสามารถเก็บขอมูลไปใชวิเคราะหได โปรแกรมในสวนนี้เขียนขึ้นดวย Borland Delphi 7 Personal การเรียกใชงานใหไปที่ปุม Start  Program Sci-BOX  Sci-BOX SingleData ในกรณีที่ ตองการดูผลของสัญญาณเพียงชองเดียว และถาตองการดูผล 2 ชองใหเลือก Sci-BOX DualData แทน ในรูปที่ 5-3 แสดงขั้นตอนการใชงานโปรแกรมและรายละเอียดสวนประกอบทั้งหมดของ โปรแกรม

     SCi-B X 50  

3 1

กดปุม Connect เลือกชอง Run

เลือกจํานวนขอมูลที่ตองการเก็บ (100-1,000) เมื่อตองการตั้งคาในชองเหลานี้ จะตองยกเลิกการติดกับบอรด เลือกความละเอียดของแกนขอมูล SCi-BOX เสียกอน (1,024 หรือ 65,536) เลือกชวงเวลาในการเก็บคา และเมื่อตั้งคาเสร็จ จึงกดปุม Connect และเลือกชอง Run (100-50,000 มิลลิวินาที)

ชองแสดงลําดับและคาของ ขอมูลที่ไดรับ ตัวเลขชุดแรกเปนเลขลําดับ ตัวเลขชุดหลังเปนขอมูลจรริง

เลือกการอานคา

จะปรากฏหนาตางเลือก การตอแผงวงจร 2 แบบคือ SENSOR กับ Capacitance

ชองแสดงสถานะการรับขอมูล ดวยกราฟแทง

ถาตองการแสดง เสนกริดใหเลือกที่นี่

บันทึกขอมูลเปนไฟล .txt ลางขอมูลแสดงผล บันทึกรูปกราฟ เปนไฟล .bmp

ถาเลือก SENSOR จะปรากฏหนาตางการตอสายและรายละเอียด การทดลอง ดังนี้

เลือกสีของเสนกราฟ

2

เมื่อตอสายสัญญาณตามที่กําหนดแลว กดปุม OK จะปรากฏหนาตางดาวนโหลดโปรแกรม เมือเรียบรอยใหกดปุม OK

ถาเลือก Capacitance จะปรากฏหนาตางการตอสายและรายละเอียด การทดลอง ดังนี้

รูปที่ 5-3 ขันตอนการใช ้ งานโปรแกรมและรายละเอียดสวนประกอบทังหมดของโปรแกรม ้ SCi-BOX Data logger แบบ SingleData

     SCi-B X   51

    SCi-B X   อุปกรณและเครื่องมือ 1. SCi-BOX 2. สายเชือมต ่ อพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอรหรือสาย CX-232 3. คอมพิวเตอรทีติ่ ดตังระบบปฏิ ้ บัติการวินโดวส พรอมทังมี ้ พอรตอนุกรมวางอยางนอย 1 พอรต 4. ตัวแปลง USB เปนพอรตอนุกรม (USB to Serial port converter) กรณีคอมพิวเตอรทีใช ่ ไมมีพอรตอนุกรม 5. แผนซีดีรอมโปรแกรม SCi-BOX

ปฏิบัติการ (1) ทําการติดตั้งโปรแกรม SCi-BOX Activity ดวยขันตอนตามที ้ แนะนํ ่ าในบทที่ 1 (2) ตอสายจากพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอรเขากับบอรด SCi-BOX (3) จากนันทํ ้ าการเปดโปรแกรม SCi-BOX Activity เลือกกิจกรรมทีต่ องการ แลวปฏิบัติตามขันตอนที ้ ระบุ ่ ในกิจกรรม นันๆ ้

HEAT SINK POWER

Don't Touch !!

High temperature

SENSOR7

ON

SENSOR6

Co-processo r

SENSOR5

P13 : A/D

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

i-Stamp

ADC #1

P5

RESET

SENSOR4

P4

ADC Co-processo r

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10 P9

P3

#2

P8

P2 P1

MOTOR

SENSOR0

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P0

SENSOR1

Stepper motor Co-processor

SENSOR2

RELAY

STEPPER MOTOR1

P7

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํา งาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

     SCi-B X 52  

  

  จุดประสงค เพื่อทดลองคุณลักษณะของเสนแรงแมเหล็ก โดยอาศัยเครื่องมือตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก ZX-MAGNETIC 3. แมเหล็กถาวรแบบเกือกมา แบบแทงตรง และแมเหล็กสังเคราะหแรงสูง Neodynium (แมเหล็กขาว) ไมมีใน ชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 4. โมดูลแสดงผล SLCD

ปฏิบัติการ (1) ตอแผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก ZX-MAGNETIC ทีตํ่ าแหนง SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT01-Hall effect

     SCi-B X   53 Y

B

การทํางานเบื้องตนของตัวตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก

  Z

X

B'

B' = ( B COS ) COS 

เมือเส ่ นแรงแมเหล็ก B ตกกระทบทีมี่ ทิศทางเขาหาตัวตรวจวัด คาทีได ่ จะเพิม่ ขึ้นจากค ากลาง แต ถากลับทิศกัน ค าที่ไดที่ลดลง โดยใหผลจากปริมาณ เสนแรงแมเหล็กที่ตกกระทบตั้งฉากกับระนาบของตัวตรวจวัด B' (แกน Z)

(3) กอนเริมต ่ นทํางานทุกครัง้ ใหนําแผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็กออกหางจากสนามแมเหล็ก แลวเริมเป ่ ด ทํางานเพื่อปรับเทียบคา 0 กอนนําไปใชวัด หรือกดสวิตซ RESET บน SCi-BOX เพื่อเริมปรั ่ บคาใหมได (4) จากนันนํ ้ าแผงวงจรตรวจจับและวัดสนามแมเหล็ก ZX-MAGNETIC ไปทดลองวัดกับแมเหล็กในลักษณะตางๆ สังเกตผลทีอ่ านได โดยเลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอ เขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก (4.1) ทดลองกับแมเหล็กแบบแทง โดยทดลองวัดจากแมเหล็กทีทราบทิ ่ ศทาง ดังตัวอยาง แลวสรุปผล ลอง วาดเปนทิศทางและแนวของเสนแรงแมเหล็ก เปรียบเทียบกับผลลัพธกับทฤษฎีแมเหล็กทีมี่ อยู

4

ดานที่มีจุด แผงวงจร Magnetic Field

1

N

S

N

6

2mm.

5

N

7

6mm.

S

6

N

S

N

S

S

N

S

N

S

45

2mm.

N

N 6mm.

S

2mm.

2

30

S

6mm.

4mm.

6mm.

3

N

S

6

6mm.

(4.2) จับแมเหล็กแทงตังขึ ้ ้น แลวใชแผงวงจรตรวจจับและวัดสนาม แมเหล็ก ZX-MAGNETIC วัดรอบๆ แทงแมเหล็ก แลวสรุปผล วาดเปนทิศทาง และแนวของเสนแรงแมเหล็ก เปรียบเทียบกับผลลัพธกับทฤษฎีแมเหล็ก (4.3) ทดลองหาขั้วแมเหล็กจากแมเหล็กแทงที่ไมทราบทิศ

8 6mm.

N S

     SCi-B X 54  

(4.4) ทดลองกับแมเหล็กเกือกมา โดยทดลองวัดจากแมเหล็กทีทราบทิ ่ ศทาง ดังตัวอยาง แลวสรุปผล ลอง วาดเปนทิศทางและแนวของเสนแรงแมเหล็ก เปรียบเทียบกับผลลัพธกับทฤษฎีแมเหล็กทีมี่ อยู

8 N

N

5

90 N

เลื่อนไป-มา กึ่งกลางแมเหล็ก

S

S

2

S

2mm.

4

6mm.

N

N

1

7 S

แผงวงจร Magnetic Field

เลื่อนไป-มา กึ่งกลางแมเหล็ก

N

ดานที่มีจุด

30

N

4

6mm.

S

6mm.

2mm.

S

S

9 2mm.

6

N

N

3

6mm.

N S

S

S

(5) ทําการทดลองในลักษณะเดียวกันกับแมเหล็กสังเคราะหแรงสูง Neodynium และแมเหล็กแบบอืนๆ ่ ทีอยู ่ รอบ  ตัว เชน ปลายไขควง ลําโพง หรือแมเหล็กที่กลองดินสอ

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   55

  

 

จุดประสงค เพื่อทดลองคุณลักษณะของการตอตัวตานทานไฟฟา โดยอาศัยเครื่องมือตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครื่องมือ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE 3. ตัวตานทานไฟฟา คาตัวตานทาน รหัสสีแบบ 4 แถบ 1k นําตาล-ดํ ้ า-แดง-ทอง 2 k แดง-ดํา-แดง-ทอง 500 เขียว-ดํา-นําตาล-ทอง ้ 4. สายปากคีบ 5. คอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

รหัสสีแบบ 5 แถบ นําตาล-ดํ ้ า-ดํา-นําตาล-นํ ้ าตาล ้ แดง-ดํา-ดํา-นําตาล-นํ ้ าตาล ้ เขียว-ดํา-ดํา-ดํา-นําตาล ้

คุณสมบัติของแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา มี แหล งจายกระแสคงที่ 1mA อยูในตัว ทําใหมีแรงดันตกครอม อุปกรณทีถู่ กวัดสงออกมา จํากัดไวไมเกิน 4V ซึงถ ่ านําตัวตานทาน มาวัด แรงดันทีได ่ จะเปนสัดสวนคงทีกั่ บคาความตานทาน ซึงเท ่ ากับ 1mV/ จึงทําใหวัดไดไมเกิน 4k

i

จํานวน 4 ตัว จํานวน 1 ตัว จํานวน 2 ตัว

+5V

แหลงจายกระแสคงที่ 1mA อุปกรณ ที่ตองการวัด

+

แรงดันเอาตพุต <4V -

ตัวตานทาน อะไรคือตัวตานทาน

สัญลักษณ

ตัวตานทาน (resistor) เปนอุปกรณอิเล็กทรอนิกสพืนฐานที ้ ่สุดทีต่ องรูจั กเปนอันดับแรก หนาที่หลัก ของตัวตานทานคือ ใชลดกระแสไฟฟา โดยถาตัวตานทานมีคามาก กระแสไฟฟาก็จะไหลผานตัวมันไดนอย จึงนิยมใชตัวตานทานในการควบคุมกระแสไฟฟาในวงจร

หนวยของตัวตานทาน คาของตัวตานทานคือ คาความตานทานไฟฟา (resistance) มีหนวยเปน โอหม (Ohm :  ) หนวยที่ใหญขึนคื ้ อ กิโลโอหม ( kiloOhm : k ) ซึ่งมีคาเทากับ 1,000 หนวยที่ใหญกวาคือ 1 เมกะโอหม (MegaOhm : M) เทากับ 1,000 k หรือ 1,000,000 

     SCi-B X 56  

i

รหัสแถบสี (color code) สีที่พิมพลงบนตัวตานทานเพื่อบอกคาของมีความ หมายแทนดวยตัวเลขตางๆ ตามตาราง

ความหมายของแตละแถบสี ในกรณีเปนตัวตานทานทีมี่ ความผิดพลาด 5% จะมี แถบสี 4 แถบ (รูป ก) แตละแถบมีความหมายดังนี้ แถบแรก เป นตัวเลขหลักแรกของคาความตานทานรวม แถบสีที่สอง เป นตัวเลขของหลักที่สองของคาความตาน ทานรวม แถบสีที่สาม เปนตัวคูณ แถบสุดทาย เปนแถบสีของคาความผิดพลาด หากเปนแถบ สีทองหมายถึงมีคาความผิดพลาด 5% และถาเปนเปนสีเงิน จะหมายความวา มีความผิดพลาด 10% ตัวอยาง แถบสีที่ 1, 2 และ 3 เปนสีแดง สุดทายเปนแถบสี ทอง ตัวตานทานตัวนี้มีคาเทาใด สีแดงของแถบสีที่ 1 และ 2 แทนดวยเลข 2 ในขณะ ที่แถบสีที่สามเปนสีแดง ตัวคูณคือ 100 จึงไดเปน 22x100 = 2,200 หนวยที่ไดจะเปน  แตเพื่อใหดูกระชับขึ้นจึงตอง ปรับเปนหนวยที่ใหญขึน้ เปน 2.2k คาผิดพลาดคือ 5% ตัวตานทานทีมี่ แถบสี 4 แถบทีมี่ ความผิดพลาด 5 % เปนแบบที่ นิ ยมและเปนพื้นฐานที่สุด เหมาะ สําหรับการใชงานเพื่อเริมต ่ นเรียนรูอยางยิ่ง ในกรณีที่เปนรหัสแถบสี 5 แถบ (รูป ข) แถบที่หนึ่งถึงสาม เปนตัวเลขหลักที่ 1-3 ของคาความตาน ทาน แถบที่สี่ เปนแถบสีของตัวคูณ แถบทีห่ า เปนการแสดงคาความผิดพลาดของตัวตานทาน ถาเปนสีนํ้าตาลจะเปนการแสดงคาความผิดพลาด 1% ถาแถบสีที่ 1-3 เปนสีแดง เหลือง สม แถบที่สีเป ่ นสี เขียว และสุดทายเปนสีนํ้าตาล ตัวตานทานนี้มีคาเทาใด 3 แถบสีแรกคือ แดง เหลือง สม แทนดวยเลข 2, 4 และ 3 สวนแถบที่สีเป ่ นสีเหลือง ตัวคูณคือ 10,000 จึงได เปน 2,430,000 หนวยเปน  ปรับเปน 2,430k แตยังทํา ใหเปนหนวย M ได มีคาเทากับ 2.43M คาความผิด พลาด 1%

สี คาตัวเลข ดํา 0 น้ําตาล 1 แดง 2 สม 3 เหลือง 4 เขียว 5 น้ําเงิน 6 มวง 7 เทา 8 ขาว 9 ทอง เงิน ไมมีสี -

ตัวคูณ 1 10 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 100,000,000 1,000,000,000 0.1 0.01 -

คาผิดพลาด 1% 5% 10% 20%

เปอรเซ็นตความผิดพลาด ตัวคูณ (จํานวนเลขศูนย) ตัวเลขหลักที่สอง ตัวเลขหลักที่หนึ่ง

(ก)

เปอรเซ็นตความผิดพลาด ตัวคูณ (จํานวนเลขศูนย) ตัวเลขหลักที่สาม ตัวเลขหลักที่สอง ตัวเลขหลักที่หนึ่ง

(ข)

     SCi-B X   57

ปฏิบัติการ (1) ตอสายสัญญาณจากแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCiBOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT02-Resistance (3) ตอสายปากคีบทีจุ่ ดวัดของแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE SENSOR7 SENSOR6

Co-processor

SENSOR5

P13 : A/D

ADC #1

SENSOR4

ADC Co-processor

#2

SENSOR2 SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

SENSOR3

RESISTANCE

A

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

OUT STEPPER MOT OR1 STEPPER MOT OR2

รูปที่ A2-1 การตอแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE เพือวั ่ ดคาของตัวตานทาน

i

การคํานวณคาความตานทานรวมเบื้องตน วงจรอนุกรม นําคาของตัวตานทานทั้งหมดมารวมกัน ตามความสัมพันธ Rt = R1+R2+...Rn

R1

R2

Rn

Rt

วงจรขนาน คํานวณไดจาก Rt 

1 1 1 1   ...  R1 R1 Rn

R1

R2

Rn

Rt

     SCi-B X 58  

(4) ทดลองวัดคาตัวตานทานที่ตอกันในแบบตางๆ สังเกตผลลัพธทีอ่ านได โดยเลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอ หรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก

1

5 1k

2

3

4

6 2k

500

500

9 1k

7

8

1k

500 500

1k

1k

1k

10 1k

1k

500 500 1k

2k

1k

1k

11

1k 500

500

500

วิธีการวัดคาความตานทานโดยใชมัลติมิเตอรแบบเข็ม

1k

i

ในมัลติมิเตอรแบบเข็มจะมียานวัดความตานทานอยูด วย สเกลของความตานทานจะมีความแตกตางจากสเกล ของแรงดันคือ สเกลของความตานทานตํ่าจะอยูทางขวา ในขณะที่สเกลของความตานทานสูงจะอยูทางซาย กอนทํา การวัดตองมีการปรับคา 0 (zero adjust) กอน โดยการนําปลายของมิเตอรมาแตะกัน เข็มของมิเตอรบนหนาปด จะสวิงไปทางขวามือ จากนั้นทําการปรับปุม zero adjust จนเข็มชี้ที่ตําแหนง 0 การปรับคาศูนยนี้ตองกระทําทุกครังที ้ ่มีการเปลียนย ่ านวัดคาความตานทาน และทุกครังที ้ ต่ องการวัดคาความ ตานทาน ทังนี ้ ้เพือให ่ คาทีวั่ ดไดมีความแมนยํามากทีสุ่ ด ยานวัดคาความตานทานบนมัลติมิเตอรโดยทัวไป ่ จะแบงเปน ้ 4 ยานคือ Rx1 สามารถวัดคาความตานทานไดตังแต ้ 0-500 โดยประมาณ, Rx10 สามารถวัดความตานทานไดตังแต 500-5k , Rx1k วัดไดระหวาง 5 k - 50 k และ Rx10k วัดไดระหวาง 10 k- 5 M อยางไรก็ตาม ความ สามารถในการวัดทีกล ่ าวมานี้เปนคาโดยประมาณเทานั้น

คาความผิดพลาดของตัวตานทาน ในตั วต านทานทุ กตั วจะมี ค าความผิดพลาดทราบไดจากแถบสีแถบสุดทายบนตัวตานทานและดวยคา ความผิดพลาดนี้เองทําใหคาที่แทจริงของตัวตานทานตัวหนึ่งๆ มีขอบเขตความเปนไปไดอยูหลายค  า ดังตัวอยาง ตัวตานทาน 27 k ผิดพลาด 5% หมายความวา มีคาความผิดพลาดเทากับ 27 x 1000 x0.05 = 1,350 ดังนัน้ ยานของคาความตานทานจะอยูที่ 25,650-28,350 (มาจาก 27,000-1,350 และ 27,000+1,350) หรือ 25.6528.35 k

     SCi-B X   59

การตอตัวตานทานหลายๆ ตัวเขาดวยกันในการทดลองนีสามารถทํ ้ าไดหลายวิธี (ก) ใชการพันขาเขาดวยกัน (ข) ใชสายปากคีบตอตอระหวางตัวตานทาน ดังตัวอยาง

การทดลองเพิมเติ ่ ม #1 (5) จากรูปการตอวงจรทดลอง ใหวัดคาความตานทานครอมจุดตางๆ ดังนี้ A

1k

B

1k 2k

C

500

1k

D

A - B วัดไดเทากับ ....................................  B - C วัดไดเทากับ ....................................  C - D วัดไดเทากับ ....................................  A - C วัดไดเทากับ ....................................  A - D วัดไดเทากับ ....................................  B - D วัดไดเทากับ ....................................  สังเกตผลทีวั่ ดไดในการแตชุด ทดลองคํานวณผลตามทฤษฎี เปรียบเทียบกัน

(6) หากระถางตนไมใสดินแหงลงไป กดดินใหแนนพอสมควร แลวนํา แทงโลหะทีสามารถนํ ่ าไฟฟาได อาจเปนลวดเหล็กหรือแทงอะลูมิเนียม ทีได ่ จากไมแขวนเสื้อก็ได ดัดใหตรงจํานวน 2 แทง ปกลงในดินหางกัน ประมาณ 1 นิวฟุ ้ ต ใหลึกพอประมาณ แตไมถึงกนกระถาง แลวตอสาย ปากคีบเขากับแผงวงจรวัดคาความตานทานเพือวั ่ ดคาความตานทาน (7) คอยๆ เทนําลงในดิ ้ น สังเกตผลลัพธทีเปลี ่ ่ยนแปลง (8) เปลียนจากดิ ่ นเแหงปนฟองนําหมาดๆ ้ แลวดูผลการทดลองเมือกด ่ ฟองนํ้า

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

RESISTANCE

การทดลองเพิมเติ ่ ม #2

A

OUT

     SCi-B X 60  

  

    จุดประสงค เพื่อทดลองคุณลักษณะของการตอตัวเก็บประจุไฟฟา โดยอาศัยเครื่องมือตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครื่องมือ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา CAPACITANCE 3. ตัวเก็บประจุไฟฟา 100nF หรือ 0.1 F 50V จํานวน 3 ตัว 470nF หรือ 0.47F 50V จํานวน 1 ตัว 1F 50V จํานวน 1 ตัว 4. คอมพิวเตอรหรือโมดูลแสดงผล SLCD

ปฏิบัติการ

P4

P5

(1) ตอสายสัญญาณจากจุด ST = 1 ของแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา CAPACITANCE เขาทีจุ่ ด P0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT03-Capacitance (3) ตอสายปากคีบทีจุ่ ดวัด CAPACITOR เพื่อทดลองวัดคาตัวเก็บประจุไฟฟา

INV-A

INV-B

CAPACITOR

B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

A

ST=0

P8 RELAY

MOTOR

C

RELAY 12V 5A

ST=1

P0

P1

P2

P3

P12 SOUND

รูปที่ A3-1 การตอแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา CAPACITANCE เพือวั ่ ดคาของตัวเก็บประจุ

     SCi-B X   61

(4) นําไปวัดคาความจุไฟฟาเมือต ่ อตัวเก็บประจุในลักษณะตางๆ สังเกตผลลัพธทีอ่ านได โดยเลือกการแสดงผลได ทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก 1

5 100nF

9 100nF

100nF

6

2

10 100nF

470nF

100nF

100nF 100nF

100nF

470nF 100nF

3

7 100nF 1F

4

470nF

1F

8

11 1F

100nF

100nF

100nF

470nF

100nF

100nF 470nF

i

ไดอิเล็กตริก

ขาตอใชงาน

ตัวเก็บประจุ (Capacitor) เพลต

(ก) โครงสราง ตัวเก ็บปร 0.1F

ะจุ

แบบไมมีขั้ว แบบโพลีเอสเตอร, เซรามิก, ไมลาร

+

เป นอุปกรณที่มีโครงสรางภายในเปนตัวนํา 2 สวนที่ถูกกั้นดวย ฉนวน เมื่อมีแรงดันเกิ ดขึ้นระหวางตัวนําทั้งสอง จะเกิดประจุไฟฟาขึน้ ระหวางตัวนํา การเก็บประจุไฟฟาคือพื้นฐานการทํางานของตัวเก็บ ประจุ ตัวนําทั้ งสองภายในตัวเก็บประจุจะมีลักษณะเปนแผน เรียกวา เพลต (plate) สวนฉนวนที่กั้นอยูระหวางเพลตที่เรียกวา ไดอิเล็กทริก (dielectric) ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟาของตัวเก็บประจุจะขึนอยู ้ กั บ ขนาดของเพลตและชนิดของไดอิเล็กตริก ในรูปที่ 1-3 แสดงโครงสรางและ สัญลักษณ ตัวเก็บประจุทีนิ่ ยมใชงานคือ แบบเซรามิก, โพลีเอสเตอร, ไมลาร (ไมมีขัว), ้ อิเล็กทรอไลต และแทนทาลั่ม (มีขัว) ้ ชนิดของตัวเก็บประจุจะ เรียกตามวัสดุทีนํ่ ามาใชเปนไดอิเล็กตริก

ขาตอใชงาน

แบบมีขั้ว

แบบอิเล็กทรอไลต (มีขั้ว)

(ข) สัญลักษณ

(ค) รูปราง

     SCi-B X 62  

การตอตัวเก็บประจุหลายๆ ตัวเขาดวยกันในการทดลองนีสามารถทํ ้ าไดหลายวิธี (ก) ใชการพันขาเขาดวยกัน (ข) ใชสายปากคีบตอตอระหวางตัวเก็บประจุ (5) ทดลองคํานวณผลตามทฤษฎีเปรียบเทียบกัน (6) ทําการทดลองซํา้ แตเปลี่ยนจุดตอของแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา CAPACITANCE จาก ST=1 เปน ST=0 แลวสลับสายปากคีบจากสายทีต่ อกับขาบวกของตัวเก็บประจุ (กรณีวัดตัวเก็บประจุแบบอิเล็กทรอไลตทีมี่ ขัว) ้ มาตอ ทีขาลบ ่ สวนสายทีต่ อกับขาลบเดิม เปลียนไปต ่ อกับขาบวกแทน จากนันวั ้ ดคาแลวเปรียบเทียบผลการวัดคาของทัง้ สองกรณี (7) ทดลองนําตัวเก็บประจุชนิดอืนที ่ ่มีคาความจุเทากัน สังเกตผลทีได ่ จากการทดลอง

