เครื่องควบค ุมระดับเสียง...

เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population

นายสรศกด ขอเพชร

นายทรพยทว สขพรรษกจ

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

ครศาสตรอตสาหกรรมบณฑต

สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา ภาควชาครศาสตรไฟฟา

คณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปการศกษา 2551

ลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

โดย

__ คณะก _____ (ผชวย _____ _____

ภา

มห

เรอง

An Automati

นายสรศกด

นายทรพยท

ปรญญาน

ตามหลกส

___________ ( ผชวยศาสต วน ____

กรรมการสอบ____________ยศาสตราจาร

____________ (อาจาร

____________ (อาจา

ใบ

ควชาครศาส

หาวทยาลยเท

เครองควบค

ic Sound Lev

ด ขอเพชร

ทว สขพรรษ

นพนธนไดรบ

ตรครศาสตร

___________ตราจารย ดร. _เดอน______

บปรญญานพน___________ย ดร. สมศกด___________รย ชยณรงค เย___________ารย สชาต โพ

บรบรองปรญ

ตรไฟฟา คณ

ทคโนโลยพระ

คมเสยงอตโน

vel Controller

ษกจ

บการอนมตให

อตสาหกรรม

___________ ปฏพทธ ทว_____พ.ศ. 25

นธ ___________ด อรรคทมาก___________ยนศร) ___________พธศร)

ญญานพนธ

ณะครศาสตรอ

ะจอมเกลาพร

มตตามเวลาแ

r Adjusted by

หนบเปนสวน

มบณฑต สาขา

_____หวหนานทอง ) 552

___ ประธานกกล) ___ กรรมการ

___ กรรมการ

อตสาหกรรม

ะนครเหนอ

และจานวนคน

y Time and Po

นหนงของการ

าวชาวศวกรร

ภาควชาครศา

กรรมการ

ร

ร

น

opulation

รศกษา

รมไฟฟา

าสตรไฟฟา

ชอ : นาย สรศกด ขอเพชร

นาย ทรพยทว สขพรรษกจ

ชอปรญญานพนธ : เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and

Population

สาขาวชา : วศวกรรมไฟฟา

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

ทปรกษาปรญญานพนธ : รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท

อาจารยไชยยนต ชนะพรมมา

ปการศกษา : 2551

บทคดยอ โครงงานพเศษนมวตถประสงคเพอสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและ

จานวนคน สาหรบใชในการควบคมเครองกระจายเสยงของหางสรรพสนคา ชวยประหยดเวลาและ

พนกงานในการควบคม ตลอดจนลดคาใชจายในการใชพลงงานไฟฟาโดยการดาเนนการสราง

เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน จะใชไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51

เบอร P89V51RD2 เปนตวควบคมการตรวจจบจานวนคนโดยใชเซนเซอรแสงและปรบระดบความ

ดงเสยงโดยใชโพเทนธโอมเตอรและใชโปรแกรมภาษา C ในการควบคมการทางาน

จากการทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนท

ไดสรางขน พบวา สามารถควบคมการทางานได 3โหมดคอ 1) ผใชเปนผควบคม 2) ควบคมเสยง

อตโนมตตามจานวนคนและ 3) ควบคมเสยงอตโนมตตามเวลา ทมระดบเสยง 5 ระดบและสามารถ

ตงเวลาได 9 ชวงเวลาตอวนไดอยางถกตอง

(ปรญญานพนธนมจานวนทงสน 89 หนา)

_________________________________ __________________________

(รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท ) (อาจารยไชยยนต ชนะพรมมา ) ทปรกษาปรญญานพนธ ทปรกษาปรญญานพนธ

กตตกรรมประกาศ

ปรญญานพนธฉบบนสาเรจไดดวยดเนองดวยไดรบความอนเคราะหชวยเหลอรวมทงการ

ใหคาปรกษาและแนะนาเปนอยางดจาก รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท และอาจารย

ไชยยนต ชนะพรมมา ซงเปนทปรกษาปรญญานพนธ ทงยงรวมไปถงคณาจารย เจาหนาทภาควชา

ครศาสตรไฟฟา และเพอนๆทกทาน สาหรบคาและนาและความชวยเหลอในดานตางๆ ตลอดระยะ

การดาเนนงานจนปรญญานพนธฉบบนสาเรจลลวงดวยดทางผจดทาขอขอบพระคณทกทานดวย

ความเคารพอยางสง

ขอขอบคณเจาหนาทหนวยงานตางๆทไดความอนเคราะหขอมลและขอขอบพระคณผเขยน

เอกสารทงหมดทไดนามาใชอางองในปรญญานพนธฉบบน

สดทายนขอกราบขอบพระคณบดามารดาและญาตพนองทกทานสาหรบกาลงใจคาแนะนา

คาปรกษาทดและใหการสนบสนนการศกษาตลอดมา

สรศกด ขอเพชร

ทรพยทว สขพรรษกจ

สารบญ

เรอง หนา

บทคดยอ ค

กตตกรรมประกาศ ง

สารบญตาราง ช

สารบญภาพ ฌ

บทท 1 บทนา 1

1.1 ความเปนมาและปญหาของโครงงาน 1

1.2 วตถประสงคของโครงงาน 2

1.3 ขอบเขตของโครงงาน 2

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3

บทท 2 ทฤษฎและเอกสารทเกยวของ 4

2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร (MCS-51) 4

2.2 หนวยความจา (EEPROM) 7

2.3 วงจรสรางฐานเวลาจรง (Real-Time-Clock) 10

2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Potentiometer) 14 2.5 เซนเซอร (Photo Sensor) 16

2.6 พอรตอนกรม (RS-232) 21

บทท 3 ขนตอนการดาเนนการ 24

3.1 ขนตอนการศกษาขอมล 25 3.2 การออกแบบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร 27 3.3 การออกแบบภาคจายไฟ 30

3.4 การออกแบบวงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล 31

3.5 การออกแบบวงจรขบรเลย 32 3.6 การออกแบบวงจรเซนเซอรแสง 33

สารบญ (ตอ) 3.7 การออกแบบดานซอฟตแวร 34 3.8 การออกแบบแบบจาลองหางสรรพสนคาและประกอบลงกลอง 36

บทท 4 ผลการดาเนนงาน 39

4.1 ผลของโครงงาน 39

4.2 การทดสอบการทางานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน 40

บทท 5 สรป ปญหาและขอเสนอแนะ 47

5.1 สรปผลโครงงาน 47

5.2 ปญหาและแนวทางการแกไข 48

5.3 ขอเสนอแนะในการพฒนาโครงงาน 48

บรรณานกรม 49

ภาคผนวก ก 50

ภาคผนวก ข 52

ภาคผนวก ค 66

ภาคผนวก ง 69

ประวตผเขยน 89

สารบญภาพ

ภาพท หนา

2-1 การจดขาของ P89V51RD2 6

2-2 รจสเตอรของหนวยความจาภายใน 7

2-3 โครงสรางภายในของ RTC เบอร DS 1307 12

2-4 การจดโครงสรางหนวยความจา DS 1307 13

2-5 ลกษณะโครงสรางของ Time Keeping Register 13

2-6 อปกรณ 2 ขา หรอ Rheostat 15

2-7 โหมดการแบงแยก 16

2-8 ตวอยางการทางานของเซนเซอร 21

3-1 ขนตอนและวธการดาเนนงาน 24

3-2 บลอกไดอะแกรมเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน 26

3-3 วงจรภาคคยบอรด 27

3-4 การเชอมตอโมดล LCD กบ ไมโครคอนโทรลเลอร 28

3-5 วงจรไอซสรางฐานเวลา 28

3-6 วงจรหนวยความจา 29

3-7 ภาคสอสารแบบอนกรม (RS232) 30

3-8 วงจรภาคจายไฟ 31

3-9 วงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล 31

3-10 วงจรขบรเลย 32

3-11วงจรตรวจจบความเคลอนไหว 33

3.12 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม 34

3.13 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม (ตอ) 35

3.14 แบบจาลองหางสรรพสนคา 36

3.15 รปแบบกลอง 37

สารบญภาพ (ตอ)

3.16 รปแบบกลองดานหนา 37

4-1 ตวเครองดานหนา 39

4-2 ตวเครองดานบน 40

4-3 ตวเครองดานซาย 40

4-4 ตวเครองดานขวา 40

4-5 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 41

4-6 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 41

4-7 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42

4-8 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42

4-9 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42

4-10 ผลการทดสอบชวงเวลาท 1 ระดบเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44

4-11 ผลการทดสอบชวงเวลาท 2 ระดบเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44

4-12 ผลการทดสอบชวงเวลาท 3 ระดบเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44

4-13 ผลการทดสอบชวงเวลาท 4 ระดบเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 45

4-14 ผลการทดสอบชวงเวลาท 5 ระดบเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 45

สารบญตาราง ตารางท หนา

3-1 ผงดาเนนการ 38

4-1 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทความถ 1 KHz 43

4-2 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทาน (Potentiometer) 43

4-3 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทความถ 1 KHz 45

4-4 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทาน (Potentiometer) 46

บทท 1

บทนา

1.1 ความเปนมาและปญหาของโครงงาน

ปจจบนการเจรญเตบโตทางดานการคาในประเทศไทยมการพฒนาอยางมาก จนกระทงม

การกอตงเปนหางสรรพสนคา การขยายตวของหางสรรพสนคามเพมมากขนเรอยๆ เพอใหผคนม

ความสะดวกสบายในการใชบรการตางๆไมวาจะเปนทางดานอปโภคและบรโภค การใหบรการ

ตามหางสรรพสนคามหลากหลายรปแบบ หนงในการใหบรการทเหนไดชดเจนกคอ เสยงเพลงตาม

สาย หรอการแจงขอมลขาวสารใหแกลกคา สงเกตไดจากเวลาเดนซอสนคา จะมการเปดเพลงไป

ดวยเพอใหลกคาทซอสนคารสกมความเพลดเพลนกบการเลอกซอสนคา

ในแตละวนจานวนของผใชบรการทางหางสรรพสนคาจะมจานวนไมเทากน จะมากหรอ

นอยนนขนอยกบชวงวนและเวลาวางของแตละบคคลท เมอพจารณาวนทมผใชบรการทาง

หางสรรพสนคาเปนจานวนมากจะสามารถแบงไดเปน 2 ชวงหลกๆ คอ 1) ชวงวนธรรมดา จะเปน

เวลาพกทานอาหารกลางวนและเวลาหลงเลกจากการทางาน 2) ชวงเวลาของวนหยดจะเปนวนเสาร

วนอาทตยหรอวนหยดนกขตฤกษ แตชวงเวลาของวนหยดนนจะแตกตางกบชวงเวลาวนธรรมดาท

จานวนของผเขามาใชบรการ จะมจานวนมากเกอบตลอดทงวน ซงชวงเวลาน ทางหางสรรพสนคา

ตองปรบเสยงเพลงหรอเสยงประกาศใหดงขนตามจานวนของผใชบรการทมากขนดวย และเมอถง

ชวงเวลาทมผใชบรการนอยกไมจาเปนตองปรบเสยงใหดงมากจากเดมทเปนอย จงจาเปนตองม

พนกงานคอยควบคมเครองกระจายเสยง โดยการปรบเพมระดบเสยงขนหรอลดระดบเสยงลงให

เหมาะสมกบเวลาดงกลาว แตอาจมกรณทพนกงานควบคมเครองกระจายเสยงตดธระหรองาน

เรงดวนทสาคญ ซงจะไมมผควบคมเครองกระจายเสยงเพอปรบระดบเสยงใหเหมาะสมกบจานวน

คนทเขามาใชบรการเมอถงเวลา และหากแกปญหาดงกลาวโดยการเปดเครองกระจายเสยงใหดง

ตลอดทงวน จะเปนวธททาใหสนเปลองพลงงานไฟฟาโดยไมจาเปนอกทงจะทาใหเสยคาใชจายใน

การเสยคาไฟเพมขนอกดวย

ดงนนจงทาการสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาโดยใชในการควบคมการ

ทางานวงจรสวนตางๆของเครองกระจายเสยงแทนพนกงานเพอแกไขปญหาดงกลาวและอานวย

ความสะดวกสบายแกพนกงานตามหางสรรพสนคา

1.2 วตถประสงคของโครงงาน

เพอสรางเครองควบคมเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

1.3 ขอบเขตของโครงงาน

1.3.1 Hardware

1. เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนจานวนโดยใช

ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51

2. ตดตง Sensor เพอนบจานวนลกคาทประตทางเขาและทางออกของแบบจาลอง

3. แสดงผลโดยใช LCD

4. ใชกบระบบไฟฟา 220 โวลต 50 เฮรตซ

1.3.2 Software

1. สามารถควบคมเสยงอตโนมตตามเวลาทกาหนดได

2. บนทกรายการไดไมนอยกวา 7 วนโดยการแสดงผลตงแตวนอาทตยถงวนเสาร

3. ตงคาเวลาไดสงสดไมเกน 9 รายการตอ 1 วน

4. สามารถตงเวลา, ระดบเสยงดวยคยบอรด

5. สามารถเลอกการทางานใหเลอก 3 โหมด

-โหมดผใชเปนผควบคม (Manual mode)

-โหมดอตโนมต (Auto mode)

-โหมดตงเวลา (Preset mode)

6. เครองสามารถจดจาและนบเวลาตอไดเมอหยดจายไฟใหเครอง

7. เมอปดและเปดเครอง เครองจะยงทางานตอไดโดยไมตองตงคาใหม

8. สามารถรายงานสถตคนเขา-ออกไดในระยะเวลา 1 สปดาหโดยรายงานเปน

ตารางและกราฟ

9. สามารถสงพมพสถตคนเขา-ออกไดโดยใชคอมพวเตอร

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. ชวยประหยดพลงงานไฟฟาเนองจากการควบคมเสยงขนอยกบลกคาทาใหไมตองเปด

