บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมส ำคญของปญหำ

ปจจบนเครองชงน ำหนกและทวดสวนสงมอยมำกในประเทศไทยและทวโลก และมใชกนมำกตำมบำนเรอนหรอแมกระท งโรงงำนอตสำหกรรมกตองใชเครองชงน ำหนกและทวดสวนสงในกำรวดหรอตรวจสอบบคลำกรขององคกร หรอวดบรภณฑตำงๆ ซงเรำมองเหนวำเทคโนโลยในปจจบนมควำมล ำหนำและมสวนในกำรพฒนำประเทศ จงไดน ำเทคโนโลยเขำมำไวกบเครองชงน ำหนกและสวนสง ท ำใหเครองชงน ำหนกและสวนสงมกำรวเครำะห กำรประมวลผล กำรน ำเสนอเปนดชนมวลกำย (BMI) ไดอกดวย

1.2 วตถประสงค

1. เพอศกษำและสรำงเครองชงน ำหนกทสำมำรถบอกควำมเหมำะสมของรำงกำยได 2. เพอศกษำและออกแบบชดโปรแกรมกำรวเครำะห กำรประมวลผลและกำรน ำเสนอเปน

ดชนมวลกำย (BMI) 3. เพอศกษำกำรท ำงำนของชดโปรแกรม

1.3 ขอบเขตของโครงงำน

1. สรำงชดโปรแกรมประมวลผลจำกเครองชงน ำหนก เพอหำคำดชนมวลกำย (BMI)

2. สรำงชดวดควำมสง เพอน ำคำไปประมวลผลดชนมวลกำย (BMI)

1.4 ประโยชนของโครงงำน

1. เพมประสทธภำพของเครองชงน ำหนก

2. ท ำใหเครองชงน ำหนกมควำมทนสมยกบคนยคใหม

3. ท ำใหเครองชงน ำหนกสำมำรถบอกควำมเหมำะสมของรำงกำยได

2

4. เพอเปนเครองตนแบบในกำรพฒนำเครองชงในอนำคต

1.5 โครงสรำงของโครงงำน

ภำพท 1.1 โครงสรำงของโครงงำน

ประมวลผลขอมล

แสดงคำดชนมวลกำย (BMI)

3

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

ในกำรจดท ำเนอหำทฤษฎและเอกสำรท เกยวของกบกำรสรำงเครองชงน ำหนก

ประมวลผลดชนมวลกำยและไดท ำกำรออกแบบสรำงเครองวดสวนสง ในขำงตนน ผจดท ำไดแบงเนอหำหลกๆ เปน 6 หวขอ ดงน

1. ระบบอลตรำโซนค (Ultrasonic) 2. ไมโครคอลโทรลเลอร ตระกล PIC16F877 3. แอลอดเจดสวน (7-Segment) 4. วงจรขยำยสญญำณ 5. ดชนมวลกำย 6. โหลดเซลล (Load Cell)

2.1 ระบบอลตรำโซนค (Ultrasonic) [3]

หมำยถง คลนเสยงทมควำมถสงเกนกวำทหมนษยจะไดยน โดยทวไปแลวหของมนษยโดยเฉลยจะไดยนเสยงสงถงเพยงแคประมำณ 15 KHz เทำนน แตพวกทอำยยงนอยๆ อำจจะไดยนเสยงทมควำมถสงกวำนได ดงนนโดยปกตแลวค ำวำอลตรำโซนคจงมกจะหมำยถงคลนเสยงทมควำมถสงกวำ 20 KHz ขนไป จะสงขนจนถงเทำใดไมไดระบจ ำกดเอำไวสำเหตทมกำรน ำเอำคลนยำน อลตรำโซนคมำใชกเพรำะวำเปนคลนทมทศทำงท ำใหเรำสำมำรถเลงคลนเสยงไปยงเปำหมำยทตองกำรไดโดยเจำะจง เรองนเปนคณสมบตของคลนอยำงหนง ยงคลนมควำมถสงขนควำมยำวคลนกจะยงส นลง ถำควำมยำวคลนยำวกวำชองเปด (ทใหเสยงนนออกมำ) ของตวก ำเนดเสยงควำมถนน เชน คลนควำมถ 300 Hz ในอำกำศจะมควำมยำวถงประมำณ 1 เมตร ซงจะยำวกวำชองทใหคลนเสยงออกมำจำกตวก ำเนดเสยง โดยทวไปมำกมำยคลนจะหกเบนทขอบดำนนอกของตวก ำเนดเสยงท ำใหเกดกำรกระจำยทศทำงคลน แตถำควำมถสงขนมำอยในยำนอลตรำโซนค อยำงเชน 40 KHz จะมควำมยำวคลนในอำกำศเพยงประมำณ 8 มลลเมตร เทำนน ซงเลกกวำรเปดของตวทใหก ำเนดเสยงควำมถนมำกคลนเสยงจะไมมกำรเลยวเบนทขอบ จงพงออกมำเปนล ำแคบๆ หรอทเรยกวำ มทศทำง

กำรมทศทำงของคลนเสยงยำนอลตรำโซนค น ำไปใชงำนไดหลำยอยำง เชน น ำไปใชในเครองควบคมระยะไกล (Ultrasonic Remote Control) เครองลำงอปกรณ (Ultrasonic Cleaner) โดย

4

ใหน ำสนทควำมถสง เครองวดควำมหนำของวตถโดยสงเกตระยะเวลำทคลนสะทอนกลบมำ เครองวดควำมลกและท ำแผนทใตทองทะเล ใชในเครองหำต ำแหนงอวยวะบำงสวนในรำงกำย ใชทดสอบกำรรวไหลของทอ เปนตน โดยควำมถทใชขนอยกบกำรใชงำน เชน คลนเสยงตองเดนทำงผำนอำกำศแลว ควำมถทใชกมกจะจ ำกดอยเพยงไมเกน 50 KHz เพรำะทควำมถสงขนกวำนอำกำศจะดดกลนคลนเสยงเพมขนมำก ท ำใหระดบควำมแรงของคลนเสยงทระยะหำงออกไปลดลงอยำงรวดเรว สวนกำรใชงำนดำนกำรแพทยซงตองกำรรศมทำกำรสนๆ กอำจใชควำมถในชวง 1 MHz ถง 10 MHz ขณะทควำมถเปน GHz (109 Hz) กมใชกนในหลำยๆ กำรใชงำนทตวกลำงทคลนเสยงเดนทำงผำนไมใชอำกำศ

อปกรณทสำมำรถแปลงพลงงำนในรปอนใหมำเปนพลงงำนทำงกลโดยกำรสนไปมำ ซงท ำใหเกดคลนเสยงยำนอลตรำโซนค กระจำยไปในอำกำศไดหรอแปลงพลงงำนทำงกลใหมำเปนพลงงำนในรปอนไดน น มชอเรยกวำ อลตรำโซนคทรำนสดวเซอร (Ultrasonic Transducer) ในปจจบนอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรมหลำยแบบขนอยกบหลกกำรทใช แบบทนยมใชกนมำกไดแก

แบบเปยโซอเลคทรค (Piezo-electric Transducer) ซงแปลงไปมำระหวำงพลงงำนไฟฟำและพลงงำนทำงกล โดยมควำมถเรโซแนนซคงทอยคำหนง

แบบแมกนโตสตรคทฟ (Magnetostrictive Transducer) ซงแปลงไปมำระหวำงพลงงำนไฟฟำในขดลวดกบต ำแหนงควำมยำวของแกนเหลกทสวมขดลวดนนอย

แบบอเลคโตรสตรคทฟ (Electrostrictive Transducer) ซงแปลงไปมำระหวำงพลงงำนไฟฟำกบพลงงำนทำงกล

ทรำนสดวเซอรแบบเปยโซอเลคทรค ภำยในตวอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรแบบเปยโซอเลคทรค แบบทมใชกนในปจจบน ซงไดรบกำรพฒนำกนมำในระดบหนงแลวจะประกอบดวยชนสำรเซรำมคสเหลยมซงมผวโลหะเงนฉำบอยท ง 2 หนำเพอใหตอสำยไฟออกมำเปนขำ 2 ขำ ชนสำรเซรำมคน ประกอบขนจำกสำรเซรำมค 2 ชน ประกบกนอยโดยวำงใหขวไดโพลทำงไฟฟำภำยในอะตอมของมนมทศทำงตรงขำมกนดงภำพท 2.1

ในภำพท 2.1 (ก) โครงสรำงภำยในตวอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรแบบเปยโซอเลคทรคทใชสำรเซรำมค สวนในภำพท 2.1 (ข) เมอปอนแรงดนใหแกตวมนจะท ำใหชนสำรเซรำมคโกงงอไปมำ ท ำใหเกดคลนเสยงอลตรำโซนค กระจำยไปในอำกำศ

5

ภำพท 2.1 ภำพประกอบเซรำมค 2 ชนประกบกน

ชนสำรเซรำมคถกยดตดภำยในตวถงอยำงด เพอไมใหกำรสนขณะทมนท ำงำนอยไดรบ

ผลกระทบกระเทอนจำกภำยนอกตวถง มกจะเปนรปทรงกระบอกทมเสนผำศนยกลำงและมควำมสงประมำณ 1 ถง 2.5 เซนตเมตร ดำนหนำท ำเปนชองเปดมตะแกรงตดอย เพอใหคลนอลตรำโซนคเขำมำหรอออกจำกชองเปดไดโดยสะดวก ถำตวถงท ำมำจำกโลหะกควรตอตวถงลงกรำวด เพอท ำหนำทชลด ส ำหรบบำงยหอเขำจะตอขำหนงตดกบตวถงมำใหเลย เมอพลกดขำ 2 ขำทโผลออกมำจำกตวถงจะเหนมขำหนงตดกบตวถง