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

i

การแสดงคาของตัวเก็บประจุ มี 2 แบบคือ แบบระบุมาชัดเจน จะพบในตัวเก็บประจุแบบอิเล็กทรอไลตและแบบโพลีเอสเตอร ที่ระบุบน ตัวถังเลยวา มีคาเทาใด และทนแรงดันไดเทาใด แบบที่ 2 บอกเปนเลขยกกําลังของหนวยพิโกฟารัด ยกตัวอยาง คา 104 หมายถึง 1x104 ของหนวยพิโกฟารัด (pF) จะเทากับ 1 นาโนฟารัด (nF) หรือ 0.1 ไมโคร ฟารัด (F) มักพบในตัวเก็บประจุแบบเซรามิก และไมลาร หนวยของตัวเก็บประจุเรียงลําดับจากหนวยเล็กไปถึงหนวยใหญที่นิยมใชงาน สรุปไดดังนี้ พิโกฟารัด (pF) มีคาตัวคูณเลขยกกําลังเมื่อเทียบกับหนวยฟารัดเทากับ 10-12 ฟารัด (F) นาโนฟารัด (nF) มีคาตัวคูณเลขยกกําลังเมื่อเทียบกับหนวยฟารัดเทากับ 10-9 ฟารัด (F) ไมโครฟารัด (F) มีคาตัวคูณเลขยกกําลังเมื่อเทียบกับหนวยฟารัดเทากับ 10-6 ฟารัด (F) คาของตัวเก็บประจุที่มีจําหนายมีคาตั้งแตไมกี่พิโกฟารัดไปจนถึงหลายๆ พันไมโครฟารัด สวนอัตราการทนแรงดันนั้นมีใหเลือกตังแต ้ 6.3V ไปจนถึงหลายรอยโวลต แตที่นิยมจะอยูในระดับ 16-50V

การคํานวณคาความจุไฟฟารวมเบื้องตน วงจรอนุกรม คํานวณไดจาก Ct 

1 1 1 1   ...  C1 C1 Cn

วงจรขนาน นําคาของตัวเก็บประจุทั้งหมดมารวมกัน ตามความสัมพันธ Ct  C1  C2  ...  Cn

     SCi-B X   63

  

  

จุดประสงค เพือทดลองการวั ่ ดกระแสไฟฟาในวงจร โดยอาศัยเครืองมื ่ อตรวจวัดเพือแสดงผล ่

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรวัดกระแสไฟฟา ZX-CURRENT 3. ตัวตานทานไฟฟา คาความตานทาน รหัสสี 4 แถบ 5% รหัสสีแบบ 5 แถบ 1% 10 1/2W นําตาล-ดํ ้ า-ดํา-ทอง นําตาล-ดํ ้ า-ดํา-ทอง-นําตาล ้ จํานวน 1 ตัว 15 1/2W นําตาล-เขี ้ ยว-ดํา-ทอง นําตาล-เขี ้ ยว-ดํา-ทอง-นําตาล ้ จํานวน 1 ตัว 30 1/2W สม-ดํา-ดํา-ทอง สม-ดํา-ดํา-ทอง-นําตาล ้ จํานวน 2 ตัว 4. แบตเตอรี่ 1.5V จํานวน 2 กอน, แบตเตอรี่ 9V จํานวน 1 กอน ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. กะบะถาน 1 กอนแบบมีสายไฟ จํานวน 2 ตัว ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 6. ขั้วถาน 9V จํานวน 1 ชุด ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 7. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

กระแสไฟฟาไหล

คุณสมบัติของแผงวงจรวัดกระแสไฟฟา ZX-CURRENT Rs 0.5

x10

Vout

มีตัวตานทาน 0.5ตอขนานกับจุดวัดกระแส เพือทํ ่ าหนาที่ เปนตัววัดกระแส เมือกระแสไหลผ ่ าน จะใหแรงดันตกครอม ออกมาคาหนึ่ง จากนันทํ ้ าการขยายอีก 10 เทา เปนแรงดันที่ วัดได คิดเปนอัตราสวนแรงดันตอกระแสคือ 5mV/mA และ วงจรนี้วัดไดสูงสุด 1A

ปฏิบัติการ (1) ตอสายสัญญาณจากแผงวงจรวัดกระแสไฟฟา ZX-CURRENT เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT04-Current (3) ตอสายปากคีบทีจุ่ ดวัดของแผงวงจรวัดกระแสไฟฟา ZX-CURRENT เพือทดลองวั ่ ดคากระแสไฟฟา

     SCi-B X 64  

รูปที่ A4-1 หนาตางกิจกรรม AT04-Current ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (4) จากนันนํ ้ าไปตอทดลองกับถานไฟฉายและตัวตานทาน โดยใหจุดวัดกระแสอนุกรมกับวงจร ตัวอยางดังรูป OUT 0.5

1.5V

CURRENT

จุดตอวัด กระแสไฟฟา

A

10 OUT 0.5

1.5V

CURRENT

จุดตอวัด กระแสไฟ

A

15

1.5V

OUT 0.5

9V

CURRENT

จุดตอวัด กระแสไฟ

A

30

ในการใชถานไฟฉาย 1.5V ควรใสลงในกะบะถาน จากนันต ้ อสายเขากับวงจรโดยใชสายปากคีบชวย สวน ถานหรือแบตเตอรี่ 9V ควรใชขัวถ ้ านมาตอเขาทีจุ่ ดจายแรงดัน จากนันนํ ้ าสายของขัวถ ้ านนันมาต ้ อวงจรเพือทํ ่ าการท ดลอง

     SCi-B X   65

(5) เลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผง วงจรหลัก ปรากฏผลการทดลองดังนี้ วงจรที่ 1 วัดคากระแสไฟฟาไดเทากับ ................................... วงจรที่ 2 วัดคากระแสไฟฟาไดเทากับ ................................... วงจรที่ 3 วัดคากระแสไฟฟาไดเทากับ ...................................

(6) ทดลองเปลี่ยนคาตัวตานทานทีใช ่ จํากัดกระแสในวงจรหลายๆ คา ใหดูทิศทางของกระแสไฟฟาดวย สังเกตผล ทีวั่ ดไดในการแตชุด ทดลองคํานวณผลตามทฤษฎีเปรียบเทียบกัน (อยาลืมวาการตอเพือวั ่ ดกระแส จะตองคิดคา ของตัวตานทาน 0.5 เขาไปในวงจรดวย)

การทดลองเพิมเติ ่ ม CURRENT 0.5

OUT

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

A

(7) ใหตอสายปากคีบจากแผงวงจรวัดกระแสไฟฟาไปยังขัวมอเตอร ้ ไฟตรง (8) ทดลองหมุนแกนมอเตอรดวยความเร็วตอเนือง ่ ทังทิ ้ ศตามเข็มนาฬิกา และทวนเข็มนาฬิกา สังเกตคาทีอ่ านได รวมถึงการทดลองหมุนเร็วขึ้น สังเกตผล เมือหมุ ่ นมอเตอรในทิศตามเข็มนาฬิกา วัดคากระแสไฟฟาไดเทากับ ................................... เมือหมุ ่ นมอเตอรในทิศทวนเข็มนาฬิกา วัดคากระแสไฟฟาไดเทากับ ................................... ทําไมจึงเปนเชนนัน้ ?

     SCi-B X 66  

  

    จุดประสงค เพือทดลองการวั ่ ดแรงดันไฟตรงในวงจร โดยอาศัยเครืองมื ่ อตรวจวัดเพือแสดงผล ่

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรลดทอนแรงดัน Attenuator 3. แบตเตอรี่ 9 V พรอมขั้วแบตเตอรี่ 4. ตัวตานทานไฟฟา คาความตานทาน รหัสสี 4 แถบ 5% 1k นําตาล-ดํ ้ า-แดง-ทอง 2k แดง-ดํา-แดง-ทอง 500 เขียว-ดํา-นําตาล-ทอง ้ 5. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

รหัสสีแบบ 5 แถบ 1% นําตาล-ดํ ้ า-ดํา-นําตาล-นํ ้ าตาล ้ แดง-ดํา-ดํา-นําตาล-นํ ้ าตาล ้ เขียว-ดํา-ดํา-ดํา-นําตาล ้

จํานวน 2 ตัว จํานวน 1 ตัว จํานวน 1 ตัว

คุณสมบัติของแผงวงจรลดทอนแรงดันไฟฟา Attenuator 1

Ratio 1 : input 0-5V

1M 1/2 Ratio 1/2 : input 0-10V

Vin 1M

Vout

มีตัวตานทาน 1M 2 ตัวตอกันเปนวงจรแบงแรงดัน ทําหนาทีเป ่ นโหลดใหกับวงจร โดยปรับอัตราสวนแรง ดันที่วัดเปน 1 หรือ 1/2 (แบงครึ่ง) ทําใหวสามารถวัดแรงดันอินพุตไดสูงขึ้น 2 เทาดวย

     SCi-B X   67

ปฏิบัติการ (1) ตอสายสัญญาณจากแผงวงจรลดทอนแรงดัน Attenuator เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) เลือกอัตราลดทอนแรงดันเปน 1/2 (3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT05-Attenuator (4) ตอสายปากคีบที่จุดวัด VOLT ของแผงวงจรลดทอนแรงดัน Attenuator เพื่อทดลองวัดคาแรงดันตามจุดตางๆ ของวงจรในรูปที่ A5-2 โดยเลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตอง ตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก การตอวงจรสามารถใชสายปากคีบหรือพันขาอุปกรณเขาดวยกัน สวนแบตเตอรี่ 9V ควรตอขัวแบตเตอรี ้ ก่ อน จากนันจึ ้ งนําสายจากขัวแบตเตอรี ้ มาต ่ อวงจร (5) คํานวณหาคาแรงดันตกครอมตามจุดตางๆ ของวงจรทดลองในรูปที่ A5-2 แลวเปรียบเทียบกับคาทีวั่ ดไดจาก ขั้นตอนที่ 4

รูปที่ A5-1 หนาตางกิจกรรม AT05-Attenuator ในโปรแกรม SCi-BOX Activity

     SCi-B X 68  

A 500

 วัดแรงดันระหวางจุด A - B ได......................V  วัดแรงดันระหวางจุด A - C ได......................V

B 9V

 วัดครอมแบตเตอรี่ 9 V ไดแรงดันเทากับ........V

 วัดแรงดันระหวางจุด A - D ได......................V  วัดแรงดันระหวางจุด A - E ได......................V

1k C 1k

 วัดแรงดันระหวางจุด B - C ได......................V  วัดแรงดันระหวางจุด B - D ได......................V  วัดแรงดันระหวางจุด B - E ได......................V

D

 วัดแรงดันระหวางจุด C - D ได......................V  วัดแรงดันระหวางจุด C - E ได......................V

2k E

 วัดแรงดันระหวางจุด D - E ได......................V

รูปที่ A5-2 วงจรสําหรับทดลองในกิจกรรม AT05-Attenuator เพือทดลองวั ่ ดแรงดันไฟตรงในวงจร

การทดลองเพิมเติ ่ ม #1 (6) หาฟองนําหนาประมาณ ้ 1 นิว้ ชุบนํ้าพอหมาด นําแผนทองแดง และแผนอะลูมิเนียม วางประกบทังสองด ้ าน แลวตอสายปากคีบไปยังแผงวงจรลดทอนแรงดัน Atteuator เลือก จัมเปอร ๊ ลดทอนไปทีตํ่ าแหนง “1” นันคื ่ อไมมีการลดทอนแรงดัน วัดแรงดันไฟฟา สังเกต ผลบนหนาจอครังแรก ้ จากนั้นนํานํามะนาวหยดลงไปบนฟองนํ ้ าที ้ ละนอย สังเกตผลทีได ่

การทดลองเพิมเติ ่ ม #2

ตอไปยังแผงวงจร ลดทอนแรงดัน

(7) นําแทงโลหะสองแทงจากการทดลองเพิ่มเติม #1 เสียบลงในมะนาว, หัวมันฝรั่ง, องุน, สม, ฝรั่ง สังเกตผลของ การวัดแรงดันทีได ่ ผลของการวัดแรงดันในมะนาว วัดแรงดันได .......................................V ผลของการวัดแรงดันในหัวมันฝรั่ง วัดแรงดันได .......................................V ผลของการวัดแรงดันในองุน วัดแรงดันได .......................................V ผลของการวัดแรงดันในสม วัดแรงดันได .......................................V ผลของการวัดแรงดันในฝรั่ง วัดแรงดันได .......................................V ทําไมจึงเปนเชนนัน้ ?

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   69

  

     

จุดประสงค เพือทดลองการวั ่ ดความเขมแสง โดยอาศัยเครืองมื ่ อตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตรวจจับแสง LDR Light sensor 3. ไฟฉาย ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 4. แผนพลาสติกใสสีตางๆ ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. แผนโพลาไรซ 2 แผน ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 6. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติแผงวงจรตรวจจับแสง ZX-LDR (พิจารณาที่จุดตอแปรผันตามแสง) +5V. LDR PORT 10k

เปนการวัดโดยใชเทคนิคการแบงแรงดัน ใชตัวตานทานแปรคาตามแสง หรือ LDR ทีทํ่ าจากแคดเมียมซัลไฟด (CdS) เมือมี ่ แสงตกกระทบ คาความ ตานทานของ LDR จะลดลง สงผลใหแรงดันตกครอมตัวตานทาน 10kW มีคามากขึน้ นันคื ่ อทีจุ่ ดตอ PORT อันเปนเอาตพุต ก็จะมีแรงดันสูงขึนตาม ้ ไปดวย แตถาแสงที่ตกกระทบ LDR มีความเขมลดลง คาความตานทาน ของ LDR จะมากขึ้น สงผลใหแรงดันเอาตพุตลดลง

+

ปฏิบัติการ (1) ตอสายสัญญาณจากแผงวงจรตรวจจับแสง ZX-LDR ทีจุ่ ดตอ + เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCiBOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT06-Light (3) จากนันนํ ้ าไปทดลองวัดคาความเขมแสงในสภาวะตางๆ กัน สังเกตผลลัพธทีอ่ านได โดยเลือกการแสดงผลได ทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก

     SCi-B X 70  

รูปที่ A6-1 หนาตางกิจกรรม AT06-Light ในโปรแกรม SCi-BOX Activity แหลงกําเนิดแสง (ไฟฉาย)

แผนพลาสติกใสสีตางๆ แผงวงจรตรวจจับแสง LDR Light sensor ทดลองเลื่อนไป-มา ตอสายไปยังจุด SENSOR0 ของ SCi-BOX

รูปที่ A6-2 การทดลองคุณสมบัติของแสงและการรับแสงของแผงวงจรตรวจจับแสง LDR LIght sensor ในกิจกรรม AT06-Light ของ SCi-BOX Activity การทดลองคือ สองแสงจากไฟฉายผานตัวกลางอยางแผนพลาสติกใสสีตางๆ เพื่อทดสอบวา แสงจะ สามารถผานตัวกลางแบบนีไปได ้ ดีเพียงไร โดยแผงวงจรตรวจจับแสงจะคอยรับแสงทีผ่ านตัวกลางมา แรงดันทีออก ่ จากแผงวงจรตรวจจับแสงจะเปนตัวทีบ่ งบอกวา แสงสามารถผานตัวกลางแผนพลาสติกใสสีใดไดดีกวากัน ซึงใน ่ การทดลองจริงอาจตองมีการปรับตําแหนงของแผงวงจรตรวจจับแสงดวย เพือให ่ การตรวจจับทําไดผลดีทีสุ่ ด และ ลดการรบกวนจากแสงภายนอกดวย

     SCi-B X   71

(4) เปลี่ยนตัวกลางจากแผนพลาสติกใสเปนแผนโพลาไรซ (polarize) 2 แผน จัดวางตามรูปที่ A6-3 แลวทําการ ทดลองวัดคาความเขมแสงในสภาวะตางๆ

แผงวงจร ตรวจจับแสง

วางแผนโพลาไรซ แผนแรกในแนวตั้ง

หมุนแผนโพลาไรซในมุมตางๆ แลวทดลองวัดแสงในแตละชวง ความสวางที่ตกกระทบ

แหลงกําเนิดแสง

รูปที่ A6-3 การทดลองคุณสมบัติของแสงและการรับแสงของแผงวงจรตรวจจับแสง LDR LIght sensor เมือใชช ่ ตัวกลางเปนแผนโพลาไรซ 2 แผน วางในทีแตกต ่ างกัน

การทดลองเพิมเติ ่ ม (5) ทดลองเปลียนไปใช ่ จุดตอเอาตพุตแบบแปรผกผันกับแสงของแผงวงจรตรวจจับแสง LDR Light sensor สังเกต ผลทีเปลี ่ ่ยนแปลง

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 72  

  

  จุดประสงค  เพือทดลองติ ่ ดตอกับอุปกรณตรวจจับลอจิก  เพือให ่ สามารถประยุกตใชแผงวงจรสวิตชในการสรางระบบควบคุมอยางงาย โดยใชสวิตชเพียงตัวเดียวสั่งเปด

ปดไฟ 4 ดวงไลเรียงกัน

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรสวิตช 3. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

รูปที่ A7-1 หนาตางกิจกรรม AT07-Switch ในโปรแกรม SCi-BOX Activity

     SCi-B X   73

ปฏิบัติการ

P11 P10

P9

P3

(1) ตอสายจากจุดตอ HIGH ของแผงวงจรสวิตชเขาทีจุ่ ดตอ P1 ของ SCi-BOX (2) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บน Sci-BOX ไปทีตํ่ าแหนง RELAY P8

P1

P2

RELAY

P0

MOTOR

RELAY 12V 5A

P11 RELAY P10 RELAY

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

RELAY 12V 5A

หนาสัมผัสของรีเลย เสมือนเปนสวิต ชตัดตอ

(3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT07-Switch (4) ทดลองกดสวิตช สังเกตการทํางานของรีเลยเมือมี ่ การกดสวิตซแตละครัง้ พรอมกับสังเกตผลทีอ่ านไดบนจอภาพ หรือทีโมดู ่ ล SLCD เมื่อดาวนโหลดโปรแกรมแลว LED ทังหมดจะดั ้ บลง เมื่อกดสวิตช ครั้งที่ 1 LED ทีตํ่ าแหนง P8 จะติด สวาง พรอมกับไดยินเสียงการตอหนาสัมผัสของรีเลย P8 ในตําแหนงขวาสุด เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 2 LED P9 ติดสวาง ไลเรียงลําดับไปจนครบ แลววนทํางานซํา้ สวนการแสดงผลบนจอภาพและโมดูล LCD จะแสดงเปนตัวเลขฐานสองขนาด 4 บิต โดยบิตใดทีทํ่ า งานจะเปน “1” บิตที่เหลือเปน “0” ทังหมด ้ จึงเกิดเปนขอมูลดังนี้ 0000 เมื่อเริมทํ ่ างาน 0001 เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 1 บิต P8 เซตเปน “1” 0010 เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 2 บิต P9 เซตเปน “1” 0100 เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 3 บิต P10 เซตเปน “1” 1000 เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 4 บิต P11 เซตเปน “1” 0000 เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 5 แลววนกลับไปที่ 0001 ใหม

     SCi-B X 74  

การทดลองเพิมเติ ่ ม (5) เปลี่ยนไปใชจุดตอ LOW ของแผงวงจรสวิตช สังเกตผลทีเปลี ่ ่ยนแปลง (6) จากการทํางานของรีเลย สามารถตอหนาสัมผัสไปควบคุมอุปกรณภายนอกได โดยตออนุกรมกับวงจรดังรูป รีเลย

ขั้วตอ

หลอดไฟ 220V 60W

ปลั๊กไฟ 220Vac

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   75

  

      

จุดประสงค เพือทดลองการใช ่ งานตัวตรวจจับแสงอินฟราเรด โดยใชคุณสมบัติการสงผานลําแสง

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED 3. แผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด ZX-PHOTO 4. แผนพลาสติกใสหรือกระจกใส ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. แผนพลาสติกทึบแสง ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 6. แผนโลหะ ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 7. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

Object

คุณสมบัติที่นาสนใจในการทํางานรวมกันของแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด (ZXIrLED) กับแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด ZX-PHOTO (photo-transistor) PORT 510

+5V 10k

Vout IR LED

Photo transistor

แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด Infrared LED จะสง แสงอินฟราเรดเมื่อไดรับสัญญาณลอจิก “1” มาที่ขา PORT ทางดานตัวรับทีแผงวงจรตรวจจั ่ บแสงอินฟราเรด Photo transistor จะทําหนาทีรั่ บแสงอินฟราเรด โดย จะใหเอาตพุตเปนลอจิก “1” เมือไม ่ มีแสงอินฟราเรดมา ตกกระทบ นันคื ่ อเกิดการบังแสงดวยวัตถุ (object) และ ใหเอาตพุตลอจิก “0” เมือมี ่ แสงอินฟราเรดตกกระทบ นัน่ คือไมมีวัตถุบังแสงอินฟราเรด

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED เขาทีจุ่ ดตอ P0 ของ SCi-BOX (2) ตอสายจากแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด ZX-PHOTO เขาทีจุ่ ดตอ P1 ของ SCi-BOX

     SCi-B X 76  

รูปที่ A8-1 หนาตางกิจกรรม AT08-IR Beam ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT08-IR Beam (4) วางแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรดและแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรดใหหันหนาเขาหากัน หางประมาณ 5 เซนติเมตร ดังรูปที่ A8-2 แลวกดสวิตช RESET บน SCi-BOX เพื่อเริมต ่ นนับคา (5) ทดลองนําแผนพลาสติกหรือวัตถุตางๆ มาตัดลําแสง สังเกตคาทีนั่ บบนจอภาพวามีการเปลียนแปลงหรื ่ อไม หรืออาจใชโมดูล SLCD ในการแสดงผลก็ได โดยตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของ SCi-BOX นําแผนพลาสติกตางๆ มาตัดผานลําแสง แผงวงจรกําเนิดแสง อินฟราเรด Infrared LED

แผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด Photo transistor ตอไปยัง P1 ของ SCi-BOX ตอไปยัง P0 ของ SCi-BOX

รูปที่ A8-2 การตออุปกรณทดลองในกิจกรรม AT08-IR Beam

     SCi-B X   77

การทดลองเพิมเติ ่ ม #1 (6) ทดลองประยุกตใชงานเพิ่มเติม โดยนําแผนพลาสติกใสมาติดเทป PVC สีดํา (เทปพันสายไฟ) ดังรูป จากนัน้ กดสวิตช RESET บน SCi-BOX แลวลากแถบพลาสติกที่ทําขึ้นตัดผานลําแสงชาๆ สังเกตผล จากนันติ ้ ดแถบเทปสี ดําเพิ่มเปน 6, 7 และ 8 และทดลองซํา้ สังเกตผล

1 cm.