เสยงใหมความดงในระดบเดยวกนตลอดทงวน

2. เพมความสะดวกใหกบพนกงานผควบคมเครองขยายเสยงของหางสรรพสนคา

บทท 2

ทฤษฏและเอกสารทเกยวของ

การศกษาขอมลและเอกสารตางๆทเกยวของกบทฤษฎและหลกการทนามาใชในโครงงาน

เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ผจดทาโครงงานไดลาดบหวขอ

การศกษาเอกสารเพอศกษาขอมลตางๆ ดงน

2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร (MCS-51)

2.2 หนวยความจา (EEPROM)

2.3 วงจรสรางฐานเวลาจรง (Real-Time-Clock)

2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Potentiometer)

2.5 เซนเซอร (Optic Sensor)

2.6 พอรตอนกรม (RS-232)

2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2 (นครและชยวฒน, 2521)

ไมโครคอมพวเตอรทรจกกนนน โดยทวไปจะประกอบดวย ไมโครโปรเซสเซอร,

หนวยความจาโปรแกรม, หนวยความจาขอมลและอปกรณอนพต/เอาตพต ไมโครคอมพวเตอรบาง

ตวอาจจะม Timer/Counter, ตวแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล เปนตน ในปจจบนเทคโนโลย

กาวหนาสามารถทาการลดขนาดไมโครคอมพวเตอรขนาดใหญใหเหลอแคไมโครคอมพวเตอรท

เปน เพยงชปเด ยว ในเ นอหาตอไปน จะกล าวถงไมโครคอมพว เตอร ท เปนชปเด ยว ซง

ไมโครคอมพวเตอรชปเดยวนจะเรยกวา ไมโครคอมพวเตอร

ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2 ของบรษท Philips มหนวยความจา

โปรแกรมแบบแฟลช 64 กโลไบต มขาพอรตสาหรบใชงานมากถง 4 พอรต (P0-P3) พรอมทงไทม

เมอร 3 ตว มโมดล PCA สาหรบสรางสญญาณ PWM มากถง 5 ชอง รวมทงมหนวยความจาแรม

พเศษอก 1 กโลไบต และสามารถโปรแกรมหนวยความจาผานพอรตอนกรมในแบบ ISP ไดดวย

2.1.1 คณสมบตของไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2

เปนไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51 ซงมหนวยความจาภายในเปนแบบแฟลชม

คณสมบตทางเทคนคทโดดเดนดงน

1. เปนไมโครคอนโทรลเลอร 8 บตทเขากนไดกบไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 2. ในการโปรแกรมสามารถลบและเขยนใหมไดถงหนงหมนครงมขนาดหนวย ความจาโปรแกรม 64 กโลไบต 3. หนวยความจาขอมลแรมภายในมขนาด 1 กโลไบต

4. โปรแกรมขอมลลงในหนวยความจาโปรแกรมแบบ ISP

5. ความถสญญาณนาฬกาสงสด 40MHz ในกรณทางานดวยสญญาณนาฬกาภาย

ใน 12 ลกตอแมชชนไซเกลและ 20MHz ในกรณทางานดวยสญญาณนาฬกา

ภายใน 6 ลกตอแมชชนไซเกล

6. ขาพอรต 8 บต 4 พอรต แบบกงสองทศทางเปนไดทงอนพตและเอาตพต

7. อปกรณเพอรเฟอรลภายในไมโครคอนโทรเลอรสามารถทางานดวยความเรว 12

ลกสญญาณนาฬกาตอแมชชนไซเกลได แมวาซพยจะทางานดวยความเรว 6 ลก

สญญาณนาฬกาภายในตอแมชชนไซเกล

8. มวงจรสอสารอนกรมแบบฟลดเพลกซ

9. ไทมเมอร/เคานเตอรขนาด 16 บต 3 ตว

10. มรจสเตอรตวชตาแหนงขอมลหรอ DPTR 2 ตว

11. สามารถรองรบแหลงกาเนดอนเตอรรปตได 8 ประเภท

12. กาหนดนยสาคญของการตอบสนองอนเตอรรปตได 4 ระดบ

13. สามารถตดตอหนวยความจาภายนอกไดสงสด 64 กโลไบต

14. มวอตชดอกไทมเมอร

15. มวงจรโมดลนบโปรแกรมไดบรรจวงจรตรวจจบสญญาณเปรยบเทยบสญญาณวงจร

มอดเลชนทางความกวางพลสและวอตชดอกไทมเมอร

ALEPORT2

RDWR

PSEN

P89V51RD2

PORT0

573

OE

A0-A7

D0-D7

A8-A15

2764

Progrom

OE

Memory

A0-A12 DataMemory

RDWR

6264

ภาพท 2-1 หนวยความจาของ P89V51RD2

ภาพท 2-1 เปนหนวยความจาสาคญของไมโครคอมพวเตอร ซงขนอยกนการนาไปใชงาน

สามารถแบงหนวยความจาเปน 2 กลมคอ หนวยความจาโปรแกรมและหนวยความจาขอมล

2.1.2 หนวยความจาโปรแกรมภายนอก (Program Memory)

หนวยความจาชนดทาหนาทเกบคาสงของผเขยน โปรแกรมสวนใหญจะใช EPROM เปน

ตวเกบ โดยมสญญาณ PSEN เปนขาสญญาณเพอตดตอกบ EPROM สามารถอางหนวยความจาได

64 กโลไบต ชอของ EPROM นนสวนใหญจะขนดวย 27 แลวตามดวยขนาดของหนวยความจาเชน

2764 หมายเลข 64 คอขนาดหนวยความจา โดยเอา 64/8 กโลไบต เรากจะไดขนาดของ EPROM ตว

น จากนนไดมการ พฒนา MCS-51 โดยเอา EPROM ใสเขาไปในตว MCS-51 แลวตงชอเบอรใหม

วา 8751 และกมการพฒนาขนไปอกคอการนาเอา Flash ROM ซงสามารถลบและเขยนดวยไฟฟา

เขาไปใน MCS-51 แลวตงชอใหมวา 8951 จนเปนทนยมในปจจบน

2.1.3 หนวยความจาขอมลภายนอก (Data Memory) หนวยความจาชนดนทาหนาทเกบขอมลตางๆทเราตองการ ซงกคอ RAM ทตออยภายนอก

สามารถเขาถงขอมลโดยใชขา RD , WR ในการเขยนและอาน Data จาก RAM MCS-51 สามารถ

อางหนวยความจาขอมลภายนอกได 64 กโลไบต เชนกนสวนใหญหนวยความจานจะถกจด

Address ใหถดจาก Program Memory (EPROM) RAM ทสวนใหญจะเปน Static RAM เบอรจะขน

ดวย หมายเลข 61,62,64,68 แลวตามดวยขนาดของหนวยความจาเชน 6264 หมายเลข 64 คอขนาด

ของหนวยความจา โดยเอาคา 64/8 = 8 กโลไบต เรากจะไดขนาดของ RAM

2.1.4 หนวยความจาโปรแกรมภายใน (Internal RAM) เปนหนวยความจาโปรแกรมภายใน ซงเปน RAM ในหนวยความจานน จะประกอบดวย

Register ซงจะม Address ประจาตว ดงภาพท 2-2 ซงทาหนาทแตกตางกนไปตามการใชงาน

ภาพท 2-2 รจสเตอรของหนวยความจาภายใน

2.2 หนวยความจา (EEPROM) (ชาตและคณะ, 2549)

หนวยความจาคออปกรณเกบสถานะขอมลและชดคาสง เพอการประมวลผลของ

คอมพวเตอร หนวยความจาแบงไดเปนสองประเภทใหญ ๆ คอ

2.2.1 รอม (ROM : Read-only Memory หนวยความจาอานอยางเดยว) รอม เปน

หนวยความจาแบบสารกงตวนาชวคราวชนดอานไดอยางเดยว ใชเปนสอบนทกในคอมพวเตอร

เพราะไมสามารถบนทกซาได เปนหนวยความจาทมซอฟตแวรหรอขอมลอยแลว และพรอมทจะ

นามาตอกบไมโครโพรเซสเซอรไดโดยตรง หนวยความจาประเภทนแมไมมไฟเลยงตออย ขอมลก

จะไมหายไปจากหนวยความจา (nonvolatile) โดยทวไปจะใชเกบขอมลทไมตองมการแกไขอก เชน

- เกบโปรแกรมไบออส (Basic Input output System: BIOS) หรอเฟรมแวร ทควบคมการ

ทางานของคอมพวเตอร

- ใชเกบโปรแกรมการทางานสาหรบเครองคดเลข

- ใชเกบโปรแกรมของคอมพวเตอรททางานเฉพาะดาน เชน ในรถยนตทใชระบบ

คอมพวเตอรควบคมวงจร ควบคมในเครองซกผา เปนตน

หนวยความจาประเภท ROM นยงแบงออกเปนประเภทยอยๆ ตามลกษณะการใชงานได

หลายประเภท สาหรบเทคโนโลยในการผลตตวไอซททาหนาทเปน ROM มทงแบบ MOS และ

แบบไบโพลาร

2.2.1.1 ชนดของ ROM Mask ROM หนวยความจาประเภทน ขอมลทงหมดทอยภายในจะถกโปรแกรมมาจากโรงงานตงแตขนตอนการผลตไอซ เราจะใช ROM ชนดน เมอขอมลนนไมมการเปลยนแปลง และเหมาะสาหรบงานทผลตครงละมากๆ ผใชไมสามารถ เปลยนแปลงขอมลภายใน ROM ได ROM ประเภทนมทงแบบไบโพลารและแบบ MOS PROM (Programmable ROM) จากไอซ ROM แบบแรกการโปรแกรมขอมลจะตองโปรแกรมมาจากโรงงาน และตองผลตจานวนมากจงจะคมคากบตนทนในการผลต อกทงโรงงานผผลตไอซจะรขอมลทเกบอยดวย สาหรบระบบดจทลหรอคอมพวเตอรทผลตออกมาจานวนไมมากและตองการใชหนวยความจา ROM สามารถนาหนวยความจา ROM มาโปรมแกรมเองได โดยหนวยความจานจะเรยกวา PROM ( Programmable Read Only Memory ) หนวยความจาประเภทน เซลลเกบขอมลแตละเซลลจะมฟวส ( fused ) ตออย เปนหนวยความจาทขอมลทตองการโปรแกรมจะถกโปรแกรมโดยผใชเอง โดยปอนพลสแรงดนสง ( HIGH VOLTAGE PULSED ) ไอซ PROM ทยงไมถกโปรแกรมนน ขอมลทกเซลลหรอทกบตจะมคาเทากนหมด คอ มลอจกเปน 1 แตเมอไดมการโปรแกรมโดยปอนแรงดนไฟสงๆเขาไปจะทาใหเซลลบางเซลลฟวสขาดไป ทาใหตาแหนงทเซลลนนตออยมลอจกเปน 0 เมอ PROM ถกโปรแกรมแลว ขอมลภายใน จะไมสามารถเปลยนแปลงไดอก เนองจากฟวสทขาดไปแลวมาสามารถตอได หนวยความจาชนดน จะใชในงานทใชความเรวสง ซงความเรวสงกวา หนวยความจาทโปรแกรมไดชนดอนๆ

EPROM (Erasable Programmable ROM) หนวยความจาประเภท EPROM เปนหนวยความจาประเภท PROM ทสามารถลบขอมลหรอโปรแกรมขอมลใหมได เหมาะสาหรบงานสรางวงจรตนแบบทอาจตองมการแกไขโปรแกรมหรอขอมลใหม ขอมลจะถกโปรแกรม โดยผใชโดยการใหสญญาณ ทมแรงดนสง ( HIGH VOLTAGE SIGNAL ) ผานเขาไปในตว EPROM ซงเปนวธเดยวกบทใชใน PROM หนวยความจาประเภทนม 2 ประเภท คอ ประเภททลบขอมลดวยรงสอลตราไวโอเลต หรอทเรยกกนวา UV PROM หนวยความจาประเภท UV PROM การโปรแกรมทาไดโดยการปอนคาแรงดนไฟฟาทเหมาะสมเขาไป และขอมลจะถกบนทกไวตลอดไป สาหรบการลบขอมลทาไดดวยการฉายแสงอลตราไวโอเลตเขาไปในตว ไอซ โดยผานทางชองใสททาดวยผลกควอตซทอยบนตวไอซ เมอฉายแสงครหนง ( ประมาณ 5 - 10 นาท ) ขอมลทอยภายในกจะถกลบทง ซงชวงเวลาทฉายแสงนสามารถดไดจากขอมลทกาหนด ( DATA SHEET ) มากบตว EPROM EEPROM (Electrically Erasable PROM) จะเปนเทคโนโลยซงรวมเอาขอดของรอมและแรมเขาดวยกน กลาวคอจะเปนชปทใชไฟฟาในการหลอเลยง (non-volatile) สามารถเขยน แกไข หรอลบขอมลทเกบไวไดดวยโปรแกรมพเศษ โดยไมตองถอดออกจากเครองคอมพวเตอรเลย ทาใหเปรยบเสมอนหนวยเกบขอมลสารองทมความเรวสงอยางไรกตาม หนวยความจาชนดนจะมขอดอยอย 2 ประการเมอเทยบกบหนวยเกบขอมลสารอง นนคอราคาทสงและมความจขอมลตากวามาก ทาใหการใชงานยงจากดอยกบงานทตองการความเรวสง และเกบขอมลไมมากนก ตงอยางของหนวยความจาแบบ EEPROM ทรจกกนดคอ หนวยความจาแบบแฟลช (Flash memory) ซงนยมนามาใชเกบ BIOS ในเครองรนใหมๆ 2.2.1.2 การอานขอมลจาก ROM CPU จะสงแอดเดรสไปให ROM แอดเดรสดงกลาวจะปรากฏ เปนแอดเดรสทตองการอาน ใน ROM โดยขอมลจะถกอานออกมาเพยงครงละ 1 ไบตเทานน CPU จะตองใหชวงเวลาของการสงแอดเดรสยาวนานพอประมาณ (Wait State) เรยกวา Access Time โดยปกตแลวจะตองใชเวลาประมาณ 100 - 300 นาโนวนาท ซงขนอยกบชนดของ ROM ซง ROM จะใชเวลานนในการถอดรหสแอดเดรส ของขอมลทตองการจะอานออกมาทเอาตพตของ ROM ซงถาใชเวลาเรวกวานน ROM จะตอบสนองไมทน CPU จะสงสญญาณไปทาการเลอก ROM เรยกวา สญญาณ CS (Chip Select) เพอบอกวาตองการเลอก ROM ซงเปนการสงสญญาณเพอยนยนการเลอกชปนนเอง ขอมลจะผานออกทางขาขอมลชวขณะจงหวะการเลอกชป และเมอขาการเลอกชปไมแอคทฟ ขอมลกจะเขาสภาวะทมอมพแดนซสง