เมอมสญญำณแรงดนมำตกครอมขวทงสองของชนสำรเซรำมคดงภำพท 2.1 (ข) จะท ำใหชนสำรโกงงอมำกหรอนอยหรอในทศทำงใดตำมขนำดและทศทำงกำรเปลยนแปลงขนำดของสญญำณนนๆ ท ำใหเกดกำรกดอดอำกำศโดยรอบเกดเปนคลนเสยงทมควำมถเดยวกบสญญำณนนออกไปโดยทวๆ ไปก ำลงเอำทพตทออกมำจะตกประมำณ 10% ของก ำลงไฟฟำทปอนเขำไป แตก ำลงเอำทพตจะสงสดทคำประมำณน ตอเมอควำมถของสญญำณตรงกบควำมถเรโซแนนซ ซงเปนควำมถทำงกลตำมธรรมชำตของชนสำรเซรำมคนนๆ สวนทควำมถอนๆ ก ำลงเอำทพตจะลดลงกวำนมำก

ในท ำนองกลบกนเมอมคลนเสยงทมควำมถตรงกบควำมถเรโซแนนซของชนสำรเซรำมคเขำมำจะท ำใหชนสำรโกงงอไปมำและเกดสญญำณแรงดน ซงมขนำดเลกขนมำครอมขวทงสองของตวมนเองได คณสมบตโดยทวไปของอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรแบบเปยโซอเลคทรค กคอมคำควำมตำนทำนไฟตรงสงมำกอำจสงถง 100 MW เรยกวำ ถำเอำมลตมเตอรธรรมดำมำตงสเกลวด

6

คำควำมตำนทำนสงๆ เขมจะไมกระดก แตในขณะทมนท ำงำนควำมตำนทำนทำงดำนไฟสลบจะลดลง

2.1.1 ตวสงและตวรบ ทรำนสดวเซอรแบบเปยโซอเลคทรคทใชสำรเซรำมค (หรอทผผลตบำงรำยเรยกวำอลตรำ

โซนคทรำนสดวเซอรแบบเซรำมค) จะมอย 2 อยำง คอ ตวสงหรอ Transmitter และ ตวรบ (เสยง) หรอ Receiver

- ตว สง คอ อลต รำโซ นคทรำนส ดวเซอรท ถกออกแบบ เจำะจงมำใหแปลงสญญำณไฟฟำทใหแกตวมน ใหออกมำเปนคลนเสยงยำนอลตรำโซนค หนำทของตวสงจงคลำยๆ กบเปนล ำโพง

- ตวรบ คอ อลตรำโซนคทรำนสดวเซอรทถกออกแบบเจำะจงมำใหแปลงคลนเสยงยำนอลตรำโซนคทมำตกกระทบตวมนใหออกมำเปนสญญำณไฟฟำ หนำทของตวรบจงคลำยๆ กบเปนไมโครโฟน ดวยเหตนเวลำเขยนสญลกษณของอลตรำโซนคทรำนสดวเซอร จงนยมเขยนตำมหนำทของมน คอ เปนตวสงกเขยนสญลกษณเปนล ำโพง ถำเปนตวรบกเขยนสญลกษณเปนไมโครโฟน ดงภำพท 2.2 และมหลกกำรท ำงำนทแสดงดงภำพท 2.3

ภำพท 2.2 แสดงตวอยำงกำรเขยนสญลกษณของอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรแบบตำงๆ กน

แบบท ตวสง ตวรบ

TX

TX RX

RX

1

2

3

4

5

7

ภำพท 2.3 แสดงหลกกำรตรวจจบวตถโดยใชอลตรำโซนค

อลตรำโซนคทรำนสดวเซอรแบบเซรำมคทมจ ำหนำย จะมคำควำมถเรโซแนนซใหเลอกตงแต 23 KHz ขนไปจนถง 40 KHz แตทพบเหนกนบอยกม 23 KHz, 25 KHz, และ 40 KHz โดยควำมถ 40 KHz เปนรนทนยมใชกนมำกทสด เพรำะมทศทำงดกวำ 2.1.3 ขอควรรในกำรใชงำนตวสงและตวรบ

เนองจำกสเปคตลอดจนรำยละเอยดตำงๆ ของอลตรำโซนคทรำนสดวเซอรหำไดยำก ดงนนจงสำมำรถทจะสรปสงทควรรในขนตนของอปกรณอลตรำโซนคทรำนสดวเซอร เพอเปนแนวทำงในกำรใชงำนดงน ไมควรใหตวทรำนสดวเซอรไดรบกำรกระแทกหรอตกจำกทสง เพอปองกนโครงสรำงภำยในมใหเสยหำย ทรำนสดวเซอรทมขำยกนโดยทวไปจะทนแรงดนตกครอมตวมนสงสดไดไมเกนกวำ 20 Vrms ดงนนขนำดของสญญำณทจะปอนใหกบทรำนสดวเซอร ควรจะอยภำยในขดจ ำกดอนน ควำมถเรโซแนนซ (ควำมถทตวมนท ำงำนไดอยำงมประสทธภำพสงสด) ของทรำนสดวเซอร 40 KHz ทมขำยกนโดยทวไปจะผดพลำดไปไมเกน ± 1 KHz และมแถบควำมถ (Bandwidth) ประมำณ 4.5 KHz ส ำหรบตวสง และมแถบควำมถประมำณ 5.0 K Hz ส ำหรบตวรบ จะเหนไดวำแถบควำมถของตวรบจะกวำงกวำของตวสงอยเลกนอย เพอใหแนใจวำตวรบจะสำมำรถรบควำมถทงหมดทออกมำจำกตวสงได อณหภมใชงำนของตวทรำนสดวเซอรควรอยภำยในชวง –20°C ถง +60°C ทงตวสงและตวรบจะมทศทำงคลำยคลงกนมำกกลำวคอ ทต ำแหนงเบนจำกแนวแกนของตวสงไปประมำณ 30° ควำมแรงของคลนเสยงทถกสงออกไปจะลดลงจำกแนวแกนประมำณ 10 dB ในท ำนองเดยวกนถำคลนเสยงพงเขำมำในแนวทเบยงเบนไปจำกแนวแกนขอตวรบไปประมำณ 30° ควำมไวหรอขนำดแรงดนทออกมำกลดลงไปประมำณ 10 dB ดงนนในกำรใชงำนทเปนกำรควบคมระยะไกลในทโลงแจงจงควรพยำยำมใหทงตวรบและตวสงอยในแนวทพงตรงเขำหำกนใหมำกทสด อยำงไรกตำมในกรณทอยในหองอำจจะเบยงเบนจำกกน

ตวสง ตวรบ

8

ไดมำกหนอย เพรำะคลนเสยงอลตรำโซนคสำมำรถสะทอนกบก ำแพง พน และวตถทอยภำยในหอง ท ำใหคลนเสยงเขำไปหำตวรบไดหลำยทำง

ในกรณทใชงำนตวรบจะตองมตวตำนทำนตอขนำนกบตวรบ เพอท ำหนำทเปนโหลด ตำมปกตแลวตวตำนทำนตวนควรมคำอยในชวงจำก 10 kW - 100 kW จำกกำรทดลองพบวำถำเปลยนโหลดจำก 100 kW มำเปน 10 kW ควำมไวจะลดลงประมำณ 10 ถง 20 dB แตแถบควำมถจะกวำงขน ถำใชคำควำมตำนทำนต ำลงไปอก ควำมถเรโซแนนซ (ควำมถกลำง) จะลดลงไปจำกทระบไว ถำกำรใชงำนมสญญำณรบกวนมำกควรใชโหลดทมควำมตำนทำนสงสกหนอย เพอใหตวสงมควำมไวสงและมแถบควำมถแคบ ตวอยำงกำรทดสอบแสดงไวดงภำพท 2.4

ตำมปกตแลวเรำสำมำรถน ำเอำตวสงและรบมำใชงำนแทนกนไดในกำรใชงำนสวนใหญ และตวสงหรอตวรบของยหอใด รนใด กสำมำรถทจะน ำมำใชแทนกนไดในงำนสวนใหญ ขอเพยงแตใหมควำมถเรโซแนนซเดยวกนเทำนนเอง อยำงไรกตำมในบำงกรณอำจตองเปลยนแปลงคำควำมตำนทำนสมมลยทำงดำนไฟสลบ เพอใหลกษณะผลตอบสนองทำงควำมถสอดคลองกบของเดม

ภำพท 2.4 แสดงผลกำรทดลองตวรบตวหนงโดยลองเปลยนโหลดเปนคำตำงๆ กน แลวปอนคลน

เสยงควำมถตำงๆ กนเขำมำ

9

2.2 ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC [2] [7] [8]

PIC*คอ*ไมโครคอนโทรลเลอรอกตระกลหนงยอมำจำกค ำวำ “Peripheral Interface Controller” ซงแนวคดของไมโครคอนโทรลเลอรตระกลน คอ พยำยำมรวมเอำทกอยำงเอำไวในตวของมน ไมวำจะเปน PROGRAM MEMROY, RAM, EEPROM, SERIAL, I2C, PWM, A/D ฯลฯ โดยไมจ ำเปนตองตออปกรณเสรมจำกภำยนอกในตวของ PIC จะมฟงกชนทใชในกำรประมวลผล รวมทงหนวยควำมจ ำท ำใหมนเหมอนกบ ซพย ตวหนงเลยทเดยว

เปนอปกรณไอซ (IC: Integrated Circuit) ทสำมำรถโปรแกรมกำรท ำงำนไดซบซอน สำมำรถรบขอมลในรปสญญำณดจตอลเขำไปท ำกำรประมวลผลแลวสงผลลพธขอมลดจตอลออกมำเพอน ำไปใชงำนตำมทตองกำรได

