บทคัดย่อ - CORE · 2018-03-19 · 2 1.3 ขอบเขตงำน 1. ใช้ ISFET pH Sensor Kit เป็นเซนเซอร์ชิพชนิดสารกึ่งตวันา

ก

โครงงาน เครองวดคา pH ผด าเนนงาน 1. นางสาวมาลวลย อนรกษ รหสประจ าตว B5203604

2. นางสาวลดดาวลย เพยรการ รหสประจ าตว B5208869 3. นางสาวนชษา ศรบ ารง รหสประจ าตว B5213900

อาจารยทปรกษา ผศ.ร.อ.ดร.ประโยชน ค าสวสด สาขาวชา วศวกรรมโทรคมนาคม ภาคการศกษา 1/2555

บทคดยอ

การจดการและเกบขอมลของคา pH โดยใช pH Sensor KIT (ชนด ISFET) กบบอรด

FiO Std ในการวดคา pH ซงไดมการเขยนโปรแกรมในการควบคมการท างานของ pH Sensor KIT (ชนด ISFET) กบบอรด FiO Std ใหแสดงคาออกท LCD และไดจดเกบขอมลลงใน Multimedia Cards (MMC) ตามทตองการได และสามารถน าขอมลทจดเกบลงใน MMC มาพลอตกราฟและวเคราะหผลการวดคา pH ได ซงสามารถน าไปใชงานทางดานวจยในการทดลองเกยวกบการวดคา pH ทางดานอตสาหกรรมอาหารกระปอง ทางดานเกษตรกรรมในการวดคา pH ของดนและน า หรอ ในการปลกผก Hydroponics (ไฮโดรโปนกส) ทเปนทนยมปลกกนในปจจบนน ดงน นเครองวดคา pH นสามารถท าใหงานตางๆนใหสะดวกงายดายยงขน และยงสามารถเกบขอมลมาใชวเคราะหผลเพอวางแผนปรบปรงและพฒนางานดงกลาวไดอกดวยเชนกน

ข

กตตกรรมประกาศ การจดท าโครงงานเรอง เครองวดคา pH นไดประสบความส าเรจดวยดเนองจากไดรบ

ความอน เคร าะ ห ในการใหค าป รกษา ในด าน ต า งๆ ในระหว า งกา รด า เ นนการจาก ผชวยศาสตราจารย เรออากาศเอก ดร. ประโยชน ค าสวสด (อาจารยทปรกษาทโครงงาน) ทไดใหความชวยเหลอและใหค าปรกษา รวมทงขอเสนอแนะทเปนประโยชนในการท าโครงงานในครงน ขาพเจาใครขอขอบพระคณผทมสวนเกยวของทกทานทมสวนรวมในการใหขอมลและเปนทปรกษาในการท าโครงงานฉบบนจนเสรจสมบรณ ตลอดจนใหการดแลและใหค าแนะน าเกยวกบความรพนฐานในการใชงานโปรแกรม ซงขาพเจาขอขอบพระคณเปนอยางสงไว ณ ทนดวย

นางสาวมาลวลย อนรกษ นางสาวลดดาวลย เพยรการ นางสาวนชษา ศรบ ารง

คณะผจดท า

บทท 1 บทน ำ

1.1 ควำมเปนมำ

ในปจจบนคา pH มความส าคญมาก ในทางดานอตสาหกรรม ผลตน าตาล ผลตน าดม

อาหารแปรรป การชปโลหะดวยกระแสไฟฟา รวมถงการบ าบดน าเสยของโรงงานอตสาหกรรมท

ตองใหไดคา pH ทเหมาะสม ดานเกษตรกรรม การปลกพชทใชดนหรอน าทมคา pH เหมาะสม

การเลยงสตวน าทตองควบคมคา pH อยตลอด การเลยงสตวระดบคา pH เลอดของสตวควรอย

ในระดบทเหมาะสมเชนกน ดานเครองส าอางและยารกษาโรคคา pH กมความจ าเปนเชนกนใน

ความปลอดภยของเครองส าอางและยารกษาโรคนนๆ ดงนนการวดคา pH จงมความจ าเปนอยาง

ยงกบงานดานตางๆอกทงในการเกบขอมลในการวดคา pH นยงมประโยชนตอการศกษาหรอใช

ในการวเคราะหงานอนๆไดอกดวย

1.2 วตถประสงค

1. เพอลดความยงยากในการวดคา pH

2. เพอจดเกบขอมลคา pH ทวดไดในอปกรณหนวยความจ าทงายตอการวเคราะหและ

ประมวณผลดวยคอมพวเตอร

3. เพอทจะสามารถน าขอมลทจดเกบไวไปประยกตใชงานในดานตางๆ

2

1.3 ขอบเขตงำน

1. ใช ISFET pH Sensor Kit เปนเซนเซอรชพชนดสารกงตวน า ชวงการวด (Range)

pH 1 ถง pH 14 สญญาณ Output เปนคาแรงดนไฟฟาชวง 0-2 Volt

2. ใชบอรด FiO Std ชดทดลองระบบสมองกลฝงตว ใชไมโครคอนโทรเลอรตระกล

STM32 ( สถาปตยกรรม 32-bits ARM Cortex-M3 )