2.2.2 แรม (RAM : Random Access Memory หนวยความจาเขาถงโดยสม หรอหนวยความจาชวคราว) แรม เปนหนวยความจาหลก ทใชในระบบคอมพวเตอรยคปจจบน หนวยความจาชนดน อนญาตใหเขยนและอานขอมลไดในตาแหนงตางๆ อยางอสระ และรวดเรวพอสมควร ซงตางจากสอเกบขอมลชนดอนๆ อยางเทป หรอดสก ทมขอจากดในการอานและเขยนขอมล ทตองทาตามลาดบกอนหลงตามทจดเกบไวในสอ หรอมขอกาจดแบบรอม ทอนญาตใหอานเพยงอยางเดยว ขอมลในแรม อาจเปนโปรแกรมทกาลงทางาน หรอขอมลทใชในการประมวลผลของโปรแกรมทกาลงทางานอย ขอมลในแรมจะหายไปทนท เมอระบบคอมพวเตอรถกปดลง เนองจากหนวยความจาชนดน จะเกบขอมลไดเฉพาะเวลาทมกระแสไฟฟาหลอเลยงเทานน ประเภทของแรม - SRAM (Static RAM) - NV-RAM (Non-volatile RAM) - DRAM (Dynamic RAM) - Dual-ported RAM - SDRA EEPROM (Electronic Erasable Programmable Read Only Memory) คอหนวยความจาROM สามารถเขยนขอมลลงไปได สามารถลบขอมลไดหากไมตองการโดยการใชไฟฟาในการลบขอมลกระบวนการนาขอมลไปจดเกบไวภายในหนวยความจา ROM เรยกวาการเขยน (Write) ไปยงหนวยความจาและเมอมการนาขอมลทจดเกบนนไวออกมากจะเรยกวาการอาน (Read) จากหนวยความจาซงกระบวนการทงสองนจะตองกระทาภายในชวงรอบเวลาทกาหนดไว

2.3 ทฤษฎไอซฐานเวลาจรง (นกรและคณะ, 2548)

2.3.1 คณสมบตของ DS 1307

เปน Chips Support ประเภท Real Time Clock (RTC) แบบ Clock/Calendar ขนาดเลกซง

ถกพฒนาและคดคนขนโดย “Dallas Semiconductor” ซงใชสาหรบทาหนาทเกยวกบระบบฐานเวลา

ในลกษณะของนาฬกา เวลา และปฏทนเปนหลก โดยลกษณะการทางานของอปกรณตวนจะทา

หนาทในการนบเวลา โดยใหหนวยการนบแยกออกเปนหลายๆหนวยไมวาจะเปน วนาท นาท

ชวโมง วนท วนในหนงสปดาห เดอน และป ค.ศ. ซงจะชวยในเรองการสนบสนนการทางานของ

ไมโครคอนโทรลเลอรใหมความคลองตวและสะดวกมากขน เมอจาเปนทตองประยกตใชงาน

ไมโครคอนโทรลเลอรในลกษณะทตองเกยวของกบระบบเวลาตางๆขางตน

โดยฐานเวลา RTC เบอร DS 1307 นนเปนชปฐานเวลาใชวธการเชอมตอแบบ I2C Bus โดยภายในตวจะบรรจวงจรนบของฐานเวลาไวใหใชงานอยางครบถวน ตงแต วนาท นาท ชวโมง วนท เดอน วนในหนงสปดาหและ ป ค.ศ. นอกจากนยงมความออนตวในการใชงานคอนขางดเกยวกบระบบเวลา เชน คาของชวโมงสามารถกาหนดไดจากโปรแกรมวาจะใหเปน 12 ชวโมงหรอ 24 ชวโมง และในสวนของวนทและวนในสปดาหกสามารถปรบเปลยนไดเองวา เดอนใดม 28/29/30 หรอ 31 วนอยางอตโนมต ซงนอกจากนจะใชงานเปนฐานเวลา RTC แลว DS 1307 นยงมหนวยความจา RAM ขนาด 8 บต จานวน 56 ไบต สาหรบใหผใชนาไปใชงานเกบขอมลไดอยางอสระ เชน อาจนาไปใชในการเกบคาการตง เวลา เพอใชตงเวลาเปด-ปด อปกรณไฟฟา เปนตน สาหรบคณสมบตโดยรวมของ RTC เบอร DS 1307 มคณสมบตทนาสนใจดงน 1. เปนนาฬกาทสามารถจะใหขอมลออกมาเปน วนาท นาท ชวโมง วนท สปดาห เดอน และ

ป ซง ชดเชยคาแลว สามารถใชงานไดถงป 2100

2. ม RAM แบบ Nonvolatile จานวน 56 ไบต

3. สามารถตงโปรแกรมใหสงสญญาณรปสเหลยม (Square Wave) ออกทเอาตพตได

4. สามารถตรวจสอบระบบไฟเลยง และสลบไปใชแบตเตอร ไดโดยอตโนมต

5. เมอใชพลงงานจากแบตเตอรจะใชไฟนอยกวา 500 นาโนแอมแปรท 25 องศาเซลเซยส

6. สามารถเลอก RTC เบอร DS 1307 รนทใชงานในอตสาหกรรมไดโดยสามารถใชงาน

อณหภมไดในชวง –40 ถง +85 องศาเซลเซยส

7. ใชการเชอมตอแบบอนกรม I2C Bus

8. สามารถโปรแกรมการทางานของนาฬกาเปนแบบ 12 ชวโมง และ 24 ชวโมงได

9. ใชงานกบความถ 32.768 เมกกะเฮรตซ

DS 1307 เปนอปกรณทตออยกบบสแบบ I2C โดยทจะทาตวเปน Slave การเขาถงขอมล

ภายในจะสามารถทาไดโดยการสงเงอนไข Start Condition รหสเลขประจาตว และมตาแหนงเลข

แอดเดรสของรจสเตอร ตามลาดบลงบนบสแบบ I2C ทม DS 1307 ตอรวมอย โดยรจสเตอรจะถก

เขาถงตอไปเรอยๆจนกระทงเกดเงอนไข Stop Condition ขนในระบบบสและเมอแรงดนทขา VCC

ตกลงตากวาแรงดนทขา VBAT แลว DS 1307 จะสลบตวเองเขาสโหมดประหยดพลงงานและใช

OSCILLATORAND DIVIDER

SERIAL BUSINTERFACE

SQUARE WAVEOUT

POWERCONTROL

CONTROLLOGIC

ADDRESSREGISTER

RTC

RAM(56x8)

X1 X2

SQW/OUT

VccVbntGND

SCL

SDA

พลงงานจากแบตเตอรททาหนาทเปนตวไฟเลยงสารองเพอไมใหขอมลผดเพยน แตในทางกลบกน

DS 1307 นนจะกลบไปทางานในโหมดปกตเมอมแรงดนทขา VCC สงขนมากกวาแรงดนททางดาน

ขา VBAT ประมาณ 0.2 โวลต

ภาพท 2-3 โครงสรางภายในของ RTC เบอร DS 1307

จากภาพท 2-3 จะพบวา DS 1307 ประกอบขนจากวงจรหลายๆสวน เชน วงจร Power

Control วงจรเชอมตอแบบ I2C วงจรถอดรหสตาแหนงแอดเดรส วงจรสรางสญญาณ Square Wave

Output และวงจรกาเนดความถขนาด 32.768 เมกกะเฮรตซ โดยจะตองตอตวครสตลจากภายนอก

ใหกบขา X1 และ X2 ดวย ซงสาหรบหนวยความจานน DS 1307 จะมโครงสรางของหนวยความจา

ตงแต 8 บต จานวน 64 ไบต โดยจะทาการแบงออกเปนรจสเตอรของสวนทเปนของฐานเวลาจานวน 8

ไบต (00H-07H) และสวนทใชงานเปนหนวยความจา RAM ทวไปไดอก 56 ไบต (08H-3FH)

2.3.2 การจดสรรตาแหนงหนวยความจา โครงสรางภายในของ DS 1307 จะเปนแบบ RAM ซงจะมขนาด 8 บต และมทงหมดจานวน 64 ตาแหนง โดยจดสรรเปนสวนของ RTC จานวน 8 ตาแหนง และปลอยวางเอาไวสาหรบใชงานเปน RAM ทวไป อกจานวน 56 ตาแหนง โดยทในการอานขอมลหรอเขยนขอมลระหวาง CPU กบ DS 1307 นนจะใชวธสอสารอนกรมแบบ I2C Bus โดยทเมอไดทาการตดตอกบ DS 1307 ในแตละครงนน คาตวชตาแหนงแอดเดรสของ DS 1307 นนกจะมคาเพมขนครงละ 1 ตาแหนง โดยอตโนมต ซงในกรณทไดมการอานขอมลหรอเขยนขอมลกบตว DS 1307 แบบหลายๆไบต ตอเนองกนนน เมอคาตาแหนงแอดเดรสของ DS 1307 เพมคาจนถงตาแหนงสงสด (3FH) แลวคาตาแหนงแอดเดรสกจะวนกลบมาเปน 00H ใหม ดงภาพท 2-4

ภาพท 2-4 การจดโครงสรางหนวยความจา DS 1307

2.3.3 โครงสรางหนวยความจาของ Time Keeping Register ดงไดกลาวมาแลววาตาแหนงหนวยความจาของ DS1307 ใน 8 ตาแหนงแรก (00H-07H) นนจะถกจดสรรไวเปนตาแหนงสาหรบการทางานของรจสเตอรตางๆของสวนฐานเวลา RTC ดงภาพท 2-5

ภาพท 2-5 ลกษณะโครงสรางของ Time Keeping Register

โดยคาทเกบไวในรจสเตอรทกตวจะเปนแบบ BCD (Binary Code Decimal) แตจะมบตทม

คณสมบตการทางานพเศษแฝงอยในรจสเตอรเหลานดวยจานวน 2 บต คอ

1. บต CH เปนบต Clock Halt ซงจะแฝงตวอยในตาแหนงบต 7 ของรจสเตอรสาหรบเกบ

คาหนวยเวลาของวนาท (ตาแหนงแอดเดรส 00H) โดยทบตนจะใชสาหรบควบคมการ

ทางานของสญญาณนาฬกา โดยถาบตนมคาเปน “1” นนจะเปนการสงใหหยดการทางาน

ของสญญาณนาฬกา ทจะปอนใหกบวงจร RTC ทาใหนาฬกาหยดทางาน ซงจะใช

สาหรบการตงเวลาตางๆ แตถาบตน มคาเปน “0” จะเปนการปลอยใหสญญาณนาฬกา

ของ RTC ทางานตามปกต

2. บต 12/24 เปนบตใชสาหรบเลอกระบบนาฬกาเปน 12 ชวโมง หรอ 24 ชวโมง โดยถาบต

น มคาเปน “1” จะเปนการกาหนดคาเวลาใหเปนแบบ 12 ชวโมงเชา และแบบ 12

ชวโมงบาย โดยทจะตองตรวจสอบคาของเวลาเชาหรอบายจาก บต5 (A/P) รวมดวย และ

ถาบตนถกกาหนดใหมคาเปน “0” จะเปนการกาหนดใหระบบเวลาเปนแบบ 24 ชวโมง

2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Microchip Technology lnc, Datasheet for electronic

components, www.datasheetcatalog.com; 04/05/2251)

อปกรณ MCP41xxx และ MCP42xxx เปนอปกรณทมการเปลยนแปลง 256 ตาแหนง

โพเทนธโอมเตอรแบบดจทลจะมความตานทานตงแต 10kΩ 50kΩ และ 100kΩ เบอร

MCP41xxx ม 8 ขา ทงแบบ PDIP และ SOIC เบอร MCP42xxx จะม 14 ขา ทงแบบ PDIP, SOIC

และ TSSOP อปกรณตวนกนกระแสนอยกวา 1μA สามารถใชซอฟตแวรในการควบคมหรอหยด

การเชอมตอทจด A จากตวตานทานทเชอมตอโดย Wiperไปยงจด B ในการเพมมาใชชองทางคจะ

ใชไอซเบอร MPC42xxx จะมขาSHDN ในโหมดการปดเครอง ขอมลทอยในรจสเตอรสามารถทา

การเปลยนแปลงได และโพเทนธโอมเตอรจะยอนกลบมาเรมตนดวยตาแหนงกลางสเกล (80h)