ไมโครคอนโทรลเลอรภำยในชพจะมหนวยควำมจ ำ Port อยในชพเพยงตวเดยว ซงอำจจะเรยกไดวำเปนคอมพวเตอรชพเดยว ไมโครคอนโทรลเลอรเปนไมโครโพรเซสเซอรชนดหนง เชนเดยวกบหนวยประมวลผลกลำง (CPU: Central Processing Unit) ทใชในคอมพวเตอร แตไดรบกำรพฒนำแยกออกมำภำยหลง เพอน ำไปใชในวงจรทำงดำนงำนควบคม คอ แทนทในกำรใชงำนจะตองตอวงจรภำยนอกตำงๆ เพมเตมเชนเดยวกบไมโครโปรเซสเซอร กจะท ำกำรรวมวงจรทจ ำเปน เชน หนวยควำมจ ำ สวนอนพต/เอำทพต บำงสวนเขำไปในตวไอซเดยวกน และเพมวงจรบำงอยำงเขำไปดวย เพอใหมควำมสำมำรถเหมำะสมกบกำรใชในงำนควบคม เชน วงจรตงเวลำ วงจรกำรสอสำรอนกรม วงจรแปลงสญญำณอนำลอคเปนดจตอล เปนตน สรปคอ

Microcontroller = Microprocessor + Memory + I/O

ไมโครคอนโทรลเลอรสำมำรถน ำไปประยกตใชงำนอยำงกวำงขวำง โดยมกจะเปนกำรน ำไปใชฝงในระบบของอปกรณอนๆ (Embedded Systems) เพอใชควบคมกำรท ำงำนบำงอยำง เชน ใชในรถยนต เตำอบไมโครเวฟ เครองปรบอำกำศ และเครองซกผำอตโนมต เปนตน เพรำะวำไมโครคอนโทรลเลอรมขอดเหมำะสมตอกำรใชในงำนควบคมหลำยประกำร เชน

- ชพไอซและระบบทไดมขนำดเลก - ระบบทไดมรำคำถกกวำกำรใชชพไมโครโพรเซสเซอร - วงจรทไดจะมควำมซบซอนนอย ชวยลดขอผดพลำดทอำจจะเกดขนไดในกำรตอวงจร - มคณสมบตเพมเตมส ำหรบงำนควบคมโดยเฉพำะซงใชงำนไดงำย - ชวยลดระยะเวลำในกำรพฒนำระบบได

10

ไมโครคอนโทรลเลอรมหลำยยหอ หลำยตระกล และหลำยเบอรดวยกน ซงแตละเบอรกจะมโครงสรำงภำยในและควำมสำมำรถในกำรท ำงำนทแตกตำงกน ท ำใหเลอกใชกบงำนไดอยำงเหมำะสม

ไมโครคอนโทรลเลอร PIC16FXX เปนชพทใชเทคโนโลย CMOS ซงมรำคำถกแตให Performance สง และไดมกำรรวมเอำอปกรณแปลงสญญำณอนำลอคเปนดจตอลไวในภำยใน ชพ PIC16FXX เปนสถำปตยกรรมแบบ RISC โดยมชดค ำสงเพยง 35 Single Word/Single Cycle ค ำสงทงหมดเปนไซเคลเดยว (200 นำโนวนำท) ยกเวนค ำสงทใชในกำร กระโดดขำมโปรแกรมจะใช 2 ไซเคล

ผลตภณฑทใชชพ PIC16FXX จะมคณลกษณะพเศษ คอ ชวยลดตนทนของระบบและประหยดไฟ เปนอปกรณทมคณลกษณะอยำงมำกมำย เชน สำมำรถท ำกำรตดตอแบบอนกรมทงแบบ Synchronous และแบบ Asynchronous (USART) รวมทงอปกรณในกำรแปลงขอมลจำกอนำลอคเปนดจตอลขนำด 8 บต

2.2.1 ควำมเรวของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล*PIC ภำคของควำมถสญญำณนำฬกำ ปจจบนสำมำรถท ำสญญำณนำฬกำไดท 20 MHz ซงท ำ

ใหหนงค ำสงของ PIC ใชเวลำเพยง 0.25 µS แตอยำงไรกตำม มบรษทอนไดซอลขสทธ PIC จำก ไมโคชพ และไดสรำงชพทมควำมเรวไดมำกกวำเดมขนไปอก

2.2.2 หนวยควำมจ ำของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC ในอดตหนวยควำมจ ำของ PIC จะมคอนขำงนอย คออยระหวำง 512 words ถง 4 Kwords

แตในปจจบนบรษทไมโครชพ ซงเปนเจำของ PIC ไดพฒนำจนท ำใหหนวยควำมจ ำของ PIC มขนำดเปนหลำยสบกโลไบต และมแนวโนมวำจะขยำยไดใหญขนเรอยๆ ในเรองของกำรนบขนำดของหนวยควำมจ ำของ PIC จะนบไมเหมอนปกต โดยทหนงค ำสงของ PIC จะมขนำด 14 บต ดงนนจะเรยกวำ 1 Word ของ PIC จะมขนำด 14 บต เชน PIC16F877A ระบไดวำมหนวยควำมจ ำ 2 กโลไบต ซงหมำยถง 2 Kword ถำค ำนวณใหเปนในรปแบบ 1 ไบต = 8 บต จะไดวำ 1 1,024 14 = 14,336 บต ดงนน 14,336/(8 1,024) = 1.75 กโลไบต **** *

11

ภำพท 2.5 แสดงโครงสรำงของไมโครคอนโทลเลอร

2.2.4*สถำปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC** ตอนนม 3 สำยหลกๆ สมยกอนมแค 2 คอ ขนตนดวย 16xxx, 17xxx และใหมลำสด คอ

18xxx ถำพดถงคณสมบตทเหนอกวำเรยงจำกนอยสดไปมำกสดกคอ 16 > 17 > 18 ค ำสง แอสแซมบล ของ 17 และม 18 จะมมำกกวำ 16 ท ำใหเขยนโปรแกรมไดงำยกวำรำคำกจะสงกวำดวย แตทเปนทนยม คอ ตระกล 16xxx

2.2.5* สรปแนวคดสถำปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล*PIC** จะยดถอกำรออกแบบทวำรวมทกอยำงไวในชพตวเดยว โดยไมตองตออปกรณใดๆ

เพมเตมผลทตำมมำ คอ แผนวงจรจะมขนำดเลกและอปกรณทใชจะไมมำก บำงงำนอำจจะใชแค

12

PIC เพยงตวเดยวโดยไมตองใชชพอนมำเพมเตม คอ คณสมบตพเศษของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC ซงปจจบนหลำยบรษททผลตไมโครคอนโทรลเลอรกเรมจะหดมำเลยนแบบแนวทำงน แตทกอยำงยอมมขอดและขอเสย เนองจำกแนวคดทจะรวมทกอยำงไวในชพเดยวท ำใหโปรแกรมหนวยควำมจ ำและขอมลหนวยควำมจ ำไมสำมำรถขยำยโดยใชกบหนวยควำมจ ำภำยนอกได*PIC**จงเหมำะส ำหรบงำนเลกๆ ไมใชงำนใหญๆ ทตองใชกำรค ำนวณและหนวยควำมจ ำมำกๆ

2.2.6*ฮำรดแวรเบองตนของไมโครคอนโทรลเลอรตระกล*PIC PIC16F877A** จะมโครงสรำงแบบ RISC (Reduced Instruction Set Computer) PIC ในตระกล 16xxx

จะมค ำสงใหใชทงหมด 35 ค ำสง OSC1/CLKIN: Oscillator Crystal Onput/External Clock Source Input.

******* OSC2/CLKIN: Oscillator Crystal Output. ท งสองขำนจะตอกบ Crystal หรอ Resonator ในกรณทอยใน Crystal Oscillator Mode (ใชสญญำณนำฬกำจำกภำยนอก)

MCLR (inv): Master Clear (Reset) Input/Programming Voltage Input. เมอขำนเปน Low แลวไมโครคอนโทรลเลอรจะถกรเซท อกหนำทหนงของขำนกคอจะเปนอนพต ของ Voltage Programming ขณะทท ำกำรโปรแกรม ตวไมโครคอนโทรลเลอร

RC0-RC5: Bi-directional I/O Port เปนพอรตแบบสองทศทำง คอ เลอกใหเปน อนพต หรอ เอำทพต กไดอยำงใดอยำงหนง

RC6/TX/CK Transmit เปนพอรตทท ำหนำทสงสญญำณไปยง พอรตตำงๆ RC7/RX/DT Receive เปนพอรตทท ำหนำทรบสญญำณจำก พอรตตำงๆ VSS: Ground VDD: Positive Supply (+2.0V to +5.5V) หนวยควำมจ ำประเภทแฟลซ เปนพนทหนวยควำมจ ำส ำหรบเกบโปรแกรมทเขยนขน

ซงมขนำด 8 Kwords ถงแมวำจะไมมไฟฟำจำยใหกบไมโครคอนโทรลเลอร ขอมลทเกบอยในหนวยควำมจ ำประเภทแฟลซ กจะไมหำยไป จดเดนของหนวยควำมจ ำประเภทแฟลซ คอ สำมำรถเขยนทบเขำไปใหมไดหลำยๆ ครง ซงจ ำนวนครงจะอยทประมำณ 1,000 ครง

2.2.7*ขอมลเพมเตมเกยวกบ PIC BASIC PRO

2.2.7.1 กำรก ำหนดคำ PIC BASIC PRO ไดก ำหนดควำมถออสซเลเตอรของไมโครคอนโทรลเลอรทใชไวท 4 MHz ซงในควำมถของครสตลตำมน จะท ำใหคำหนวงเวลำตำมค ำสง PAUSE ตรงกบคำเวลำจรง เชน PAUSE 1000 จะมคำเทำกบ 1 วนำทจรง และจะท ำใหคำ

13

Bound Rate ของค ำสง SERIN และ SEROUT มคำตรงตำมทระบไวดวย ถำหำกตองกำรใหไมโครคอนโทรลเลอรท ำงำนเรวขน โดยเพมควำมถออสซเลเตอรใหสงขนกวำ 4 MHz เชน 10 MHz จะท ำใหคำพำรำมเตอรตำมค ำสงดงกลำวไมตรงตำมทระบไว ดงนนถำตองกำรเปลยนคำครสตลออสซเลเตอรแตกตำงไปจำก 4 MHz จะตองใชค ำสง DEFINE ก ำหนดคำออสซเลเตอรไวทหวโปรแกรมดวยดงน DEFINE OSC 10