การทดลองเพิมเติ ่ ม #2 (7) ตัดแผนพลาสติกใสเปนแผนกลม แลวติดเทปสีดําเปนสวนๆ ดังรูป เจาะรูตรงชองกลางและติดแกนเขาไป กดสวิตช RESET บน SCi-BOX และทดลองหมุนแผนพลาสติก สังเกตผล รัศมี 2 เซนติเมตร แนวลําแสงที่สองผาน

4 สวน

8 สวน

16 สวน

(8) ประยุกตนําไปใชงานโดยใชวัดระยะทาง โดยใหหมุนแผนพลาสติกไปตามพื้นที่ตองการวัด และคาทีได ่ จากจอ แสดงผลเปนจํานวนชองที่นับได หมุนไปตามระยะทาง

ตัวสงและ ตัวตรวจจับ

จากรูปตัวอยางใชแผนกลม 16 สวน จะสรางสัญญาณ 8 ครั้งตอ 1 รอบ เทากับครั้งละ 360/8 = 45 องศา คิดเปนระยะทาง 2r / 8 = r /4 ดังนั้น ถาใชแผนพลาสติกรัศมี 2 เซนติเมตร ขอมูลของการตรวจจับจะเพิ่มทุกๆ ระยะทาง / 2 หรือ 1.57 เซนติเมตร ถาอานคาได 86 ระยะทางทีได ่ จริงคือ (/ 2) x 86 = 135 เซนติเมตร (9) นอกจากนันยั ้ งสามารถนําผลการทดลองในกิจกรรมนีไปประยุ ้ กตเพื่อนับสิงของได ่ ดังรูป ตัวสง ตัวรับ รูปแสดงการใชนับวัตถุที่ทึบแสง ในระบบสายพานลําเลียง

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 78  

  

    จุดประสงค เพื่อทดลองใชงานตัวตรวจจับแสงอินฟราเรด โดยใชคุณสมบัติการสะทอนแสง

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED 3. แผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด ZX-PHOT 4. แผนพลาสติกสีขาวหรือกระจกเงา ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. แผนพลาสติกสีดําดาน ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 6. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติที่นาสนใจในการทํางานรวมกันของแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด (ZXIrLED) กับแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด (ZX-PHOTO) ในการตรวจจับวัตถุ แบบสะทอนแสง Object

Photo transistor PORT 510

10k

IR LED Vout

+5V

แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED จะสงแสงอินฟราเรดเมือได ่ รับสัญญาณลอจิก “1” มาทีขา ่ PORT ทางดานตัวรับทีแผงวงจรตรวจจั ่ บแสงอินฟราเรด ZX-PHOTO โดยมีโฟโตทรานซิสเตอรทําหนาทีรั่ บแสงอินฟราเรด โดยจะใหเอาตพุตเปนลอจิก “1” เมือไม ่ มีแสงอินฟราเรดมาตกกระทบ นันคื ่ อไมมีการสะทอนแสงจากวัตถุ (object) และใหเอาตพุตลอจิก “0” เมือมี ่ แสงอินฟราเรดตกกระทบ นันคื ่ อ มีการสะทอนแสงอินฟราเรดกลับมาจากวัตถุ

     SCi-B X   79

รูปที่ A9-1 หนาตางกิจกรรม AT09-IR Reflect ในโปรแกรม SCi-BOX Activity

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED เขาทีจุ่ ดตอ P0 ของ SCi-BOX (2) ตอสายจากแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรด ZX-PHOTO เขาทีจุ่ ดตอ P1 ของ SCi-BOX (3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT09-IR Reflect (4)วางแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรดและแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรดใหหันหนาไปในทางเดียวกันและวางชิด กัน ดังรูปที่ A9-2 แลวกดสวิตช RESET เพื่อเริมต ่ นนับคา นําวัตถุตางๆ มาแกวงหนาตัวตรวจจับ ทดลองที่ระยะหาง ตางๆกัน แผงวงจรตรวจจับ แผงวงจรกําเนิดแสง แสงอินฟราเรด อินฟราเรด Photo transistor Infrared LED

รูปที่ A9-2 การจัดวางแผงวงจรตรวจจับ แสงอินฟราเรดเพือตรวจจั ่ บวัตถุโดยใช การสะทอนแสงอินฟราเรดในกิจกรรม AT-09 IR Reflect

     SCi-B X 80  

(5) ทดลองนําแผนพลาสติกหรือวัตถุตางๆ มาแกวงผานหนาตัวตรวจจับ โดยทดลองทีความห ่ างตางกัน สังเกตคา ทีนั่ บบนจอภาพวามีการเปลียนแปลงหรื ่ อไม หรืออาจใชโมดูล SLCD ในการแสดงผลก็ได โดยตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของ SCi-BOX

การทดลองเพิมเติ ่ ม (6) ทดลองประยุกตใชงานเพิ่มเติมเปนตัวนับรอบเพลา โดยหาทอพลาสติกหรือแทงวัตถุทรงกระบอกอืนๆ ่ ทีมี่ เสน ผานศูนยกลางประมาณ 1 นิ้วขึ้นไป พันรอบแกนดวยเทปพันสายไฟสีดําใหรอบและติดแถบสะทอนแสง เชน สติ๊กเกอรสีเงินหรือสีขาว ดังรูปตัวอยาง จากนันกดสวิ ้ ตช RESET แลวทดลองหมุนทอพลาสติกไปรอบๆ ใหอยูใน  แนวของตัวตรวจจับ สังเกตผลทีเกิ ่ ดขึ้นในการหมุนแตละรอบ ตัวรับ

แถบสะทอนแสง

ตัวสง หมุนไปรอบๆ

(7) นอกจากนันยั ้ งสามารถนําผลการทดลองในกิจกรรมนีไปประยุ ้ กตเพื่อนับสิงของได ่ ดังรูป

ตัวรับ ตัวสง

รูปแสดงการใชนับวัตถุที่สะทอนแสงได ในระบบสายพานลําเลียง

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   81

  

  

จุดประสงค เพือทดลองการใช ่ งานโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz ในการตรวจจับวัตถุ

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED 3. แผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz ZX-IRM 4. แผนพลาสติกสีขาวหรือกระจกเงา ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. แผนพลาสติกสีดําดาน ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 6. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติที่นาสนใจในการทํางานรวมกันของแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด (ZXIrLED) กับแผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz (ZX-IRM) ในการตรวจจับวัตถุ Object Infrared receiver module PORT 510 38kHz

IR LED

+5V OUT

ในการทํางานปกติแผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz เมือไม ่ ไดรับสัญญาณ 38kHz ทีผสมมากั ่ บแสง อินฟราเรด จะใหลอจิก “1” ออกมาทางเอาตพุตที่จุด OUT แตถาไดรับแสงอินฟราเรดทีผสมสั ่ ญญาณความ ถี่ 38 kHz อยางตอเนือง ่ จะใหสัญญาณลอจิกเอาตพุต ออกมาเปน “0” ในชวงเวลานันๆ ้ ดังนันแสงอิ ้ นฟราเรด ที่ ถู กส งออกจากแผงวงจรกําเนิ ดแสงอิ นฟราเรด Infrared LED จะตองมีการผสมความถี่ 38 kHz เขา ไปเมือต ่ องการสงลอจิก “0” และไมทํางานใดๆ เมือส ่ ง ลอจิก “1”

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรด ZX-IrLED เขาทีจุ่ ดตอ P0 ของ SCi-BOX (2) ตอสายจากแผงวงจรโมดูลรับแสงอินฟราเรด 38kHz เขาทีจุ่ ดตอ P1 ของ SCi-BOX

     SCi-B X 82  

รูปที่ A10-1 หนาตางกิจกรรม AT10-IR Ranging ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT10-IR Ranging (4) วางแผงวงจรกําเนิดแสงอินฟราเรดและแผงวงจรตรวจจับแสงอินฟราเรดใหหันหนาไปในทางเดียวกันและวาง ชิดกันดังรูปแลวกดสวิตช RESET เพือเริ ่ มต ่ นนับคา

ตัวรับ

ตัวสง (5) ทดลองนําแผนพลาสติกหรือวัตถุตางๆ มาแกวงผานหนาตัวตรวจจับ โดยทดลองทีความห ่ างตางกัน สังเกตคา ทีนั่ บบนจอภาพวามีการเปลียนแปลงหรื ่ อไม หรืออาจใชโมดูล SLCD ในการแสดงผลก็ได โดยตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของ SCi-BOX

     SCi-B X   83

การทดลองเพิมเติ ่ ม (6) ผูทดลองสามารถนํ  าความรูและผลการทดลองในกิ  จกรรมนีมาประยุ ้ กตใชในการแยกแถบสีขาว-ดํา ดังรูป เลื่อนชุดตรวจจับไป-มา ใหแนวลําแสง ตกกระทบพื้นสีขาว-ดํา แผงวงจรกําเนิด แสงอินฟราเรด Infrared LED

แผงวงจรโมดูลรับแสง อินฟราเรด 38kHz Infrared receiver module

ทดลองที่ระยะหางตางๆกัน 3 cm.

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 84  

  

   จุดประสงค เพือทดลองการวั ่ ดแนวโนมอุณหภูมิ โดยอาศัยเครืองมื ่ อตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรวัดอุณหภูมิ ZX-THERMISTOR 3. แหลงกําเนิดความรอนสําหรับทดลอง เชน ไดรเปาผม ถาใชไมขีดไฟหรือเทียนไข ให  วางอุปกรณตรวจวัดหางออก มาเล็กนอย อยาใหโดนเปลวไฟโดยตรง ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 4. แหลงกําเนิดความเย็นสําหรับทดลอง เชน นําแข็ ้ ง ตองระวังไมใหขาของอุปกรณตัวตรวจวัดโดนนําโดยตรง ้ ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติที่นาสนใจของแผงวงจรวัดอุณหภูมิ ิ ZX-THERMISTOR +5V

T PORT

10k

+

เปนการวัดโดยใชเทคนิคการแบงแรงดัน โดยนําตัวตานทานแปรคาตามอุณหภูมิ แบบผกผัน (NTC) มาตอรวมกับตัวตานทาน เมื่ออุณหภูมิสูงขึน้ ความตานทาน ของเทอรมิสเตอรจะลดลง ทําใหแรงดันตกครอมตัวตานทาน 10k ซึ่งก็คือ แรงดันเอาตพุตของวงจรจะมีคามากขึน้ แตถาอุณหภูมิลดลง คาความตานทาน ของเทอรมิสเตอรจะมากขึน้ ทําใหแรงดันเอาตพุตลดลง เทอรมิสเตอรทีนํ่ ามาใชงานนันจะมี ้ คาความตานทานเทากับ 10k ทีอุ่ ณหภูมิ หอง (25 องศาเซลเซียส)

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากจุดตอ + (แปรผันตามอุณหภูมิ) ของแผงวงจรวัดอุณหภูมิ ิ ZX-THERMISTOR ไปยังจุด ตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT11-Temperature (3) เลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผง วงจรหลัก

     SCi-B X   85

รูปที่ A11-1 หนาตางกิจกรรม AT11-Temperature ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (4) นําแผงวงจรวัดอุณหภูมิวางไวทีอุ่ ณหภูมิหอง สังเกตคาทีอ่ านได (5) ทดลองนําไปวัดกับแหลงกําเนิดความรอนและเย็น สังเกตผลลัพธทีอ่ านได ทดลองการนํา และการพาความรอน โดยการยายตัวตรวจจับไปที่ตําแหนงตางๆ น้ําแข็ง

แผงวงจรวัดอุณหภูมิ

แผงวงจรวัดอุณหภูมิ ระวังอยาใหขาของ เทอรมิสเตอรสัมผัส กับน้ําแข็งโดยตรง

แหลงกําเนิดความเย็น

แหลงกําเนิดความรอน

การทดลองเพิมเติ ่ ม (6) ทดลองเปลี่ยนไปใชจุดตอแปรผกผันกับอุณหภูมิของแผงวงจรวัดอุณหภูมิ สังเกตผลที่เปลี่ยนแปลง

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 86  

  

  จุดประสงค เพือทดลองการใช ่ งานแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอนในการวัดความเขมสี โดยใชคุณสมบัติการสะทอนแสง

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน ZX-REFLECT 3. กระดาษขาว และกระดาษขาวทีใช ่ ดินสอดําฝนเบาๆ เปนรูปวงกลมดํา เสนผานศูนยกลางประมาณ 1 เซนติเมตร ทีความเข ่ มดินสอตางๆ กัน เชน F, HB, 2B, E ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 4. กระดาษสีตางๆ กัน เชน แดง เขียว เหลือง ฟา ดํา ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม 5. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผล หรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติทีน่ าสนใจในการทํางานของแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน ZX-REFLECT Object

Red LED super bright

220 +5V

LDR Vout 10k

ในแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน มีแหลงกําเนิดแสงสีแดงซึงได ่ จาก LED สีแดงแบบสวางพิเศษหรือซูเปอรไบรตสองอยูตลอดเวลา สวนการตรวจจับแสงสะทอนนั้นจะใชตัวตานทานแปรคาตาม แสงหรือ LDR ตอรวมกับตัวตานทาน 10k เปนวงจรแบงแรงดัน โดย ใหผลลัพธคือ ถามีแสงสะทอนกลับมามาก คาความตานทานของ LDR จะลดลง ทําใหแรงดันเอาตพุตของวงจร ซึ่งก็คือแรงดันตกครอม ตัวตานทาน 10k มีคามากขึน้ แตถาแสงทีสะท ่ อนกลับมามีนอย คา ความตานทานของ LDR ก็จะมากขึน้ ทําใหแรงดันเอาตพุตลดลง

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน ZX-REFLECT ไปยังจุดตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT12-Red light reflect (3) จัดวางแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอนควําหน ่ ากับกระดาษ โดยสังเกตบริเวณทีทํ่ าการวัดจากแสงสีแดงทีส่ องออก จากแผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน

     SCi-B X   87

รูปที่ A12-1 หนาตางกิจกรรม AT12-Red light reflect ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (4) นํากระดาษที่ฝนดินสอเอาไวมาทดลอง โดยวัดที่ระยะหางจากกระดาษประมาณ 5 มิลลิเมตร สังเกตคาทีอ่ าน ไดในแตละพืนที ้ ่ เมือเที ่ ยบกับสีขาวของพืนกระดาษ ้ โดยเลือกการแสดงผลไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก แผงวงจรตรวจจับแสงสะทอน ZX-REFLECT ผงดินสอที่ฝนเอาไว ทดลองที่ระยะหางตางๆกัน กระดาษขาวที่ฝนดินสอเอาไว

พืนที ้ ขาวของกระดาษ ่ วัดคาได .............................................. บริเวณทีฝนด ่ วยดินสอความเขม Fวัดคาได............................................... บริเวณทีฝนด ่ วยดินสอความเขม 2B วั ดคาได.............................................. บริเวณทีฝนด ่ วยดินสอความเขม HB วั ดคาได..............................................

     SCi-B X 88  

(5) ทดลองวัดคาแถบสีดําดานลางนี้ สังเกตคาทีอ่ านได โดยอานคาจากสีดําทางซายไปยังสีขาวทางขวา สังเกตผล ทีเกิ ่ ดขึน้

พืนที ้ ดํ่ าทางซายสุด พื้นทีตรงกลาง ่ พืนที ้ ดํ่ าทางขาวสุด

วัดคาได .............................................. วัดคาได............................................... วั ดคาได..............................................

การทดลองเพิมเติ ่ ม (6) ทดลองกับกระดาษขาวเชนเดิม แตเปลี่ยนแปลงระยะหางที่ทําการวัดตั้งแต 1 มิลลิเมตร จนถึง 3 เซนติเมตร สังเกตผลทีได ่ (7) ทําการทดลองกับกระดาษสีอืนๆ ่ ดวยวิธีการเดียวกับขอ (4) สังเกตผลทีได ่

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   89

  

   

จุดประสงค เพือทดลองการตรวจจั ่ บเสียง โดยใชคอนเดนเซอรไมโครโฟนขนาดเล็ก

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตรวจจับเสียง ZX-SOUND 3. แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตัง้ 4. แผงวงจรเปรียบเทียบสัญญาณ 5. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผลหรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติทีน่ าสนใจในการทํางานของแผงวงจรตรวจจับเสียง ZX-SOUND

MIC

PORT

แผงวงจรนี้ ทําหน าที่ ขยายแรงดั นที่ได จากการแปลง สั ญญาณเสี ยงเป นสั ญญาณไฟฟาของคอนเดนเซอร ไมโครโฟนใหแรงขึ้น เพื่อใหใชงานไดดวยการตรวจสอบ ลอจิก โดยสัญญาณจะถูกขยายตามจังหวะของเสียงทีเกิ ่ ด ขึ้น

COM

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรตรวจจับเสียง ZX-SOUND ไปยังจุดตอ P0 บน SCi-BOX (2) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บน SCi-BOX ไปทีตํ่ าแหนง RELAY (3) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT13-Sound event (4) ทดลองเคาะเสียงหรือปรบมือใกลๆ ไมโครโฟนบนแผงวงจรตรวจจับเสียง สังเกตการทํางานของรีเลยบน SCi-BOX รีเลยในตําแหนง P8 ก็จะทํางาน-หยุดทํางานสลับกันตามจังหวะของเสียงทีตรวจจั ่ บได สังเกตไดจากเสียง ของหนาสัมผัสรีเลยทีตั่ ดตอสลับกัน

     SCi-B X 90  

รูปที่ A13-1 หนาตางกิจกรรม AT13-Sound event ในโปรแกรม SCi-BOX Activity

การทดลองเพิมเติ ่ ม (5) ทําการทดลองรวมกับอุปกรณอีก 2 ตัวคือ แผงวงจรตัวตานทานปรับคาได ZX-POTH หรือ ZX-POTV และแผง วงจรเปรียบเทียบสัญญาณ ZX-COMPARATOR โดยตอสายสัญญาณดังรูป

แผงวงจรตัวตานทานปรับคาได A

สัญญาณเสียง (B)

A>B

ระดับอางอิง (A) A

Potentiometer

D

SOUND

แผงวงจรตรวจจับเสียง

B>A

B

P

แผงวงจรเปรียบเทียบ สัญญาณ

A>B ใหผลเปนลอจิก "0" A<B ใหผลเปนลอจิก "1"

ตอไปยัง P0 ของ SCi-BOX B>A ใหผลเปนลอจิก "0" B<A ใหผลเปนลอจิก "1"

     SCi-B X   91

(6) เลือกใชสัญญาณเอาตพุตจากชอง A>B ของแผงวงจรเปรียบเทียบสัญญาณ โดยจะทํางานที่ลอจิก “0” ตอไป เขาทีจุ่ ด P0 ของ SCi-BOX แทนที่การตอตรงจากแผงวงจรตรวจจับเสียงในการทดลองขอที่ 1 (7) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR ไปยังตําแหนง RELAY เพือเลื ่ อกใหรีเลยทํางาน (8) ทําการปรับแกนหมุนของตัวตานทานบนแผงวงจรตัวตานทานปรับคาได Potentiometer เพือกํ ่ าหนดระดับความ ไวของเสียงทีต่ องการ เงือนไขในการทํ ่ างาน ถาสัญญาณเสียงจากแผงวงจรตรวจจับเสียงตํากว ่ าระดับทีตั่ งไว ้ ดวยแผงวงจรตัวตานทานปรับคาได LED สีแดงที่เอาตพุต A>B จะติดสวาง และรีเลยไมทํางาน ถาสัญญาณเสียงจากแผงวงจรตรวจจับเสียงสูงกวาระดับทีตั่ งไว ้ ดวยแผงวงจรตัวตานทานปรับคาได LED สีเขียวทีเอาต ่ พุต B>A (ซึงก็ ่ คือ A<B นันเอง) ่ จะติดสวาง รีเลยทํางาน และมีการขับเสียงออกทางลําโพงบนบอรด SCi-BOX ดวย

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 92  

  

     จุดประสงค เพือทดลองการความสั ่ มพันธระหวางการเคลือนที ่ ทางกลกั ่ บคาของตัวตานทานปรับคาได

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนเลือนหรื ่ อแบบสไลด (VARIABLE RESISTOR : SLIDE Type) 3. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผลหรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติของแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนเลือนหรื ่ อสไลด (ZX-SLIDE)

+

ปฏิบัติการ

+

เปนการวัดโดยใชเทคนิคการแบงแรงดัน จากตัวตานทานปรับ คาไดแบบแกนเลือนหรื ่ อสไลด (slide) ในแบบ B ซึงมี ่ การ เปลียนแปลงแบบเชิ ่ งเสน (linear type) ซึงมี ่ อัตราการเปลียน ่ แปลงค าต อการเลื่อนแกนเปนเชิงเสนตรง จึงสามารถนํา พฤติกรรมการเลือนแกนนี ่ มาใช ้ ในการวัดระยะทางได โดยคา ของความตานทานที่เปลี่ยนแปลงไปทําใหแรงดันเปลี่ ยน แปลงตามในอัตราสวนทีสั่ มพันธกับระยะทาง

(1) ตอสายจากแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบสไลดเขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT14-Linear position (3) ทดลองเลือนแกนของตั ่ วตานทานไปมา สังเกตคาทีอ่ านไดกับระยะทางทีเคลื ่ อนที ่ ไป ่ โดยในการแสดงผลสามารถ เลือกไดทังจากหน ้ าจอหรือโดยใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของแผงวงจรหลัก เลื่อนแกนไปมา ตอไปยังจุดตอ SENSOR0 แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบสไลด

     SCi-B X   93

รูปที่ A14-1 หนาตางกิจกรรม AT14-Linear position ในโปรแกรม SCi-BOX Activity (4) ทดลองชั่งนํ้าหนักของวัตถุ จากรูปนําสปริงที่ทราบคานิจ (K) มาผูกเชือกแขวนไวแลวนําปลายเชือกอีกดานหนึงพั ่ นเอาไวทีแกน ่ x ; ระยะที่สปริงยืด เลือนของตั ่ วตานปรับคาได โดยใหตําแหนงแกนของตัวตานทานอยู ออกจากสภาวะปกติ ทีตํ่ าแหนง 0% แลวยึดตัวตานทานไวกับผนัง ทิงปลายเชื ้ อกไวสําหรับ ผูกกับกอนนําหนั ้ กทีต่ องการชัง่ ระยะที่แกนของตัวตานทาน เคลื่อนที่ไดก็เทากับ x เชนกัน (5) จากนันปล ้ อยกอนนํ้าหนัก แลวคํานวณนําหนั ้ กดังนี้ ระยะในการเคลื่อนทีทั่ งหมดของแกนเลื ้ ่อนในตัวตานทาน ปรับคาไดคือ 0.027 เมตร กําหนดเปน 100% คาทีอ่ านได 1% จึงเทากับ 0.00027 เมตร ไดระยะทางที่สปริงเคลื่อนที่ไปเทากับ L = คาทีอ่ านไดจากหนาจอ x 0.00027 เมตร นําคาทีได ่ ไปคูณกับคานิจสปริง (K) ทีทราบค ่ า จะไดเปน แรงดึงสปริง (F) ถาไมคิดนํ้าหนักของอุปกรณอืนๆ ่ รอบดาน เมือสปริ ่ งสมดุลย จะไดวา F = Kx และ F = mg ; g = 9.81 m/s2 Kx = mg แทนคาในสมการ จะไดนําหนั ้ กของกอนนํ้าหนัก

แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบสไลด

การทดลองเพิมเติ ่ ม

กอนน้ําหนัก

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 94  

  

   จุดประสงค เพือทดลองการความสั ่ มพันธระหวางการเคลือนที ่ ทางกลกั ่ บคาของตัวตานทานปรับคาได

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน Potentiometer ตัวนอนหรือตั้ง 3. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผลหรือโมดูลแสดงผล SLCD

คุณสมบัติของแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน ZX-POTV

+

+

เปนการวัดโดยใชเทคนิคการแบงแรงดันจากตัวตานทานปรับคาได แบบหมุนหรือโปเทนรชิโอมิเตอรในแบบ B (linear type) ซึงมี ่ อัตราการเปลียนแปลงค ่ าความจตานทานตอการเคลือนที ่ เป ่ นเชิง เสนตรง ทําใหคาทีได ่ เปนอัตราสวนกับมุมของแกนหมุนทีเปลี ่ ยน ่ แปลงไป มีจุดตอเอาตพุต 2 แบบคือ

+

หมุนแกนตามเข็มนาฬิกา คาแรงดันเอาตพุตเพิม่

+ หมุนแกนทวนเข็มนาฬิกา คาแรงดันเอาตพุตเพิม่

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากจุดตอ + ของแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบหมุน ZX-POTV เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 ของ SCi-BOX (2) ดาวนโหลดโปรแกรมดวยไฟลของกิจกรรม AT15-Rotation angular (3) จากนันให ้ กดสวิตช RESET บนบอรด SCi-BOX เพื่อเทียบตําแหนงที่ 0 องศากอน เมือใช ่ งานมุมที่หมุนไปจะได คาเปนคามุมสัมพัทธกับตําแหนงเดิมทีตั่ ้งไว (4) นําแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบหมุน ZX-POTV ไปตอกับกลไกทีเคลื ่ อนที ่ แบบหมุ ่ น (จํากัดการหมุนของ Potentiometer ทีใช ่ ไวใหแสดงผลไมเกิน 220 องศา) สังเกตผลลัพธทีอ่ านไดในแตละตําแหนง โดยในการแสดง ผลเลือกไดทังจากหน ้ าจอหรือใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของ SCi-BOX

     SCi-B X   95

รูปที่ A15-1 หนาตางกิจกรรม AT15-Rotation angular ในโปรแกรม SCi-BOX Activity

การทดลองเพิมเติ ่ ม #1 (5) ทดลองทําเครื่องมือวัดมุมอยางงายๆ ถาตองการทราบมุมระหวาง เสน A กับ B ตามรูป ใหหมุนแกนของตัว ตานทานปรับคาไดบนแผงวงจร ZX-POTV ชีไปที ้ ่เสน A กอน แลวกดสวิตช RESET บน SCi-BOX เพื่อกําหนดมุม เริมต ่ นเปน 0 แลวหมุนไปชีที้ เส ่ น B แลวอานคาจากจอภาพหรือทีโมดู ่ ล SLCD คาทีอ่ านไดจะเปนคามุมสัมพัทธระหวางเสน A กับ B นันเอง ่ เสน A มุมที่ตองการทราบ

เสน B

A

POTENTIOMETER

     SCi-B X 96  

การทดลองเพิมเติ ่ ม #2 (6) ประยุกตจากผลการทดลองทีได ่ ในกิจกรรมไปใชหาระยะทางจากผูสังเกตไปยังตึกทีทราบความสู ่ ง โดยการเล็ง มุม โดยใชความรูทางตรี  โกณมิติ