อปกรณชนนจะทางานทมแหลงจายแรงดน 2.7V-5.5V จากคณสมบตทวไปของไอซตระกลน จงได

ทาการเลอกใชไอซเบอร MCP42100 มขนาด 100 kΩ 14 ขา

2.4.1 โหมดการทางาน

ในการนาโพเทนธโอมเตอรแบบดจทลไปใชงาน สามารถแบงออกเปน 2 โหมด คอ โหมด

rheostat และ potentiometer หรอโหมดแบงแรงดน

2.4.1.1 Rheostat Mode

Rheostat Mode นน Potentiometer จะมลกษณะเปน 2 ขา ซงขาทไมไดใชงานจะเชอมตอ

กนดงภาพท 2-6 จะตออยระหวางขา A และ B จะไมมผลกระทบตอระบบ

ภาพท 2-6 อปกรณ 2 ขา หรอ Rheostat

ถาหากนาอปกรณดงกลาวไปใชในการควบคมความตานทานรวมระหวางขา A และ B ท

วดไดจะตองมคาตาสด ซงอยในรปของโคด 00h ซงบรเวณ Wiper จะตอไปยงขา B คาความใน

รปแบบโคดจะเปรยบเสมอนกบความตานทานของ Wiper โดยทวไป 52kΩ ใชสาหรบอปกรณ 10

kΩ MPD4x010 125Ω ใชสาหรบอปกรณ 50kΩ (MPC4x050) และ 100kΩ (MPC4x100) สาหรบ

10kΩ ขนาดของ LSB จะมคาประมาณ 39.0625 Ω Wiper จะไมมทางเชอมถงกนโดยตรงกบขา A

ใน Stack ในสถานะ 00h ควมตานทานรวมจะเปนความตานทานของ Wiper เพอเปนการหลกเลยง

ความเสยหายภายในควรจายกระแสไมเกน 1 mA สาหรบอปกรณ 2 ตว จะมการเปลยนแปลงชอง

ตอชองทงค ความตานทานรวมจาก A ถง B จะสญเสยประมาณ 1% เมอเปรยบเทยบระหวาง

อปกรณตออปกรณ อยางไรกตามกสามารถเพมขนไดถง 30% ใน Rheostat Mode คาความตานทาน

จะเพมขนไดจากสมประสทธของอณหภม การเปลยนแปลงใน Wiper ไปยงจดปลายทาง คาความ

ตานทานจากอณหภมสวนมากทเกดขนในครงแรก 6% สาหรบโคด (00h ถง 0Fh) สมประสทธ

ความตานทานรวมจะสงผลกระทบและกยงคงสงผลตอความตานทานรวม ABR โดยทวไป 800

ppm C° 2.4.1.2 Potentiometer Mode

สาหรบ Potentiometer Mode เปนอปกรณทม 3 ชองทางซงมจดแตกตางในวงจร

Potentiometer จะทาใหแรงดนเอาตพตไดสดสวนกบอนพต ในโหมดนบางครงเรยกวา โหมดแบง

แรงดน Potentiometer จะใชปรบเปลยนแรงดนโดยการปรบ Wiper ทตาแหนง ระหวางการทแสดง

ในภาพท 2-7 ลกษณะการตอขวกลบกนจะไมสงผลกระทบ

ภาพท 2-7 โหมดการแบงแยก

ในโหมดน อตราสมประสทธของอณหภมจะถกจากด ความตานทานทงคของ WBR และ

ABR กระทากบสมประสทธของอณหภมของ 1 ppm C° (วดจากโคด 80h) ทตากวาโคด

สมประสทธอณหภมของความตานทาน Wiper ยงคงสงผลตอ Wiper ซงแสดงท 70% ของ

สมประสทธของอณหภมโดยทวไป ซงสงผลนอยกวาท 5 ppm C° 30% ของสถานะทวไปจะม

ppm C° นอยกวา 1

2.5 เซนเซอร (วศรต ศรรตนะ; 2550)

อปกรณเซนเซอรและทรานสดวเซอร เปนสวนประกอบทสาคญทสดอยางหนงของ

เครองมอวดทางอตสาหกรรมคอ อปกรณททาหนาทเปนเซนเซอรและตวทรานสดวเซอรซง

อปกรณตางๆเหลานสามารถแบงออกไดมากมายหลายชนดตามลกษณะของโครงสรางและการ

ทางานในการพจารณาเลอกใชอปกรณเซนเซอรและทรานสดวเซอรใหมความเหมาะสมและเกด

ประสทธภาพสงสดนนขนอยกบองคประกอบตางๆดงน เชนชนดของตวแปรทตองการตรวจวด คา

ปรมาณตวแปร ยานในการตรวจวดตลอดจนสภาพแวดลอม โดยรอบๆของตวแปรเหลานนเปนตน

ในบทนจะกลาวถงลกษณะของเซนเซอรและทรานสดวเซอรประเภทตางๆ การแยกประเภทของ

เซนเซอรและทรานสดวเซอรตามโครงสรางและความตองการพนฐานของเซนเซอรและทรานดวส

เซอรไดเหมาะสมกบการใชงานมากทสด

เซนเซอรเปนอปกรณทใชสาหรบตรวจรปรมาณของตวแปรตางๆเพอปอนใหกบระบบ

และกระบวนการ อปกรณเซนเซอรจดวาเปนอปกรณทมความสาคญอยางมาก ไมเพยงแตเฉพาะใน

การควบคมกระบวนการทางอตสาหกรรมใหสามารถทางานไดอยางอตโนมตเทานน แตใน

เครองมอวดทางอตสาหกรรมกจาเปนตองใชอปกรณชนดนเชนกน ยกตวอยางเชน การตรวจวด

ตาแหนงและระยะการเคลอนท ความสวาง ความรอน ความดน การไหลระดบ และความหนาแนน

ฯลฯ สญญาณทางดานเอาตพตทไดจากการตรวจรของอปกรณเซนเซอร ทอยในรปของ

สญญาณไฟฟานน สามารถแบงออกไดเปน 3 ลกษณะ ขนอยกบความตองการของระบบหรอ

อปกรณทตอรวมคอ สญญาณแอนะลอก สญญาณดจทล และสญญาณไบนาร

ทรานสดวเซอร หมายถง อปกรณทใชสาหรบแปลงพลงงานจากรปแบบหนงไปเปน

พลงงานอกรปแบบหนง ซงอาจจะกลาวไดวา “ทรานสดวเซอรกคอเซนเซอร แตเซนเซอรไมใช

เซนเซอร” เนองจากกอนททรานสดวเซอรจะทาการแปลงพลงงานใดๆจะตองมการรบรหรอตรวจ

ปรมาณของตวแปรทตองการเปลยนรปพลงงานเสยกอนแลวจงคอยทาการแปลง ดงนนภายใน

อปกรณทรานสดวเซอรหนงตวจงประกอบไปดวยสวนสาคญ 2 สวนคอ สวนทรบรพลงงานและ

สวนทแปลงพลงงาน แตเมอพจารณาถงตวเซนเซอรแลวไมไดหมายความวาอปกรณเซนเซอรทกตว

จะเปนทรานสดวเซอร เนองจากอปกรณเซนเซอรมหนาทเพยงแคตรวจรเทานนแตไมสามารถ

เปลยนแปลงรปแบบของสญญาณทไดรบใหเปนพลงงานรปแบบอนได โดยปกตอปกรณ

ทรานสดวเซอรจะสามารถใหผลตอบสนองของสญญาณทางดานเอาตพพตไดกตอเมอมการนาไป

ตรวจวดปรมาณตวแปรทางดานอนพตซงอาจเปนไดทงปรมาณทางกายภาพหรอเชงกล

ทรานสดวเซอรทางไฟฟาเปนอปกรณตรวจรและแปลงปรมาณตวแปรตางๆเชนตวแปร

ทางกายภาพ ทางกล แมเหลกความรอน แสงและส ฯลฯ ใหอยในรปของสญญาณทางไฟฟาเพอให

เหมาะสมกบระบบหรออปกรณทตอรวม ซงแรงดนไฟฟาหรอกระแสไฟฟาทไดจากการตรวจวดจะ

เปนสดสวนกบปรมาณทางดานอนพตทเปลยนแปลงไปในขณะทความสมพนธระหวางอนพตและ

เอาตพตจะเปนฟงกชนทแนนอนตลอดจนความสมพนธระหวางเอาตพตกบพฤตกรรมของเวลาจะ

สามารถทานายไดเพอหาคาความแมนยา ความไวและการตอบสนองภายใตสภาพแวดลอมท

กาหนด ทงนคาพารามเตอรตางๆทสาคญและบงบอกถงประสทธภาพของทรานสดวเซอรคอ ความ

เปนเชงเสน ความสามรถในการซาคาเดม ความนาเชอถอรวมไปถงความละเอยด เปนตน โดย

สามารถสรปถงประโยชนหลกๆของทรานสดวเซอรทางไฟฟาไดดงน

1. สามารถนาเอาสญญาณเอาตพตทอยในรปของสญญาณไฟฟามาขยายใหอยในระดบทเหมาะสมกบอปกรณทตอรวมได

2. สามารถนาเอาสญญาณเอาตพตเพอใหเหมาะสมกบความตองการไมวาจะเปนการแสดงผลและบนทกคาในระยะทไกลจากตวเซนเซอรได และยงไปกวานนถาตวแสดงผลมมากกวา 1 ตว

แสดงผลทกตวตองสามารถทางานไดฟรอมกน

3. สามารถปรบแตงสญญาณเอาตพตเพอใหเหมาะสมกบความตองการไมวาจะเปนการแสดงผลหรอการควบคมไดซงจะตองมความสมพนธกบขนาดของสญญาณในรปของแรงดนไฟฟาหรอ

กระแสไฟฟา นอกจากนยงสามารถเปลยนขอมลทอยในรปของสญญาณแอนะลอกใหเปนขอมล

ทางความถหรอพลล และสญญาณเอาตพตทเปนแอนะลอกนนยงสามารถทจะแปลงใหอยในรป

ของสญญาณดจทลได เพอการแสดงผล พมพ หรอการสงผาน เมอสามารถทจะทาการปรบแตง

มอดเลตหรอขยายสญญาณทางดานเอาตพตไดแลวกไมใชเรองยากทจะนาเอาตสญญาณเอาตพต

ทไดนนไปใชเพอการบนทกลงบนเครอง Multichannel Recording Oscillograph ซงสามรถ

แสดงคาของทรานสดวเซอรทางไฟฟาไดพรอมๆกน

4. สญญาณไฟฟาทางดานเอาตพตจะตองอยในภาวะทเหมาะสม สามารถรวมกบสญญาณเอาตพต

จากทรานสดวเซอรตวอนๆหรอสญญาณควบคมอนๆได เชนใน Air Data Computer หรอระบบ

ควบคมการเปลยนแปลง (Adaptive Control System)

5. ทรานสดวเซอรนนจะตองถกออกแบบมาใหมขนาดและรปรางทเหมาะสมทสดทงนาหนกและปรมาตร

6. ในการออกแบบรปรางและขนาดของทรานสดวเซอรนนจะตองพจารณาไมใหมผลกระทบทอาจจะเกดขนกบการตรวจวดเชนในกรณของการวดคา ทมความแปรปรวน อปกรณ

ทรานสดวเซอรจะตองมขนาดเลกมากๆ โดยใชวธการเพมความถใหสงขนนอกจากขอดตางๆท

กลาวมาแลว ทรานสดวเซอรทางไฟฟาจะมขอดอยคอปญหาทเกดขนในการวดซงตองการความ

แมนยา แตในอปกรณทางไฟฟาบางครงกใหความนาเชอถอนอยกวาทางเชงกล เนองจากอาย

การใชงานทมากและการเคลอนตวของสวนประกอบทใชงานนอกจากนอปกรณเซนเซอรและ

ตวหรบสภาพวะเงอนไขของสญญาณตางกมราคาแพง อกทงในบางกรณความแมนยาและความ

ละเอยดอาจจะไมสงเทากบอปกรณทางกล ความแมนยาทดทสดทไดรบจะอยท 0.01% ถามการ

เลอกใชวสดทดมากๆ แตการพฒนาเทคโนโลยและวงจรในปจจบนสามารถทาใหมความแมนยา

และมความเสถยรเพมมากขน

2.5.1 เซนเซอรแสง

อปกรณทใชสาหรบเซนเซอรหรอตรวจรทางแสงจดเปนพรอกซมตเซนเซอรทมอย

มากมายหลายรปแบบขนอยกบลกษณะโครงสรางทางกายภาพโดยมการนามาใชงานอยาง

กวางขวางในทางอตสาหกรรม เนองจากมความเทยงตรงและแมนยาสง ราคาถก ตลอดจนการตดตง

และบารงรกษางาย นอกจากนยงสามารถประยกตใชกบงานไดเกอบทกประเภท เชน โฟโตอมสซฟ

หลอดโฟโตมลตพลายเออร โฟโตคอนดกตฟเซลล โฟโตโวลตาลกเซลล โฟโตไดโอดและโฟโต

ทรานซสเตอร เปนตน อปกรณโฟโตอมสซฟจะอาศยหลกการแพรกระจายของแสงทมาตกกระทบ

ลงบนแคโทด ใหอเลกตรอนเกดการเคลอนทและเปลงแสงออกจากพนผวของแคโทด สวน

อปกรณโฟโตคอนดกทฟนน ความตานทานภายในของตวเซนเซอรจะขนอยกบความเขมของแสง

ทมาตกกระทบ และสาหรบโฟโตโวลตาลกเซลลหรอเซลลพลงงานแสงอาทตยเปนอปกรณกระเภท

Active Transducer ทสามารถสรางแรงดนไฟฟาทางดานเอาตพตออกมาเปนอตราสวนโดยตรงกบ

ความเขมแสง ซงแสงดงกลาวในทนอาจอยในรปของอนฟาเรด อลตราไวโอเลต รงสแกรมมา รงส

เอกซ หรอแสงลกษณะอนๆทสายตามนษยมองเหน

2.5.2 อปกรณกาเนดแสง

ปกตแลวการประยกตใชงานอปกรณเซนเซอรแสงสาหรบตรวจวดการกระจดหรอ

เซนเซอรวสดใดๆ โดยทวไปชดของเซนเซอรจะประกอบดวยอปกรณ 2 สวนคอ ตวรบแสงและตว

สงแสง อปกรทเปนตวรบแสงสวนใหญจะนยมใช Photo Diode และ Photo Transistor ตามทฤษฎ

และหลกการทไดกลาวมาขางตน สวนตวสงแสงนนนอกจากจะเปนแสงสวางจากดวงอาทตยแลว

ถาใชงานรวมกบ Photo Diode หรอ Photo Transistor จะใช LED (Light Emitting Diode) เปนตว