กำรใชค ำสง DEFINE OSC จะท ำให PIC BASIC PRO ไดชดเชยคำบเวลำของค ำส ง ต อ ไป น ให ถ ก ตอ ง ได แ ก COUNT, DEBUG, DEBUGIN, DTMFOUT, FREQOUT, HPWM, HSERIN, HSEROUT, I2CREAD, I2CWRITE, LCDOUT, OWIN, OWOUT, PAUSE, PAUSEUS, SERIN, SERIN2, SEROUT, SEROUT2, SHIFTIN, SHIFTOUT, SOUND, XIN และ XOUT

2.2.7.2 กำรใชหนวยควำมจ ำแรม ภำยในตวไมโครคอนโทรลเลอร เมอก ำหนดตวแปร หรอคำคงท เพอใชงำนโปรแกรม PIC BASIC PRO จะก ำหนดต ำแหนงของหนวยควำมจ ำแรมทอยในตวไมโครคอนโทรลเลอร ของเบอรทก ำหนดโดยอตโนมต โดยเรมตงแตต ำแหนง เรมตน ซ งไมโครคอนโทรลเลอรของแตละเบอรจะมต ำแหนงเรมตนไม เท ำกน เชน ไมโครคอนโทรลเลอรเบอร PIC16F84 จะมต ำแหนงแรม เรมตนท 0C และเบอร PIC16C74 จะมต ำแห น งท 20 เป นตน ดงน น ในข นตอนกำรคอมไพล โปรแกรมตองระบ เบอรของไมโครคอนโทรลเลอรใหถกตองกบทจะใชงำนดวยในอกทำงหนง หำกทรำบต ำแหนงของ Address ของแรม ในไมโครคอนโทรลเลอร สำมำรถก ำหนด Bank และต ำแหนงของแรม ทำงตวแปรไดตำมตองกำรไดดงน

เชน Penny VAR WORD BANK0 Nickel VAR BYTE BANK1 Disp VAR BYTE 20

2.2.7.3 ขอควรระวงเกยวกบกำรใช พอรต A ของ PIC ไมโครคอนโทรลเลอร บำงรน เชน PIC16F62X หรอ PIC16C62X (เชน 16C 620, 621, 622, 16F627 และ 16F628) เบอ รเหลำนพอรต A ไดก ำหนดขำใหใชไดท งดจตอลและอนำลอก คอ ทกขำจะมวงจรเปรยบเทยบสญญำณอนำลอกเมอเรมใชงำน (Start Up) พอรต A จะถกก ำหนดใหเปนอนำลอกโหมด เพอทจะเปลยนพณของพอรต A เหลำนเปนดจตอลตองก ำหนดค ำสงตอไปนบนหวของโปรแกรม คอ CMCON = 7 PIC ไมโครคอนโทรลเลอรบำงเบอรมพอรต A เปนขำทรบสญญำณอนำลอกได เชน เบอร PIC16C7xx, PIC16F87x และ PIC12C67x PIC เบอรเหลำนเมอเรมใชงำนพอรต A จะถกก ำหนดใหใชงำนเปนอนำลอกโหมด ดงนน หำกตองกำรพอรต A ใหงำนเปนดจตอลตองก ำหนด

14

ค ำสงตอไปนบนหวโปรแกรม คอ ADCON1 = 7 แตถำหำกวำตองกำรทจะเซทใหพอรต A รบสญญำณดจตอล ตองใชค ำสงตอไปนกอน คอ ADCON0 = 1 ทพอรต A ขำ 4 ตำมโครงสรำงจะเปนแบบ Open-Drain Output ดงนน ถำก ำหนดใหขำนเปนเอำทพต เพอสงลอจก 1 ออกมำถำจะท ำใหขำนมสภำพลอย (Float) แทนทจะเปน 1 (หรอ high) เพอทจะแกปญหำน ตองตอตวตำนทำน Pull-Up เขำกบไฟ 5V ตวตำนทำนทมำตอควรมคำระหวำง 1k-33k

ในบำงขำของพอรตอนพต/เอำทพตนจะถก Multiplex ซงจะท ำใหสำมำรถใชงำนไดหลำยอยำง ตำมควำมสำมำรถของอปกรณ เชน เมอท ำกำรสงใหพอรต A ท ำงำนเปนตวแปลงสญญำณอนำลอคเปนดจตอล ขำอนพต/เอำทพตของพอรต A กจะท ำหนำทเปนตวรบสญญำณ Analog แทน

2.2.8 พอรต A และรจสเตอร TRISA พอรต A มทงหมด 6 บต โดยทสำมำรถท ำหนำทในกำรรบและสงขอมล โดยกำรก ำหนด

ทศทำงใน รจสเตอร TRISA วำจะใหท ำหนำทในกำรสงหรอรบขอมล โดยทขำ RA4 นนจะถก Multiplex กบ Clock ของ Timer 0 สวนขำอนนนจะถก Multiplex กบกำรรบสญญำณอนำลอค และแรงดนอำงอง

ภำพท 2.6 BLOCK DIAGRAM OF RA3:RA0 AND RA5 PINS

15

ภำพท 2.7 BLOCK DIAGRAM OF RA4/TOCKI PINS

ภำพท 2.8 BLOCK DIAGRAM OF RB3:RB0 PINS

16

ภำพท 2.9 BLOCK DIAGRAM OF RB7:RB4 PINS

2.2.9 พอรต B และรจสเตอร TRISB พอรต B มทงหมด 8 บต สำมำรถตดตอได 2 ทำง ซงกำรก ำหนดกำรรบและสงขอมล ใน

แตละขำโดยกำรก ำหนดทศทำงในรจสเตอร TRISB เมออยในลกษณะกำรรบขอมลขำนน จะมควำมอมพแดนซสง โดยทขำ RB7-RB4 สำมำรถท ำหนำทในกำร Interrupt กำรท ำงำนได

2.2.10 พอรต C และรจสเตอร TRISC พอรต C มทงหมด 8 บต สำมำรถตดตอได 2 ทำง ซงกำรก ำหนดกำรรบและสงขอมล ใน

แตละขำโดยกำรก ำหนดทศทำงในรจสเตอร TRISC และ พอรต C ยงมควำมสำมำรถในกำรท ำงำนอกหลำยอยำง เชน เปนขำทใชในกำรรบสญญำณ Clock ของ Timer 1 ตวเปรยบเทยบคำแรงดน ท ำกำรสง-รบขอมลแบบอนกรม

2.2.11 พอรต D และรจสเตอร TRISD พอรต D มทงหมด 8 บต สำมำรถตดตอได 2 ทำง ซงกำรก ำหนดกำรรบและสงขอมล ใน

แตละขำโดยกำรก ำหนดทศทำงในรจสเตอร TRISD และ พอรต D ยงมควำมสำมำรถในกำรท ำงำน

17

เพอสำมำรถขยำยควำมสำมำรถใหสำมำรถเชอมตอกบ Microprocessor คอ ท ำงำนในลกษณะ Parallel Slave Port ซงท ำงำนรวมกบพอรต E

ภำพท 2.10 PORTD AND PORTE BLOCK DIAGRAM (PARALLEL SLAVE PORT)

2.2.12 พอรต E และรจสเตอร TRISE พอรต E มทงหมด 3 บต สำมำรถตดตอได 2 ทำง ซงกำรก ำหนดกำรรบและสงขอมล ใน

แตละขำโดยกำรก ำหนดทศทำงในรจสเตอร TRISE และพอรต E ยงมควำมสำมำรถในกำรท ำงำนเปนขำ Control เพอใชในกำรตดตอกบอปกรณภำยนอก และยงสำมำรถรบขอมลอนำลอค

2.2.13 กำรจดกำรกบกำรอนพตและเอำทพต วงจรส ำหรบบตบตหนงของพอรตอนพต/เอำทพต สำมำรถก ำหนดไดวำพอรตไหนจะ

เปนอนพตหรอเอำทพต กำรใชงำนเปนพอรตอนพตสญญำณจะไมถกแลตซเอำไว กำรปอนสญญำณอนพต ตองคงคำจนกระทงท ำกำรอำนโดยค ำสงอนพตจนครบ เชน MOVF PORTB, W แตส ำหรบกำรใชงำนเปนพอรตเอำทพตนน ขอมลจะถกแลตซเอำไว และจะไมมกำรเปลยนคำจนกวำจะมกำรเขยนขอมลใหมสงมำอกครง กำรก ำหนดพอรต ในต ำแหนงขำตำงๆ ใหเปนเอำทพตจะตองสงใหบต ควบคมทศทำง (TRISA, TRISB, TRISC, TRISD, TRISE) มคำเปน "0" แตถำตองกำรใหเปนขำอนพตจะตองก ำหนดบต ควบคมใหมคำเปน "1"

18

กำรท ำงำนในโหมด Parallel Slave Port ของพอรต D และพอรต E กำรทพอรต D จะท ำหนำทเปน 8-bit Parallel Slave Port นน จะตองมกำรก ำหนดคำท Control Bit ของรจสเตอร TRISE ทต ำแหนงบตท 4 ใหมคำเปน 1 ซงสำมำรถท ำไมโครโปรเซสเซอรสำมำรถควบคมกำรอำนและเขยนกบตวไมโครคอนโทลเลอรได โดยผำนขำ RD และขำ WR โดยผำนขำ RE0 และ RE1 ตำมล ำดบ และยงมขำชวยอกขำ คอ CS ซงจะอยตรงขำ RE2 กำรท ำงำนในลกษณะนจะชวยใหสำมำรถเชอมตอกบไมโครโปรเซสเซอร 8-bit ทำงดำน Data Bus ไดโดยตรง

2.2.14 รจสเตอรควบคมพอรตอนพต/เอำทพต กำรก ำหนดลกษณะกำรท ำงำนจะตองเปนกำรปอนคำเขำไปเกบไวทแตละต ำแหนงของ