3. วดคา pH แสดงออกหนาจอ LCD เกบคาทไดลง Multimedia cards (MMC)

1.4 ขนตอนกำรด ำเนนงำน

1. ศกษาทฤษฎทเกยวของสบคนขอมลเพมเตมเกยวกบการวดคา pH

2. ท าการจดซออปกรณอเลกทรอนกสทใช และศกษาขอมลอปกรณอเลกทรอนกส

เหลานน ศกษาภาษาซและเขยนโปรแกรมในการควบคมการท างาน โดยใชภาษาซในการ

เขยน

3. ทดสอบโปรแกรมและอปกรณอเลกทรอนกส ตลอดจนการเตรยมเอกสาร จดท า

เอกสาร และน าเสนอโครงงาน

1.4 ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1. ลดความยงยากในการวดคา pH

2. สามารถเกบขอมลทวดไดในอปกรณหนวยความจ าทงายตอการวเคราะหและประมวณ

ผลดวยคอมพวเตอร

3. สามารถน าขอมลทจดเกบไวไปประยกตใชงานในดานตางๆไดสะดวก

4. มแนวทางในการเลอกใชวธการจดการและการเกบขอมลอกทางหนง

3

บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

2.1 บทน า

ในบทนเราจะกลาวถง ไมโครคอนโทรลเลอร ARM 32 บต คณสมบตของ FiO Board

และ RapidSTM32 Blockset คณสมบตและขอมลดานเทคนคของ IFSET pH Sensor Kit และ

ชดเชอมตอหนวยความจ า SD/MMC CARD

2.2 ไมโครคอนโทรลเลอร ARM 32 บต ประวตความเปนมาของ ARM

ส ถ า ป ต ย ก ร ร ม ข อ ง ARM (Advanced RISC Machine) เ ป น พ น ฐ า น ข อ ง

ไมโครคอนโทรเลอร 32 บต ทใชกนอยางกวางขวางทสดถกใชในงานหลากหลายประเภท

เนองจากประสทธภาพทสง การกนพลงงานทต า และราคาถก เรมมการพฒนา ARM ขนในป

1990 จากลงทนของ Apple Computer, Acorn และ VLSI Technology ในปจจบน ARM ถก

พฒนาใหน าไปใชกบไมโครคอนโทรเลอรส าหรบอปกรณหลายชนดเชน โทรศพทเครองท

ออรแกนไนเซอร โมเดม กลองถายรป workstation ประสทธภาพสง ฯลฯ

คณสมบตของ ARM

จะตองมรจสเตอรใหสามารถใชงานไดมากเพยงพอ

ใชรปแบบค าสงแบบ load and store หมายความวากอนการประมวลผลจะตองท าการโหลด

ขอมลจากรจสเตอรหรอหนวยความจ ากอนหลงจากนนจงการประมวลผล ซงผลลพธทได

อาจจะเกบอยในรจสเตอรเพอไปสกระบวนการถดไปหรออาจจะบนทกกลบลงส

หนวยความจ า

4

มโหมดของการอางต าแหนงแอดเดรสทไมมากนก โดยสามารถกระท าไดโดยอางต าแหนง

จากรจสเตอรและค าสงเพยงค าสงเดยวเทานน

ขนาดของค าสงมขนาดคงท (32 บต)