กาเนดเสยงเนองจากเหตผลหลายประการเชน มราคาถกและสามารถหาซอไดทวไป การตอใชงาน

รวมกบวงจรอเลกทรอนกสทาไดโดยงาย สะดวกในการบารงรกษาตลอดจนใชกระแสไฟฟาตา อก

ทงไมมผลกระทบจากสภาวะรอบขางไมวาจะเปนสนามแมเหลก ความถ ความรอนความชน หรอ

การสนสะเทอน ซง LED ทเลอกนามาใชนนกจะมแสงสทแตกตางกนออกไปขนอยกบสและ

ลกษณะพนผวของวสด ตลอดจนระยะหางของวสดทตองการเซนเซอร สาหรบการนาเอาชด

เซนเซอรไปประยกตใชงานไมวาจะเปนการเซนเซอรการเคลอนไหว ขนาดรปราง ลกษณะพนผว

หรอระยะหางของวสด ควรคานงถงองคประกอบตางๆดงตอไปน

2.5.2.1 ชดเซนเซอรชนดลาแสงผานตลอด

การตดตงชดเซนเซอรลกษณะนจะเปนการแยกตวรบตวสงแสงออกจากกน โดยใช

หลกการตดตอลาแสงของวสดทตองการเซนเซอรเมอเคลอนทผานระหวางตวรบและตวสงแสง

เซนเซอรชนดนจะเหมาะสาหรบการเซนเซอรวสดทมบรเวณหรอพนทในการวางตาแหนงตดตง

เพยงพอ ขอดคอสามารถเซนเซอรวสดไดในระยะไกลทสดเมอเทยบกบการตดตงทง 3 ลกษณะ แต

จะมขอเสยตรงทตองใชแหลงจายไฟฟาปอนใหทงตวรบและตวสงแสงจงทาใหเกดความสนเปลอง

สายไฟในการตดตง อกทงจะตองหมนคอยดแลในเรองของการจดระดบระหวางและตวรบและตว

สงแสงใหทามมอยในแนวเดยวกนเสมอเพอปองกนไมใหเกดความผดพลาดในการเซนเซอร ขอเสย

อกประการหนงคอสามารถเซนเซอรไดเฉพาะวสดทมลกษณะพนผวทบแสงเทานน ไมสามารถ

เซนเซอรวสดทมสภาพผวทโปรงแสงได

2.5.2.2 ชดเซนเซอรชนดสะทอนลาแสงกลบ

เซนเซอรชนดนจะมตวรบและตวสงแสงรวมอยในชดเดยวกนเพอสะดวกในการเดน

สายไฟและนาไปตดตงหรอวางตาแหนงของชดเซนเซอรกรณทเซนเซอรวตถในบรเวณทมพนทท

จากด โดยใชหลกการสงแสงออกไปสะทอนกบแผนสะทอนแสงกลบมาทตวรบซงจะเรมทาการ

เซนเซอรเมอมวตถเคลอนทผานลาแสงระหวางตวเซนเซอรกลบแผนสะทอนแสง การใชแผน

สะทอนแสงกเพอประโยชนในการเพมความเขมของแสงใหมากขนและมผลทาใหระยะทางในการ

เซนเซอรเพมมากขนตามไปดวย ดงนนในการตดตงใชงานจะตองมการจดระดบของตวเซนเซอร

และแผนสะทอนแสงใหทามมอยในตาแหนงทมการสะทอนแสงกลบมายงตวรบใหมากทสด

เพอใหชดเซนเซอรสามารถทางานไดอยางเตมประสทธภาพ ขอจากดของเซนเซอรชนดนคอไม

สามารถเซนเซอรวตถทมผวมนเงาและโปรงแสงได แตจะเหมาะกบวตถทมลกษณะพนผวท

ดดกลนและไมสามารถสะทอนแสงกลบมายงตวรบ หรออาจจะใชเซนเซอรวตถทมลกษณะพนผว

ทขรขระกไดเชนกน

2.5.2.3 ชดเซนเซอรชนดเซนเซอรวตถโดยตรง

เซนเซอรชนดนมลกษณะโครงสรางและรปรางเชนเดยวกบเซนเซอรชนดสะทอนลาแสง

กลบคอมตวรบและตวสงแสงตดตงอยในชดเดยวกนแตแตกตางกนตรงทการนาไปใชงานเทานน

นนคอเซนเซอรชนดนจะสงลาแสงออกไปเพอกระทบกบวตถโดยตรงและใชวตถหรอชนงานเปน

ตวสะทอนลาแสงนนกลบมายงตวรบแสงโดยไมใชแผนสะทอนแสงกลบ การใชวตถหรอชนงาน

เปนตวสะทอนแสงนนมขอเสยคอจะมระยะในการเซนเซอรไมไกลนก เพราะฉะนนการใชงานชด

เซนเซอรในลกษณะนจะมระยะในการเซนเซอรทใกลกวาการตดตงชดเซนเซอรทง 2 แบบทกลาว

มาขางตนมากแตกมขอดคอเปนชนดทสะดวกในการตดตงใชงานมากทสด เนองจากใชพนทในการ

ตดตงนอย อกทงไมตองคอยกงวลเกยวกบเรองการจดระดบของตวเซนเซอรกบวตถทตองการ

เซนเซอรมากนกชดเซนเซอรชนดเซนเซอรวตถโดยตรงสามารถเซนเซอรวตถไดเกอบทกชนด

ยกเวนวตถทมลกษณะพนผวทดานหรอดดกลนแสงและวตถทโปรงแสง ดงนนวตถทเหมาะกบตว

เซนเซอรชนดนควรจะเปนวตถทมลกษณะพนผวทเรยบเปนมนวาวและทบแสง

หลกการทางาน Optic Sensor เปนเซนเซอรทใชแสงอนฟาเรดในการตรวจจบวตถ โดยใช LED เปนตวกาเนด (Light Emitting Diode) ใช Photo Diode หรอ Photo transistor เปนตวรบแสง เชน Through – Beam Sensor (ลาแสงผานตลอด) ตวสงและรบจะแยกออกจากกนแตจะมปญหาในการตรวจจบวตถโปรงใส เพราะทะลผานได เมอมวตถขวางกจะมความตางศกยความคาหนง แตเมอวตถผานไป ความตางศกยกจะเปลยนไปดวยเซนเซอรสวนใหญจะใชในพวกเครองมอวด หรอ อปกรณอนๆ ดงภาพท 2-8

ภาพท 2-8 การทางานของเซนเซอร

2.6 ทฤษฎพอรตอนกรม RS-232 (PC-Serial port Interfacing text-lab manual nd2 Edition)

(www.inex.co.th/books/books.html)

การทจะเคลอนยายขอมลตางๆจากคอมพวเตอรไปยงอปกรณตอพวงอนๆ หรอคอมพวเตอร

ดวยกน โดยมชองการตดตอการรบสงขอมลแบบขนานและมชองการรบสงขอมลแบบอนกรมการ

รบสงขอมลแบบขนาน จะเปนการรบหรอสงขอมลครงละ 4 หรอ 8 บต ในเวลาเดยวกน ซงจะทา

ใหการรบและสงขอมลทาไดทความเรวสง หมายความวาจานวนของสายทใชในการสงจะตองม

มากเทากบจานวนบตของขอมลทจะสงกได ซงเปนปญหาในเรองราคาของสายทใชในการเชอมตอ

แบบขนานมกจะมราคาแพง

การสงขอมลแบบทละไบต หรอการสงแบบขนาน เปนวธทเรวแตถกรบกวนไดงายจาก

สญญาณรบกวนตางๆ และมราคาแพงเนองจากใชปรมาณสายสงมากซงอาจใชสายตงแต 9 เสน ถง

25 เสน จงเปนเหตใหวธนไมเปนทนยมในการสงขอมลในระยะทางไกล ในขณะทการรบสงขอมล

แบบอนกรมเปนการสงขอมลครงละ 1 บต แตกสามารถรบสงขอมล ไดคราวละหลายๆ บตได

หากแตจะตองมการตกลงกนระหวางตวสงและตวรบวาจะรบสงคราวละกบตตวรบจะตองรอขอมล

มาใหครบทกบตเสยกอนจงทาการประมวลผลการสงขอมลแบบอนกรม โดยจะใชจานวนสายท

นอยกวาอยางนอยทสดใชเพยง 2-3 เสน เทานนแตอตราเรวในการรบสงขอมลชาจะกวาแบบขนาน

อยางไรกตามการรบสงขอมลแบบอนกรมนนจะสามารถทาการใชสายสญญาณทมความยาว

มากกวา แบบขนาน ทาใหระยะทางในการสอสารขอมลแบบอนกรมสามารถทาไดมากกวา

2.6.1 การสอสารแบบอนกรม

การสอสารแบบอนกรมแบงออกไดเปน 2 แบบ คอ การสอสารอนกรมแบบเขาจงหวะ

(Synchronous) และการสอสารอนกรมแบบไมเขาจงหวะ (Asynchronous)

1. การสอสารขอมลแบบเขาจงหวะ (Synchronous) การสอสารขอมลแบบเขาจงหวะ จะม

สญญาณนาฬกาตอรวมอยกบการรบและสงสญญาณตวอยางในการสงขอมลแบบเขาจงหวะคอ

แปนพมพของคอมพวเตอรซงจะใชสายสญญาณเสนหนงเปนสายสญญาณนาฬกา สายสญญาณอก

เสนหนงจะเปนสายสญญาณขอมลดงนนในการตดตอแบบเขาจงหวะนนจะตองใชสายสญญาณใน

การเชอมตออยางนอยทสดสามเสน คอสญญาณนาฬกา ขอมล และกราวด

2. การสอสารขอมลแบบไมเขาจงหวะ (Asynchronous) คอเปนการรบและสงขอมลใน

สายสญญาณ โดยไมจาเปนตองมสญญาณนาฬการวมดวยเหมอนกนกบการรบสงขอมลแบบเขา

จงหวะ แตจะใชการกาหนดคาสญญาณนาฬกาทงภาครบ และภาคสงใหมคาเทากนเรยกสญญาณ

นาฬกาทใชในการกาหนดคาใหภาครบและภาคสงนวาอตราการถายทอดขอมล หรอบอดเรตม

หนวยเปนบตตอวนาท

รปแบบของขอมลทใชในการรบสงขอมลแบบไมเขาจงหวะนน จะประกอบไปดวย

สวนประกอบทสาคญ 4 สวนคอ

- บตเรมตน จะมขนาด 1 บต (Start Bit)

- บตขอมลแบบอนกรมจะมขนาด 5,6,7 หรอ 8 บต (Data Bit)

- บตตรวจสอบพารต จะมขนาด 1 บต หรอไมม (Parity Bit)

- บตปดทายจะมขนาด 1, 1.5 หรอ 2 บต (Stop Bit)

2.6.2 การเชอมตอพอรตอนกรม

การตอแบบวธ Null Modem ซงจะเปนวธการเชอมตอคอมพวเตอรหรออปกรณแบบ

ประเภท DTE โดยทจะไมสนเปลองคาใชจายเนองจากจะใชสายยาวซงจะตอระหวางอปกรณ DTE

เพยง 3 เสน เทานน คอ ขาสง ขารบ กราวด (TD, RD& SG)

จดประสงคของการตอแบบ Null Modem กคอ ทาใหคอมพวเตอรทคดวากาลงตดตอกบ

โมเดมหรออปกรณ DCE อย แทนทจะเปนคอมพวเตอรหรออปกรณ DTE เครองอน โดยการตอ

สายจาก TD ของคอมพวเตอรเครองแรกไปยง RD ของคอมพวเตอรทสอง ทาใหขอมลสามารถ

สงไปได ลกษณะการตอแบบ Null Modem

การตอแบบวธ Loopback Plug บางครงในการเขยนโปรแกรมสอสาร ผานทางพอรตอนกรม

โดยอาจมการทาสอบการรบสงขอมลภายในเครองเดยวกนกอนทจะออกสอปกรณภายนอก การตอ

ใช Loopback Plug จะตอกบขารบและขาสงเขาดวยกนเพอขอมลทสงออกจากพอรตอนกรม จะถก

รบทนทโดยพอรตเดยวกน เชน แตถาตอ Loopback Plug เขากบพอรตอนกรมและจะใชโปรแกรม

เทอรมนลเมอพมพอะไรกปรากฏบนหนาจอทนท

บทท 3 ขนตอนและวธการดาเนนงาน

การจดสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน จาเปนตองมการวางแผนการทางานเปนขนตอนเพอสามารถจดสรางไดทนตามระยะเวลาทกาหนด ขนตอนและวธการดาเนนงาน แสดงเปนแผนผงดงภาพท 3-1