รจสเตอรก ำหนดทศทำง เชน รจสเตอร TRISA โดยคำ "1" ทใสในรจสเตอรควบคมจะท ำใหขำอนพต/เอำทพต อยในสถำนะควำมตำนทำนสงท ำหนำทเปนขำ อนพต และคำ "0" ทใสในรจสเตอร ควบคมจะท ำใหขำอนพต/เอำทพตทถกเลอกของพอรตนนมสถำนะเปนขำเอำทพต รจสเตอรใชงำนพเศษ W - (Working Register) เกบคำโอเปอแรนด ทสองในค ำสงทม 2 โอเปอแรนด (และ/หรอ สนบสนนกำรเคลอนยำยขอมลภำยใน)

TRISA - ควบคมอนพต/เอำตพต ส ำหรบพอรต A บต 0 ถง 5 เทำนนทใชไดใช เพอใหสอดคลองกบพอรต อนพต/เอำตพต ทมแค 6 บต

TRISB - ควบคมอนพต/เอำตพต ส ำหรบพอรต B TRISC - ควบคมอนพต/เอำตพต ส ำหรบพอรต C TRISD - ควบคมอนพต/เอำตพต ส ำหรบพอรต D TRISE - ควบคมอนพต/เอำตพต ส ำหรบพอรต E และกำรก ำหนดโหมดกำรท ำงำนของ

พอรต D ใหอยใน Parallel Slave Port ADRES – ใชเกบคำผลลพธกำรแปลงสญญำณอนำลอคเปนดจตอล ADCON0 – ใชก ำหนดลกษณะขนตอนกำรท ำงำนของกำรแปลงสญญำณอนำลอคเปน

ดจตอล เชน ควำมถทใชในกำรแปลง A/D ชองสญญำณทใชในกำรรบขอมล เปนตน ADCON1 – ก ำหนดลกษณะกำรรบขอมลเปน อนำลอค/ดจตอล รวมถงแรงดนอำงอง

ของแตละบตของพอรต RA5:RA0 และ RE2:RE0

19

2.2.15 ขนตอนในกำรแปลง A/D 2.2.15.1 ก ำหนดลกษณะกำรท ำงำนของ A/D - ก ำหนดคำขำอนพต / แรงดนอำงอง / ขำอนพต –เอำทพต แบบดจตอล โดย

ก ำหนดท รจสเตอร ADCON1 - ท ำกำรเลอกขำส ำหรบรบสญญำณนำลอค โดยก ำหนดทรจสเตอร ADCON0 - ท ำกำรก ำหนด Clock ในกำรแปลงสญญำณ A/D ทรจสเตอร ADCON0 - ก ำหนดใหสำมำรถมกำรแปลงสญญำณ A/D ไดทรจสเตอร ADCON0 2.2.15.2 ก ำหนดกำร Interrupt ของ A/D - ก ำหนดคำ ADIF bit ใหมคำเปน "0"(ท ำกำรลบคำใน A/D Interrupt Flag Bit ) - ก ำหนดคำ ADIE bit ใหมคำเปน "1"(ก ำหนดใหอปกรณสำมำรถท ำกำร

Interrupt ได) - ก ำหนดคำ GIF bit ใหมคำเปน "1" (ก ำหนดใหสำมำรถท ำกำร Interrupt ได) 2.2.15.3 ท ำกำรแปลงขอมล - ก ำหนดคำทบต 2 ของรจสเตอร ADCON0 ใหมคำเปน "1" 2.2.15.4 รอใหกำรแปลงขอมลเสรจโดย - ท ำกำรตรวจสอบบต 2 ของรจสเตอร ADCON0 วำมคำเปน "0" หรอไม หรอ - ท ำกำรรอสญญำณ Interrupt ของ A/D 2.2.15.5 ท ำกำรอำนค ำผลลพ ธ ท ไดจำก รจส เตอ ร ADRES และท ำกำรก ำหนดคำ ADIF ใหเปน "0"

2.2.16 วงจรออสซลเลเตอร ชพตระกล PIC16FXX รวมกบออสซลเลเตอรตำงๆ ได 4 แบบ ถำชพนนม EPROM อย

ภำยในตวเอง กำรเลอกใชวงจรออสซลเลเตอรจะขนกบ EPROM นนวำตองกำรออสซลเลเตอรแบบใด ถำเปนชพแบบ OTP และ QTP โรงงำนจะเปนผก ำหนดออสซลเลเตอรทจะใชงำนไดมำให

กำรเลอกใชตวเกบประจ (C1, C2) ส ำหรบวงจร Resonator แบบเซรำมก จะค ำนงถงควำมถตำงๆทใช ดงแสดงในตำรำงท 2.1

20

ตำรำงท 2.1 ควำมถของออสซลเลเตอรในชพตระกล PIC16FXX ออสซลเลเตอร

แบบ ควำมถ Resonator

ชวงของคำตวเกบประจ (C1) (pF)

ชวงของคำตวเกบประจ (C2) (pF)

XT 445 kHz 68 - 100 150 - 330 2.0 MHz 15 - 68 20 - 330 4.0 MHz 15 – 68 20 - 330

HS 8.0 MHz 10 - 68 20 - 200 ชพแบบ XT เปนออสซลเลเตอรครสตอลแบบมำตรฐำน ซงอำจตองกำรครสตอลแบบ

สตรปคต AT (AT Strip-Cut) เพอหลกเลยงกำรโอเวอรไดรฟ สวนชพแบบ HS เปนออสซลเลเตอรครสตอลชนดควำมเรวสง ซงอำจจะตองใชตว

ตำนทำนตอเชอมดวย ในกรณทตองกำรใหเกดควำมถออสซลเลชน ทนอยกวำ 20 เมกกะเฮรตซ 2.3 แอลอดเจดสวน (7-SEGMENT) [9]

7-SEGMENT คอ กลมของแอลอด ทมาตอรวมกน 7 ตว เพอแสดงตวเลข 0-9 ม 2 ชนดดวยกน คอ

1. Common Cathode 2. Common Anode

ภำพท 2.11 ลกษณะกำรตอแอลอดเจดสวน

21

ในกำรใชงำนจะตองตอขำ Commont เสยกอน เชน ชนด Comont Catode จะตองตอลงกรำวด ส ำหรบขำแอโหนด a,b,c,d,e,f ตอกบ เอำทพตพอรต ดงภำพท 2.11 ซพยจะตองสงขอมลทตองกำรแสดงมำยงขำของ Segment ( a,b,c,d,e,f,g) ดงตำรำงท 2.2

ตำรำงท 2.2 ขอมลทซพยจะแสดงมำยงขำของแอลอดเจดสวน อกษรทแสดง 7SEGMENT

ชนดคำโถดรวม ชนดแอโนดรวม dr g f e d c b a HEX dr g f e d c b a HEX

0 0 0 1 1 1 1 1 1 3F 1 1 0 0 0 0 0 0 C0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 06 1 1 1 1 1 0 0 1 F9 2 0 1 0 1 1 0 1 1 5B 1 0 1 0 0 1 0 0 A4 3 0 1 0 0 1 1 1 1 4F 1 0 1 1 0 0 0 0 B0 4 0 1 1 0 0 1 1 0 66 1 0 0 1 1 0 0 1 99 5 0 1 1 0 1 1 0 1 6D 1 0 0 1 0 0 1 0 92 6 0 1 1 1 1 1 0 1 7D 1 0 0 0 0 0 1 0 82 7 0 0 0 0 0 1 1 1 07 1 1 1 1 1 0 0 0 F8 8 0 1 1 1 1 1 1 1 7F 1 0 0 0 0 1 0 0 84 9 0 1 1 0 0 1 1 1 67 1 0 0 1 1 0 0 0 98

2.4 วงจรขยำยสญญำณ [6]

คณสมบตของออปแอมป ถำกลำวแบบสรปๆ กคอ ออปแอมปน นเปนวงจรขยำยสญญำณทอยในรปของตวไอซ โดยจะมอย 2 แบบ คอ ออปแอมปแบบ 8 ขำ และ 14 ขำ ซงจะมลกษณะเปนโลหะและจะเปนแบบพลำสตก โดยจะมกำรจดวำงขำเปนแบบ (Dual In-Line Package: DIP) ซงภำยในตวโครงสรำงของออปแอมปนนจะมสวนประกอบทส ำคญ 3 สวน ในภำพท 2.12

1. สวนของสญญำณเขำ (Differential) 2. สวนของกำรขยำยสญญำณ (Amplifier) 3. สวนของสญญำณออก (Output)

22

(Differential)

(Amplifier)

(Output)

Inverting

Non-Inverting

-

+

Output

ภำพท 2.12 โครงสรำงของวงจรขยำยสญญำณ

จำกภำพท 2.12 ถำเรำจะท ำกำรพจำรณำดในแตละสวนกสำมำรถทจะกลำวได ดงน คอ ในสวนของอนพต หรอทเรยกวำ Differential นนจะมลกษณะเปนวงจรขยำยสญญำณผลตำง ซงถำดในสวนของอตรำกำรขยำยสญญำณอนพตจะพบวำมอตรำกำรขยำยทสง แตในทำงกลบกนในสวนของอตรำขยำยสญญำณอนพตรวมจะมคำทต ำ และในสวนของอมพแดนซขำเขำของวงจรจะมคำทสงมำก ซงโดยทวไปจะมคำประมำณ 1MΩ

ในสวนของกำรขยำยสญญำณ หรอทเรยกวำ Amplifier นนกจะท ำหนำทขยำยสญญำณทงแรงดนและกระแส เพอทจะท ำใหอตรำขยำยโดยรวมนนมคำทสงขน

และในสวนสดทำย คอสญญำณออก หรอทเรยกวำ Output ซงในสวนนมำพจำรณำดโครงสรำงของวงจรภำยในกจะทรำบวำจะเปนวงจรขยำยสญญำณแบบอมตเตอรรวม สำเหตทเปนแบบน เพอทจะท ำใหอมพแดนซทขำออกของวงจรมคำทต ำ และเพอทจะสำมำรถขบกระแสใหกบโหลดทตอไดเพยงพอ ดงนนลกษณะของขำตำงๆ ของออปแอมป ในภำพท 2.13