A

POTENTIOMETER

H ความสูงของตึก Z = มุมที่อานคาได A = ระยะหางของตัววัดมุมกับพื้นดิน D = ระยะหางของตัววัดมุมกับตึก

โดยความสัมพันธทางคณิตศาสตร คือ tan Z  H  A D

ถาทราบความสูงของตําแหนงวัดมุม A และความสูงของตึก H แลว นําคาของมุมที่อานไดมาแทนคาใน สมการ จะไดผลลัพธเปนระยะทางจากจุดสังเกตถึงตึก D  H  A tan Z

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   97

  

 

จุดประสงค เพือทดลองคุ ่ ณลักษณะของการตอตัวเก็บประจุไฟฟาทีมี่ ความจุสูง โดยอาศัยเครืองมื ่ อตรวจวัดเพือแสดงผล ่

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE 3. ตัวเก็บประจุไฟฟา 1000F 16V แบบอิเล็กทรอไลต จํานวน 1 ตัว 4. คอมพิวเตอรสําหรับแสดงผล

หลักการวัดคาตัวเก็บประจุโดยใชแหลงจายกระแสคงที่ +5V

แหลงจายกระแสคงที่ 1mA ตัวเก็บประจุ ที่ตองการวัด

+

แรงดันเอาตพุต <4V -

ในแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟา ZX-RESISTANCE มีแหลง จายกระแสไฟฟาคงที่ 1mA ซึงเมื ่ อมี ่ อุปกรณมาตออนุกรมกับแหลง จายกระแสคงทีนี่ ้ จะทําใหเกิดแรงดันไฟฟาตกครอมอุปกรณตัวนันๆ ้ แลววงจรจะสงคาแรงดันทีตกคร ่ อมอุปกรณนันออกมา ้ ซึงถ ่ าหากนํา ตัวเก็บประจุมาตอวัดทีอิ่ นพุตของวงจร จะไดการเปลียนแปลงแรง ่ ดันเปนสัดสวนคงทีกั่ บคาความจุไฟฟาของตัวเก็บประจุนันๆ ้ และ ทุกครังที ้ วั่ ดตองคายประจุในตัวเก็บประจุกอนเสมอ

ในกิจกรรมที่ 16 และ 17 ไมไดบรรจุรวมไวในชุดซอฟตแวร SCi-BOX Activity โดยตรง หากแต สามารถนําโปรแกรมในบางกิจกรรมมาใชรวมดวยได นอกจากนั้นยังใชซอฟตแวร SCi-BOX Data logger ชวยในการแสดงผลการทํางานดวย ซึงจะมี ่ รายละเอียดแตกตางกันไปในแตละกิจกรรม

     SCi-B X 98  

ปฏิบัติการ (1) ตอสายจากแผงวงจรวัดคาความตานทานไฟฟาเขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 บน SCi-BOX (2) เปดโปรแกรม Single channel data logger (ติดตั้งมาพรอมกับ SCi-BOX Activity) กดปุม Load แลวเลือก การวัดแบบ SENSOR

(3) ตอสายปากคีบทีจุ่ ดวัด RESISTOR เพื่อทดลองวัดคาตัวเก็บประจุไฟฟา โดยใหดูขั้วใหถูกตองดวย ดังรูป

ตัวเก็บประจุที่ตองการวัด RESISTOR

คายประจุ

+

A

OUT

ขั้วบวก (4) ทําการคายประจุในตัวเก็บประจุ โดยถาคาความจุไมสูงนัก ใหลัดวงจรโดยนําปากคีบของปลายทังสองข ้ างมา สัมผัสกัน แตถาตัวเก็บประจุทีมี่ ความจุสูงๆ (เกิน 10,000F) ไมควรลัดวงจรโดยตรงเพราะจะเกิดประกายไฟได และจะทําใหตัวเก็บประจุเสือม ่ ควรหาตัวตานทานมาตอขนานเพือลดกระแสในการคายประจุ ่ แทน ตอคางไวอยาง นอยเปนเวลาประมาณ 5โดยคา 1 เทากับ 0.693 x R x C ดังนั้นคาเวลา 5จึงเทากับ 3.465 x R x C ในทีนี่ ใช ้ ตัวเก็บประจุ 1000F จึงสามารถลัดวงจรเพือคายประจุ ่ ไดโดยตรง

     SCi-B X   99

(5) จากนันตั ้ ้งตัวเลือกสําหรับโปรแกรม Single channel data logger ดังนี้ จํานวนขอมูล (Number of record) 100 ชุด ความละเอียด (Resolution) 1024 ระดับ กําหนดชวงเวลาสุมขอมูล (Sampling time) 100 มิลลิวินาที เลือกแสดงเสนกริด (Grid display) จากนันกดปุ ้ ม Connect และเลือก Run (6) หลังจากโปรแกรมเริ่มแสดงกราฟแลว ใหแยกปลายปากคีบที่ใชลัดวงจรเพื่อคายประจุของตัวเก็บประจุออก จากกัน เพือเริ ่ มต ่ นการประจุแรงดัน โดยกะจังหวะใหเริมที ่ ่เสนกริดแนวตั้งพอดี สังเกตผลทีได ่ บนกราฟ (7) เมื่อเสร็จสิ้นการแสดงผลกราฟ ใหทําการคํานวณหาคาตัวเก็บประจุโดยใชกราฟ

1V

10 ตัวอยางในชวงเวลา 1 วินาที

จากสมการ Ic  C dv dt เมืออั ่ ตราการเปลียนแปลงกราฟเป ่ นเสนตรงมีความชันคงที่ สามารถประมาณคาไดเปน Ic  C

v t

จากเสนกริดแนวตั้ง แตละเสนจะหางกัน 10 ชุดขอมูล คือ t =10 x 100 มิลลิวินาที = 1 วินาที ทําใหเกิด การเปลียนแปลงในแนวตั ่ ้ง 2 ชอง แตละชองเทากับ 0.5V และ V เปน 1V แทนคาในสมการจะได 1mA  0. 001  C

1V 1s

ยายขางสมการเพื่อหาคา C ไดเทากับ 0.001 F หรือ 1000F

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 100  

  

  จุดประสงค เพือทดลองคุ ่ ณสมบัติของเซลลไฟฟาเคมี โดยอาศัยเครื่องมือตรวจวัดเพื่อแสดงผล

อุปกรณและเครืองมื ่ อ 1. SCi-BOX 2. แผงวงจรลดทอนแรงดัน Attenuator 3. แผนโลหะชนิดตางๆ ไดแก ทองแดง, อะลูมิเนียม, เหล็ก, สังกะสี 4. บีกเกอร ขนาด 200 มิลลิลิตร (ml.) 2 ใบ 5. แทงคนสารเคมี 6. นํากลั ้ น่ 7. โซเดียมไฮดรอกไซด 8. ชอนตักสารเคมีขนาดเล็ก 9. เครื่องคอมพิวเตอรแสดงผลหรือโมดูลแสดงผล SLCD

ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม ไมมีในชุด SCi-BOX ตองจัดหาเพิ่มเติม

ปฏิบัติการ เตรียมเครื่องมือ (1) บีกเกอรใบแรกใหใสนํากลั ้ นเอาไว ่ 100ml.

(2) เตรียมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดในบีกเกอรใบที่ 2 จากนํากลั ้ น่ 100 ml. และเกล็ดโซเดียมไฮดรอกไซดประ มาณ 1 ชอนตักสารเคมีขนาดเล็ก คนใหละลาย (3) ขัดทําความสะอาดแผนโลหะทีใช ่ ลางดวยนํ้ากลัน่ เช็ดใหแหง (4) เตรียมเครื่องมือวัดโดยเลือกจัมเปอร ๊ บนแผงวงจรลดทอนแรงดัน Attenuator ไปทีตํ่ าแหนง 1/2 แลวตอสายไป ยังจุดตอ SENSOR0 บน SCi-BOX (5) เปดโปรแกรม SCi-BOX Activity แลวเลือกกิจกรรม AT05-Attenuator ทําการดาวนโหลดโปรแกรม (6) ในการแสดงผลเลือกไดทังจากหน ้ าจอภาพของโปรแกรม SCi-BOX ACtivity หรือใชโมดูล SLCD หากใชโมดูล SLCD ตองตอเขาทีจุ่ ดตอ P7 ของ SCi-BOX

     SCi-B X   101

การทดลอง (1) ทดลองนําแผนโลหะ 2 แผนจุมลงในบีกเกอรนํากลั ้ น่ (ใบที่ 1) ทดลองวัดแรงดัน กลับขัวไป-มา ้ และทดลอง เปลียนแผ ่ นโลหะสลับกัน ทําจนครบทุกชนิด บันทึกคาทีอ่ านไดจากตัวแสดงผล และใหสังเกตดูฟองอากาศทีผิ่ วหนา โลหะดวย

ทองแดง เหล็ก สังกะสี อะลูมิเนียม

(2) นําแผนโลหะจุมลงในบี  กเกอรในที่ 2 ทีใส ่ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด และทําการทดลองเหมือนกับขันตอน ้ ทีผ่ านมา บันทึกผลทีเกิ ่ ดขึ้น (3) นําแผนทองแดงและแผนอะลูมิเนียมมาใสในบีกเกอรที่ 2 ทีใส ่ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด จากนันนํ ้ าสาย ปากคีบดานไฟบวกมาหนีบทีแผ ่ นทองแดง สวนสายปากคีบดานไฟลบหนีบทีแผ ่ นอะลูมิเนียม

(4) จากนันค ้ อยๆ เทนํากลั ้ นจากบี ่ กเกอรใบที่ 1 ใสในบีกเกอรใบทีสอง ่ ระหวางทําการทดลองใหใชแทงคนสารเคมี คนตลอดเวลา ทดลองเชนนีไปเรื ้ อยๆ ่ สังเกตผลทีได ่ วามีการเปลียนแปลงหรื ่ อไม ทําไมจึงเปนเชนนัน้ ?

     SCi-B X 102  

การทดลองเพิมเติ ่ ม (5) ทดลองตอเพิ่มดังรูป โดย ใชปากคีบตอเขากับโลหะใหเชือมโยงกั ่ นระหวางบีกเกอร แลววัดเทียบตามจุดตางๆ B A

C D

ทองแดง อะลูมิเนียม

(6) เปลียนสารละลายจากโซเดี ่ ยมไฮดรอกไซดเปนคอปเปอรซัลเฟตหรือสารประกอบโลหะอืนๆ ่ แลวทดลองอีกครัง้ สังเกตผลทีได ่

INNOVATIVE EXPERIMENT

     SCi-B X   103

 

SCi-B X 

จากในบทที่ 5 ทีนํ่ าเสนอการทดลองใชงาน SCi-BOX กับซอฟตแวรในแบบสําเร็จรูปหรือเรียก วา User mode ซึงอํ ่ านวยความสะดวกอยางมากตอทังผู ้ เรี ยนและการเตรียมการทดลองวิทยาศาสตรใน แนวใหมทีใช ่ ไมโครคอนโทรลเลอรรวมดวย อยางไรก็ตาม SCi-BOX สามารถพัฒนาโปรแกรมทดลอง ไดโดยตัวผูเรียนเอง โดยใชซอฟตแวรสําหรับเขียนโปรแกรมดวยภาษาเบสิกโดยเฉพาะที่ชือ่ เบสิก แสตมปเอดิเตอร (BASIC Stamp Editor) ซึ่งนับถึงปจจุบันเปนเวอรชัน่ 2 แลว จะเรียกการใชงาน SCi-BOX ในลักษณะนี้วา การใชงานในแบบพัฒนาโปรแกรม หรือ Developer mode ในบทนี้จะกลาวถึงการใชงานโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเบื้องตน สรุปชุดคําสังภาษา ่ เบสิกของ i-Stamp อันเปนไมโครคอนโทรลเลอรหลักที่ใชในชุด SCi-BOX และตัวอยางโปรแกรม สําหรับทดลองใชงาน SCi-BOX ดวยโปรแกรมภาษาเบสิก อยางไรก็ตาม สําหรับรายละเอียดอยาง สมบูรณของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรและชุดคําสังของ ่ i-Stamp มีอยูในหนั  งสือ คุณสมบัติทาง ฮารดแวรและชุดคําสังของเบสิ ่ กแสตมป 2SX ซึงจั ่ ดพิมพโดยบริษัท อินโนเวตีฟ เอ็กเพอริเมนต จํากัด

6.1 การใชงาน SCi-BOX ในแบบพัฒนาโปรแกรมหรือ Developer mode เปนการใชงาน SCi-BOX ดวยการเขียนโปรแกรมขึนมาใหม ้ โดยจะสามารถเขียนเฉพาะโปรแกรม ภาษาพีเบสิกให Sci-BOX ทํางานดวยตัวเองเทานั้น ซึงเหมาะสํ ่ าหรับงานทีไม ่ จําเปนตองสงขอมูลมา ประมวลผลทีเครื ่ องคอมพิ ่ วเตอร หลังจากดาวนโหลดแลว ก็สามารถถอดบอรด SCi-BOX ไปใชทีอื่ นได ่ รวมถึงการสรางไฟล ออบเจก (.OBJ) เพือนํ ่ าไปใชในครังต ้ อๆไปได โดยสะดวก หรือจะเขียนโปรแกรมทังสองส ้ วน คือ เขียนโปรแกรมพีเบสิกให Sci-BOX สงขอมูลผานพอรต อนุกรมมายังเครื่องคอมพิวเตอร จากนั้นเขียนโปรแกรมสวนติดตอกับพอรตอนุกรมดวยโปรแกรม ภาษาอืน่ เชน Borland Delphi หรือ Microsoft Visual Basic โดยเพิม่ ActiveX คอนโทรล MSCOMM32 เพื่ อติดตอพอร ตร วมดวย ซึ่งเหมาะสําหรับผูที ่มีความถนัดในการเขียนโปรแกรมภาษาบนเครื่อง

     SCi-B X 104  

คอมพิวเตอรดวย ทําใหสามารถเชือมต ่ อการใชงาน Sci-BOX รวมกับ Application อืนๆ ่ ทีใช ่ งานเฉพาะ หรือประยุกตเพิมเติ ่ มจากตัวอยางโปรแกรมทีมี่ อยูแล  วได รวมถึงการสรางไฟลสังงาน ่ (.EXE) เพือทํ ่ า งาน และเรียกไฟลออบเจก (.OBJ) ในการดาวนโหลดโปรแกรมพีเบสิกใน Sci-BOX เพื่อนําไปใชงาน ไดอยางสะดวก ตามตองการ

6.2 แนะนําโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร ในการเขียนโปรแกรมเพือควบคุ ่ มการทํางานของ i-Stamp นันใช ้ ภาษาเบสิกที่เรียกวา พีเบสิก (PBASIC) โดยผานโปรแกรมที่ชือว ่ า เบสิกแสตมปเอดิเตอร (BASIC Stamp Editor) โปรแกรมนี้ จะถูกใชในการติดตอคอมพิวเตอรกับเบสิกแสตมปผานพอรตอนุกรมรวมถึงใชในการเขียนและแกไข โปรแกรมภาษาเบสิกหรือทําหนาทีเป ่ นเอดิเตอรดวย โดยโปรแกรมจะตรวจสอบการเขียนโปรแกรม ในทุกบรรทัดวาผิดไวยกรณหรือไม และใชในการโหลดหรือเขียนโปรแกรมลงบนตัวเบสิกแสตมป เพื่อทําการรัน จึงกลาวไดวา โปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพียงตัวเดียวทํางานไดครบวงจร ทําให การเรียนรูเบสิกแสตมปงายและมีขั้นตอนนอย สําหรับโปรแกรมที่นํามาแนะนํานี้เปนเบสิกแสตมป เอดิเตอร V2.0 รองรับภาษาพีเบสิกถึงเวอรชัน่ 2.5 ซึ่งมีความสามารถสูงมาก

6.2.1 ระบบคอมพิวเตอรที่ตองการ  ใชซีพียูเพนเตียม 200MHz ขึ้นไป จอภาพสี SVGA

้ บัติการวินโดวส XP ขึ้นไป  ติดตังระบบปฏิ  หนวยความจําแรมอยางนอย 24 เมกะไบต และมีพื้นที่วางบนฮารดดิสก 10 เมกะไบต  พอรตอนุกรมวางอยางนอย 1 พอรต ในกรณีทีเครื ่ องคอมพิ ่ วเตอรไมมีพอรตอนุกรม สามารถ

ใชอุปกรณแปลงพอรต USB เปนพอรตอนุกรม (USB to Serial port converter) แทนได

6.2.2 การติดตังโปรแกรมเบสิ ้ กแสตมปเอดิเตอร 6.2.2.1 ติดตั้งโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรผานทางแผนซีดีรอม เขาไปที่ไดเร็กตอรี่ StampEditor จะพบไฟล Setup stamp editor .exe ดับเบิ้ลคลิกที่ไฟลนั้น เพือเริ ่ ่มตนติดตังโปรแกรม ้ อยางไรก็ตาม หากในเครืองคอมพิ ่ วเตอรของผูใช  งานไดมีการติดตังซอฟต ้ แวรเตรียมพรอมนี้ ไวแลว โปรแกรมจะไมติดตังซํ ้ าในกรณี ้ ทีเป ่ นเวอรชันเดี ่ ยวกันหรือตํากว ่ า ใหขามขันตอนนี ้ ไปได ้ เลย

6.2.2.2 ดาวนโหลดจาก http://www.parallax.com หลังจากดาวนโหลดไฟลติดตังมาเแล ้ ว ใหดับเบิ้ลคลิกที่ไฟลนั้นเพื่อเริ่มติดตัง้

     SCi-B X   105

6.2.3 การเตรียมโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรสําหรับติดตอกับ i-Stamp2P24 1. เปดโปรแกรมขึ้นมาใชงาน โดยไปที่ Start  Program  Parallax Inc  Stamp editor V2.5.2  BASIC Stamp editor V2.5.2 จะปรากฏหนาตางของโปรแกรมตามรูปที่ 6-1 2. ไปที่เมนู Edit  Preference จะปรากฏหนาตาง preference ขึ้น แลวเลือกหนาตาง Editor operation ไปที่กรอบ Stamp mode and ports เลือก Default Com Port ใหแสดง AUTO และที่ชอง Default Project Downlode Mode เลือกใหแสดง Modified ดังแสดงในรูปที่ 6-2 3. คลิกที่ปุม OK เพื่อกลับไปยังหนาตางเอดิเตอร ในโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร V2 ไดอํานวยความสะดวกในการเขียนโปรแกรมเพิมขึ ่ น้ อยางมาก อาทิ การแยกคําสัง่ ตัวแปร ลาเบล ดวยสี, การปรับเปลียนขนาดของตั ่ วอักษร, การปรับเปลียน ่ สีพื้นของหนาตางแสดงผล ซึ่งผูใชงานสามารถเลือกไดตามความตองการ โดยเขาไปที่เมนู Edit  Preference  Editor Appearance ดังในรูปที่ 6-3 เลือกเบสิกแสตมป 2PE เลือกเบสิกแสตมป 2P เลือกเบสิกแสตมป 2SX เลือกเบสิกแสตมป 2E เลือกเบสิกแสตมป 2 Preference เปดหนาตางตั้งคา แบงพื้นที่เขียนโปรแกรม

เลือกตัวแปลภาษาพีเบสิก V2.5 เลือกตัวแปลภาษาพีเบสิก V2.5 ตรวจสอบไวยกรณ ดูหนวยความจํา เปดไฟลชวยเหลือ (Help) Identify รันโปรแกรม

สรางไฟลใหม เปดไฟล ปดไฟล บันทึกไฟล เปดหนาตางคนหา ไฟล (explorer) พิมพไฟลออก เครื่องพิมพ ตัดขอความ คัดลอกขอความ วางขอความ คนหา

เปดหนาตาง Debug terminal หนาตางคนหาไฟล (explorer)

พื้นที่เขียนโปรแกรม

แถบแสดงสถานะ

ตําแหนงเคอรเซอร

รูปที่ 6-1 แสดงหนาตางหลักของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรพรอมแสดงสวนประกอบตางๆ

     SCi-B X 106  

รูปที่ 6-2 หนาตาง Editor Operation สําหรับ รูปที่ 6-3 หนาตาง Editor Appearance สําหรับ กําหนดการติดตอของเบสิกแสตมป 2SX เลือกการแสดงผลของโปรแกรมเอดิเตอร

6.2.4 รายละเอียดโดยสรุปของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร 6.2.4.1 เมนูเครื่องมือจัดการแฟมขอมูลมาตรฐานและการพิมพ ชือของเมนู ่ นี้คือ File มีการทํางานดังนี้ New Document ใชสําหรับสรางแฟมขอมูลใหม Open File ใชสําหรับเปดแฟมขอมูล นามสกุล .BSP สามารถใชคียลัดคือ Ctrl+O Save ใชสําหรับบันทึกแฟมขอมูลในชือเดิ ่ ม สามารถใชคียลัดคือ Ctrl+S Save As ใชสําหรับบันทึกขอมูล เมื่อตองการเปลี่ยนชื่อแฟมขอมูล Generate Object Code ใชสรางไฟลนามสกุล .exe ของซอรสโปรแกรมที่เขียนขึ้นเพื่อเรียก ใชงานไดทันที โดยไมตองเปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรขึนมา ้ Print ใชพิมพซอรสไฟล (แฟมขอมูลภาษาเบสิกทีเขี ่ ยนขึน) ้ คียลัดคือ Ctrl+P Close File ใชสําหรับปดแฟมขอมูล Exit ใชสําหรับออกจากโปรแกรม

     SCi-B X   107

6.2.4.2 เมนูแกไขแฟมขอมูล ชือของเมนู ่ นีคื้ อ Edit มีรายละเอียดของเครืองมื ่ อยอยในเมนู Edit ตอไปนี้ Undo

ใชยกเลิกการใชงานเครืองมื ่ อแกไขขอมูลกอนหนานี้ คียลัดคือ Ctrl+Z

Cut

ใชตัดเพื่อยายตําแหนงของขอความที่เลือก คียลัดคือ Ctrl+X

Copy

ใชคัดลอกขอความ คียลัดคือ Ctrl+C

Paste

ใชวางขอความที่ตัดหรือคัดลอกมา คียลัดคือ Ctrl+V

Select All

ใชเลือกขอความทั้งหมดในแฟมขอมูล คียลัดคือ Ctrl+A

Find/Replace

ใชคนหาและแทนที่ขอความ คียลัดคือ Ctrl+F

Find Nex

ใชคนหาขอความตอไป คียลัดคือ ปุม F3

Preference

ใชปรับเปลี่ยนแกไขพารามิเตอรตางๆ ของเบสิกแสตมปเอดิเตอร

ถึงแมวาทีหน ่ าตาง Preference จะใชปรับการทํางานของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรได แตในการใชงานจริง โปรแกรมจะปรับเปลี่ยนและเลือกคาทีเหมาะสมโดยอั ่ ตโนมัติอยูแลว

6.2.4.3 เมนูเลือกไดเร็กตีฟ (Directive) 1. Stamp : เลือกรุนของเบสิ  กแสตมป 2 ทีต่ องการทํางาน (BS2, BS2E, BS2SX, BS2P, BS2PE) หรือจะเรียกใชงานผานปุม ซึ่งมีดวยกัน 5 สีแทนรุนของเบสิกแสตมปก็ได สีเขียวใชเลือกเบสิกแสตมป 2 (BS2) สีแดงใชเลือกเบสิกแสตมป 2E (BS2E) สีนํ้าเงินใชเลือกเบสิกแสตมป 2SX (BS2SX) สีเหลืองใชเลือกเบสิกแสตมป 2P (BS2P) i-Stamp2P24 จะใชไดเร็กตีฟตัวนี้ สีนํ้าตาลใชเลือกเบสิกแสตมป 2PE (BS2PE) 2. Port : เลือกพอรตอนุกรมที่ตองการติดตอดวย 3. PBASIC : ใชเลือกตัวแปลภาษาเบสิก มีใหเลือก 2 รุนคือ PBASIC 2.0 และ PBASIC 2.5 สําหรับในหนังสือเลมนี้ จะใช PBASIC2.5 เปนหลัก

     SCi-B X 108  

6.2.4.4 เมนูแสดงการทํางาน ชือของเมนู ่ นีคื้ อ Run เปนเมนูเครืองมื ่ อที่มีบทบาทมากทีสุ่ ด มีเครื่องมือยอยทีสํ่ าคัญคือ RUN

ใชสําหรับรันโปรแกรมที่เขียนขึ้น สามารถใชคียลัดคือ Ctrl+R

Check Syntax ใชตรวจสอบไวยกรณของโปรแกรมวา มีการใชคําสังผิ ่ ดพลาดหรือไม Memory Map ใชตรวจสอบคาของหนวยความจําของเบสิกแสตมป คียลัดคือ Ctrl+M Debug