ความสามารถเพมเตมของ ARM

1. ม shifter หรอตวเลอนบตแยกตางหากกอนทจะเขา ALU (Arithmetic Logic Unit) เพอเพม

ความเรวในการประมวลผล

2. มโหมดการอางต าแหนงแบบ Auto-increment และ Auto-decrement เพอชวยใหการท างาน

แบบลปงายขน

3. สามารถเพมเงอนไขภายในแตละค าสงเพอลดการสญเสยจากการท างานของ pipeline ซงจะ

สงผลใหการท างานเรวขน จะเหนวา สถาปตยกรรมของ ARM จะเพมความสามารถของ

สถาปตยกรรม RISC ทวๆไป เชน ประสทธภาพสงกวา กนพลงงานต ากวา และ มขนาดของ

die เลกมาก นยมใชในระบบคอมพวเตอรฝงตวในปจจบน

สถานะการท างานของ ARM

การท างานของ ARM จะตองอยภายในสภาวะใดสภาวะหนงกลาวคอ เมอเกดเอกเซปชน

ขน ARM จะหยดการท างานของค าสงปจจบนและยายต าแหนงไปท างานตาม เอกเซปชนเวกเตอร

(exception vector) โดยระบบปฏบตการจะใสการจดการของแตละเอกเซปชนไว ซงการทจะ

เปลยนสถานะสามารถท าไดโดยโปรแกรมหรอการเกดอนเตอรรปท แบงเปน 6 mode ไดแก

1. User mode (usr)/System (sys) ส าหรบโปรแกรมปรกต ในโหมดนจะจ ากดสทธบาง

อยางเชนไมสามารถดสเอเบลอนเตอรรปทได

2. FIQ mode (fiq) ส าหรบโปรแกรมอนเตอรรปททตองการความเรวในการบรการสง

เนองจากล าดบความส าคญของ FIQ จะสงกวาตวอน

3. IRQ mode (irq) ส าหรบโปรแกรมอนเตอรรปททวไป

4. Supervisor (svc) ส าหรบระบบปฏบตการ เนองจากในโหมดนจะไมมขอจ ากดในการ

เขาถงระบบ เราสามารถเขาถงโหมดนไดโดยทางซอฟทแวรอนเตอรรปท (SWI)

5. Abort (abt) เมอมการการเขาถงหนวยความจ าทไมมอยจรงเพอปองกนการท างานของ

ระบบ

5

6. Undefined (und) เมอมการใชค าสงท ARM ไมรจก เรามกน าค าสงสวนนไปใชใน

การตดตอกบ co-processor ในแตละโหมดจะมรจสเตอรบางตวทมการใชงานรวมกนแตบาง

รจสเตอรกจะแยกเปนของใครของมน ดงรป

รปท 2.1 การจดแบง Register

ARM registers

ARM มรจสเตอรทงหมด 37 ตว เปนแบบ 32 บต แบงเปน

รจสเตอรใชงานทวไป 30 ตว

รจสเตอรแสดงสถานะ 6 ตว

program counter 1 ตว

ผใชสามารถใชไดทงหมด 16 ตว ตวอนๆมเพอเพมประสทธภาพในการท าเอกเซปชน

(exception processing) พอสรปไดดงน

- Stack pointer รจสเตอร R13 ท าหนาทเกบขอมลชวคราว เชน เวลาจะเรยก

โปรแกรมยอยเราจะท าการบนทกคาของรจสเตอรเกบไวในแสตก เพอปองกนการเปลยนคาใน

6

รจสเตอรขณะประมวลผลโปรแกรมยอยนน ดงนน เมอออกจากโปรแกรมยอยกจะน าคาในแสตก

คนมาทรจสเตอรใหม

- Link register รจสเตอร R14 ท าหนาทในการเกบคาทอยของค าสงถดไป

หลงจากค าสง Branch with Link (BL) ทใชเวลาเรยกโปรแกรมยอยของ ARM

- Program counter รจสเตอร R15 ท าหนาทเปน Program Counter ซงใช

กบค าสงทกค าสงในการชไปทค าสงนน ใน ARM ค าสงหนงๆจะมขนาด 32 บต

- Other registers รจสเตอรทเหลอไมมหนาทพเศษโดยเฉพาะเมอเกดเอกเซปชน

รจสเตอรบางตวจะถกก าหนดใหเปนรจสเตอรซงเกบคาเฉพาะของเอกเซปชน ในทกๆโหมดคา

R13 และ R14 เปนของตวเอง โดย R13 เกบ stack pointer และ R14 เกบ link register

- CPSR (Current Program Status Register) เกบคา

• 4 condition code flags (Negative, Zero, Carry and Overflow)

• 2 interrupt disable bits (one for each type of interrupt)

• 5 bits which encode the current processor mode

- SPSR (Saved Program Status Register) เกบคาของ CPSR กอนจะเกดเอก

เซปชน ซงในแตละโหมดจะมรจสเตอร SPSR เปนของตวเองโดยใช CPSR รวมกน

รปท 2.2 โครงสรางของ ARM registers

7

ARM Instruction set

แบงได 4 ประเภทคอ

Branch Instruction

• General branch instruction

• Branch with Link

• Software interrupt (SWI) ใชเรยกเพอเขาสการท างานของระบบปฏบตการ

• THUMB instruction (16 บต)