ภำพท 2.13 ลกษณะของขำทใชงำนของออปแอมป

23

- ขำ +V และ -V โดยทงสองขำนจะเปนขำทมไวเพอจำยไฟเลยงใหกบออปแอมป ซงปกตแลวจะตองจำยไฟเลยงทงสองขำ เชน +V เทำกบ +15V และ –V เทำกบ –15V เปนตน ซงสวนนนนจะตองดรำยละเอยดของเบอรออปแอมปทจะใชไฟเลยง

- ขำ Offset1 และ Offset2 โดยทงสองขำนจะใชตออปกรณเพอทจะเปนกำรปองกนกำรเกดออสซเลตของออปแอมป

- ขำ Output โดยจะเปนขำสญญำณออก ซงคำแรงดนเอำทพตทขำนจะมคำสงสดไมเกนคำแรงดนไฟทเรำจำยใหกบออปแอมป และในสวนของกระแสทไดจำกเอำทพตนนจะมคำไมเกน 20 mA

- ขำ Inverting Input หรอทเรำเรยกวำ ขำอนพตแบบกลบเฟส โดยจะเปนขำอนพตขำหนงของออปแอมป ซงถำเรำท ำกำรปอนสญญำณเขำไปทขำน โดยท ำกำรตอขำอนพตอกขำหนง ทเรยกวำขำ Non-Inverting Input นนตอลงกรำวดแลว เรำกจะไดสญญำณเอำทพตทออกมำนนมสญญำณทตำงเฟสกนกบสญญำณอนพตเปนมม 180 องศำ

- ขำ Non-Inverting Input หรอทเรำเรยกวำ ขำอนพตแบบไมกลบเฟส โดยจะเปนขำอนพตขำหนงของออปแอมป ซงถำเรำท ำกำรปอนสญญำณเขำไปทขำน โดยท ำกำรตอขำอนพตอกขำหนง ทเรยกวำขำ Inverting Input นนตอลงกรำวดแลว กจะไดสญญำณเอำทพตทออกมำนนมสญญำณทอนเฟสกบสญญำณอนพต

จำกขอมลทไดกลำวมำในตอนตนพอทจะสรปไดวำในสวนของคณสมบตทส ำคญของออปแอมปนน จะประกอบไปดวยสวนส ำคญๆ คอ

- ในสวนของอตรำขยำยแรงดนลปเปด หรอทเรำเรยกวำ Open Loop Voltage Gain : AOLนนจะมคำทสงมำกครบ โดยมคำเปนอนนต (Infinite : )

- ในสวนอนพตอมพแดนซ หรอทเรำเรยกวำ Input Impedance : ZIN นนจะมคำทสงมำก โดยมคำเปนอนนต (Infinite : )

- ในสวนเอำทพตอมพแดนซ หรอทเรำเรยกวำ Output Impedance : ZOUT นนจะมคำทต ำมำก โดยมคำเปนศนย

- ในสวนของชวงควำมถแบนดวดธ หรอทเรำเรยกวำ Bandwidth : BW นนจะมคำทสงมำก โดยมคำเปนอนนต (Infinite : )

- และในสวนของแรงดนอนพตออฟเซต หรอทเรำเรยกวำ Offset Input Voltage : VOS

นนจะมคำทต ำมำก โดยมคำเปนศนย

24

2.4.1 วงจรขยำยแบบไมกลบเฟส เปนวงจรทมลกษณะทปอนสญญำณอนพตเขำทขำนอนอนเวอรตงหรอขำบวก ซงจะให

สญญาณเอาทพตมลกษณะทเหมอนกบสญญาณอนพต ไมกลบเฟส และอตราการขยายแรงดนของวงจรชนดนจะมตงแต หนงเทาขนไป

-

+

6

2

3

7

4

+V

-VEi

VO= Ei

ภำพท 2.14 แสดงวงจรตำมแรงดน

ส าหรบวงจรในภาพท 2.14 มชอเรยกวาวงจรตามแรงดน (Voltage Follower) โดยสาเหตทเรยกชอเปนวงจรตามแรงดน กเพราะวงจรในลกษณะนจะสะทอนคาความตางศกยทขาอนพตใหไปปรากฏเหมอนกนทขาเอาทพตของออปแอมป หรอมการเลยนตามคาแรงดนทขาอนพต จดนจงเรยกวาวงจรตามแรงดน

วงจรลกษณะนจะมคณสมบตการขยายเทากบ 1 เทาน น บางคนกเรยกวงจรนวา บฟเฟอร (Buffer) บางคนกเรยกวา Isolation Amplifier และบางครงก เรยกวา Unity – gain amplifier ซงเปนการเรยกกนตามลกษณะของวงจร วงจรประเภทนจะปอนสญญาณ Ei เขาทางขาอนพตขาบวก เพอไมใหสญญาณทออกมาทางดานเอาทพตเกดการกลบเฟส มการลดวงจรระหวางดานอนพตขาลบและขาเอาทพตดวย ซงเปนลกษณะของวงจรปอนกลบแบบลบดวยเชนกน จากวงจรความตางศกยระหวางขาอนพตทง 2 เปน 0 ดงนนแรงดนทขาลบ ซงลดวงจรอยกบเอาทพต จะเทากบทขาบวก

25

2.4.2 การใชงานวงจรตามแรงดน หลายคนอาจจะสงสยวาในเมอวงจรตามแรงดนเปนวงจรทมอตราการขยายเปน 1 เมอ

เทยบกบวงจรขยายแบบอนเวอรตงอนๆ แลวมนจะมประโยชน ส าหรบในหวขอน ขอดของวงจรประเภทนโดยไมสนใจเครองหมายของอตราการขยาย แตจะสนใจในเรองผลของการดงกระแสทางดานอนพตมากกวา ในภาพท 2.15(ก) ประโยชนจากการไมมกระแสไหลจาก Egen โดยตรงท าใหแรงดนทเอาทพตจะมคาเทากบ Egen ขอควรระวงออปแอมปจะสามารถจายกระแสทเอาทพตไดสงสด 5 มลลแอมป เทานน สวนในภำพท 2.15(ข) แรงดนของ Egen จะถกแบงระหวำงตวตำนทำนของตวเอง และตวตานทานทขาอนพตของออปแอมปท าใหแรงดนทไดไมถง 1 โวลต

-

+R

L

-

+V

O=E

genRint

=20k

+

-

Egen

1.0V

แหลงจายไฟ

E1=E

gen

+V

-V

(ก) ประโยชนจากการไมมกระแสไหลจาก Egen โดยตรงทำใหแรงดนทเอาทพท จะมคาเทากบ Egen

-

+R

L

-

+V

O= -0.1V

Rint

=20k

+

-

Egen

1.0V

ปลายของแหลงจายไฟ

E1=E

gen

+V

-V

(ข) แรงดนของ Egen จะถกแบงระหวางตวตานทานทขาอนพทของออปแอมป

R1=10k

I = 10A

Rf=10k

ภาพท 2.15 การเปรยบเทยบผลกระทบของการใชวงจรขยายอนเวอรตงและนอนอนเวอรตง

26

2.5 กำรวดดชนมวลกำย (Body Mass index-BMI) [4] [10]

เปนวธงายๆ วธหนงทสามารถน ามาใชในการประเมนภาวะทางโภชนาการของคนทกวยโดยเฉพาะอยางยงภาวะโภชนาการเกนและโรคอวนปจจบนโรคอวนในวยเดกและวยรนก าลงเรมเปนปญหาทส าคญส าหรบประเทศไทยโรคอวนจะมผลกระทบตอเมทาโบลซมของรางกาย เชน การนอนหลบ การนอนกรน หยดหายใจเปนระยะๆ ขณะนอนหลบ ท าใหสมองขาดออกซเจน จงมผลตอความจ าการเรยนรท าใหไมฉลาดเทาทควร ระดบไขมนในเลอดผดปกต เบาหวานและปวดขอ เปนตน นอกจากนนมผลตอ ความสง รปราง ความสวยงาม ความหลอเหลา ความกงวล ความไมมนใจในตนเอง และเมอเตบโตเปนผใหญ กจะมความสงนอยกวาทควรจะเปน การประเมนภาวะโภชนาการโรคอวนมหลายวธ ในการวดสดสวนตางๆของรางกาย(Anthropometric Measurements) ทงทางตรงและทางออม การวดความหนาแนนของรางกายโดยการชงน าหนกใตน า (Body Density Measurements Using Under Water Weighing Method) การวดปรมาณโปรแทสเซยมทงหมดของรางกาย (Total Body Potassium-40 Measurements) เปนตน

วธการเหลานสนเปลองคาใชจายสง และบางวธไมเหมาะสมทจะน ามาใชกบเดก และผปวยจงท าใหผคนหนมาสนใจวดดชนมวลกายกนมากขน ดชนมวลกาย (Body Mass Index - BMI) เปนตวชวดปรมาณเนอเยอไขมนของรางกายในวยผใหญ แตมขอจ ากด คอ ไมเหมาะทจะใชกบนกกฬาและนกเพาะกาย เพราะจะบอกคาไขมนมากกวาทเปนจรง และไมเหมาะทจะใชกบผสงอายเพราะจะบอกคาไขมนทนอยกวาความเปนจรง

คาดชนมวลกาย เปนการเปรยบเทยบระหวางน าหนกเปนกโลกรม กบสวนสงทวดเปนเมตร ค านวณไดจากสตรคาดชนมวลกาย (กก.ตอ ตรม.) = น าหนก (กโลกรม)

สวนสง (เมตร)2 การแปลผลคาดชนมวลกายของทวปเอเชย

คาดชนมวลกาย ตงแต 18.5-22.9 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา น าหนกปกต