ภาพท 3-1 ขนตอนและวธการดาเนนงาน

3.1 ขนตอนการศกษาขอมล 1. ศกษาขอมลเกยวกบหางสรรพสนคา โดยการศกษาขอมลเบองตนพบวาการใหบรการของหางสรรพสนคา เรมเปดใหบรการตงแต 10.00 น.จนถง 23.00 น. ในหนงสปดาหจะมวนทมผใชบรการมากทสดคอวนเสาร-อาทตยและวนนกขตฤกษภายใน 1 วน จะมชวงเวลาเทยงและชวงเวลาหลงเลกจากการทางานจะมผใชบรการมากทสดทาใหระดบการไดยนเสยงเพลงและเสยงประกาศลดนอยลง ปจจยสาคญททาใหเกดเสยงดงเพมมากขนคอจานวนคนและเวลาวางของผใชบรการ 2. ศกษาขอมลพนฐานของระบบ เปนการศกษาระบบพนฐานของภาคตางๆ ไดแก ภาคสรางฐานเวลา, ภาคหนวยความจา, ภาคโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล, ภาคการสอสารแบบอนกรม, ภาคเซนเซอร, ภาคจายไฟ 3. ศกษาถงสวนประกอบภายนอกตวเครอง สวนประกอบภายนอกตวเครองสามารถแบงออกไดเปน 3 สวนสาคญคอ 1.คยบอรด โดยการนาสวตชมาตอในแนวแกนนอนและแนวแกนตง ศกษาการทางานเมอทาการกดคยบอรดในตาแหนงตางๆ 2.จอ LCD ศกษาการทางานของจอเชน วธการแสดงผล การเขยนซอฟตแวร คาสงทใชในการแสดงผล 3.เซนเซอรแสง (Photo sensor) ศกษาการทางานอปกรณเซนเซอร คณสมบตของอปกรณเซนเซอรแสง เชน โฟโตไดโอดและโฟโตทรานซสเตอร 4. ศกษาถงหลกการทางานของตวเครอง ซงแบงออกเปน สวนสาคญดงน 1. คยบอรด 4*4 ทาหนาทตดตอรบขอมลจากผใช 2. จอแสดงผล (Display) ทาหนาทแสดงสถานะการทางานของเครอง 3. วงจรจายไฟ (Power Supply) ทาหนาทจายไฟใหทกภาคทางานได 4. วงจรไอซสรางฐานเวลา (Real Time Clock) ทาหนาทสรางฐานเวลานาฬกา 5. วงจรหนวยความจา (EEPROM) ทาหนาทเกบขอมลจากผใช 6. วงจรโพเทนธโอมเตอร แบบดจทล (Digital VR) ทาหนาทควบคมระดบเสยง 7. วงจรขบรเลย ทาหนาทเลอกโหมดการทางานของเครอง 8. ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ทาหนาทประมวลผลและควบคมการ ทางานของวงจรตางๆ 9. วงจรสอสารแบบอนกรม (Serial Port) ทาหนาทตดตอกบคอมพวเตอร 10. วงจรเซนเซอรแสง (Photo Sensor) ทาหนาทตรวจสอบทางเขาและทางออก เมอมคนเดนผาน

จากการศกษาขอมลขางตนจงเกดแนวคดในการสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนซงมหลกการดงภาพท 3-2 โดยออกแบบใหสามารถควบคมระดบเสยงตามโหมดตางๆไดมทงหมด 3 โหมดดวยกนคอโหมดผใชเปนผควบคม,โหมดอตโนมต,โหมดตงเวลา ในแตละโหมดจะมหนาทการทางานตางกน ซงการกาหนดคาตางๆจะใชคยบอรดในการรบคาจากผใชและแสดงผลดวยจอ LCD โดยแสดงเวลา โหมดการทางาน จานวนคนเขาและจานวนคนออก ระดบความดง ในการทางานทงหมดนจะใชไมโครคอนโทรลเลอรควบคมการทางานของเครอง

ภาพท 3-2 บลอกไดอะแกรมเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

เมอเครองเรมทางานไมโครคอนโทรลเลอรจะอานขอมลเดมจากหนวยความจาใน

EEPROM เพออานคาตางๆทไดบนทกไว ซงคาทไดบนทกไวนนจะรบคาสงจากผใชผานภาค

คยบอรด เชนการตงคาจานวนคน การตงคาวนท การตงคาการทางานของตวเครอง เปนตน การตง

คาของวนทจะม RTC สงขอมลฐานเวลาจรงใหกบไมโครคอนโทรลเลอร สวนภาคเซนเซอรแสงจะ

สงขอมลของจานวนคนเขา-ออกใหกบไมโครคอนโทรลเลอรดวยเชนกน จากนนเมอมสญญาณ

อนพตเขามาไมโครคอนโทรลเลอรจะสงการทางานใหกบรเลยเพอทาการเลอกระหวาง Digital VR

หรอ VR แบบปรบหมนทงนขนอยกบการทางานของโหมดในขณะนน เมอเลอกการทางานเปนท

เรยบรอยแลวจะทาการสงสญญาณเสยงออกสภาคขยายเสยงตอไป การแสดงผลตางๆของตวเครอง

จะมภาคการแสดงผลโดยใช LCD และมการเชอมตอกบคอมพวเตอรเพอแสดงขอมลจานวนคน

เขา-ออกในรปแบบตารางและกราฟ

3.2 การออกแบบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร

3.2.1 การออกแบบภาคคยบอรด

การอานคาหรอรบคาจากการกดสวตชเปนอกสวนหนงทไมโครคอนโทรลเลอรตอง

สามารถรองรบและเชอมตอใชงานรวมดวยได วงจรของสวตชทนยมใชมากทสดคอวงจรสวตช

แบบเมตรกซ

ภาพท 3-3 วงจรภาคคยบอรด

จากวงจรเชอมตอสวตชเมตรกซขนาด 4*4 จดกบไมโครคอนโทรลเลอรแสดงในภาพท 3-3

จะใชพอรต 2 ของไมโครคอนโทรลเลอรเชอมตอเขากบสวตชเมตรกซทง 7 เสนคอสายของคอลมน

4 สาย และสายของโรว 4 สายเชนกนโดยเฉพาะทขาพอรต P2.0-P2.3 จะตองตอตวตานทานพลอพ

ไวเพอกาหนดสภาวะเรมตนทไมมการกดคย หากมการกดคยขนไมโครคอนโทรลเลอรกจะทาการ

คนหาตาแหนงและทาการอานคารหสจากการกดคยทาใหทราบไดวามการกดคยในตาแหนงใดซง

รหสคยไดแสดงไวในภาพท 3-4

3.2.2 การออกแบบภาคแสดงผล

ภาพท 3-4 การเชอมตอโมดล LCD กบ ไมโครคอนโทรลเลอร

เพอใหงายตอการใชงานจงตองมสวนของการแสดงผลการทางานตางๆของเครอง จง

จาเปนตองใชจอ LCD ในการแสดงผล ซงในการแสดงผลจะทาใหผใชสามารถใชงานไดงายขน

โดยโครงงานนจะใชจอ LCD 20 ตวอกษร 4 บรรทด ซงมการออกแบบวงจรเพอใชงาน โดยจะ

เชอมตอกบไมโครคอนโทรลเลอรดงภาพท 3-4 ซงสามารถอธบายหนาทการทางานขาตางๆไดดงน

3.2.3 การออกแบบวงจรไอซสรางฐานเวลา

ไอซสรางฐานเวลานาฬกาจรงหรอทเรยกวา รลไทมคลอก เปนเสมอนนาฬกา จะใหขอมล

เกยวกบวนและเวลาทงหมดซงจะมการนบเวลาไปเรองยๆโดยสามารถเขยนโปรแกรมการทางาน

เพอใหกาหนดวนและเวลาได

ภาพท 3-5 วงจรไอซสรางฐานเวลา

ไอซสรางสญญาณนาฬกาทใชในโครงงานปรญญานพนธน ไดใชไอซเบอร DS1307 ซง

เมอตอวงจรตามภาพท 3-5 แลวจะเปนเสมอนนาฬกา จะมการนบเวลาไปเรองยๆโดยสามารถเขยน

โปรแกรมการทางานเพอใหกาหนดเวลาไดโดยใชขาควบคมทขาใดๆไดจากหนวยประมวลผลกลาง

ไมโครคอนโทรลเลอร โดยจะตอกบขา 5 และ ขา 6 ของไอซเบอร DS1307 ซงเปนขาขอมลและ

ขาสญญาณนาฬกา ขอดของไอซเบอร DS1307 นคอ จะมหนวยความจาภายในตวเองซงสามารถ

เกบขอมลทตองการจากการทางานของหนวยประมวลผลกลาง โดยจะตอผานขาควบคมเขามาทขา

5 ของไอซเบอร DS1307 ได และการนาขอมลไปใชจะทาไดเชนเดยวกนโดยการเขยนโปรแกรมให

อานขอมลจากตาแหนงทนาขอมลไปเกบได

3.2.4 การออกแบบวงจรหนวยความจา การทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาจะมการบนทกคาของเวลาและ

จานวนคนในแตละวน อกทงยงมการบนทกคาเปนระยะเวลา 1 สปดาห จงจาเปนตองมหนวยความจาเพมเขามาในตวเครอง

ภาพท 3-6 วงจรหนวยความจา

ในการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาจะมการบนทกคาของเวลา

และจานวนคนในแตละวน อกทงยงมการบนทกคาเปนระยะเวลา 1 สปดาห จงจาเปนตองม

หนวยความจาเพมเขามาในตวเครอง ในโครงงานนจะใชไอซเบอร 24LC512 ซงมหนวยความจา

512 กโลบต จากภาพท 3-6 เปนการตอไอซรวมกบไมโครคอนโทรลเลอรโดยใชขา 5 เปน

ขาสญญาณนาฬกาทใชในการกาหนดจงหวะการทางาน (SCL) และใชขา 6 เปนขาในการสงขอมล

(SDA)

3.2.5 การออกแบบภาคสอสารแบบอนกรม

ในการตดตอระหวางคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจาเปนตองมการสองสารผาน

พอรตอนกรมมาตราฐาน RS-232 ซงในตวไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 จะมรจสเตอรในการ

ตดตอสอสารแบบผานพอรตอนกรมอยจงงายตอการนาไปใชงาน

ภาพท 3-7 ภาคสอสารแบบอนกรม (RS232)

จากภาพท 3-7 เปนการตดตอระหวางคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจาเปนตองมการสอสารผานพอรตอนกรมมาตราฐาน RS-232 ซงในมาตราฐาน RS-232 จะมระดบสญญาณแรงดนแบบ 2 ขว คอแรงดนไฟลบและแรงดนไฟบวกจงไมสามารถใชงานรวมกบไอซตระกล TTL และไมโครคอนโทรลเลอรได ดงนนระหวางการเชอมตอคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจะตองมตวแปลงระดบแรงดนไฟฟาแบบสองขวใหเปนไฟฟาแบบขวเดยวคอ 0 โวลตถง 5 โวลต ตวแปลงระดบแรงดนไฟฟาในโครงงานนจะใชไอซสาเรจรปเบอร MAX 232 ทาหนาทแปลงระดบแรงดนไฟฟา

3.3 การออกแบบภาคจายไฟ วงจรภาคจ ายไฟเปนสวนสาคญอยางหนง ท เค รองใชไฟฟาหรอเค รองอปกรณ

อเลกทรอนกสทกเครองจะตองมเดพอใชสาหรบจายไฟเลยงใหกบวงจรซงจะทาใหเครองใชไฟฟาหรอเครองอปกรณอเลกทรอนกสสามารถทางานได

ภาพท 3-8 วงจรภาคจายไฟ

จากภาพท 3-8 จะเปนชดภาคจายไฟเลยงสาหรบวงจรตางๆโดยในโครงงานนจะแบงภาค

จายไฟออกเปน 2 ชดดวยกนคอ ชดท 1 จะทาการจายไฟเลยงใหกบไอซเบอร ULN2003 และรเลย 2

ตวซงจะมแรงดนไฟฟาทเอาตพต 12 โวลตโดยใชไอซเบอร MC7812 และภาคจายไฟชดท 2 จะทา

การจายไฟเลยงใหกบไมโครคอนโทรลเลอรและวงจรตางๆภายในตวเครองซงจะมแรงดนไฟฟาท

เอาตพต 5 โวลตโดยใชไอซเบอร MC7805

3.4 การออกแบบวงจรโพเทนธโอมเตอร แบบดจทล

การควบคมระดบความดงของเสยงโดยทวไป จะใชตวตานทานปรบคาแบบหมนในการ

เลอกระดบความดงของเสยงซงไมโครคอนโทรลเลอรจะไมสามารถควบคมระดบความดงของเสยง

ไดเพราะไมไดอยในรปแบบของดจทลดงนนจงจาเปนตองนาไอซททาหนาทแทนความตานทาน

แบบปรบคาไดมาใชงาน

ภาพท 3-9 วงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล

จากภาพท 3-9 เปนการตอไอซเบอร MCP 42010 ซงทาหนาทเปนเสมอนตวตานทานปรบ

คาได ไอซเบอรนมคาความตานทาน 10 กโลโอหม การควบคมทาไดโดยการนาสญญาณอนพตท

ไดมาลดระดบความดงลงโดยเพมคาความตานทานขนทละ 2 กโลโอหม จาก 0โอหมจนถง 10 กโล

โอหมซงจะสามารถแบงระดบความดงได 5 ระดบคอระดบท 1 ถงระดบท 5 การตอใชงาน ขา 7 จะ

รบสญญาณอนพตทางดานซาย และขา 8 จะรบสญญาณอนพตดานขวาโดยม C4 และ C5 ทาหนาท

ปองกนสญญาณไฟตรงทจะทาใหเกดสญญาณรบกวนได สวนขา 6 จะทาหนาทสงสญญาณเอาตพต

ดานซายและขา 9 จะทาหนาทสงสญญาณเอาตพตดานขวาออกไปสภาคขยายสญญาณเสยงตอไป

3.5 การออกแบบวงจรขบรเลย

ในโครงงานนมการเลอกโหมดระหวางโหมดอตโนมตและโหมดของผใช เพองายตอการ

ใชงานจงใชรเลยทาหนาทแทนสวตชเพอเลอกโหมดใหเครองทางาน

ภาพท 3-10 วงจรขบรเลย

จากภาพท 3-10 เปนภาควงจรขบรเลยใชแรงดนไฟฟา 12 โวลตในการควบคมการทางาน

ของวงจรโดยทางานตามคาสงของไมโครคอนโทรลเลอร เมอ Opto couple ทางานเกดแรงดนไฟฟา

ทขา 1 และขา 2 ของไอซเบอร ULN 2003 ซงเปนไอซใชสาหรบขบกระแสใหรเลยทางานโดยจะ

ขบกระแสออกทขา 15 และขา 16ไปยงตวรเลยเพอเลอกการทางานของโหมดผใชหรอโหมด

อตโนมต หากเปนโหมดผใชรเลยจะทางานใหสญญาณเสยงทเขามาผานคาความตานทานแบบปรบ

คาไดมคา 10 กโลโอมห จากนนสงไปยงภาคขยายเสยงตอไป และหากเปนโหมดอตโนมตรเลยจะ

ทางานโดยใหสญญาณเสยงทเขามาผานไปยงไอซเบอร MCP 42010 โดยสญญาณอนพตจะเขาทขา

7 และขา 8 จากนนจะสงสญญาณเสยงออกไปทขา 6 และขา 9ไปยงภาคขยายเสยงตอไป

3.6 การออกแบบวงจรเซนเซอรแสง (Photo Sensor)