Data - processing Instruction

• Arithmetic/logic instructions ม 16 ค าสง ซงมรปแบบรวมกน

• Multiply instructions มแบบ 32 บต และ 64 บต

• Status register transfer instruction โหลดหรอเกบคาจาก SPSR หรอ CPSR

Load - store Instruction แบงเปน 3 ประเภทคอ

1. Load or store the value of a single register คอ ในการโหลดคามาเกบไวในรจสเตอร

สามารถท าไดครงละ 32 บต 16 บต หรอ 8 บต จาก memory ในการ store กเชนเดยวกน

โดยแบงตาม addressing Mode ได 3 ประเภท คอ

1.1 offset

1.2 pre-indexed

1.3 post-indexed

ในการอางแอดเดรสแบบ pre หรอ post – indexed จะแกไขขอมลใน base register ดวยคา

ออฟเซตทเพมเขาไป

2. Load and store multiple register values สามารถโหลดหรอเกบคาในชวงของ Memory

โดยเพมหรอลด address ไดโดยอตโนมตโดยแบงตาม addressing Mode ได 3 ประเภท

1.1 pre – increment

1.2 post – increment

1.3 pre – decrement

1.4 post – decrement

8

ในการอางแอดเดรสแบบ Increment หรอ decrement จะเปนสงทระบวาคาของ

pointer จะเลอนขนหรอเลอนลง และในสวนของ pre หรอ post จะระบวาขณะนน pointer ช

ในจดทมขอมลอยหรอไม ถามอยตองเลอน point กอนแลวคอยใสคาลงไป หรอถาไมมขอมลอย

จะใสคากอน แลวจงเลอน pointer ไป

3. Swap a register with the value of a memory location คอการสลบคาระหวาง register

โดยผาน memory หรอสลบคาระหวาง memory กบ register ได

Co – processor Instruction

1. Data-processing instructions ใชจดการการจดการภายในของโปรเซสเซอรรวม

2. Register transfers ยายคาภายในโปรเซสเซอรรวมมายง ARM รจสเตอร หรอ

จาก ARM รจสเตอรออกไป

3. Data-transfer instructions ยายขอมลของโปรเซสเซอรรวมมายงหรอออกจาก

memory โดยต าแหนงจะถกค านวณโดย ARM

2.3 คณสมบตของ FiO Std Board และ RapidSTM 32 Blockset 2.3.1 FiO Std Board

รปท 2.3 บอรด FiO Std

FiO Std Board เปนชดทดลองโดยใชไมโครคอนโทรลเลอร STM32TM ARM 32-bits CortexTM M3 processors บอรด Fio Std นเปนชดทดลองทสามารถท างานรวมกบ Matlab Simulink ได FiO Std เปนบอรดทดลองอเลกทรอนคส และเปนบอรดทถกออกแบบมาเพอการ

9

เรยนการสอนของนกเรยนระดบมหาวทยาลย และมธยม ในรายวชาดานวศวกรรมหลายๆ ดาน เชน ระบบควบคม ระบบอตโนมต หนยนต ประมวลผลสญญาณ Digital (DSP) ฯลฯ จดเดนของ FiO Std Board คอการใชงานทงายโดยเฉพาะดานการเขยนโปรแกรม เนองจากเปนการเขยนโปรแกรมแบบ Graphic Programming ผาน Simulink ซงตดตงมาพรอมกน Matlab ซงเปน Module หนงทอยในโปรแกรม Matlab ท าใหสามารถท าความเขาใจการท างานของโครงงานทงในสวนการท างานของอปกรณตางๆ การตดตอสอสารระหวางอปกรณ อลกอรทม การเขยนโปรแกรม และอนๆ

แตสวนทส าคญทสดส าหรบนกเรยนนกศกษาทตองท าโครงงานซงบอรดนถกออกแบบมาอยางเหมาะสมคอ การท า Hardware In the Loop กลาวคอ สามารถทดสอบอลกอรทม และโปรแกรมของตนไดกอนทจะตองซออปกรณ Sensor และ Actuator (เชน มอเตอร) โดยผานการท า Simulate Sensor และ Actuator ผานโปรแกรม Simulink ซงดวยคณสมบตนท าใหเกดการประหยด ลดความเสยง สรางโครงงานไดอยางรวดเรว และท าใหทมโครงงาน ท าความเขาใจอลกอรทมไดพรอมกนอยางสมบรณ ดวยทมนกวจยคนไทย (ระดบปรญญาเอก) ทท างานดานวจยพฒนาบอรด STM32 อยางตอเนอง จงท าใหสามารถออกแบบบอรด และ Library ทเขาใจปญหาของการท าโครงงานของนกศกษาไทย โดยเฉพาะโครงงานดานวศวกรรมตางๆ ซงนกศกษาตองการบอรดทมราคาถก ใชงานงาย เรยนรงาย ใชเวลาเขยนโปรแกรมนอย และยดหยนตอการใชงานสง จงน ามาซงการสราง Library ส าเรจรปทชวยการท างานจ านวนมาก เชน Kaman Filter, PWD, PID ฯลฯ ซงเออใหนกศกษาไทยสามารถพฒนาโครงงานทมประสทธภาพสงโดยไมตองเรยนรใหมในทกดาน คณสมบตหลกของบอรด FiO Std มดงน