คาดชนมวลกาย ตงแต 23.0-27.4 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา ทวม คาดชนมวลกาย ตงแต 27.5-32.4 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวน

คาดชนมวลกาย ตงแต 33.5-37.4 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวนปานกลาง คาดชนมวลกาย มากกวา 37.5 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวนมาก

การแปลผลคาดชนมวลกายของทวปอนๆ คาดชนมวลกาย ตงแต 18.5-24.9 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา น าหนกปกต

คาดชนมวลกาย ตงแต 25.0-29.9 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา ทวม

27

คาดชนมวลกาย ตงแต 30.0-34.9 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวน คาดชนมวลกาย ตงแต 35.0-39.9 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวนปานกลาง คาดชนมวลกาย มากกวา 40 กโลกรมตอตารางเมตร ถอวา อวนมาก

อยางไรกตาม มผลการศกษาภาวะน าหนกเกนของประชาชนชาวเอเชย และคนไทยตอ

อตราเสยงของการเกดโรคเรอรงตางๆ พบวา คาดชนมวลกายทเกน 23 กโลกรมตอตารางเมตร มความเสยงตอการเกดโรคเรอรงตางๆสง บคคลโดยทวไปควรน าหนกและสวนสงทสมพนธกน ผทมน าหนกตวปกตจะสงผลตอสขภาพกายและสขภาพจตดวย กลาว คอ

1. มพฒนาการดานตางๆ ตามวย วยทารก วยรน วยผใหญ และวยชรา ถามน าหนกของรางกายอยในเกณฑปกตมาโดยตลอด พฒนาการในดานตางๆ กจะเปนอยางปกต ไมมการชะงกงน หรอผดปกต จะเจรญเตบโตอยางเตมททงทางรางกายและสตปญญา

2. มโครงสรางของรางกายท เหมาะสม เมอรางกายเจรญเตบโตกบวยเปนไปตามพฒนาการโครงสรางของรางกายกจะเหมาะสมไดสดสวนสมพนธทงสวนสง และน าหนก ซงจะท าใหอวยวะตางๆ มขนาดปกตการปฏบตงานหรอการด าเนนการกจกรรมตางๆ กจะแคลวคลองวองไว

3. มบคลกภาพ เมอรางกายไดรปทรงมสดสวนสวยงาม ท าใหสขภาพจตด อารมณแจมใส มความมนใจเปนสวนทสงเสรมใหบคลกด เปนทชนชมตอคนทวไป

4. มสขภาพด ผทมน าหนกปกต แสดงใหเหนถงความสมบรณแขงแรงของรางกายและจตใจมกจะเจบปวยดวยโรคตางๆ งายเหมอนคนทอวนหรอผอมเกนไป

2.6 โหลดเซลล (Load cell) [5] หลกการท างานของโหลดเซลล การออกแบบโหลดเซลลจะขนอยกบชนดของสญญาณทจะออกจากตวโหลดเซลลเปนส าคญ เชน สญญาณออกทตอเขากบระบบนวแมตก ไฮดรอลก หรอไฟฟา นอกจากนยงตองค านงถงชนดของแรงทตองการวด แรงบด แรงเฉอน แรงกด แรงดด เปนตน โหลดเซลลแบบไฮดรอลก วดน าหนกจากการเปลยนแปลงความดนของของเหลวภายในระบบเมอมแรงมากระท าทแทนรบน าหนกในโหลดเซลลแบบไฮดรอลกทมแผนไดอะแฟรมมวน แรงจะถกสงผานลกสบเปนผลใหของเหลวภายในชองแผนไดอะแฟรมถกกดอด การวดแรงทเกดขนสามารถวดไดจากความดนของของเหลว ความสมพนธระหวางแรงกระท ากบแรงดนของของเหลวน มลกษณะเปนแบบเชงเสน โดยไมขนกบอณหภมและปรมาณของของเหลวในกระบอก

28

สบ ถาโหลดเซลลแบบนไดรบการตดตงหรอสอบเทยบทเหมาะสม ความแมนย าในการวดควรจะอยท 0.25% ของชวงกำรวดเตมสเกลหรอดกวำนน ระดบควำมแมนย ำนเปนทยอมรบไดในงำนอตสำหกรรมทวไป เนองจำกเครองมอวดแบบนไมตองใชไฟฟำ จงเหมำะทจะใชในพนททอนตรำย ขอเสยของโหลดเซลลแบบไดอะแฟรมน คอสำมำรถรบแรงสงสดไดไมเกน 1000 psig ในงำนทตองกำรวดแรงดนสงจะตองใชโหลดเซลลแบบทมไดอะแฟรมท ำดวยโลหะซงสำมำรถรบน ำหนกไดถง 10,000,000 ปอนด โดยทวไปแลวโหลดเซลลแบบไฮดรอลกมกจะใชในกำรวดน ำหนกถงเกบวสดหรอแทงก ส ำหรบกรณทตองกำรควำมแมนย ำสงสด กำรวดควรจะใชโหลดเซลลหลำยตวมำวดทจดรองรบแตละต ำแหนง เนองจำกกำรก ำหนดระนำบจะตองใชจด 3 จด ดงนนกำรวดน ำหนกวตถทมขนำดใหญจงควรจะใชโหลดเซลล 3 ตวเพอวดน ำหนก ณ จดรองรบวตถทง 3 จด น ำหนกของวตถจะหำไดจำกผลรวมของคำน ำหนกทอำนไดจำกโหลดเซลลทงสำมนนเอง

โหลดเซลลแบบสเตรนเกจ จะเปลยนแรงทมำกระท ำเปนสญญำณไฟฟำ เครองมอวดแบบนยดตดกบโครงสรำงทมกำรเปลยนรปเมอมแรงหรอน ำหนกมำกระท ำ สวนใหญแลวมกจะใชเกจวดควำมเครยด 4 ตว ในกำรวดเพอใหไดควำมไวสงสดและมกำรชดเชยผลของอณหภมขณะท ำกำรวดดวย เกจทงสจะเชอมตอเขำดวยกนเพอชวยในกำรปรบตงคำชดเชยวงจร โดยทวไปเกจ 2 ตวจะอยในสภำพถกดงและอก 2 ตวอยในสภำพถกกด เมอมน ำหนกมำกระท ำ ควำมเครยดจะเปลยนเปนควำมตำนทำนทำงไฟฟำในสดสวนโดยตรงกบแรงทมำกระท ำ อปกรณโหลดเซลลแบบนยงมกำรเพมควำมแมนย ำใหสงขนในขณะทรำคำต ำลง

ภาพท 2.16 ลกษณะการตอการใชงานของโหลดเซลล

30

2.6.1 วทสโตนบรดจทมคำควำมตำนทำนตำงกนเลกนอย (Slightly Unbalanced Bridge) ในกำรหำคำควำมตำนทำนดวยวทสโตนบรดจ นนคำควำมตำนทำนแตละตวในวงจรมคำ

แตกตำงกน ในกรณทตวตำนทำน 3 ใน 4 ตวทอยในวงจรมคำเทำกน (คอ R) สวนควำมตำนทำนตวท 4 มคำตำงไปจำกคำควำมตำนทำน 3 ตวแรกเพยงเลกนอย คอ 1 - 5 % (r) ในกำรหำแรงดนและควำมตำนทำนเทยบเคยงเทวนนนน มกใชคำโดยประมำณซงใหผลลพธใกลเคยงกบควำมจรง ชวยใหสมกำรของวงจรเทยบเคยงเทวนนสนและงำยตอกำรหำคำตำงๆ ในวงจร

ภำพท 2.17 แสดงวงจร Slightly Unbalanced Bridge

จำกภำพท 2.17 เมอ บรดจไมสมดล จะได Vth = VA - VB

เมอ VA = xRRR

E

=

2E

และ VB = xRRR

E

2

ดงนน Vth = 2

E - xRRR

E

2

= RR

RE

24

.

คำ r จะมคำนอยมำกเมอเทยบกบ R ดงนนจะเรำจงสำมำรถไมคดคำ r ได

กจะได

Vth = R

RE

4

.

และ Rth = 22

RR = R

R R

R r

EEth

R +

A B

31

บทท 3 กำรออกแบบโครงงำน

ในกำรปฏบตงำนใหส ำเรจตำมเปำหมำยและขอบเขตทวำงไวภำยในระยะเวลำทก ำหนด

นนจ ำเปนจะตองมกำรวำงแผนกำรท ำงำน เพอเปนแนวทำงและขนตอนในกำรปฏบตงำน เพอสรำงเครองชงน ำหนกวดคำดรรชนมวลกำย โดยแผนผงของขนตอนกำรปฏบตงำนก ำหนดไว ดงภำพท 3.1

ภำพท 3.1 แผนผงขนตอนกำรท ำงำนสรำงเครองชงน ำหนกวดคำดรรชนมวลกำย

32

3.1 กำรศกษำขอมล

ขอมลทงหมดไดจำกกำรศกษำคนควำจำกหนงสอทเกยวของ รวมถงกำรคนหำทำงสออนเตอรเนต หนงสออเลกทรอนกส (E-Book) เปนตน

3.2 ออกแบบวงจร

3.2.1 กำรเชอมตอไมโครคอนโทรลเลอรกบ LED

ใน ส วน แ รก เป น ก ำร เช อ ม ต อ LED โ ด ย ใน ก ำร ต ด ต อ จ ะ ต อ ง ใช อ ป ก ร ณ ไมโครคอนโทรล เลอ รและ LED ซ งลกษณ ะกำร เช อม ตอวงจร เม อท ำก ำร เช อม ต อไมโครคอนโทรลเลอรกบอปกรณได ดงน

ภำพท 3.2 วงจรไมโครคอนโทลเลอร PIC16F887 ตอกบ LED

33

3.2.2 วงจรภำคจำยไฟ ภำคจำยไฟจะใชแบบวงจรเรกกเลเตอรเพอทจะใหเกดควำมสะดวกในกำรใชงำนซง

สำมำรถตอเขำกบไฟฟำในอำคำรได โดยวงจรจะใชหมอแปลงขนำด 12 โวลตแบบเซนเตอรแทปแลวท ำกำรเรกกเลเตอรดวย IC 7805 ดงน