ใชติดตอเบสิกแสตมป กับคอมพิวเตอร เมื่อใชเครื่ องมือนี้หนาตาง Debug Terminal จะปรากฏขึ้น คียลัดคือ Ctrl+D

Identify

ใชคนหาเบสิกแสตมปที่ตอกับพอรตอนุกรม คียลัดคือ Ctrl+I

ที่เมนูเครื่องมือนี้จะมีเพียง Memory Map และ Debug เทานั้นที่เมือเรี ่ ยกใชงานแลวจะปรากฏ หนาตางแสดงการทํางานขึนมาใหม ้ นอกนันจะแสดงการทํ ้ างานผานบารแสดงสถานะ (status bar) ซึง่ อยู ดานลางของหนาตางหลักของโปรแกรม นอกเหนือไปจากนั้นเครื่องมือทั้งหมดในเมนูนี้ยกเวน Check Syntax จะสามารถใชงานไดก็ตอเมื่อเบสิกแสตมปเชื่อมตอเขากับคอมพิวเตอรและสามารถ ติดตอสือสารกั ่ นได

6.3 การใชงาน SCi-BOX กับโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเบื้องตน สรุปเปนขันตอนได ้ ดังนี้ 6.3.1 นํา i-Stamp2P24 ติดตังลงบนซ็ ้ อกเก็ต 24 ขาบนแผงวงจร SCi-BOX

ติดตัง้ i-Stamp2P24 ลง บนซ็ อกเก็ต 24 ขา บนบอร ด SCi-B X ตามทิ ศทางดังในรู ป ระวั งอยาเสียบใหผิด ดานหรือขาเหลือมกั ่ น เด็ดขาด

     SCi-B X   109

6.3.2 ตอสายเชือมต ่ อระหวางพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอรกับแผงวงจร SCi-BOX ตอไปยังพอรตอนุกรม ของคอมพิวเตอร คอนเน็กเตอร DB-9 ตัวเมีย 6 7 8

9

สายเชือ่ มตอ พอรตอนุกรม ดานตัวเมีย

1 2 3 4

5

สายเชือ่ มตอ พอรตอนุกรม ดานตัวผู

สายมัลติคอร 9 เสน

RS-232 DOWNLOAD

5

1 2 3 4

DC INPUT RESET

i-Stamp2P24 BASIC Stamp OFF

in Science Experiment

9

SCi-BOX

6 7 8

ON

คอนเน็กเตอร DB-9 ตัวผู

6.3.3 จายไฟใหแกบอรด SCi-BOX แลวเปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร V2.5 6.3.4 ตรวจสอบวา โปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรสามารถติดตอกับ i-Stamp ไดหรือไม โดย กดคีย Ctrl I หรือใชเมาสคลิ้กปุม Identify หรือเขาไปที่เมนู Run เลือก Identify ถาทุกอยางถูกตอง จะปรากฏหนาตางแสดงการติดตอดังในรูป จะเห็นวาในชอง COM1 จะปรากฏชื่อ BASIC Stamp 2p40 V1.6 เปนการแจงใหทราบวา โปรแกรมสามารถติดตอกับ เบสิกแสตมป 2P อินเตอรพรีตเตอรไดแลว

     SCi-B X 110  

6.3.5 ทดลองเขียนโปรแกรมงายๆ ตามขั้นตอนดังนี้ 6.3.5.1 เลือกไดเร็กตีฟหรือชนิดของเบสิกแสตมปทีต่ องการใชงาน ไปทีเมนู ่ Directive เลือก Stamp  BS2P จะปรากฏขอความ ‘{$STAMP BS2P} ขึ้นบนบรรทัดแรก กด Enter

6.3.5.2 ยั งอยู ที่เมนู Directive เลือกเวอรชั่นของโปรแกรมเอดิเตอร PBASIC  Version2.5 จะปรากฏขอความ ‘{$PBASIC 2.5} ขึ้นบนบรรทัดที่สอง กด Enter

6.3.5.3 ยังอยูทีเมนู ่ Directive เลือกพอรตอนุกรม โดยเลือก Port  Com1 (หรือ Com อื่นๆ ตามที่ตอไวจริง) จะปรากฏขอความ ‘{$PORT COM1} บนบรรทัดที่สาม กด Enter

     SCi-B X   111

6.3.5.4 พิมพคําสัง่ debug “welcome” เปนการสังให ่ i-Stamp2P24 สงขอความ welcome ไปแสดงยังหนาตาง Debug Terminal ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร แลวกด Enter 6.3.5.5 กดปุม Run จะปรากฏหนาตางตรวจสอบการเชื่อมตอเบสิกแสตมป และ ปรากฏหนาตาง Debug Terminal แสดงขอความ welcome ดังในรูป

6.3.5.6 กดสวิตช RESET บนบอรด SCi-BOX โปรแกรมจะแสดงขอความเดิมบนหนา ตาง Debug Terminal ซําอี ้ ก เนื่องจากการกดสวิตช RESET เปนการสั่งใหเริ่มทํางานใหมอีกครั้ง 6.3.5.7 ถาปรากฏขอความ No BASIC Stamps found ตามรูป แสดงวา การเชือมต ่ อ ระหวางคอมพิวเตอรกับ i-Stamp2P24 ลมเหลว ซึ่งอาจเกิดจากสายเชือมต ่ อ CX-232 ขาดหรือตอไม ถูกตอง ใหทําการตรวจสอบสายเชือมต ่ อ CX-232 โดยมีไดอะแกรมการตอสาย CX-232 แสดงในหัว ขอ 6.3.2

6.3.6 หากเขียนโปรแกรมทดลองเรียบรอยแลว ตองการเก็บในรูปแฟมขอมูล สิงที ่ ต่ องกระทํา คือ ให บันทึกแฟมขอมูลโดยกําหนดใหมีนามสกุล .bsx เสมอ เนื่องจากเบสิกแสตมป 2SX อินเตอร พรีตเตอรจะทําการแปลโปรแกรมนามสกุล .bsx เทานั้น

     SCi-B X 112  

6.4 สรุปคําสังของ ่ i-Stamp2P24 หรือไมโครคอนโทรลเลอรเบสิกแสตมป 2P กลุม คําสัง่ จัดการขอมูล ชื่อคําสั่ง รายละเอียด CON ใชกําหนดคาคงที่ใหแกตัวแปร DATA DEBUG GET PUT RANDOM READ

เก็บขอมูลลงในหนวยความจําอีอพี รอมกอนการดาวนโหลด โปรแกรมพีเบสิกลงในเบสิกแสตมป 2SX และ i-Stamp แสดงคาของตัว แปรผานทางคอมพิว เตอร อานขอมูลจากหนวยความจําสแครตชแ พดในเบสิกแสตมป 2SX เก็บขอมูลลงในหนวยความจําสแครตชแพดในเบสิกแสตมป 2SX สุ มขอมูลตัว เลข อานขอมูลระดับไบตจากหนวยความจํา อีอีพรอม มาเก็บไวในตัวแปร

ใชกําหนดตัวแปร WRITE เขี ยนข อมูล ระดับไบตไปเก็บไวในหนว ยความจําอีอีพรอม กลุม คําสัง่ ควบคุมลําดับการทํางาน (flow control command) ชื่อคําสั่ง รายละเอียด BRANCH กระโดดไปยังตําแหนงที่กําหนดตามคาตัวแปร

FOR...NEXT GOTO GOSUB IF...THEN NAP PAUSE POLLRUN

ทํา งานในโหมดสลีปจนกวาจะมีการรีเซตเบสิกแสตมป 2SX ส งผลใหการใชพลั งงานลดลงเหลือ 50 ไมโครแอมป (A) กํา หนดจนวนรอบที่ตองการวนลูปหรือทํางานซ้ํา กระโดดไปยังแอดเดรสใดๆ กระโดดไปยังโปรแกรมยอย เปรียบเทียบเงือ่ นไขกอนการกระโดด หยุด ทํางานในชวงเวลาสั้นๆ ทําใหการใชพลังงานลดลง หนว งเวลา 0-65,536 วินาที

รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1 กลุม คําสัง่ ตารางขอมูล ชื่อคําสัง่ รายละเอียด LOOKDOWN คนหาตัว เลขที่เหมือนกัน แลวเก็บ คา ไวในตัวแปร LOOKUP เปดตารางข อมูล กลุม คําสัง่ ประมวลผลทางคณิตศาสตร

กระโดดไปรันโปรแกรมในเพจที่กําหนดเมื่อเกิดอินเตอรรปั ต แบบวนรอ

กระโดดออกจากโปรแกรมยอย RUN รันโปรแกรมที่ตอ งการ เลือกได 8 โปรแกรม SLEEP ทํา งานในโหมดประหยัดพลังงาน STOP หยุด การทํา งาน กลุม คําสัง่ จัดการสัญญาณดิจิตอล RETURN

ชื่อคําสั่ง BUTTON COUNT HIGH INPUT IOTERM LOW MAINIO OUTPUT POLLIN POLLOUT POLLMODE PULSIN PULSOUT REVERSE TOGGLE XOUT

RCTIME วัดคา เวลาการประจุ/คายประจุของวงจร RC กลุม คําสัง่ จัดการขอมูลอนุกรม ชื่อคําสัง่ รายละเอียด I2CIN รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1 I2COUT รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1 SERIN รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1

สงขอมูลอนุกรมออกในรูปแบบ N-8-1 หรือ E-7-1 ทางขา SOUT เลื่อนขอมูลเขาแบบอนุกรม SHIFTOUT เลื่อนขอมูลออกแบบอนุกรม กลุม คําสัง่ จัดการอินพุตเอาตพุตแบบขนาน ชื่อคําสัง่ รายละเอียด LCDCMD รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1 LCDIN รับขอมูลอนุกรมเขา มีรปู แบบขอมูลแบบ N-8-1 หรือ E-7-1

VAR

END

กลุม คําสัง่ จัดการสัญญาณอะนาลอก ชื่อคําสัง่ รายละเอียด DTMFOUT กําเนิดสัญญาณ DTMF หรือสัญญาณปุมโทรศัพท FREQOUT กําเนิดสัญญาณไซน 1 หรือ 2 ความถี่ ตั้งแต 0-82.917kHz PWM สรางสัญญาณ PWM ขนาด 8 บิตออกไปทางขาพอรต

รายละเอียด รายละเอียด ตรวจสอบการรับคาหรือการกดสวิตช

SEROUT

SHIFTIN

LCDOUT

ชื่อคําสัง่ + * ** /

COS

คําสั่งการหาร โดยสงคาเศษที่เหลื อจากการหารกลับมา คําสั่งคูณ เลขทศนิยม เลื่อนขอมูลไปทางขวา 1 บิต มีคา เทา กับหารดว ย 2 เลื่อนขอมูลไปทางซาย 1 บิต มีคาเทากับคูณดว ย 2 ประมวลผลเฉพาะขอมูล ตัวเลขแบบไมคิดเครื่องหมาย คํานวณคาโคไซน (COSINE) ทางตรีโกณมิติ

// */

นับจํานวนไซเกิลหรือรอบของสัญญาณอินพุต ในยานความถี่ 0-312.5kHz

>>

ทํา ใหข าเอาตพุตเปนลอจิกสู งหรือ "1" กํา หนดใหทํางานเปนอินพุต

ABS

เลื อกกลุมขาพอรตที่ตองการใหทํางาน ทํา ใหข าเอาตพุตเปนลอจิกต่ําหรือ "0" เลื อกขาพอรตหลัก P0 ถึง P15 ใหทํางาน กํา หนดใหทํางานเปนเอาตพุต ตรวจจับการเกิดอินเตอรรปั ตแบบวนรอ กํา หนดใหขาพอรตเปนเอาตพุตเมื่อเกิด อินเตอรรปั ตแ บบวนรอขึ้น เลื อกโหมดของการอินเตอรรปั ตแบบวนรอ วั ดสัญญาณพัล สอินพุต ความละเอียด 0.8 ไมโครวินาที (s) ส งสั ญญาณพัลสออก ความละเอียด 0.8 ไมโครวินาที (s) เปลี่ยนขาอินพุตเปนเอาตพุตหรือจากเอาตพุตเปนอินพุต ทํา ใหข าเอาตพุตกลับลอจิก กํา เนิดรหัส ควบคุมสําหรับอุปกรณตอพว งอนุกรม X-10

กลุม คําสัง่ จัดการดานเวลา ชื่อคําสั่ง รายละเอียด PAUSE หนว งเวลา 0 ถึง 65,536 มิลลิวิ นาที POLLWAIT กํา หนดคาหนวงเวลาของการอินเตอรรป ั ตแ บบวนรอ

รายละเอียด คําสั่งการบวก คําสั่งการลบ คําสั่งการคูณ โดยส งคาผลลัพธเวิรด ดานต่ํา (16 บิตลาง) กลับมา คําสั่งการคูณ โดยส งคาผลลัพธเวิรด ดานสูง (16 บิตบน) กลับมา คําสั่งการหาร โดยสงคาผลหารจํานวนเต็มที่ไดกลับมา

<<

DIG

เรียกคาของขอมูลจากหลักที่กําหนด ในรูปของเลขฐานสิ บ

MAX

เก็บคาตัวแปรทีม่ ีคานอยกวาหรือเทากับขอมูลทีก่ ําหนดหลังคําสั่งนี้

MIN

เก็บคาตัวแปรทีม่ ีคามากกวาหรือเทากับขอมูลที่กําหนดหลังคําสั่งนี้

คํานวณคาไซน (SINE) ทางตรีโกณมิติ SQR ถอดรากที่สอง กลุม คําสัง่ ประมวลผลทางลอจิก SIN

ชื่อคําสัง่

NCD

รายละเอียด แอนด (AND) ทางลอจิก ออร (OR) ทางลอจิก เอ็กคลูซี ฟ-ออร (XOR) ทางลอจิก เลือกเซตบิตที่ตอ งการของขอมูลขนาด 16 บิต แสดงบิตนัยสํา คัญของขอมูลขนาด 16 บิต

REV

สลั บบิตขอมูล

& | ^ DCD

     SCi-B X   113

  

  

เปนตัวอยางการรับคาจากการกดสวิตชบนแผงวงจรสวิตชทีต่ ออยูกั บพอรต P0 ของ SCi-BOX แลวไมโคร คอนโทรลเลอรจะทําการขับสัญญาณเสียงออกทางลําโพงเปยโซบนบอรด SCi-BOX

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรสวิตช ZX-SWITCH ทีจุ่ ดตอ LOW กับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ P0

HEAT SINK POWER DC. IN 6-16V

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SENSOR5

RESET

P7

#1

HIGH

P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

MOTOR

P0

SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

SENSOR2

RELAY

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

D

SENSOR7

ON

P6

SERIAL PORT

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

LOW

     SCi-B X 114  

(2) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '*************************************************** ' File : ACT18.BSP ' Purpose : Sound generation by switch ' Hardware : Connect SWITCH as actived “LOW” at P0 '*************************************************** ' Custom I/O ON this application SWITCH VAR IN0 ' Connect switch here!

SOUND CON 12 ' On-board speaker ' Variable defined FREQ VAR Word

' Channel select

LOOP1: IF SWITCH=1 THEN LOOP1 FOR FREQ=600 TO 1000 STEP 100 FREQOUT SOUND,250,FREQ NEXT GOTO LOOP1

' ' ' '

Wait switch pressed Sweep 2.26kHz to 3.77kHz Send frequency out Do loop

' Do again

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (4) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรมทดสอบการทํางาน

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   115

  



เปนตัวอยางการรับคาจากการกดสวิตชบนแผงวงจรสวิตชทีต่ ออยูกั บพอรต P0 ของ SCi-BOX เพือเลื ่ อกให ไมโครคอนโทรลเลอรขับรีเลยแบบกลไกใหทํางาน โดยการทํางานจะไลเรียงเปนลําดับตามการกดสวิตช โดยเริมจาก ่ เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 1 รีเลยตัวที1่ ซึงต ่ ออยูกั บขาพอรต P8 จะทํางาน สังเกตไดจาก LED และเสียงการตัดตอหนา สัมผัสของรีเลย เมื่อกดสวิตชครั้งที่ 2 รีเลยตัวที่ 2 ซึงต ่ อกับ P9 จะทํางาน ไลไปตามลําดับเชนนี้จนถึงรีเลยตัวที่ 4 ซึงต ่ อกับขาพอรต P11 จากนั้นจะวนกลับมาทีรี่ เลยตัวที่ 1 อีกครั้ง ทํางานวนเชนนีตามการกดสวิ ้ ตช

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรสวิตชทีจุ่ ดตอ LOW กับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ P0

HEAT SINK POWER DC. IN 6-16V

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

#1

P7

Co-processor

BASIC Stamp in Science Experiment

HIGH

SENSOR5

RESET P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC

SCi-BOX

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

 

P0

SENSOR2

RELAY Stepper motor Co-processor

D

SENSOR7

ON

P6

SERIAL PORT

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

LOW

     SCi-B X 116  

(2) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '****************************************************** ' File : ACT19.BSP ' Purpose : Relay selector ' Hardware : Jumper at RELAY position ' Connect SWITCH as actived “LOW” at P0 '****************************************************** SWITCH CON 0 ' Connect switch here!

CH VAR Byte ' Channel select SW_VAR VAR Byte ' Switch variable PAUSE 1000 DIRC=%1111

' Delay 1s. for pheripheral initialize ' Force P8-P11 as output

LOOP1: BUTTON SWITCH,0,255,0,SW_VAR,0,LOOP1 ' Get switch,one times CH=(CH+1)//5 ' Gotot next step (0-5) LOOKUP CH,[%0000,%0001,%0010,%0100,%1000],OUTC ' Get step output to relays PAUSE 100 ' Delay 100ms.

GOTO LOOP1 ' Do again

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (4) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บนบอรด SCi-BOX ไปที่ตําแหนง RELAY (5) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   117

  

   

เปนตัวอยางการรับสัญญาณไฟฟาจากแผงวงจรตรวจจับที่ปอนเขามายัง SCi-BOX ผานทางจุดตอ SENSOR0 ถึง SENSOR7 แลวนําไปแสดงผลทีบนคอมพิ ่ วเตอรผานหนาตาง Debug Terminal ของโปรแกรมเบสิก แสตมปเอดิเตอร สัญญาณทีได ่ จากแผงวงจรตรวจจับในกลุมสั  ญญาณอะนาลอก (กลุม A) ทีใช ่ นันให ้ เอาตพุตเปน แรงดันไฟตรง มีคาไมเกิน 5V

หลักการ การรับสัญญาณอเะนาลอกของ SCi-BOX จะใชไอซีแปลงสัญญาณอะนาลอกเปนดิจิตอล 2 ตัวทํางานรวม กัน (ดูรูปวงจรของ SCi-BOX ประกอบ) โดยแตละตัวสามารถรับสัญญาณได 4 ชอง ดังนั้น SCi-BOX จึงสามารถรับ สัญญาณอะนาลอกไดรวม 8 ชอง แตละชองมีความละเอียดในการแปลงสัญญาณ 10 บิต และการติดตอระหวาง ไอซีแปลงสัญญาณนีกั้ บไมโครคอนโทรลเลอรใชการติดตอแบบอนุกรม โดยใชสายสัญญาณเพียงเสนเดียว รูปแบบของการเขียนโปรแกรมติดตอตองเริมจากการสร ่ างสัญญาณ Break เพือแจ ่ งใหไอซีแปลงสัญญาณ ทราบวาตองการติดตอเพืออ ่ านคาแลว โดยเขียนเปนโปรแกรมไดดังนี้ LOW

SD : PAUSE 1 : HIGH SD

‘ Break signal

ตอจากนันทํ ้ าการสงคําสังเพื ่ อร ่ องขอขอมูลจากไอซีแปลงสัญญาณ สามารถเขียนเปนโปรแกรมไดดังนี้ SEROUT SD,BAUD,[0]

‘ Request SENSOR0

ตัวเลข [0] ในโปรแกรมขางตนเปนการเลือกชองอินพุตอะนาลอก SENSOR0 ถึง SENSOR7 ทีต่ องการ อานคา ดังนั้นตัวเลขนีจึ้ งเลือกไดตั้งแต 0 ถึง 7 สุดทายรอรับขอมูลจากไอซีแปลงสัญญาณ โดยขอมูลทีกลั ่ บมามีขนาด 10 บิต จึงตองใชตัวแปรขนาด 16 บิตหรือกําหนดเปนเวิรด (WORD) ในการรับขอมูล ขอมูลทีส่ งกลับมาจากไอซีแปลงสัญญาณจะเริมจากไบต ่ ตํา่ (low byte) กอน แลวตามดวยขอมูลไบตสูง (high byte) ซึงใช ่ เพียง 2 บิตตํ่าของขอมูลไบตสูงเทานัน้ SERIN

SD,BAUD,[VALUE.LowByte,VALUE.HighByte] ‘ Received data 2 byte to 1 word

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน ZX-POTV ทีจุ่ ดตอ SCi-BOX ทีจุ่ ดตอ SENSOR0

กับ

     SCi-B X 118  

   

 

HEAT SINK POWER

SENSOR6

Co-processor

SENSOR5

P13 : A/D

i-Stamp2P24

ADC #1

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P5

RESET

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P0

SENSOR2

RELAY Stepper motor Co-processor

P7

ON

SENSOR7

A

อยาสั มผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

(2) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************ ' File : ACT20.BSP ' Purpose : Show voltage value ON DEBUG terminal ' Hardware : Connect POTENTIOMETER at SENSOR0 '************************************************ ' System I/O AND constant , please DO NOT make change SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant ' Variable defined VALUE VAR Word RESULT VAR Word

' VALUE as SENSOR0 variable ' RESULT for calculation purpose

PAUSE 1000 ' Delay 1s. for pheripheral initialize LOOP1 : LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[0] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 Word DEBUG HOME,"READ DATA = ",DEC4 VALUE," is "

     SCi-B X   119

' Convert 0-1023 data to 000-499 or 1024 steps to 500 steps ' Equation : (Value * 62.5)/128 RESULT=(VALUE*/((62*$100)+$80))/128 ' Represent data in 2 decimal points format [X.XX volts] DEBUG DEC1 RESULT DIG 2,".",DEC1 RESULT DIG 1,DEC1 RESULT DIG 0," volt" PAUSE 100

' Delay 100ms.

GOTO LOOP1

' Do again

(4) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (5) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรมทดสอบการทํางาน (6) จะปรากฏหนาตาง Debug Terminal ขึ้น ใหทดลองหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาไดบนแผงวงจร ZX-POTV ทีต่ ออยูกั บ SENSOR0 สังเกตการแสดงคาของหนาตาง Debug Terminaal จะพบวาคาทีแสดงจะมี ่ ดวยกัน 2 แบบคือ แบบแรกเปนขอมูลดิบที่อานไดจากไอซีแปลงสัญญาณ เปน ขอมูลดิจิตอล สวนแบบทีสองเป ่ นขอมูลแรงดันที่ไดจากการคํานวณขอมูลดิบในแบบแรก เพื่อใหเปนคาแรงดันที่ สามารถเขาใจไดงายขึน้ ดังนันจึ ้ งอาจกลาวไดวา โปรแกรมทดลองตัวอยางนีคื้ อ การสรางโวลตมิเตอรทีแสดง ่ ผลผานคอมพิวเตอรอยางงาย

   

   

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 120  

  

 

เปนตัวอยางการรับคาจากการตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอร ZX-POTV ทีต่ ออยูกั บพอรต SENSOR0 และ SENSOR1 ของ SCi-BOX เพือควบคุ ่ มการหมุนของมอเตอร A และ B ตามลําดับ โดยเมือหมุ ่ นตัว ตานทานไปทางซาย มอเตอรก็จะหมุนซายตาม และจะหมุนในทิศทางตรงขาม เมือหมุ ่ นแกนของตัวตานทานใหไป ทางขวา การควบคุมมอเตอรไฟตรงบน SCi-BOX จะใชพอรต P8 และ P9 สําหรับควบคุมการทํางานของมอเตอร A สวนมอเตอร B จะควบคุมโดย P10 และ P11 โดยมีการทํางานดังนี้ มอเตอร A P8 P9 0 1 1 0 0 0 1 1

การทํางานของมอเตอร หมุนกลับทาง หมุนตามทิศ แกนอิสระ บังคับแกน

มอเตอร B P10 P11 0 1 1 0 0 0 1 1

การทํางานของมอเตอร หมุนกลับทาง หมุนตามทิศ แกนอิสระ บังคับแกน

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบแกนหมุน ZX-POTV ทังสองตั ้ วทีจุ่ ด ตอ กับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 และ SENSOR1 (2) ตอมอเตอรไฟตรงเขาทีจุ่ ดตอมอเตอร A

     SCi-B X   121

ZX-POTV

HEAT SINK POWER

ON

SENSOR7

SCi-BOX

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

#1

BASIC Stamp in Science Experiment

P5

SENSOR5

RESET

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR RELAY 12V 5A

CONTROL

 

P1

SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

SENSOR2

RELAY

P0

A

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P7

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

P6

ON

Don't Touch !!