อปกรณทใชสาหรบเซนเซอรมอยมากมายหลายรปแบบขนอยกบลกษณะโครงสรางทาง

กายภาพโดยปจจบนมการนามาใชงานอยางกวางขวาง ในโครงงานนเลอกใชโฟโตไดโอดเปนตว

สงสญญาณและใชโฟโตทรานซสเตอรเปนตวรบสญญาณ

ภาพท 3.11 วงจรตรวจจบความเคลอนไหว

จากภาพท 3.11 เปนการตอวงจรใชงานของตวตรวจจบความเคลอนไหวโดยใชโฟโต

ไดโอดเปนตวสงสญญาณและใชโฟโตทรานซสเตอรเปนตวรบสญญาณ ซงจากภาพท 3.13 จะ

ใชโฟโตไดโอดและโฟโตทรานซสเตอร 2 ชดเพอตรวจจบดานทางคนเขาและทางดานคนออก ทา

การจายแรงดน 5V ใหกบอปกรณทง 2 ชด โดยผานตวตานทาน ซงทาหนาทกาหนดความเขม

ของโฟโตไดโอดและจะสงผลตอระยะในการสงสญญาณไปยงโฟโตทรานซสเตอรได จากนนกนา

สญญาณเอาตพตจากโฟโตทรานซสเตอรสงไปยงไมโครคอนโทรลเลอร

3.7 การออกแบบดานซอฟตแวร เนองจากเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนมฟงกชนการทางาน

หลายรปแบบ เพองายตอการใชงานจงจาเปนตองเขยนโปรแกรมเพอตดตอกบผใช โดยโปรแกรมท

เขยนนนจะทาใหผใชสามารถเลอกโหมดการทางานของเครองได รวมทงการตงคาตางๆ เชนคาของ

ชวงวนและเวลา จานวนคนเขา-ออกระดบความดงของเสยง การบนทกชวงเวลาลงใน EEPROM

เปนตน การทางานของเครองมขนตอนดงภาพท 3-12 และ 3-13

ภาพท 3-12 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม

ภาพท 3-13 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม (ตอ)

เมอเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตเรมทางาน จะแสดงสถานะการทางานของจอ LCD

จากนนจะรอคาสงการกดคยบอรด เมอมการกดคยบอรดเกดขนเครองจะทาการถอดรหสคยบอรด

วามการกดปมในตาแหนงใดซงในเมนหลกจะมอยดวยกน 3 ปม คอ1.ปม Mode 2.ปมSetting 3.ปม

Interval time หากทาการกดปมโหมดจะเขาเมนเลอกการทางานของโหมดโดยจะแบงยอยอก 3

ฟงกชนคอ 1.โมหดตงเวลา 2.โหมดอตโนมต 3.โหมดผใช เมอเลอกโหมดการทางานของเครองแลว

จะทาการโหลดขอมลจาก EEPROM ทไดทาการบนทกคาตางๆในโหมดนนๆไว จากนนจอ LCD

จะแสดงการทางานของเครองอกครง แตหากทาการกดปม Setting จะเขาเมนการตงคาตางๆ เชน

การตงคาเวลาโหมดตงเวลา การตงคาจานวนคนในโหมดอตโนมต การตงคาระบบเปนตน หากกด

ปม Interval time จะเขาเมนการตงชวงเวลาในการเกบขอมลลงใน EEPROM จากนนจะทาการ

โหลดขอมลจาก EEPROM อกครงเพอแสดงสถานะการทางานของเครองในโหมดปจจบน

3.12 การออกแบบแบบจาลองหางสรรพสนคาและประกอบลงกลอง

จากภาพท 3-14 แบบจาลองหางสรรพสนคานสรางขนเพอจาลองการตดตงเซนเซอรทใช

ในการตรวจจบความเคลอนไหวของจานวนคนทใชบรการ

ภาพท 3-14 แบบจาลองหางสรรพสนคา

เมอทาการทดสอบวงจรและประกอบวงจรตางๆทออกแบบลงแผนวงจรพมพ แลวจงทา

การวดขนาดและวางลกษณะวงจรเพอประกอบลงกลอง ตามแบบทรางไวดงภาพท 3-15 และ 3-16

An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population

Power Manual

Mode

Setting

IntervalTime

Not Used

1 2 3

4 5 6

7 8 9

Enter ESCStop0

24 cm

5.5 cm

17 cm

ภาพท 3-15 รปแบบกลอง

An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population

Power Manual

Mode

Setting

IntervalTime

Not UsedEnter ESCStop

2 31

4 6

7

5

8

0

9

24 cm

ภาพท 3-16 รปแบบกลองดานหนา

ตารางท 3-1 ผงดาเนนการ

บทท 4

ผลการดาเนนงาน

จากขนตอนการดาเนนการในบทท 3 ผลทไดคอ เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตาม

เวลาและจานวนคน (An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and Population)

1 เครอง ซงผลทไดจากการดาเนนงานมดงตอไปน

4.1 ผลของโครงงาน

4.2 การทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

4.1 ผลของโครงงาน

เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนทไดสรางขนโดยออกแบบได

ออกแบบซอฟตแวรควบคมการทางานใหสามารถทางานได 3 โหมดคอ 1) โหมดผใชเปนผควบคม

2) โหมดอตโนมต สามารถตงคาระดบความดงของเสยงตอจานวนคนทตองการได 3) โหมดตงเวลา

สามารถตงคาได 9 รายการตอ 1 วน และกาหนดระดบความดงของเสยงไดอยางถกตอง ลกษณะ

ของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนแสดงดงภาพท 4-1 ถง 4-4 ซงผลทได

มดงตอไปน

ภาพท 4-1 ตวเครองดานหนา

ภาพท 4-2 ตวเครองดานบน

ภาพท 4-3 ตวเครองดานซาย

ภาพท 4-4 ตวเครองดานขวา

4.2 การทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

ในการทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

เพอใหเกดความเทยงตรง ไดมการทดสอบดงน

เครองมอทใชในการทดสอบ

1. Function Generator GWINSTEK GFG – 8215A

2. Oscilloscope Tektronix TDS 1002

3. Multimiter YUGO M920

4.2.1 Person Mode

โหมดการทางานนใชหลกการทางานของเซนเซอรในการตรวจจบจานวนคนทเขา-ออก

แลวสงสญญาณไปยงไมโครคอนโทรลเลอรเพอทาการนบแลวเปรยบเทยบกบจานวนคนทตงคาไว

ในแตละระดบความดง ซงสามารถแกไขหรอปรบเปลยนจานวนคนไดตามตองการ จากการทดลอง

ไดตงคาจานวนคนในตวเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนดงน

ระดบท 1 จานวนคนตงแต 0 - 100

ระดบท 2 จานวนคนตงแต 101 - 200

ระดบท 3 จานวนคนตงแต 201 - 300

ระดบท 4 จานวนคนตงแต 301 - 400

ระดบท 5 จานวนคนตงแต 401 - 500

ภาพท 4-5 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-6 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-7 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-8 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-9 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ตารางท 4-1 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทแรงดนอนพต 1V ความถ 1 KHz

ระดบความดงเสยง แรงดนเอาตพต (V) 1 0.20 2 0.40 3 0.60 4 0.80 5 1.00

ตารางท 4-2 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบดจทล

ระดบความดงเสยง คาความตานทาน (KΩ) 1 7.45 2 5.61 3 3.77 4 1.93 5 0.09

จากภาพท 4-6 ถง 4-10 นามาสรปไดดงตารางท 4-1 แสดงใหเหนวา เมอกาหนดแรงดน

อนพต 1V ความถ 1 KHz เพมระดบความดงของเสยงมากขนเปนลาดบโดยการเพมจานวนคนผาน

เซนเซอรใหมากขน แรงดนเอาตพตกจะเพมขนตามระดบเสยงทเพมขนตามลาดบเชนกน

จนกระทงแรงดนมคาเทากบแหลงจายแรงดน

ตารางท 4-2 เปนการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบ

ดจทลมคา 10KΩโดยแบงออกเปน 5 ระดบ ซงเมอระดบเสยงเพมขน ความตานทานกจะลดลงตาม

กฎของโอหม

4.2.2 Timer Mode

โหมดการทางานนใชหลกการทางานโดยการตงคาเวลาตามทตองการในแตละชวงเวลาซง

สามารถทาการตงคาได 9 ชวงเวลาใน 1 วน โดยแตละชวงเวลานนสามารถกาหนดระดบเสยงไดอก

5 ระดบเสยงตามทตองการได ซงมผลการทดลองดงน

ภาพท 4-10 ผลการทดสอบระดบเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-11 ผลการทดสอบระดบเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-12 ผลการทดสอบระดบเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-13 ผลการทดสอบระดบเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ภาพท 4-14 ผลการทดสอบระดบเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz

ตารางท 4-3 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทแรงดนอนพต 1V ความถ 1 KHz

ชวงเวลา ระดบความดงเสยงทกาหนด แรงดนเอาตพต (V) 10.00 น.-10.59 น. 1 0.20 11.00 น.-11.59 น. 2 0.40 12.00 น.-12.59 น. 3 0.60 13.00 น.-13.59 น. 4 0.80 14.00 น.-14.59 น. 5 1.00 15.00 น.-15-59 น. 1 0.20 16.00 น.-16.59 น. 2 0.40 17.00 น.-17.59 น. 3 0.60 18.00 น.-18.59 น. 4 0.80

ตารางท 4-4 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบดจทล

ชวงเวลา ระดบความดงเสยงทกาหนด คาความตานทาน (KΩ) 10.00 น.-10.59 น. 1 7.44 11.00 น.-11.59 น. 2 5.60 12.00 น.-12.59 น. 3 3.76 13.00 น.-13.59 น. 4 1.93 14.00 น.-14.59 น. 5 0.09 15.00 น.-15-59 น. 1 7.44 16.00 น.-16.59 น. 2 5.60 17.00 น.-17.59 น. 3 3.76 18.00 น.-18.59 น. 4 1.92

จากภาพท 4-11 ถง 4-15 นามาสรปไดดงตารางท 4-3 แสดงใหเหนวา เมอกาหนดแรงดน

อนพต 1V ความถ 1 KHz ทาการตงคาในแตละชวงเวลา โดยกาหนดระดบความดงของเสยงในแต

ละชวงเวลา แรงดนเอาตพตกจะมคาการเปลยนแปลงทเหมอนกบตารางท 4-1

ตารางท 4-4 เปนการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบ

ดจทลมคา 10KΩโดยแบงออกเปน 5 ระดบ ซงกาหนดชวงเวลาเปน 9 ชวงเวลา คาความตานทานก

จะเปลยนแปลงเหมอนกบตารางท 4-2 ขนอยกบระดบเสยงทกาหนดไวในแตละชวงเวลา

จากการทดสอบเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ปรากฏวาเครอง

ควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนทไดสรางขนนนตรงตามขอบเขตทกาหนดไว

คอ สามารถทางานได 3 โหมดคอ 1) โหมดผใชเปนผควบคม โดยใชตวตานทานปรบคาไดในการ

ควบคมระดบความดงของเสยง 2) โหมดอตโนมต ไดออกแบบซอฟตแวรใหสามารถตงคาระดบ

ความดงของเสยงตอจานวนคนทตองการได 3) โหมดตงเวลา ไดออกแบบซอฟตแวรใหสามารถตง

คาได 9 รายการตอ 1 วน ในระดบความดงเสยงของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและ

จานวนคนซงไดแบงออกเปน 5 ระดบความดง นอกจากนเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตาม

เวลาและจานวนคนยงสามารถตงเวลาและระดบความดงของเสยงดวยคยบอรด บนทกรายการและ

รายงานสถตคนเขา-ออก ระยะเวลา 1 สปดาหและสามารถสงพมพโดยใชคอมพวเตอรได

บทท 5

สรป ปญหาและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลโครงงาน

โครงงานปรญญานพนธเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ม

วตถประสงคเพอนาไปใชงานตามสถานทตองการควบคมระดบเสยงเชน หางสรรพสนคา โรงงาน

อตสาหกรรมตางๆ เปนตน โดยใชเวลาหรอจานวนคนเปนตวแปรในการควบคมระดบความดงของ

เสยง

เครองควบคมระดบเสยงนไดผลสรปตามวตถประสงคและขอบเขตตามทกลาวไวตามบท

ท 1 โดยเครองสามารถทาการเลอกการทางานได 3 โหมดดวยกนคอ 1)โหมดผใชเปนผควบคม

(Manual mode) โดยผใชสามารถปรบระดบความดงของเสยงไดตามความตองการ ในการทางานจะ

ใชตวตานทานปรบคาเพอลดหรอเพมระดบเสยง 2) โหมดอตโนมต (Automatic mode) ในโหมดน

ไดจาลองแบบทางเขาและทางออกเพอนบจานวนคนโดยใชเซนเซอรตรวจจบคนททางเขาและ

ทางออกและ 3) โหมดตงเวลา (Preset mode) จะสามารถตงเวลาไวลวงหนาเปนระยะเวลา 1

สปดาห คอวนอาทตยถงวนเสารและในแตละวนกสามารถตงชวงเวลาได 9 ชวงเวลา การทางาน

ของโหมดอตโนมตและโหมดตงเวลา จะมระดบความดงทงหมดดวยกน 5 ระดบความดงคอระดบ

ความดงท 1 ถงระดบความดงท 5 ซงระดบความดงท 5 จะเปนระดบทดงมากทสด โดยใช IC

สาเรจรปเบอร MCP 42010 เปนตวควบคมระดบความดงของเสยงทสงการทางานมาจากไมโคร

คอลโทรลเลอรตามเงอนไขทกาหนด

จากการทดสอบการทางานในสวนตางๆของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาผล

ปรากฎวา สามารถควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาทกาหนดได บนทกรายการได 7 วนคอวน

อาทตยถงวนเสาร ตงคาเวลาได 9 รายการตอ 1 วนโดยใชคยบอรดในการตงคา มการแสดงผลโดย

ใช LCD การทางานของตวเครองสามารถทางานได 3 โหมดคอผใชเปนผควบคม โหมดอตโนมต

โหมดตงเวลาตวเครองสามารถจดจาและนบเวลาตอไดเมอหยดจายไฟ

มการรายงานสถตคนเขา-ออกได 1 สปดาหโดยรายงานเปนตารางและกราฟซงสามารถสงพมพคน

เขา-ออกไดโดยใชคอมพวเตอร

5.2 ปญหาและแนวทางการแกไข

ปญหาทเกดขนในระหวางการดาเนนการ เปนปญหาทจาเปนตองไดรบการแกไข โดยจะม

ลกษณะของปญหาและวธการแกไขดงตอไปน

1. เมอทาการเลอกโหมดอตโนมตเปลยนเปนโหมดผใชเครองเกดอาการคางไมสามารถ

ทางานตอได เนองจากมการดงกระแสจากวงจรรเลย

แนวทางการแกไข ใช Opto couple เพอแยกชดแหลงจายไฟออกจากภาครเลยไมใหไป

รบกวนในวงจรไมโครคอนโทรลเลอร

2. มสญญาณรบกวนทาใหสญญาณเสยงเพยน

แนวทางการแกไข แยกสญญาณกราวดเปน 2 ชดคอกราวดของวงจรรเลยกบกราวดของ

ไมโครคอนโทรลเลอร

5.3 ขอเสนอแนะในการพฒนาโครงงาน

ในการทาโครงงานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนเพอใหเครอง

มคณภาพและประสทธภาพดขนไดมขอเสนอแนะในการพฒนาโครงการดงตอไปน

1. ควบคมการทางานผานระบบไรสายได

2. ออกแบบฟงกชนการใชงานในรปแบบทงายขน เชน เมนการตงคา

3. เขยนซอฟตแวรในระดบทสงขน เชน สามารถควบคมตวเครองไดโดยควบคมผาน

คอมพวเตอร

บรรณานกรม ภาษาไทย

จลพจน สจรตธรรมและศราวฒ วรรณชาต “เครองชงนาหนกระบบดจตอล”

ปรญญานพนธอตสาหกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยอเลกทรอนกส ภาควชา

ไฟฟาวทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ,

2548

ชยธช ชสมา, ดนย จนทราภย “นาฬกาบอกเวลาดวยเสยงสาหรบผพการทางสายตา”

ปรญญานพนธอตสาหกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยอเลกทรอนกส ภาควชา

เทคโนโลยวศวกรรมไฟฟา วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนทคโนโลยพระจอม

เกลาพระนครเหนอ, 2548

ชาต อธอาภานนท, ชานนท อรสาร, ศภชย เวชวนช “เครองบนทกรปคลนสญญาณไฟฟา”

ปรญญานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยวศวกรรมอเลกทรอนกส

ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมไฟฟา วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลย

พระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2549

นกร แทนแกว, สทธชน แกวแสงทอง “เครองเตอนภยแบบไรสายภายในบาน”

ปรญญานพนธครศาสตรอตสาหกรรมบณฑต สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา ภาควชาครศาสตร

ไฟฟา สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2548

นคร ภกดชาต และ ชยวฒน ลมพรจตรวไล “ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51”

วศรต ศรรตนะ “เซนเซอรและทรานดวเซอรในงานอตสาหกรรม”โรงพมพวฒนาพานช, 2530

ภาษาองกฤษ

PC - Serial port Interfaceing text-lab manual nd2 Edition, www.inex.co.th/books/books.html

Microchip Technology lnc, Datasheet for electronic components, www.datasheetcatalog.com

ภาคผนวก ก รายละเอยดคาใชจาย

ตารางท ก -1 วสดสาหรบโครงงานปรญญานพนธ

ลาดบท

รายการ จานวน จานวนเงน (บาท)

หนวยละ รวม 1 IC เบอร P89V51RD2 1 128 128 2 IC เบอร MCP42010 1 78 78 3 IC เบอร 24LC02 1 11 11 4 IC เบอร DS1302 1 40 40 5 IC เบอร ULN2003 1 6 6 6 IC เบอร MC7805 1 8 8 7 LCD Module 1 250 250 8 ET-USB RS232 mini 1 440 440 9 R fix 10 1 10 10 VR 1 20 20 11 C fix 30 3 90 12 Relay 2 55 110 13 Bridge 2 4 8 14 Photo Transistor 2 5 10 15 Photo Diode 2 3 6 16 Crystal 18.432 MHz 1 10 20 17 Socket IC 6 10 60 18 สายไฟ 220 V AC 1 50 50 19 สวตช 1 35 35 20 หมอแปลง 2 107 214 21 หวตอไฟ AC 1 110 110 22 แผนวงจรลายวงจรพมพคยบอรด 1 300 300 23 แผนวงจรลายวงจรพมพเครองควบคมระดบเสยง 1 500 500 24 แผนอะครลก 1 120 120 25 กลองอเนกประสงค 1 250 250 รวม 2,878

ภาคผนวก ข คมอการใชงานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

หนาทการทางานของปมและวธการใชงาน

ภาพท ข-1 ลกษณะดานหนาของเครองควบคมระดบเสยงตามเวลาและจานวนคน

1. สวนทใชในการปอนคา

2. ปม เปนสวนทใชตกลง

3. ปม เปนปมทใชในการออกจากโหมดการทางานหรอวนกลบครงละ 1 ขนตอน

ภาพท ข-2

4. ปม เปนปมทใชในการเลอกโหมดการทางานทง 3 โหมดการทางาน เมอกดปมจะ

ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-2

ภาพท ข-3

4.1 เมอตองการเลอกโหมดการทางานตามเวลา ใหทาการกดปมตามหมายเลข 1 จะปรากฏ

หนาจอดงภาพท ข-3

ภาพท ข-4

4.2 เมอตองการเลอกโหมดการทางานตามจานวนคน ใหทาการกดปมตามหมายเลข 2 จะ

ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-4

ภาพท ข-5

4.3 เมอตองการเลอกโหมดการทางานแบบปรบคาเอง กดปมตามหมายเลข 1 จะปรากฏ

หนาจอดงภาพท ข-5

ภาพท ข-6

5. ปม เปนปมทใชในการตงคาโหมดการทางานตางๆของเครองควบคมระดบเสยง

อตโนมตตามเวลาและจานวนคน เมอกดปมจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-6

ภาพท ข-7

5.1 เมอตองการตงคาโหมดการทางานแบบ Preset mode ใหทาการกดปม จะปรากฏ

หนาจอดงภาพท ข-7

ภาพท ข-8

5.1.1 ทาการเลอกวนทตองการตงระดบเสยงโดยกดปมหมายเลข 1-7 จะปรากฏ

หนาจอดงภาพท ข-8

5.1.2 ทาการตงคาเวลาซงสามารถตงได 9 ชวงเวลา และระดบเสยงสามารถตงได

ตงแตระดบ 1-5 ระดบ โดยมสญญาณกระพรบทตาแหนงแรก จากนนกกดปมตวเลขเวลา

และระดบเสยงทตองการ

5.1.3 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม

ภาพท ข-9

5.1.4 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอยจนกระทง

วนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-9

5.1.5 ทาการตงคาวนถดไปตามตองการตามขนตอนท 5.1.1-5.1.4

ภาพท ข-10

5.2 เมอตองการทาการตงคาโหมดการทางานแบบ Auto mode ใหทาการกดปม จะ

ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-10

ภาพท ข-11

5.2.1 เมอตองการเปลยนแปลงคาจานวนคน ใหกดปมตวเลขลงบรเวณทม

สญญาณกระพรบอยดงภาพท ข-11

5.2.2 เมอปอนคาจานวนคนแลว สญญาณกระพรบจะเลอนลงมาบรรทดถดไปโดย

ระดบความดงจะคงทตงแตระดบ 1-5

5.2.3 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม

ภาพท ข-12

5.2.4 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอยจนกระทง

วนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-12

ภาพท ข-13

5.3 เมอตองการตงคาโหมดการทางาน System mode ใหทาการกดปม จะปรากฏ

หนาจอดงภาพท ข-13

ภาพท ข-14

5.3.1 เมอตองการตงคาวนและเวลาจรงใหทาการกดปม จะปรากฏหนาจอดง

ภาพท ข-14

5.3.1.1 สามารถทาการเปลยนแปลงวนโดยกดปมดงน

เปน Sun

เปน Mon

เปน Tue

เปน Wed

เปน Thu

เปน Fri

เปน Sat

5.3.1.2 หลงจากนนสญญาณกระพรบจะเลอนไปยงสวนของ Date กทา

การปอนคาวน เดอน ป ทตองการ

5.3.1.3 หลงจากนนสญญาณกระพรบจะเลอนไปยงสวนของ Time กทา

การปอนคาเวลา ทตองการ

5.3.1.4 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม

ภาพท ข-15

5.3.1.5 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอย

จนกระทงวนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-15

ภาพท ข-16

5.3.2 เมอตองการตงคาความเรวในการรบสงขอมล Baud rate โดยกดปม

จะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-16

5.3.2.1 การกาหนดทความเรวไมเกน 57600 bps หรอ 57600 bps

ภาพท ข-17

5.3.3 การโหลดขอมลไปยงคอมพวเตอรโดยกดปม เมอตองการเชคจานวน

คนและระดบเสยงในชวงเวลาในแตละวนจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-17

ภาพท ข-18

6. ปม เปนปมกดเพอกาหนดระยะเวลาในการเกบขอมล โดยกาหนดระยะเวลา

ตงแต 1นาทจนถง 254 นาท ซงจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-18

ขนตอนในการอพโหลดผานคอมพวเตอร 1. นาเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนเชอมตอกบคอมพวเตอรผานพอรต USB และทาการลงไดรฟเวอร

ภาพท ข-19

2. เปดโปรแกรม HyperTerminal โดยจะมอยในคอมพวเตอรแตละเครองดงภาพท ข-19

ภาพท ข-20

3.หนาตางโปรแกรมนนจะปรากฏดงภาพท ข-20

ภาพท ข-21

4.ตงชอไฟลงานทตองการลงไปในชองวางแลวกดปม OK จะปรากฏดงภาพท ข-21

ภาพท ข-22

5.ทาการเลอกพอรตทจะทาการเชอมตอกบเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนดงภาพท ข-22 แลวกด OK

ดงภาพท ข-23

6.หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-23 แลวทาการเลอก Bits per second ใหตรงกบ Baud Rateของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนแลวกด OK

ภาพท ข-24

7.โปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-24

ภาพท ข-25

8.ตงคาของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนโดยกดปม 3 ดงภาพท ข-25

ภาพท ข-26

9.หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-26 แลวตงคา Baud rate ใหตรงกบ Bits per second ของ

โปรแกรม HyperTerminal โดยกดปมเลข 2

ภาพท ข-27

10. หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-27 โดยการกาหนดทความเรวไมเกน 57600 bps หรอ

57600 bps

ภาพท ข-28

11. จากนนจะปรากฏหนาตางโปรแกรมดงภาพท ข-28 แลวกดปมเลข 3 เพอทาการอพโหลดคา

ภาพท ข-29

12.หนาตางโปรแกรม HyperTerminal จะปรากฏดงภาพท ข-29 ซงแตละสวนจะมความหมาย

ดงตอไปน

1. จานวนททาการเกบคา

2. วนททาการเกบคา

3. เวลาททาการเกบคา

4. จานวนคนทอยภายในอาคาร

5. ระดบเสยงทตงคาไว

6. จานวนคนทเขาใชในแตละวน

13. จากขอมลขางตนสามารถแสดงผลโดยใช Microsoft Excel ในการแสดงผลเปนกราฟหรอตาราง

ไดโดยงาย

ภาคผนวก ค ลายวงจรพมพและการวางอปกรณ

ภาพท ค-1 วงจรพมพของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน (ดานลาง)

ภาพท ค-2 วงจรพมพของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน (ดานบน)

ภาพท ค-3 วงจรพมพของคยบอรดเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

(ดานลาง)

ภาพท ค-4 วงจรพมพของคยบอรดเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

(ดานบน)

ภาคผนวก ง ขอมลทางเทคนคอปกรณทสาคญ

ประวตผเขยน

ชอ : นายสรศกด ขอเพชร นายทรพยทว สขพรรษกจ ชอปรญญานพนธ : เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน

An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and

Population

สาขาวชา : วศวกรรมไฟฟา

ประวตผเขยนคนท 1

ประวตสวนตว นายสรศกด ขอเพชร เกดวนท 20 สงหาคม 2529 ประวตการศกษา ประถมศกษา โรงเรยนรตนศกษา จงหวดสพรรณบร (2541) มธยมศกษาตอนตน โรงเรยนรตนศกษา จงหวดสพรรณบร (2544) ระดบประกาศนยบตรวชาชพ สาขาอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคสพรรณบร (2547) สถานทตดตอ บานเลขท 14 ม.4 ตาบลอทอง อาเภออทอง จงหวดสพรรณบร 72160 ประวตผเขยนคนท 2 ประวตสวนตว นายทรพยทว สขพรรษกจ เกดวนท 10 กมภาพนธ 2530 ประวตการศกษา ประถมศกษา โรงเรยนบานคลองปรง จงหวดชลบร (2541) มธยมศกษาตอนตน โรงเรยนบอทองวงษจนทรวทยา จงหวดชลบร (2544) ระดบประกาศนยบตรวชาชพ สาขาอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคชลบร (2547) สถานทตดตอ บานเลขท 270 ม.5 ตาบลเกษตรสวรรณ อาเภอบอทอง จงหวดชลบร 20270