ภำพท 3.3 วงจรภำคจำยไฟ

3.2.3 วงจรขยำยสญญำณ วงจรขยำยสญญำณท ำหนำทรบคำอนพทมำจำกโหลดเซลลของเครองชงน ำหนกมำขยำยสญญำณ

ภำพท 3.4 วงจรขยำยสญญำณตอกบโหลดเซลลเครองชงน ำหนก

34

ในกำรออกแบบโปรแกรมส ำหรบสรำงเครองวดสวนสงแบบ 7-SEGMENT นน สำมำรถออกแบบไดจำกกำรน ำโปรแกรมวดระยะทำงทวๆ ไปมำปรบแตงเพมเตมในสวนของกำรหกลบคำจำกำรวดระยะทำงทได และเพมเตมในสวนของกำรหนวงเวลำ เพอสะดวกในกำรสงเกตผลทำงจอ 7-SEGMENT

3.3 ออกแบบและสรำงโครงสรำง

ในกำรออกแบบโครงสรำงนนประกอบดวย 2 สวน คอ 1. ตวฐำนส ำหรบวดสวนสง 2. สวนโครงเหลกยดจบชดเซนเซอรซงแตละสวนมลกษณะแบบดงน

ภำพท 3.5 แสดงแบบโครงสรำงเครองวดสวนสง

200 CM.

35

บทท4 กำรทดลองและผลกำรทดลอง

ในบทนจะกลำวถงผลทไดจำกกำรทดลองทไดออกแบบไวแลวตำมขนตอนจำกบททผำน

มำ ท ำกำรตอใชงำนจรงและเขยนโปรแกรมควบคมสวนตำงๆภำยในวงจร เพอใหระบบสำมำรถท ำงำนตำมขนตอนทตองกำร ซงโครงสรำงของชนงำนนคอกำรรบคำน ำหนกและสญญำณจำกโมดลทขำ ECHO มำท ำกำรประมวลผลตำมสตรกำรหำคำ BMI จำกนนกน ำคำทไดแสดงผลเปนหลอดแอลอดเจดสวน (7-SEGMENT) ของระบบเพอทดสอบใชงำนจรง

ภำพท 4.1 บลอคไดอะแกรมโครงสรำงของโครงงำน 4.1 สวนแสดงผลของเครองชงน ำหนก ตำรำงท 4.1 กำรแสดงคำน ำหนกจรงกบคำเอำทพทของโหลดเซลล

ล ำดบ คำเอำทพทของโหลดเซลล(mV) คำน ำหนกจรง(Kg) 1 1.6504 50 2 1.9564 55 3 2.2624 60 4 2.5684 65 5 2.8744 70 6 3.1804 75

36

ภำพท 4.2 กรำฟเสนตรงแสดงควำมสมพนธระหวำงน ำหนกกบคำ เอำทพทของโหลดเซลล 4.2 สวนแสดงผลของโมดลวดระยะ

ในกำรทดสอบสำมำรถท ำไดโดยน ำโมดลตรวจจบและวดระยะทำงไปวำงไวบนวสดใดๆกไดทมควำมมนคงและมระยะควำมสงจำกพน 200 เซนตเมตร จำกนนใหสงเกตผลทไดทำงจอ 7-SEGMENT มรปคลนพลลทแสดงระยะหำงของกำรอำนคำจำกโมดลตรวจจบ ระยะหำง 20 เซนตเมตร (ภำพท 4.3) ระยะหำง 60 เซนตเมตร (ภำพท 4.4) และระยะหำง 100 เซนตเมตร (ภำพท 4.5)

ภำพท 4.3 ระยะหำงระหวำงโมดลกบวตถท 20 เซนตเมตร (T=1.2ms)

37

กำรวดสญญำณพลสของโมดลวดระยะทใชในโครงงำนท ำกำรวดจำกขำ Trigger Input ซงเปนขำสงสญญำณพลสไปกระทบกบวตถและจะสงสญญำณกลบมำโดยใชขำ Echo เปนตวรบสญญำณและน ำพลสทไดเขำสกระบวนกำรของ A/D ของโปรแกรม ตำมภำพท 20 เซนตเมตร

ภำพท 4.4 ระยะหำงระหวำงโมดลกบวตถท 60 เซนตเมตร (T=3.4ms)

กำรวดสญญำณพลสของโมดลวดระยะทใชในโครงงำนท ำกำรวดจำกขำ Trigger Input ซงเปนขำสงสญญำณพลสไปกระทบกบวตถและจะสงสญญำณกลบมำโดยใชขำ Echo เปนตวรบสญญำณและน ำพลสทไดเขำสกระบวนกำรของ A/D ของโปรแกรม ตำมภำพท 60 เซนตเมตร

ภำพท 4.5 ระยะหำงระหวำงโมดลกบวตถท 100 เซนตเมตร (T=5.8ms)

38

กำรวดสญญำณพลสของโมดลวดระยะทใชในโครงงำนท ำกำรวดจำกขำ Trigger Input ซงเปนขำสงสญญำณพลสไปกระทบกบวตถและจะสงสญญำณกลบมำโดยใชขำ Echo เปนตวรบสญญำณและน ำพลสทไดเขำสกระบวนกำรของ A/D ของโปรแกรม ตำมภำพท 100 เซนตเมตร

ภำพท 4.6 กรำฟแสดงคำบเวลำของสญญำณจำกอลตรำโซนคกบระยะททดสอบ ผลของกรำฟเปน เชงเสน (Linear) ซงงำยตอกำรออกแบบ ในกำรเขยนโปรแกรมเครองวดสวนสง 4.3 สวนแสดงผลของคำ BMI

ภำพท 4.7 หลอด LED แสดงผลมำตรฐำนของรำงกำย

หนำชนงำนทแสดงผลจำกกำรประมวลผลตำมโปรแกรมทถกเขยนไวซงโชวผลควำมอวนผอมเปนหลอด LED ทำงดำนซำยมอของภำพตำมคำของกำรประมวลผล

T(MS)

CM.

39

บทท5 สรปและขอเสนอแนะ

5.1 สรปและขอเสนอแนะ

ในยคปจจบนควำมสำมำรถทำงเทคโนโลยไดมควำมพฒนำกำวหนำไปอยำงมำกซงควำมสำมำรถของเทคโนโลยมสวนส ำคญท ำใหเรำสำมำรถด ำเนนชวตในปจจบนไดสะดวกมำกขนดงนนในกำรจดท ำโครงงำนฉบบน โดยใชเพอเปนแนวทำงกำรศกษำเพอใหไดเรยนรถงวทยำกำรน ำคำน ำหนกและคำสวนสงมำค ำนวณหำคำมำรตฐำนของรำงกำยมนษยซงควำมสำมำรถของอปกรณจ ำพวกนยงไมคอยมตวบงบอกคำมำรตฐำนของรำงกำยเปนกจลกษณะไปใชงำนมำกเทำทควรอนเปนเพรำะจำกกำรใหควำมส ำคญของรำงกำยมนษยนอยลงเนองจำกเวลำทเรงรบของสงคมในยคปจจบน

จงพอสรปไดดงนภำยในเครองชงน ำหนกวดคำดรรชนมวลกำยซงประกอบดวนสวนประกอบทส ำคญหลกอย 2 อยำงคอ คำน ำหนก และ คำสวนสงซงน ำคำทได 2 สวนนมำค ำนวณหำคำมำตรฐำนของรำงกำยมนษยโดยผำนกำรใชไมโครคอนโทรเลอรค ำนวณแลวสงผลทไดจำกกำรค ำนวณไปแสดงผลเปนหลอดแอลอดเจดสวนอกดวย

ขอดของกำรใชไมโครคอนโทรเลอรในกำรควบคม 1.สะดวกตอกำรใชงำน 2.ขนำดของวงจรควบคมมขนำดเลก 3. สะดวกตอควำมเรงรบในสงคมยคปจจบน

ขอเสยของกำรใชไมโครคอนโทลเลอรในกำรควบคม 1. ภำคของวงจรไมโครคอนโทรเลอรตองกำรไฟฟำกระแสตรงในกำรใชงำนจงตองมหมอแปลงแรงดนไฟฟำกระแสสลบเปนกระแสตรง 2. ตองมกำรระบำยควำมรอนทดใหกบไมโครคอนโทรเลอร 5.2 ปญหำและอปสรรคทพบในโครงงำน

จำกปญหำทเกดขนในโครงงำนนเรำพบวำ ควำมคลำดเคลอนของโมดลวดระยะและกำรคำรเบทเครองชงน ำหนกยงมเปอรเซนตเออเรอสงอยพอสมควรจะเหนคำไดจำกตำรำงกำรแสดงคำ เอำทพทโหลดเซลลของเครองชงน ำหนก ซงอนเนองเกดจำกขอบกพรองของกำรคำรเบทของเครองชงคำทไดจงออกมำคลำดเคลอน

40

เอกสำรอำงอง

[1] ดอนสน ปงผำบ. กำรเขยนโปรแกรมภำษำซ ในงำนควบคม และกำรประยกตใชงำน.กรงเทพ:

สมำคมสงเสรมเทคโนโลย(ไทย – ญปน), 2546 [2] ดอนสน ปงผำบ. ไมโครคอนโทรลเลอร และกำรประยกตใชงำน1.กรงเทพ: สมำคมสงเสรมเทคโนโลย(ไทย – ญปน), 2549 [3] http://narong.ee.engr.tu.ac.th/miniproject/article.php?ID=21

[4] http://dopah.anamai.moph.go.th/bmi.php [5] http://www.bkkcrypto.com [6] http://wara.com/article-882.html [7] http://akexorcist.blogspot.com/2012/07/microcontroller-max7219-led.html [8] http://www.ett.co.th/article/pic/pic009.html [9] http://www.numsai.com/ [10] http://apps.who.int/bmi/index.jsp?introPage=intro_3.html