High temperature

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

A

DC MOTOR 6-12V

 ZX-POTV

A

   

 ZX-POTV

A

   

     SCi-B X 122  

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************************************ ' File : ACT21.BSP ' Purpose : Running DC motor A and B ' Hardware : Jumper at MOTOR position ' Connect POTENTIOMETER (V) #1 at SENSOR0 (motor A control) ' Connect POTENTIOMETER (V) #2 at SENSOR1 (motor B control) '************************************************************************ ' System I/O and constant , please do not make change SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant ' Variable defined VALUE VAR Word ' VALUE as SENSOR variable SENSOR VAR Word(2) ' SENSOR, 2 Word array CH VAR Byte ' Channel select PAUSE 1000 ' Delay 1s. for pheripheral initialize LOOP1: FOR CH=0 TO 1 GOSUB Get_SENSOR : SENSOR(CH)=VALUE ' Get SENSOR0 and SENSOR1 DEBUG DEC SENSOR(CH)," " ' View data on debug NEXT DEBUG CR ' Carriage return Check_A: IF SENSOR(0)>=512 THEN A_Forward ' Rules for decision LOW 8 : HIGH 9 : GOTO Check_B ' Backward if less than 512 A_Forward: HIGH 8 : LOW 9 ' Forward if others Check_B: IF SENSOR(1)>=512 THEN B_Forward LOW 10 : HIGH 11 : GOTO OK B_Forward: HIGH 10 : LOW 11 OK: GOTO LOOP1 ' Do again '***************************** ' Get sensor value subroutine '***************************** Get_SENSOR: LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[CH] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word RETURN ' Return to main

(4) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (5) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บนบอรด SCi-BOX ไปทีตํ่ าแหนง MOTOR (6) รันโปรแกรม สังเกตการทํางานของมอเตอร A หากมอเตอรหมุนตามทิศจะเปนสีเขียว ถากลับทิศจะเปนสีแดง (7) จากนั้นยายมอเตอรมาตอที่ MOTOR B แลวลองปรับตัวตานทานทีต่ อกับจุดตอ SENSOR1 สังเกตการทํางาน

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X   123

  

    

เปนตัวอยางการรับสัญญาณไฟฟาจากแผงวงจรตรวจจับที่ปอนเขามายัง SCi-BOX ผานทางพอรต SENSOR0 ถึง SENSOR7 แลวนําไปกําหนดหรือปรับความเร็วและทิศทางในการหมุนของมอเตอรไฟตรง จะคลาย กับตัวอยางที่ 3 แตในตัวอยางนีจะเพิ ้ มการปรั ่ บความเร็วเขาไปดวย

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตั้งทั้งสองตัวกับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 และ SENSOR1 (2) ตอมอเตอรไฟตรงเขาทีจุ่ ดตอมอเตอร A

ZX-POTV

HEAT SINK POWER

SENSOR5

RESET

BASIC Stamp in Science Experiment

P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

#1

SCi-BOX

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2

 

P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR

P0

SENSOR2

RELAY

CONTROL

P7

ON

SENSOR7

A

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

DC MOTOR 6-12V

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

Stepper motor Co-processor

A

     SCi-B X 124  

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '******************************************************************** ' File : ACT22.BSP ' Purpose : DC motor A Speed AND direction control ' HARDWARE : Jumper at MOTOR position ' Connect POTENTIOMETER #1 at SENSOR0 (speed control) ' Connect POTENTIOMETER #2 at SENSOR1 (direction control) '******************************************************************** ' System I/O AND constant , please DO NOT make change SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant ' Variable defined VALUE VAR Word SENSOR VAR Word(2) CH VAR Byte

' VALUE as SENSOR variable ' SENSOR, 2 words array ' Channel select

PAUSE 1000 LOW 8: LOW 9

' Delay 1s. for peripheral initialize ' Force P8-P9 to low (stop)

LOOP1 : FOR CH=0 TO 1 GOSUB Get_SENSOR : SENSOR(CH)=VALUE NEXT IF SENSOR(1)>=512 THEN A_Forward PWM 9,SENSOR(0)/4,100 : GOTO OK A_Forward : PWM 8,SENSOR(0)/4,100 OK: GOTO LOOP1

' Get SENSOR0 and SENSOR1

' Rules for decision ' Backward if less than 512 ' PWM P9, backward speed control ' Forward if others ' PWM P9,backward speed control ' Do again

' GET sensor value subroutine '***************************** Get_SENSOR: LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[CH] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word RETURN ' Return to main

     SCi-B X   125

(4) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (5) เลือกจัมเปอร ๊ DRIVER บนบอรด SCi-BOX ไปทีตํ่ าแหนง MOTOR (6) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรมทดสอบการทํางาน (7) หมุนแกนของตัวตานทานปรับคาไดบนแผงวงจร ZX-POTV ทีต่ อกับ SENSOR0 สังเกตการทํางานของมอเตอร A จะพบวามอเตอรมีการเปลียนแปลงความเร็ ่ วตามการหมุนแกนปรับคาของตัวตานทานปรับคาได

 SENSOR0

 ZX-POTV

ZX-POTV

A

A

 



 



(8) จากนันทดลองหมุ ้ นแกนของตัวตานทานบนแผงวงจร ZX-POTV ทีต่ อกับพอรต SENSOR1 สังเกตการทํางาน ของมอเตอร A และไฟแสดงการทํางาน มอเตอรจะมีการเปลียนทิ ่ ศทางตามการหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาได โดยทีความเร็ ่ วไมเปลียนแปลง ่ สังเกตทิศทางการหมุนไดจากไฟแสดงสถานะ หากมอเตอรหมุนตามทิศจะเปนสีเขียว ถากลับทิศจะเปนสีแดง

 SENSOR1

 ZX-POTV

ZX-POTV

A

A

   

   

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 126  

  

 

เปนตัวอยางการรับคาจากการตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรทีต่ อกับจุดตอ SENSOR0 และ SENSOR1 ของ SCi-BOX เพือควบคุ ่ มการหมุนของสเต็ปเปอรมอเตอร #1 และ #2 โดยเมือหมุ ่ นตัวตานทานไปทาง ซาย มอเตอรก็จะหมุนซายตาม และจะหมุนในทิศทางตรงขาม เมือหมุ ่ นแกนของตัวตานทานใหไปทางขวา การควบคุมสเต็ปเปอรมอเตอรบน SCi-BOX นัน้ หัวใจหลักคือ ไมโครคอนโทรลเลอรรวมสําหรับควบคุม วงจรขับสเต็ปเปอรมอเตอร (Stepper motor Co-processor) ทําหนาทีรั่ บขอมูลในลักษณะอนุกรมมาจากขาพอรต ของไมโครคอนโทรลเลอรทีเชื ่ อมต ่ อดวย ซึงในที ่ นี่ คื้ อ i-Stamp2P24 โดยขอมูลคําสั่งจาก i-Stamp2P24 จะสงผาน ขา P14 จะเรียกขานีว้ า SERIN ไปยังสเต็ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอร จากนันสเต็ ้ ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอร จะทําการประมวลผลขอมูลทีส่ งมา แลวสงสัญญาณไปขับสเต็ปเปอรมอเตอรใหหมุนตามทีกํ่ าหนด ในขณะทีสเต็ ่ ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอรทํางานอยู จะสงสัญญาณกลับไปยัง i-Stamp2P24 ผานทางขา พอรต P15 เพือแจ ่ งใหทราบวา ยังคงทําการขับมอเตอรอยู ไมสามารถรับขอมูลใหมได จะเรียกขาสัญญาณนีว้ า BUSY สวนการรีเซตสามารถทําไดโดยสงสัญญาณมาทีจุ่ ด RST

การรับขอมูล การรับขอมูลอนุกรมเพือขั ่ บสเต็ปเปอรมอเตอรจะใชบอดเรตหรืออัตราเร็วในการถายทอดขอมูล 9600 บิตตอ วินาที จํานวนบิตของขอมูลเทากับ 8 บิต และไมมีบิตตรวจสอบขอมูล ทุกครั้งที่มีการสงขอมูลมายังบอรด จะมี สัญญาณ BUSY ตอบรับเปนลอจิก “0” เพือแจ ่ งใหทราบวากําลังกระทําคําสังอยู ่  และเมือเสร็ ่ จสิน้ สัญญาณ BUSY จะถูกเซตเปนลอจิก “1” โดยอัตโนมัติ เพือกระทํ ่ าคําสังต ่ อไป โดยสเต็ปเปอรมอเตอรโคโปรเซสเซอรมีหนวยความจํา บัฟเฟอรสําหรับเก็บคาคําสั่งตอเนื่องไดรวม 28 ไบต แบบ FIFO ขอมูลทีรั่ บแบงเปน 2 กลุมคื  อ จํานวนสเต็ปทีต่ องการขับ และ กลุมคํ  าสังควบคุ ่ มการขับมอเตอร (1) จํานวนสเต็ปทีต่ องการขับมอเตอร มีขนาด 2 ไบต โดย ขอมูลไบตแรกเปนคาของสเต็ปเปอรมอเตอรที่ 1 ขอมูลไบตทีสองเป ่ นของสเต็ปเปอรมอเตอรที่ 2 มีคาตั้งแต 1 ถึง 127 และ –1 ถึง –127 (ยกเวน 128 เพราะใชทํางานเปนกลุมคําสั่งควบคุม) โดยคานีคื้ อ จํานวนสเต็ปที่ตองการใหหมุนไป ถาเปนคาบวก จะหมุนตามทิศ ถาเปนคาลบ จะหมุนกลับทิศ โดยคาทีเป ่ นลบ ตั้งแต –1 ถึง –127 จะอยูในรู  ปของทู คอมพลีเมนต (2’ complement : $FF ถึง $81 ) ในกรณีทีใช ่ i-Stamp2P24 ในการสงขอมูลควบคุมสามารถระบุ คาตัวเลขติดลบไดทันที เวนแตทําการกําหนดคาโดยตัวแปรก็จะตองกําหนดในรูปของทูคอมพลีเมนตเชนกัน

     SCi-B X   127

รูปแบบการเขียนโปรแกรมมีดังนี้ SEROUT 14,16624 [จํานวนสเต็ปของมอเตอรที่ 1, จํานวนสเต็ปของมอเตอรที่ 2 ] ตัวอยางที่ 1 ขับมอเตอรหมุนตามทิศทั้งคูเป  นจํานวน 96 สเต็ป เขียนโปรแกรมไดดังนี้ SEROUT 14,240,[96,96]

ตัวอยางที่ 2 ขับมอเตอรหมุนสวนทางกันเปนจํานวน 48 สเต็ป เขียนโปรแกรมไดดังนี้ SEROUT 14,240,[48,-48]

หลังจากสงคําสังขั ่ บมอเตอรแลว ควรรอใหมอเตอรหมุนเรียบรอยเสียกอน จึงจะทํางานตอไป โดย ตรวจสอบไดจากสัญญาณ BUSY (P15) วาวางหรือไม ถาวางจะเปนลอจิก “1” (2) คําสังควบคุ ่ มการทํางานของชุดขับมอเตอร โดยในการสงขอมูลชุดนี้ตอง (2.1) เริมต ่ นดวยการสงขอมูลไบตแรกเปน 128 หรือ $80 (เลขฐานสิบหก) (2.2) ในขอมูลไบตตอไปจะเปนคําสั่งควบคุมการทํางานของชุดขับมอเตอร รูปแบบการเขียนโปรแกรมมีดังนี้ SEROUT 14,240,[128,”คําสัง”,พารามิ ่ เตอรของคําสังของมอเตอร ่ ที่ 1,พารามิเตอรของ คําสังของมอเตอร ่ ที่ 2] รายละเอียดของคําสังและพารามิ ่ เตอรทีเกี ่ ยวข ่ องมีดังนี้ คําสัง่ ผลของคําสัง่ C เริมต ่ นคาตัวแปรใหมทังหมด ้ รวมถึงสภาวะสเต็ป ก็จะกลับไปเริมที ่ ่0 E กําหนดใหทํางานในโหมดประหยัดพลังงาน ปกติจะถูกกําหนดใหทํางานในโหมด ประหยัดพลังงานอยูแลว ไมแนะนําใหใชในโหมดขับ 0, 3 และ 4 เนื่องจากทัง้ 3 โหมดดังกลาวตองการกระแสไฟฟามากเปนพิเศษเพือขั ่ บมอเตอร เมือทํ ่ างานใน โหมดนี้จะใชกระแสไฟฟารวมไมเกิน 100mA เมื่อแกนมอเตอรเปนอิสระ ในขณะ ทีจะใช ่ กระแสไฟฟารวมถึง 4 ถึง 500mA ในโหมดขับกระแสเต็มที่โดยมีการบังคับ แกนมอเตอรเกิดขึนหรื ้ อเรียกวา เบรก (brake) F กําหนดใหแผงวงจรขับมอเตอรทํางานในโหมดขับกระแสเต็มที่ M [0..4] ตังโหมดการทํ ้ างานขับมอเตอร ( Default=0 ) โหมด 0 ขับแบบฮาลฟสเต็ป โหมด 1 ขับแบบ 1 เฟส โหมด 2 ขับแบบ 2 เฟส โหมด 3 ขับแบบฮาลฟสเต็ป มีการชดเชยแบบควอเตอรสเต็ป โหมด 4 ขับแบบฮาลฟสเต็ป มีการชดเชยแบบไมโครสเต็ป (คําสั่ง S ไมมีผลในโหมดนี้)

     SCi-B X 128  

S [0..255] ตั้งคาเวลาหนวงการทํางานแตละสเต็ปหรือใชปรับความเร็วในโหมด 0-3 คามาตรฐานกําหนดไวที่ 100 P [0..255]* ตั้งคาจํานวนวงรอบในหนวงเวลาในโหมด 3 ( Default=10 ) R [0..255]* ตั้งคาจํานวนวงรอบยอยในการแบงสเต็บในโหมด 3 ( Default=2 ) I [0..255]* ตั้งคาจํานวนวงรอบในการแบงสเต็บในโหมด 4 ( Default=75 ) หมายเหตุ : * ไมแนะนําใหปรับคาพารามิเตอรเหลานี้ ตัวอยางที่ 3 ตองการขับมอเตอรแบบ 2 เฟสที่คาเวลาหนวงเทากับ 150 สามารถเขียนโปรแกรมไดดังนี้ SEROUT 14,240,[128,”F”,128,”M”,2,128,”S”,150]

ถาตองการขับแบบฮาลฟสเต็ปโหมด 3 ทีค่ าเวลาหนวงเทากับ 75 เขียนโปรแกรมดังนี้ SEROUT 14,240,[128,”F”,128,”M”,3,128,”S”,75]

ถาตองการเริมต ่ นการทํางานใหมหรือรีเซต ใหเขียนโปรแกรมดังนี้ SEROUT 14,240,[128,”C”]

หลังจากนีให ้ หนวงเวลาไป 1 วินาที่ เพือรอให ่ แผงวงจรพรอมทํางาน

     SCi-B X   129

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตั้งกับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ SENSOR0 (2) ตอสเต็ปเปอรมอเตอรเขาทีจุ่ ดตอ STEPPER MOTOR #1

ZX-POTV

HEAT SINK POWER

SENSOR5

RESET

P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

#1

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR

P0

SENSOR2

RELAY

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P7

ON

SENSOR7

A

อยาสัมผัสแผน ระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

Stepper motor Co-processor

A

 

 

     SCi-B X 130  

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '****************************************************************** 'File : ACT23.BSP 'Purpose : Running Stepper motor 1 AND 2 'Hardware : Connect POTENTIOMETER #1 at SENSOR0 (motor 1 control) ' Connect POTENTIOMETER #2 at SENSOR1 (motor 2 control) '****************************************************************** 'System I/O AND constant , please DO NOT make change SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port SO CON 14 ' Sci-BOX stepper controller serial port BUSY VAR IN15 ' Sci-BOX stepper controller busy signal BAUD CON 240 ' 9600bps constant CTRL CON $80 ' Variable defined VALUE VAR Word ' VALUE as SENSOR variable SENSOR VAR Word(2) ' SENSOR, 2 words array CH VAR Byte ' Channel select L VAR Byte R VAR Byte PAUSE 1000 ' Delay 1s. for peripheral initialize ' Set full powered, half step and step delay as 40 SEROUT SO,BAUD,[CTRL,"F",CTRL,"M",0,CTRL,"S",40] GOSUB Poll_BUSY ' Wait BUSY signal LOOP1 : FOR CH=0 TO 1 GOSUB Get_SENSOR : SENSOR(CH)=VALUE DEBUG DEC SENSOR(CH)," " NEXT DEBUG CR

' Get SENSOR0 and SENSOR1 ' View data on debug

Check_M1 : IF SENSOR(0)>=512 THEN M1_Forward L=-1 : GOTO Check_M2

' Rules for decision ' Backward if less than 512

M1_Forward : L=1

' Forward if others

Check_M2 : IF SENSOR(1)>=512 THEN M2_Forward R=-1 : GOTO OK M2_Forward : R=1 OK : GOSUB Drive GOTO LOOP1

' Call drive ' Do again

     SCi-B X   131 '**************************** ' Drive stepper motor routine '**************************** Drive : SEROUT SO,BAUD,[L,R] ' Drive L & R motor -127 TO +127 range Poll_BUSY : IF BUSY=0 THEN Poll_BUSY RETURN ' Return to main '**************************** ' GET sensor value subroutine '**************************** Get_SENSOR : LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[CH] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word RETURN ' Return to main

(4) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (5) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรมทดสอบการทํางาน (6) ทดลองหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาไดบนแผงวงจร ZX-POTV ทีต่ ออยูกั บ SENSOR0 สังเกตการทํางาน ของสเต็ปเปอรมอเตอร #1





ZX-POTV

ZX-POTV

A

A

   

   

(7) ยายสเต็ปเปอรมอเตอรมาตอทีขั่ วต ้ อสเต็ปเปอรมอเตอร #2 แลวตอแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบตัวตั้ง ZX-POTV เขากับพอรต SENSOR1 จากนั้นทดลองหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาได สังเกตการทํางาน (8) ถาหากสามารถจัดหาสเต็ปเปอรมอเตอรได 2 ตัวใหตอพรอมกัน รวมถึงแผงวงจรตัวตานทานปรับคาได ZX-POTV ดวย จากนันทดสอบอี ้ กครัง้

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 132  

  

 

การเชื่อมตอ SLCD กับ SCi-BOX ทําไดงายมาก เพียงตอสายสัญญาณจากขาพอรต P0 ถึง P7 ขาใดขาหนึงบนบอร ่ ด SCi-BOX เขา กับขาขอมูลของ SLCD คําสั่งทีใช ่ งานคือ SEROUT

การเขียนขอมูลและคําสังไปยั ่ ง SLCD ในกรณีเลือกใชชุดคําสังมาตรฐาน ่ จะตองสงรหัสเริ่มตนเสียกอน ในกรณีใชงาน SLCD กับเบสิกแสตมป 2P จะใชคําสั่ง SEROUT ในการสง ขอมูลไปยัง SLCD ดังมีรูปแบบตอไปนี้ SEROUT ขาพอรต, คา baudmode, [$FE, ขอมูลคําสัง] ่ จะตองสงรหัสเริ่มตนของการติดตอกับ SLCD ซึงก็ ่ คือ $FE หรือ 254 รหัสนีเป ้ นรหัสมาตรฐานของ โมดูล LCD อนุกรมของ Scott Edwards จากนันส ้ งขอมูลคําสั่งที่ตองการตามไปไดเลย สําหรับการเขียนขอมูลแสดงผล มีรูปแบบดังนี้ SEROUT ขาพอรต, คา baudmode, [$FE, 1, ขอมูลแสดงผล] เชนเดียวกับการเขียนขอมูลคําสัง่ ตองสงรหัสเริมต ่ น $FE กอน ตามดวยขอมูล 1 เพือแจ ่ งใหตัวควบคุมบน SLCD ทราบวา ขอมูลหลังจากนีเป ้ นขอมูลสําหรับแสดงผล 

Co-processor

SENSOR5

RESET

P13 : A/D

SENSOR4

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P8

P2

INPUT

+ S G

DI IN

24 96

16 8

P1

MOTOR

P0

SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

SENSOR2

RELAY

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

BRIGHTNESS

Hello0Stamp2P!00 Test0Line020LCD0

P3

#2

NXP1008S-LCD

P4

ADC Co-processor

1

   

P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC #1

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P6

SENSOR7

ON

P7

SERIAL PORT

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

DC. IN 6-16V

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

14

Don't Touch !!

High temperature

ST EX

CONNECTOR 2x7 PIN

POWER ON

CONNECTOR 14 PIN

1

HEAT SINK

14

รูปที่ A24-1 การตอโมดูล SLCD เขากับแผงวงจร SCi-BOX

     SCi-B X   133

คําสังควบคุ ่ มโมดูล LCD แบบมาตรฐาน (1) คําสังเคลี ่ ยรจอแสดงผล มีขอมูลคําสังเป ่ น $1 เปนคําสังเขี ่ ยนขอมูลชองวางหรือ space เขาไปในหนวยความ จําขอมูลสําหรับแสดงผลหรือ DDRAM ภายในโมดูล LCD เมือเคลี ่ ยรจอแสดงผล แลว จะกําหนดใหเคอรเซอร (cursor : สัญลักษณพิเศษทีใช ่ ในการแสดงตําแหนง สําหรับแสดงตัวอักษรของโมดูล LCD บางครังมี ้ ลักษณะเปนรูปสีเหลี ่ ยมผื ่ นผาขนาด 5x 7 จุดหรือเปนขีด สามารถสังให ่ กะพริบหรือไมก็ได) กลับไปอยูที ตํ่ าแหนงซาย มือสุดของจอแสดงผล (2) คําสัง่ Return Home มีคาของขอมูลเทากับ $2 หรือ $3 ก็ได (แนะนําใหใช $2) เปนการกําหนดให เคอรเซอรไปแสดงยังตําแหนงซายสุดของจอแสดงผล โดยขอมูลทีแสดงอยู ่ ในบนจอ  แสดงผลจะไมมีการเปลียนแปลง ่ (3) คําสังเลื ่ อกโหมดการปอนขอมูล (Entry mode set) มีรูปแบบคําสั่งดังนี้

บิต 7 บิต 6 บิต 5 บิต 4 บิต 3 บิต 2 บิต 1 บิต 0 0

0

0

0

0

1

I/D

S

บิต I/D ใชในการกําหนดวา เมือเขี ่ ยนหรืออานขอมูลแลว ทําใหแอดเดรสของหนวย ความจําแสดงผล (DDRAM) เพิมหรื ่ อลดลง “0” แอดเดรสลดลง 1 แอดเดรส “1” แอดเดรสเพิมขึ ่ น้ 1 แอดเดรส บิต S ใชกําหนดลักษณะการแสดงผล “0” เมือเกิ ่ ดตัวอักษรใหม เคอรเซอรเลือนไปทางขวามื ่ อ “1” เมือเกิ ่ ดตัวอักษรใหม เคอรเซอรอยูที เดิ ่ ม อักษรเลือนไปทางซ ่ าย ทีนิ่ ยมใชมากทีสุ่ ดคือ ขอมูลคําสั่ง $6 หมายถึง กําหนดใหเมื่อเกิดขอมูลใหม เคอรเซอรจะเลือนไปทางขวามื ่ อ และแอดเดรสของหนวยความจําสําหรับแสดงผล จะเพิมขึ ่ น้ (4) คําสังควบคุ ่ มการแสดงผล มีรูปแบบคําสั่งดังนี้ บิต 7 บิต 6 บิต 5 บิต 4 บิต 3 บิต 2 บิต 1 บิต 0 0

0

0

0

1

D

C

B

บิต D ใชควบคุมการเปดปดจอแสดงผล ถาเปน “0” เปนการปดจอ แสดงผล ถาเปน “1” เปนการเปดจอแสดงผล บิต C ใชควบคุมการแสดงตัวเคอรเซอรบนจอแสดงผล ถาเปน “0” เปน การปดตัวเคอรเซอรหรือไมแสดงเคอรเซอร ถาเปน “1” เปนการแสดง ตัวเคอรเซอร บิต B ใชควบคุมการกะพริบของเคอรเซอร ถาตองการใหเคอรเซอร กะพริบ ตองกําหนดใหเปน “1” คําสั่ งที่ ใชบอยคือ $0C เปนการสังให ่ เปดจอแสดงผล แตไมแสดง เคอรเซอร และ $0F เปนการสังให ่ เปดจอแสดงผล แสดงเคอรเซอร และ สังให ่ เคอรเซอรกะพริบ

(5) คําสังควบคุ ่ มการเลือนเคอร ่ เซอรและตัวอักษร มีรูปแบบดังนี้ บิต 7 บิต 6 บิต 5 บิต 4 บิต 3 บิต 2 บิต 1 บิต 0 0

0

0

1

S/C

R/L

*

*

การเลื่อนเคอรเซอรและตัวอักษรขึ้นอยูกั บการกําหนดบิต S/C และ R/ L ซึงสามารถสรุ ่ ปไดดังนี้ S/C R/L ลักษณะการเลือน ่ ขอมูลคําสัง่ 0 0 เลือนเคอร ่ เซอรไปทางซาย $10-$13 0 1 เลือนเคอร ่ เซอรไปทางขวา $14-$17 1 0 เลือนตั ่ วอักษรใหมไปทางซาย $18-$1B 1 1 เลือนตั ่ วอักษรใหมไปทางขวา $1C-$1F 6. คําสังกํ ่ าหนดฟงกชันการทํ ่ างาน เปนคําสังที ่ มี่ ความสําคัญมากทีสุ่ ดอีกคําสังหนึ ่ ง่ มีรูปแบบของขอมูลคําสังดั ่ งนี้ บิต 7 บิต 6 บิต 5 บิต 4 บิต 3 บิต 2 บิต 1 บิต 0 0

0

1

DL

N

F

*

*

บิต DL ใชในการกําหนดจํานวนบิตในการติดตอกับโมดูล LCD “0” กําหนดใหทํางานในโหมด 4 บิต “1” กําหนดใหทํางานในโหมด 8 บิต บิต N ใชกําหนดจํานวนบรรทัดทีต่ องการใหแสดงผล “0” แสดงผล 1 บรรทัด “1” แสดงผล 2 บรรทัดหรือมากกวา แตสําหรับโมดูล LCD ขนาด 16 ตัวอักษร 1 บรรทัดทีมี่ จําหนายใน ประเทศไทย ตองกําหนดใหบิตนี้เปน “1” เนื่องจากหนวยความจํา สําหรับเก็บขอมูลเพื่อการแสดงผลไมไดอยูต อเนืองกั ่ น กลาวคือ แบง เปน 2 ชวงคือ ที่แอดเดรส $00-$07 และ $40-$47 โดยทีแอดเดรส ่ $40 จะเปนแอดเดรสเริมต ่ นของหนวยความจําสําหรับการแสดงผลใน บรรทัดทีสองของโมดู ่ ล LCD ที่มีมากกวา 1 บรรทัด จึงทําใหเมื่อตอง การติดตอกับโมดูล LCD 1 บรรทัดจึงจําเปนตองกําหนดใหเปน “1” บิต F ใชเลือกความละเอียดของตัวอักษรในการแสดงผล “0” แสดงผลแบบ 5x7 จุด “1” แสดงผลแบบ 5x10 จุด

     SCi-B X 134  

คําสังควบคุ ่ ม SLCD ในโหมดคําสังเพิ ่ ่มเติม การทํางาน ขอมูลคําสั่ง อินิเชียล LCD 142 เคลียรจอแสดงผล 143 กลับมาตําแหนงเริ่มตน 144 เคอรเซอรไมเ ลื่อนเมื่อมีอักษรใหม 145 เคอรเซอรเลื่อนไปทางขวาเมื่อมีอักษรใหม 146 เคอรเซอรเลื่อนไปทางซายเมื่อมีอักษรใหม 147 เปดจอแสดงผล 148 ปดจอแสดงผล 149 เปดจอแสดงผลและแสดงเคอรเซอร 150 เปดจอแสดงผลและเคอรเซอรกะพริบ 151 เลื่อนเคอรเซอรไปทางซาย 152 เลื่อนเคอรเซอรไปทางขวา 153 เลื่อนตัวอักษรใหมไปทางซาย 154 เลื่อนตัวอักษรใหมไปทางขวา 155 156

การทํางาน เขียน CGRAM แอดเดรส 0 เขียน CGRAM แอดเดรส 1 เขียน CGRAM แอดเดรส 2 เขียน CGRAM แอดเดรส 3 เขียน CGRAM แอดเดรส 4 เขียน CGRAM แอดเดรส 5 เขียน CGRAM แอดเดรส 6 เขียน CGRAM แอดเดรส 7 เลือก DDRAM แอดเดรส $00 เลือก DDRAM แอดเดรส $10 เลือก DDRAM แอดเดรส $14 เลือก DDRAM แอดเดรส $20 เลือก DDRAM แอดเดรส $40 เลือก DDRAM แอดเดรส $50 เลือก DDRAM แอดเดรส $54

*See note

ขอมูลคําสั่ง 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141

รูปแสดงขอมูลของตัวอักษรทีเก็ ่ บอยูในหน  วยความจํารอมเก็บตัวอักษรหรือ CGROM ของโมดูล LCD ซึงผู ่ ใช  งานสามารถเรียกออกมาใชงานตามตองการ

     SCi-B X   135

การเขียนขอมูลและคําสังไปยั ่ ง SLCD ในกรณีเลือกใชชุดคําสังเพิ ่ มเติ ่ ม มีรูปแบบที่คลายกับชุดคําสั่งมาตรฐาน แตกตางกันเพียงไมจําเปนตองสงรหัสเริ่มตน $FE และไมตองสง ขอมูล 1 เพื่อแยกขอมูลคําสั่งกับขอมูลสําหรับแสดงผล เพียงใชสัญลักษณ “ ” เพื่อกําหนดขอมูลสําหรับแสดงผล เทานัน้ ในกรณีใชงานกับเบสิกแสตมป 2P จะใชคําสั่ง SEROUT เชนเดียวกัน สําหรับขอมูลคําสั่งเพิ่มเติมสรุปไว แลวในกรอบแยกที่ 2 รูปแบบการเขียนคําสังและข ่ อมูลในโหมดคําสังเพิ ่ ่มเติมมีดังนี้ SEROUT ขาพอรต, คา baudmode, [ ขอมูลคําสัง] ่

และ

SEROUT ขาพอรต, คา baudmode, [“ขอมูลแสดงผล”]

ตัวอยางที่ 1 SEROUT 7,240,[129]

สงขอมูลคําสั่งออกไปทางขา P7 ของเบสิกแสตมป 2P ดวยบอดเรต 9600 บิตตอวินาที แบบตอโดยตรง เพื่อเคลียรจอแสดงผล

ตัวอยางที่ 2 SEROUT 7,240,[“Hello Stamp 2P!”]

ทําการสงขอมูลแสดงผลออกไปทางขา P7 ของเบสิกแสตมป 2P ดวยบอดเรต 9600 บิตตอวินาที แบบ ตอโดยตรง เพื่อแสดงขอความ Hello Stamp 2P!

ตัวอยางที่ 3 SEROUT 7,240,[154,”Test Line 2 LCD”]

สงขอมูลแสดงผลออกไปทางขา P7 ของเบสิกแสตมป 2P ดวยบอดเรต 9600 บิตตอวินาที แบบตอโดย ตรง เพื่อเลือกแอดเดรสของ DDRAM ตําแหนง $40 อันเปนแอดเดรสเริ่มตนของจอ LCD บรรทัดที่สอง สําหรับ แสดงขอความ Test Line 2 LCD

ตัวอยางที่ 4 SEROUT 7,240,[150,137]

สงขอมูลคําสั่งออกไปทางขา P7 ของเบสิกแสตมป 2P ดวยบอดเรต 9600 บิตตอวินาที แบบตอโดยตรง เพื่อเลือกแอดเดรสของ DDRAM ตําแหนง $00 อันเปนแอดเดรสเริ่มตนของจอ LCD บรรทัดแรก แลวทําการเปด จอแสดงผลพรอมกับแสดงเคอรเซอรกะพริบ อยางไรก็ตามเนืองจาก ่ SLCD ตองใชเวลาในการประมวลผลคําสัง่ ดังนัน้ หลังจากการสงขอมูลในแตละ ครั้ง ควรทําการหนวงเวลาดวยคําสั่ง PAUSE (ในกรณีใชกับเบสิกแสตมป 2P) ประมาณ 250 ถึง 500 มิลลิวินาที สําหรับกรณีแสดงขอความอาจตองมีการหนวงเวลานานกวานันเพื ้ อให ่ ผูใช  งานสามารถมองเห็นขอความทีแสดงผล ่ ไดทันและชัดเจน

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 136  

        เปนตัวอยางการรับสัญญาณไฟฟาจากแผงวงจรตรวจจับที่ปอนเขามายัง SCi-BOX ผานทางพอรต SENSOR0 ถึง SENSOR7 แลวนําไปแสดงผลที่ SLCD หรือโมดูล LCD แบบอนุกรม

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตังหรื ้ อ ZX-POTV ทีจุ่ ดตอ กับ SCi-BOX ทีจุ่ ดตอ SENSOR0 (2) ตอ SLCD เขากับพอรต P0 ของ SCi-BOX โดยใชสาย JST3AA-8

HEAT SINK POWER

P13 : A/D

P4

ADC

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

14

P2

CONNECTOR 14 PIN

DI IN

24 96

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

ST EX

P1

NXP1008S-LCD

P0

SENSOR1 SENSOR0

Stepper motor Co-processor

SENSOR2

 RELAY

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

1 LCD

Co-processor

16 8

SENSOR4

Value=1023p2P!00 Test0Line020LCD0

P5

SENSOR5

RESET

P7

#1

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P6

ON

SENSOR7

A

อยาสัมผัสแผน ระบายความรอน ขณะทํา งาน !!!!!

SERIAL PORT

   

SG

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

+

ON

Don't Touch !!

High temperature

     SCi-B X   137

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '**************************************************** ' File : ACT25.BSP ' Purpose : Show voltage value on SLCD ' Hardware : Connect POTENTIOMETER at SENSOR0 ' Connect SLCD at P0 (9600bps, non-invert) '**************************************************** ' Custom I/O on this application SLCD CON 0 ' Connect SLCD here! ' System I/O and constant , please do not make change SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant CMD CON $FE ' SLCD command constant ' Variable defined VALUE VAR Word I VAR Byte PAUSE

1000

SEROUT SLCD,BAUD,[CMD,1]

' VALUE as SENSOR0 variable ' I as counter byte ' Delay 1s. for peripheral initialize ' Clear SLCD screen

LOOP1 : LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[0] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word SEROUT SLCD,BAUD,[CMD,2] ' Cursor home SEROUT SLCD,BAUD,["Value=",DEC4 VALUE]

' Show data

PAUSE 100 GOTO LOOP1

' Delay 100ms. ' Do again

(4) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (5) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพื่อดาวนโหลดและรันโปรแกรม (6) ทดลองหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาไดบนแผงวงจร ZX-POTV ที่ตออยูกับชอง SENSOR0 บนบอรด SCi-BOX สังเกตการแสดงผลของโมดูล SLCD เปรียบเทียบกับผลการทํางานในกิจกรรม ที่ 20

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 138  

  

    

เปนตัวอยางการรับสัญญาณไฟฟาจากแผงวงจรตรวจจับที่ปอนเขามายัง SCi-BOX ผานทางจุดตอ SENSOR0 ถึง SENSOR7 แลวนําไปสรางสัญญาณเสียงออกทางลําโพงเปยโซบน SCi-BOX และแสดงคาผาน ทางหนาตาง Debug Terminal ดวย

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตัวตานทานปรับคาไดแบบโปเทนชิโอมิเตอรตัวตังหรื ้ อ ZX-POTV กับ SCi-BOX ทีจุ่ ดตอ SENSOR0

 

HEAT SINK POWER

SENSOR5

RESET P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

#1

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P0

SENSOR2

RELAY Stepper motor Co-processor

P7

ON

SENSOR7

A

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

ZX-POTV

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

     SCi-B X   139

(2) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************ ' Purpose : Sound generated from sensor ' Hardware: Connect POTENTIOMETER at SENSOR0 '************************************************ ' System I/O AND constant , please DO NOT make change SOUND CON 12 ' On-board speaker SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant ' Variable defined VALUE VAR Word

' VALUE

' Variable defined FREQ VAR Word

' Channel select

as SENSOR0 variable

PAUSE 1000 ' Delay 1s. for peripheral initialize LOOP1 : LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[0] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[VALUE.LOWBYTE,VALUE.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word FREQOUT SOUND,250,VALUE*2+300 ' Frequency depend on SENSOR0 DEBUG HOME,"Freq.= ",DEC4 VALUE*5+750," Hz." ' Show frequency value GOTO LOOP1 ' Do again

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (4) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม (5) หนาตาง Debug Terminal ปรากฏขึ้น ใหหมุนแกนของตัวตานทานปรับคาไดบนบอรด ZX-POTV ทีต่ ออยูกั บ SENSOR0 สังเกตการแสดงคาของหนาตาง Debug Terminal พรอมทั้งฟงเสียงจากลําโพงเปยโซ คาของ Freq ทีได ่ จากการปรับคาของ ZX-POTV มีคาในชวง 750 ถึง 5,865Hz ดังนั้นสัญญาณเสียงที่ เกิดขึ้นจะเปนเสียงตํ่าเมื่อคา ZX-POTV มีคาตํ่า และเปนเสียงสูงขึ้นเมือค ่ าแรงดันจาก ZX-POTV ถูกปรับใหสูงขึ้น

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 140  

  



เปนตัวอยางการวัดคาความจุไฟฟาจากแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา (Capacitance) โดยใชคุณสมบัติ พิเศษของคําสั่ง RCTIME ของเบสิกแสตมป 2SX หรือ i-Stamp ซึงเป ่ นไมโครคอนโทรลเลอรหลักบน SCi-BOX และ แสดงคาผานทางหนาตาง Debug Terminal

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา Capacitance ทีช่ อง ST=0 กับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ P0 (2) ตอตัวเก็บประจุ 0.47F หรือ 470nF เขาทีจุ่ ดตอ CAPACITOR บนแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา โดยใชสาย ปากคีบ

 

   

Hello0Stamp2P!00 Test0Line020LCD0

HEAT SINK POWER

SENSOR7

ON

SENSOR6

Co-processor

SENSOR5

P13 : A/D

i-Stamp2P24

ADC #1

SCi-BOX BASIC Stamp in Science Experiment

P5

RESET CAPACITOR

P4

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

ST=1

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR

P0

SENSOR2

RELAY

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

C

SENSOR4

ADC Co-processor

Stepper motor Co-processor

P7

อย าสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

 

P6

DC. IN 6-16V

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

ST=0

     SCi-B X   141

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************************** ' File : ACT27-01.BSP ' Purpose : Capacitance meter ' Hardware : Connect Capacitance sensor from ST=0 output to P0 '************************************************************** TIME VAR Word Cx VAR Word LOOP1 : LOW 0 PAUSE 10 RCTIME 0,0,TIME Cx = (TIME/65)+(TIME/5) DEBUG HOME,? TIME, CR DEBUG "Capacitance value = " ,DEC Cx," nanofarad",CR ' Show capacitance value PAUSE 1 GOTO LOOP1 ' Do again

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (4) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม จะปรากฏหนาตาง Debug Terminal ดังรูปที่ A27-1 ขึ้น แสดงคาเวลาทีได ่ จากคําสั่ง RCTIME ผานตัว แปร TIME และคาของตัวเก็บประจุทีวั่ ดไดผานตัวแปร Cx

รูปที่ A27-1 แสดงผลการวัดคาของตัวเก็บประจุดวยแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟาและ SCi-BOX โดยใช คุณสมบัติของคําสัง่ RCTIME เขียนโปรแกรมภาษาเบสิก แลวแสดงผลผานหนาตาง Debug Terminal

     SCi-B X 142  

(5) เปลี่ยนจุดตอของแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา Capacitance ไปเปนชอง ST=1 (6) ยังคงตอตัวเก็บประจุ 0.47F หรือ 470nF เขาทีจุ่ ดตอ CAPACITOR บนแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟา (7) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************************** ' File : ACT27-02.BSP ' Purpose : Capacitance meter ' Hardware : Connect Capacitance sensor from ST=1 output to P0 '************************************************************** TIME VAR Word Cx VAR Word LOOP1 : HIGH 0 PAUSE 10 RCTIME 0,1,TIME Cx = (TIME/14) DEBUG HOME,? TIME, CR DEBUG "Capacitance value = " ,DEC Cx," nanofarad",CR ' Show capacitance value PAUSE 1 GOTO LOOP1 ' Do again

รูปที่ A27-2 แสดงผลการวัดคาของตัวเก็บประจุดวยแผงวงจรวัดคาความจุไฟฟาและ SCi-BOX โดยใชวิธีการวัดคาเวลาในการคายประจุ

     SCi-B X   143

(8) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (9) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม จะปรากฏหนาตาง Debug Terminal ขึ้น ดังในรูปที่ A27-2 แสดงคาเวลาทีได ่ จากคําสั่ง RCTIME ผาน ตัวแปร TIME และคาของตัวเก็บประจุทีวั่ ดไดผานตัวแปร Cx จะเห็นวา คาเวลาทีได ่ จากคําสัง่ RCTIME ของโปรแกรม ACT27-01.BSX และ ACT27-02.BSX มีคาตางกันมาก แตเมื่อผานการคํานวณแลวจะใหคาของตัวเก็บประจุออก มาใกลเคียงกัน อยางไรก็ตามในการวัดแบบที่ 2 ตามขั้นตอนที่ 5-9 เปนวิธีการวัดที่ไดคาใกลเคียงและแมนยํากวา เนื่อง จากตัวเก็บประจุจะไดรับการประจุแรงดันจนเต็มกอน จากนันจึ ้ งถูกทําใหคายประจุ โดยมีชวงของแรงดันทีทํ่ าใหเกิด การเปลียนแปลงมากถึ ่ ง 3.5V เนืองจากจุ ่ ดทีเบสิ ่ กแสตมปหรือ i-Stamp จะตัดสินวาเกิดการเปลียนแปลงทางลอจิ ่ ก คือระดับแรงดัน 1.5V ดวยการประจุแรงดันกอน ทําใหตัวเก็บประจุมีแรงดัน +5V เมื่อถูกคายประจุถึง 1.5V จึงเกิด การเปลียนลอจิ ่ กของการทํางาน จึงทําใหมีชวงเวลาวัดคาแรงดันที่ตกลงจาก 5 ถึง 1.5V ยาวนานกวาการเปลี่ยน จาก 0 มาถึงจุด 1.5V (ในกรณีใชวิธีคายประจุกอน) จึงทําใหไดคาของตัวเก็บประจุทีแม ่ นยําเที่ยงตรงมากขึน้

SCi-B X

Microcontroller in Science experiment

     SCi-B X 144  

  

    

เปนตัวอยางการตรวจจับสัญญาณเสียงจากแผงวงจรตรวจจับเสียง (SOUND) โดยใชความสามารถของ คําสั่ง PULSIN ของเบสิกแสตมป 2P หรือ i-Stamp2P24 ซึงเป ่ นไมโครคอนโทรลเลอรหลักบน SCi-BOX แสดงคา ผานทางหนาตาง Debug Terminal และนําคาทีได ่ นันไปควบคุ ้ มการทํางานของรีเลย จึงมีผลการทํางานรวมเปน สวิตชสั่งงานดวยเสียง

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตรวจจับเสียง SOUND กับ SCi-BOX เขาทีจุ่ ดตอ P0 (2) เลือกจัมเปอร ๊ RELAY/MOTOR บนบอรด SCi-BOX มาทีตํ่ าแหนง RELAY

 

   

H e l lo 0 S ta m p 2P ! 00 T e s t0 L i ne 0 2 0L C D0

HEAT SINK POWER DC. IN 6-16V

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

#1

BASIC Stamp in Science Experiment

SENSOR5

P13 : A/D

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND P9

P3

SENSOR3

P11 P10

SOUND

#2

P8

P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P2

 

P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR

P0

SENSOR2

RELAY Stepper motor Co-processor

MIC

RESET P5

SENSOR6

i-Stamp2P24

ADC Co-processor

SCi-BOX

P7

SENSOR7

ON

P6

SERIAL PORT

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

P9 RELAY

P8 RELAY

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

     SCi-B X   145

(3) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************************** ' File : ACT28.BSP ' Purpose : Sound activated switch ' Hardware : Connect SOUND sensor to P0 '************************************************************** ' Custom I/O on this application SOUND CON 0 ' Connect SOUND sensor here!

RELAY CON 8 ' Variable defined VOICE VAR Byte

' VOICE variable

DIRC=%1111

' Force P8-P11 as output

LOOP1: PULSIN SOUND,1,VOICE IF VOICE=0 THEN LOOP1 DEBUG DEC ? VOICE TOGGLE RELAY PAUSE 1000 GOTO LOOP1

' ' ' ' ' '

Check voice input on P0 Loop if no voice Show voice activation Drive relay Operation delay Do loop

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร

รูปที่ A28-1 แสดงผลการวัดคาของแผงวงจรตรวจจับเสียงผานทางหนาตาง Debug Terminal

     SCi-B X 146  

(4) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม จะปรากฏหนาตาง Debug Terminal ขึ้น ทําการปรบมือเพื่อใหเกิดเสียงสงไปยังแผงวงจรตรวจจับเสียง เมื่อตรวจจับไดแลวจะสงขอมูลไปยัง SCi-BOX เพื่อนําขอมูลออกไปแสดงยังหนาตาง Debug Terminal ดังในรูป ที่ A28-1 พรอมกันนันรี ้ เลยจะทํางานเมื่อตรวจจับเสียงไดครั้งแรก และเมื่อตรวจจับเสียงไดครั้งตอไป รีเลยจะหยุด ทํางาน นันคื ่ อรีเลยจะทํางาน-หยุดทํางานตามจังหวะทีตรวจจั ่ บเสียงไดหรือท็อกเกิล (toggle) เนืองจากการตรวจจั ่ บสัญญาณเสียงของแผงวงจรตรวจจับเสียงนี้ ใหผลการตรวจจับแบบสุมในชั  วขณะหนึ ่ ง่ ดังนันจึ ้ งควรใชในลักษณะตรวจจับเสียงไดหรือไมเทานัน้ เพราะคาทีตรวจจั ่ บไดในแตละครังจะไม ้ เทากัน และ ไมไดแปรผันตามความดังของเสียงทีตรวจจั ่ บได นอกจากคําสั่ง PULSIN แลว ยังสามารถใชคําสั่ง COUNT ใน การตรวจจับได

INNOVATIVE EXPERIMENT

     SCi-B X   147



 SCi-B X  StampPlot Lite เปนโปรแกรมเสริมการทํางานของไมโครคอนโทรลเลอรเบสิกแสตมปและ i-Stamp2P24 ซึงใช ่ ใน SCi-BOX โดย StampPlot Lite สามารถแสดงผลของขอมูลในรูปของกราฟแบบ เวลาจริงหรือที่เรียกวา รีลไทม (reaal-time) ซึ่งตามปกติการแสดงขอมูลบนคอมพิวเตอรของเบสิก แสตมปและ i-Stamp2P24 มักเรียกใชหนาตาง Debug Terminal ภายในโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอร โดยใชคําสัง่ DEBUG สําหรับการนําขอมูลออกมาแสดงเปนกราฟของ Stamp Plot Lite ยังคงใชคําสัง่ DEBUG เชน เดียวกัน ทั้ งนี้เพื่อใหผูใชงานสะดวก และไมตองใชคําสั่งเพิ่มเติมพิเศษแตอยางใด เพียงตองมีการ กําหนดพารามิเตอรใหเหมาะสมกับการแสดงผลบนหนาตางของโปรแกรมเทานั้น StampPlot Lite เปนผลงานของ Selmaware ดาวนโหลดไดที่ www.parallax.com อยางไรก็ ตามสําหรับผูที ่จัดซื้อชุด SCi-BOX จะมีซอฟตแวรตัวนี้บรรจุมาใหดวยแลว

7.1 การติดตังและเรี ้ ยกใชโปรแกรม หากใชแผนซีดีรอมที่จัดมาพรอมกับชุด SCi-BOX ใหเขาไปที่ไดเร็กตรอรี่ StampPlotLite แลวทําการดับเบิลคลิกไฟล setup.exe กระบวนการติดตังโปรแกรมจะเริ ้ มต ่ น ใหคลิกตอบไปตามขัน้ ตอน จนกระทั่งการติดตังเสร็ ้ จสิ้น ในกรณีที่ดาวนโหลดมาจากเวบไซตของ Parallax จะไดไฟล zip มา ใหทําการคลายดวย Winzip จากนั้นจึงดับเบิลคลิกไฟล setup.exe กระบวนการติดตังโปรแกรมจะเริ ้ ่มตนขึ้น หลังจากติดตังโปรแกรมไว ้ แลว ใช Windows Explorer เปดไปยัง C:\Program Files\ Stamp ่ ยกใชงาน Plot Lite\StampPlotLite.exe หรือไปทีปุ่ ม Start  StampPlot Lite  StampPlot Lite เพือเรี โปรแกรม

     SCi-B X 148  

7.2 การใชงานโปรแกรม Stamp Plot Lite (1) เขียนโปรแกรมกับเบสิกแสตมป 2P หรือ i-Stamp2P24 บน SCi-BOX ดังนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} 'StampPlotXample.bsp : StampPlot Example file 'Configure StampPlot ' Variable for counting PAUSE 500: DEBUG "!RSET",CR ' Short pause and reset DEBUG "!SPAN 0,50",CR ' Span the analog range DEBUG "!TSMP ON",CR ' Time Stamp the messages DEBUG "!TMAX 60",CR ' Set plot to 60 seconds max DEBUG "!RSET",CR ' Reset the plot X VAR Byte LOOP1: DEBUG "Starting LOOP", CR ' Message that loop is resetting.

FOR X = 0 TO 15 ' For-Next loop to count to 15 DEBUG DEC X, CR ' Plot Analog value of X DEBUG IBIN4 X, CR ' Plot digital bits of X ' Change the User Status message.

DEBUG "!USRS The value of X is ", DEC X, CR PAUSE 200 ' Short pause NEXT GOTO LOOP1 ' Restart

(2) กดปุม RUN เพือดาวน ่ โหลดโปรแกรมไปยัง SCi-BOX เมือดาวน ่ โหลดเรียบรอย โปรแกรม จะรันเพื่อทํางานทันที (3) เมื่อรันโปรแกรมหนาตาง Debug Terminal ถูกเปดขึ้นมาอัตโนมัติ ใหปดหนาตาง Debug Terminal เสียกอน เพราะในโครงงานนีต้ องการสงขอมูลไปยังโปรแกรม StampPlot Lite แทน จากนัน้ ใหเปดโปรแกรม StampPlot Lite ขึ้นมา ดังในรูปที่ 7-1 (4) เลือกพอรตอนุกรมทีตั่ วเลือกดานมุมบนซายมือใหตรงกับทีต่ อเอาไว และเลือกอัตราเร็วใน การถายทอดขอมูลหรืออัตราบอด (baud rate) ใหเทากับ 9600 แลวใชเมาสคลิกเลือกกรอบ Connect ที่อยูใกลๆ กันเพื่อติดตอกับพอรตใหทํางาน (5) กดสวิตชรีเซตทีบอร ่ ด SCi-BOX ทีหน ่ าจอของ StampPlot Lite จะทําการเคลียรกราฟ แสดง ขอความตามที่ กําหนด พรอมกับแสดงคาที่ กําหนดในแนวแกนตังและแกนนอนตามที ้ ่ระบุไวใน โปรแกรม (6) คลิกชอง Plot Data เพื่อใหเกิดการแสดงผล

     SCi-B X   149

รูปที่ 7-1 หนาตางหลักของโปรแกรม StampPlot Lite (7) คลิกปุม Reset บนหนาตางของโปรแกรม เพือกํ ่ าหนดจุดเริมต ่ นการพล็อตกราฟ โปรแกรม ที่อยูในเบสิกแสตมป 2P ก็จะสงขอมูลของคาทีวั่ ดไดเปนรหัส ASCII มาแสดงเปนกราฟบนหนาจอ ของโปรแกรม Stamp Plot Lite ดังรูปที่ 7-2 (8) ผูใช  งานสามารถปรับคาตางๆ ของกราฟ และเลื่อนคาแสดงผลในแนวนอนได

7.3 เกร็ดเพิมเติ ่ ม  StampPlot Lite สามารถกําหนดคาพารามิเตอรตางๆได โดยผานคําสัง่ DEBUG รายละเอียด

ของคําสั่งดูไดจากหนังสือคุณสมบัติทางฮารดแวรและชุดคําสั่งของเบสิกแสตมป 2P (เปน e-book บรรจุอยูในซี  ดีรอมที่จัดมาพรอมกับชุด SCi-BOX) ่ านวณ เพื่อเปลี่ยนคาได เชน  ขอมูลที่สงจาก DEBUG นั้น สามารถกําหนดฟงกชันคํ DEBUG DEC RC_VALUE*25

ใหคูณขอมูลในตัวแปร RC_VALUE ดวยคาคงที่ 25 แลวนํามาแสดงผล

     SCi-B X 150  

บิต 3 (บิตที่ 4 : MSB) บิต 2 (บิตที่ 3) บิต 1 (บิตที่ 2) บิต 0 (บิตที่ 1 : LSB)

คาแบบอะนาลอก 0-15

รูปที่ 7-2 ผลการพล็อตกราฟของโปรแกรม StampPlotXample.bsp กําหนดใหแกนตังมี ้ คาอยูระหว  าง 0-50 สวนคาเวลาในแกนนอนมีคา 0-60 จํานวนขอมูลทีต่ องการเก็บคือ 200 กําหนดใหแสดงคาเวลาทีเริ ่ มต ่ นการพล็อตกราฟในแตละรอบ กําหนดใหกลับมาพล็อตกราฟใหมทุกครังที ้ ครบรอบ ่ (เมือจํ ่ านวนขอมูลครบ 200) กําหนดใหพล็อตคาแบบดิจิตอล 4 บิต โดยแสดงกราฟของบิตนัยสําคัยสูงสุดทีเส ่ นกราฟบนสุด กําหนดใหพล็อตคาแบบอะนาลอก มีคา 0-15

     SCi-B X   151

7.4 ขอกําหนดของโปรแกรม Stamp Plot Lite 1. ทุกครั้งที่มีการสงขอมูลเพื่อสรางกราฟโดยใชคําสัง่ DEBUG ตองปดทายดวยคา Carriage Return หรือมีคาของรหัสแอสกี้เทากับ 13 เสมอ หรือจะพิมพคําวา CR แทนก็ได ดังตัวอยาง DEBUG "100",13

'Will plot the number 100

DEBUG "100",CR

'Will plot the number 100

เมือรั ่ นโปรแกรม จะมีการพล็อตกราฟทีค่ าของ 100

2. ในกรณีใชขอมูลดิจิตอลสามารถกําหนดใหพล็อตกราฟไดตอเนื่อง 9 คา ดังตัวอยาง DEBUG IBIN4 INC,13

'Plots 4 digital values

เมื่อรันโปรแกรม จะมีการพล็อตกราฟทังสิ ้ ้น 4 คา (จากการกําหนดดวย IBIN4) จากคาพอรตใน กลุม C (กําหนดจาก INC)

3. สามารถกําหนดขอบเขตในการพล็อตกราฟได ดังตัวอยาง DEBUG "!AMAX 200",13 'Sets analog maximum for plot to 200 DEBUG "!RSET",13

'Resets the plot

เมือรั ่ นโปรแกรม StampPlot Lite จะพล็อตกราฟดวยคาของขอมูลไดสูงสุดทีค่ า 200 หลังจากนัน้ จะรีเซตเพือเริ ่ มต ่ นพล็อตกราฟใหม

4. สามารถขยายสวนของการกราฟได โดยกดปุม Shift บนคียบอรดคางไว แลวใชเมาสคลิ้ก ที่ตําแหนงที่ตองการขยาย 5. สามารถเปลียนแปลงสี ่ ของพื้นและสีของเสนกราฟได 6. Stamp Plot Lite ไมสามารถพิมพรูปกราฟออกทางเครื่องพิมพโดยตรงได เนืองจากเป ่ นขอ จํากัดในรุน Lite หากตองการพิมพตองใชวิธีการจับภาพหนาจอดวยโปรแกรมจัดการกราฟก เชน Photoshop หรือ PaintshopPro เปนตน 7. ควรมีการหนวงเวลาอยางนอย 500 มิลลิวินาที กอนเรียกใชคําสั่ง DEBUG เพื่อติดตอกับ โปรแกรม StampPlot Lite ในโปรแกรมของเบสิกแสตมปหรือ i-Stamp2P24 โดยใชคําสั่ง PAUSE

     SCi-B X 152  

7.5 รูปแบบขอมูลควบคุมที่ใช สรุปไดดังนี้ !TITL message !USRS message !BELL !AMAX value !AMIN value

กําหนดชือของหน ่ าตางแสดงกราฟทีไตเติ ่ ลบาร กําหนดขอความลงในชอง User Status box ในหนาตางหลัก กําหนดใหมีเสียงออกทางลําโพงของคอมพิวเตอร กําหนดคาสูงสุดในการพล็อตกราฟของขอมูลอะนาลอก (แกนตั้ง) กําหนดคาสูงสุดในการพล็อตกราฟของขอมูลอะนาลอก (แกนตั้ง)

!SPAN minValue, MaxValue

กําหนดคาตําสุ ่ ด-สูงสุดของการพล็อต เปลียนย ่ านไดตามตองการในชอง Range !AMUL value

กําหนดตัวคูณของขอมูล

!TMAX value

กําหนดคาเวลาสูงสุดของการพล็อตกราฟ (แกนนอน)

!TMIN value

กําหนดคาเวลาตํ่าสุดของการพล็อตกราฟ (แกนนอน)

!PNTS value

กําหนดจํานวนขอมูลทีต่ องการรวบรวม

!PLOT ON/OFF

เปดปดการแสดงกราฟ

!RSET

รีเซตการพล็อตกราฟ

!CLRM

ลบขอความบนกราฟ

!CLMM

ลบขอมูลตําสุ ่ ดหรือสูงสุดทีบั่ นทึกไว

!CMMR ON/OFF

เลือกใหลบขอมูลตํ่าสุดหรือสูงสุดสุดทีบั่ นทึกไวเมือเกิ ่ ดการรีเซต หรือไม

!MAXS

กําหนดใหหยุดการพล็อตกราฟเมือข ่ อมูลเต็ม

!MAXR

กําหนดใหรีเซ็ตการพล็อตกราฟเมือข ่ อมูลเต็ม

!SHFT ON/OFF

!TSMP ON/OFF !SAVD ON/OFF

เลือกใหพล็อตกราฟในขณะทีมี่ การเลือนหน ่ าจอแสดงผลหรือไม ถาเลือก อาจมีการสูญหายของขอมูลบางสวนได เลือกใหระบุเวลาลงในขอมูลในขณะมีการบันทึกเปนแฟมขอมูล เลือกใหบันทึกขอมูลทังอะนาลอกและดิ ้ จิตอลเปนแฟมขอมูล โดยเก็บในชือ่ stampdat.txt ในรูปของแฟมขอมูลตัวอักษร

!SAVM ON/OFF

เลือกบันทึกขอความโดยเก็บในชือ่ stampmsg.txt ในรูปของแฟมขอมูล

!DELD

ลบขอมูลทีบั่ นทึกไวในแฟมขอมูล stampdat.txt

!DELM

ลบขอความทีบั่ นทึกไวในแฟมขอมูล stampmsg.txt

     SCi-B X   153

7.6 รายละเอียดหนาตางทํางานของ StampPlot Lite เพื่ อความชั ดเจนและง ายต อการทํ าควมเข าใจจึ งแบ งการอธิบายส วนประกอบตางๆ ของหนาตางทํางานของโปรแกรม StampPlot Lite ออกเปน 4 สวนคือ

7.6.1 บริเวณสวนบนของโปรแกรม : สวนควบคุมทัวไป ่

COM1 : เปนเมนูเลือกพอรตอนุกรมที่ตองการติดตอ จากในรูปเลือกพอรต COM1 9600 : เปนคาอัตราเร็วในการถายทอดขอมูลหรืออัตราบอด ในรูปเลือก 9600 บิตตอวินาที Connect : เลือกการเชื่อมตอระหวางโปรแกรมกับพอรตอนุกรม Plot Data : เลือกแสดงผลขอมูลลงในชองกราฟ ตรงกับคําสั่ง !PLOT

ON/OFF

Reset : ปุมสํ  าหรับเคลียรหนาจอแสดงผล, รีเซตคาเวลาเปน 0, เคลียรคาพิกัดสูงสุด-ตําสุ ่ ด ตรง กับคําสั่ง !RESET Stop Plot : เลือกใหหยุดการพล็อตกราฟเมื่อจํานวนขอมูลที่ตองการเก็บเทากับที่กําหนดไว โดยจะตองมีการเลือกที่ชอง Plot Data กอน ตรงกับคําสั่ง !MAXS Restart : เลือกใหกลับมาเริ่มตนพล็อตกราฟในรอบใหม เมื่อจํานวนขอมูลทีต่ องการเก็บเทา กับที่กําหนดไว โดยจะตองมีการเลือกที่ชอง Plot Data กอน ตรงกับคําสั่ง !MAXR User Status message box : ชองสําหรับแสดงขอความสถานะกําหนดโดยผูใช  งาน จากรูป กําหนดใหแสดงขอความ The value of X is .. ตรงกับคําสั่ง !USRS message

     SCi-B X 154  

7.6.2 บริเวณดานซายของโปรแกรม : สวนกําหนดการพล็อตคาอะนาลอกเบืองต ้ น Span Drop-down box

Span +,- button Y value

Span Drop-down box : ชองเลือกขอบเขตของการแสดงคาในแกนตัง้ ตรงกับคําสั่ง !SPAN minvalue,maxvalue

Span +, - button : ปุมปรับเพื่อเพิ่มหรือลดขอบเขตการแสดงคาในแกนตัง้ 2 เทา โดยคาตํา่ สุดไมเปลี่ยนแปลง Y position : ปุมเลื่อนขอบเขตการแสดงคาในแกนตัง้ Multiplier : กําหนดคาตัวคูณใหแกขอมูลแบบอะนาลอกทีได ่ มาจากเบสิกแสตมปกอนนําไป แสดงผลบนกราฟหรือเก็บลงในไฟล ตรงกับคําสั่ง !AMUL value Y value: ที่ชองตํ่าสุดและสูงสุดของแกนตั้ง สามารถกําหนดคาแบบอิสระจากผูใช  งานได โดยการคลิกเมาสเขาไปในชองกําหนดคา แลวเปลียนค ่ าตามทีต่ องการ โดยคาในชองลางสุดควรนอย กวาชองบนสุด เมือกํ ่ าหนดคาแลว โปรแกรม StampPlot Lite จะกําหนดสเกลในแนวแกนตังใหม ้ โดย อัตโนมัติ ตรงกับคําสั่ง !AMIN value !AMAX value หรือ !SPAN minvalue,maxvalue

     SCi-B X   155

Save data to file : ชองสําหรับเลือกให StampPlot Lite ทําการบันทึกคาแบบอะนาลอกที่นํา มาพล็อตกราฟทังหมด ้ รวมทังเวลาด ้ วย (หากมีการเลือกใหบันทึกทีช่ อง Time stamp) ลงในแฟมขอมูล ในรูปของแฟมขอมูลตัวอักษรหรือเท็กซไฟล (text file) โดยกําหนดชือเป ่ น stampdat.txt ซึ่งอยูในได เร็กตอรีเดี ่ ยวกับโปรแกรม StampPlot Lite ถาหากไมมีคาแบบอะนาลอกขอมูลทีจัดเก็บลงในไฟลจะ เทากับ 0 ตรงกับคําสั่ง !SAVD ON/OFF Delete data file : ปุมลบแฟมขอมูล stampdat.txt เมื่อกดเลือก จะปรากฏไดอะล็อกบ็อกสอบ ถามวายืนยันจะลบไฟลนีหรื ้ อไม

กดปุม Yes เพื่อยืนยันการลบ ถาหากยังคงเลือกชอง Save data to file หลังจากที่กดปุมลบไฟลแลว StampPlot Lite จะสรางไฟล stampdat.txt ขึนใหม ้ ตรงกับคําสั่ง !DELD Time stamp : ชองสําหรับเลือกให StampPlot Lite ทําการบันทึกเวลาทีมี่ การเก็บคาของขอมูล ขอความ โดยคาเวลาทีเก็ ่ บคือ เวลาชัวโมง, ่ นาที และวินาที โดยนับจากการรีเซตครั้งลาสุด ตรงกับ คําสั่ง !TSMP ON/OFF Clear messages : ปุมลบข  อความในชองขอความทีอยู ่ ดานลางของชองกราฟหรือทางขวามือ ของปุม Clear message ตรงกับคําสั่ง !CLRM ชองขอความ

Save messages to file : ชองสําหรับเลือกให StampPlot Lite บันทึกขอความในชองขอความ ลงในแฟมขอมูลกําหนดชือเป ่ น stampmsg.txt ซึ่งอยูในไดเร็กตอรีเดี ่ ยวกับโปรแกรม StampPlot Lite ตรงกับคําสั่ง !SAVM ON/OFF Delete Msg file : ปุมลบแฟ  มขอมูล stampmsg.txt เมือกดเลื ่ อก จะปรากฏไดอะล็อกบ็อกสอบ ถามวา ยืนยันจะลบไฟลนีหรื ้ อไม กดปุม Yes เพือยื ่ นยันการลบ ถาหากยังคงเลือกชอง Save messages to file หลังจากกดปุมลบไฟลแลว StampPlot Lite จะสรางไฟล stampmsg.txt ขึ้นใหม ตรงกับคําสั่ง !DELM

     SCi-B X 156  

7.6.3 บริเวณดานลางของโปรแกรม : สวนกําหนดการเลือนจอภาพแสดงกราฟ ่ X value

X value : ทีช่ องซายสุดและขวาสุดของแกนนอน สามารถกําหนดคาแกนเวลาแบบอิสระจาก ผูใช  งานได โดยการคลิกเมาสเขาไปในชองกําหนดคา แลวเปลียนค ่ าตามทีต่ องการ โดยคาในชองซาย สุดควรนอยกวาชองขวาสุด เมือกํ ่ าหนดคาแลว โปรแกรม StampPlot Lite จะกําหนดสเกลในแนวแกน นอนใหมโดยอัตโนมัติ ตรงกับคําสั่ง !TMIN value และ !TMAX value Scroll bar หรือแถบเลื่อน : เปนแถบสําหรับเลื่อนจอแสดงผลกราฟ โดยตองใชงานรวมกับ ชอง Enable Shift และ Plot data หากไมมีการเลือกที่ชอง Enable Shift และ Ploat data แถบเลื่อนนี้ จะไมสามารถใชงาน Enable Shift : ชองสําหรับเลือกใหสามารถเลือนจอแสดงกราฟได ่ ในกรณีทีมี่ การพล็อตกราฟ ตอเนื่องจนไมสามารถมองเห็นไดจากจอแสดงกราฟตามปกติ ตรงกับคําสั่ง !SHFT ON/OFF Time Span : ปุมปรับเพื่อเพิ่มหรือลดขอบเขตการแสดงคาในแกนนอน 2 เทา โดยคาตําสุ ่ ด ไมเปลียนแปลง ่

     SCi-B X   157

7.6.4 บริเวณดานขวาของโปรแกรม : สวนกําหนดการพล็อตกราฟ

Data Points : ชองกําหนดและแสดงจํานวนขอมูลหรือจุดทีต่ องการเก็บและแสดงกราฟ โดย ในชอง Max ใชกําหนดจํานวนขอมูล คาตังต ้ นของโปรแกรมเทากับ 1000 สวน Current แสดงจํานวน ขอมูลที่เก็บในปจจุบัน ตรงกับคําสั่ง !PNTS value Last Analog Data : ชองแสดงขอมูลแบบอะนาลอกลาสุดทีจั่ ดเก็บและพล็อตกราฟ โดยชอง Time แสดงระยะเวลาของขอมูลแบบอะนาลอกตัวลาสุดที่จัดเก็บหลังจากการรีเซต สวนชอง Value คือคาของขอมูล Plot Pointer : ชองแสดงตําแหนงของเคอรเซอรหรือตัวชีตํ้ าแหนงบนกราฟ โดยระบุตําแหนง ในแนวแกนนอน (Time) และแนวแกนตัง้ (Value) Maximum : ชองแสดงตําแหนงของขอมูลทีมี่ คาสูงสุดบนกราฟ โดยระบุตําแหนงในแนวแกน นอน (Time) และแนวแกนตัง้ (Value) Minimum : ชองแสดงตําแหนงของขอมูบลที่มีคาตําสุ ่ ดบนกราฟ โดยระบุตําแหนงในแนว แกนนอน (Time) และแนวแกนตัง้ (Value) Clear Min/Max : ปุมสํ  าหรับเคลียรหรือลางคาพิกัดสูงสุดและตํ่าสุดของขอมูลที่เก็บได ตรง กับคําสั่ง !CLMM Clear min/max on reset : ชองสําหรับเลือกใหมีการเคลียรหรือลางคาพิกัดสูงสุดและตํ่าสุด ของขอมูลที่เก็บไดในทุกครั้งหลังจากที่มีการรีเซต ตรงกับคําสั่ง !CMMR

     SCi-B X 158  

  

  

เปนตัวอยางการรับสัญญาณไฟฟาจากแผงวงจรตรวจจับแสง (LDR Light sensor) ทีป่ อนเขามายัง SCiBOX ผานทางจุดตอ SENSOR0 แลวนําไปแสดงบนคอมพิวเตอรในรูปของกราฟ โดยใชโปรแกรม StampPlot Lite

ขันตอนการทดลอง ้ (1) ตอสายสัญญาณ JST3AA-8 ระหวางแผงวงจรตรวจจับแสง ZX-LDR ทีช่ อง + แบบใหแรงดันเพิมขึ ่ ้นเมื่อไดรับแสงกับแผงวงจร SCi-BOX ทีจุ่ ดตอ SENSOR0

ซึงเป ่ นชองเอาตพุต

   HEAT SINK POWER

SENSOR7 SENSOR6

Co-processor

SENSOR5

P13 : A/D

#1

SCi-BOX i-Stamp2P24

ADC

BASIC Stamp in Science Experiment

P5

RESET

SENSOR4

P4

ADC Co-processor

P12 SOUND

SENSOR3

P11 P10

P9

P3

#2

P8

P2 P1

SENSOR1 SENSOR0

MOTOR P14, P15 : STEPPER MOTOR CONTROL

P0

SENSOR2

RELAY Stepper motor Co-processor

ZX-LDR

ON

P7

อยาสัมผัสแผนระบายความรอน ขณะทํางาน !!!!!

SERIAL PORT

P6

DC. IN 6-16V

A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

RELAY 12V 5A

STEPPER MOTOR1 STEPPER MOTOR2

P11 RELAY P10 RELAY

P9 RELAY

P8 RELAY

MOTOR A

B

INV-A

INV-B

P8-P9 MotorA P10-P11 MotorB

ON

Don't Touch !!

High temperature

     SCi-B X   159

(2) เปดโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรแลวเขียนโปรแกรมตอไปนี้ '{$STAMP BS2p} '{$PBASIC 2.5} '************************************************ ' File : ACT29.BSP ' Purpose : Light meter show by StampPlot Lite ' Hardware : Connect Light (LDR) at SENSOR0 '************************************************ ' System I/O and constant , please do not make change SOUND CON 12 ' On-board speaker SD CON 13 ' Sci-BOX serial communication port BAUD CON 240 ' 9600bps constant ' Variable defined LIGHT VAR Word PAUSE DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG

1000 "!SPAN 0,1000",CR "!TSMP ON",CR "!TMAX 60",CR "!RSET",CR

' VALUE as SENSOR0 variable ' ' ' ' '

Delay 1s. for pheripheral initialize Span the analog range Time Stamp the messages Set plot to 60 seconds max Reset the plot

LOOP1: LOW SD : PAUSE 1 : HIGH SD ' Break signal SEROUT SD,BAUD,[0] ' Request SENSOR0 SERIN SD,BAUD,[LIGHT.LOWBYTE,LIGHT.HIGHBYTE] ' Received data 2 bytes to 1 word DEBUG DEC LIGHT, CR ' Plot analog value of X ' Change the User Status message.

DEBUG "!USRS The value of LIGHT is ", DEC LIGHT, CR PAUSE 200 ' Short pause GOTO LOOP1 ' Restart

     SCi-B X 160  

(3) ตอ SCi-BOX เขากับพอรตอนุกรมของคอมพิวเตอร (4) กดปุม RUN ของโปรแกรมเบสิกแสตมปเอดิเตอรเพือดาวน ่ โหลดและรันโปรแกรม (5) จะปรากฏหนาตาง Debug Terminal ขึ้น ใหปดลง แลวเปดโปรแกรม StampPlot Lite (6) คลิกเลือกชอง Connect และ Plot data ในหนาตางของโปรแกรม StampPlot Lite (7) แลวกดสวิตช RESET ที่ SCi-BOX และปุม Reset ในหนาตางของโปรแกรม StampPlot Lite (8) ทดลองเอามือบังแสงทีตกกระทบแผงวงจรตรวจจั ่ บแสง และเอามือออกเพือทํ ่ าใหเกิดภาวะการรับแสงทีแตกต ่ าง กันของแผงวงจรตรวจจับแสง สังเกตการแสดงผลทีช่ องแสดงกราฟของโปรแกรม StampPlot Lite

ในรูปที่ A29-1 แสดงตัวอยางการแสดงผลการตรวจจับแสงของแผงวงจรตรวจจับแสงและ SCi-BOX ดวยโปรแกรม StampPlot Lite

INNOVATIVE EXPERIMENT