Built-in RapidSTM32 Native-Support Bootloader. ARM 32-bits CortexTM M3 Processor (STM32F103RET6) ออสซเลเตอร 2 ตว แรงดนภายในบอรด 3.3 V regulator upto 800 mA หนวยความจ า 496Kbytes available flash memory คอมไพลและดาวโหลดอตโนมตเมอใช Blockset หลอด LED 3 ตว คอ สแดง สเหลอง สเขยว 2 user logic (H/L)input jumpersMode selection switch (see details under OPERATING

MODES section) ความตานทานปรบคาได 10K

10

IC เทยบสญญาณเวลามาตรฐาน (0.33F) capacitor as RTC backup battery ชองใส MicroSD Four built-in operating modes selectable via jumper settings RoSH compliant (Real Time Operating System)

จดเดนของ FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset

งาย (Graphical Programming) เรว (Rapid Prototyping, Simulation & Model-Based Design) ไมแพง (เรมตนท 2,700 บาท) ซอฟตแวรมาตรฐานอตสาหกรรม (Matlab, Keil) ฮารดแวรมาตรฐานอตสาหกรรม (ARM-Architecture Processor)

11

รปท 2.4 วงรจรไฟฟาบอรด FiO Std

12

รปท 2.5 แผนผงบอรด FiO Std

13

2.3.2 การเชอมตอบอรด FiO Std

- เชอมตอ บอรด FiO Std ไปทเครองคอมพวเตอรพซ (Host PC)

รปท 2.6 การเชอมตอบอรด Fio Std กบเครองคอมพวเตอร

- ตงคา FiO Std ใหอยในโหมดโปรแกรมโดยในโหมดน FiO board สามารถตงคาโปรแกรมผานทาง USB และตงคา FiO Std ใหอยในโหมดโปรแกรม โดยตงคา Switch (SW1) และ jumper (J1, J3, J9) ดงรปท 2.7 และตองกดปม Reset เมอตงคาทก Jumpers และ Switches แลว

รปท 2.7 การตงคาโหมดโปรแกรมบอรด FiO Std

2.3.3 Software MATLAB ส าหรบพฒนา Fio Board

MATLAB เปนภาษาคอมพวเตอรชนสง (High-level Language) ส าหรบการค านวณทางเทคนคทประกอบดวยการค านวณเชงตวเลข กราฟกทซบซอน และการจ าลองแบบเพอใหมองเหนภาพพจนไดงายและชดเจน ชอของ MATLAB ยอมาจาก Matrix Laboratory เดมโปรแกรม

http://www.aimagin.com/learnth/index.php/%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%A5%E0%B9%8C:Connect3.png

http://www.aimagin.com/learnth/index.php/%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%A5%E0%B9%8C:Usbiapmode.png

14

MATLAB ไดเขยนขนเพอใชในการค านวณทาง matrix หรอเปน matrix software ทพฒนาจาก Project ทชอ LINKPACK และ EISPACK

MATLAB ไดพฒนามาดวยการแกปญหาทสงมาจากหลายๆ ผใชเปนระยะเวลาหลายปจงท าใหโปรแกรม MATLAB มฟงกชนตางๆ ใหเลอกใชมากมาย ในบางมหาวทยาลยไดใชโปรแกรม MATLAB เปนหลกสตรพนฐานในการศกษาทางดานคณตศาสตร วศวกรรม และวทยาศาสตรแขนงตางๆตลอดจนในดานอตสาหกรรมไดใชโปรแกรม MATLAB เปนเครองมอส าหรบใชในงานวจย พฒนาและวเคราะห

โปรแกรม MATLAB จะมกลองเครองมอทใชในการหาค าตอบเรยกวา Toolbox โดยโปรแกรม MATLAB จะม toolbox ในแตละสาขาเชน การประมวลผลสญญาณ (Signal processing toolbox) การประมวลผลภาพ (image processing toolbox) ระบบควบคม (control system toolbox) โครงขายประสาท (neural networks toolbox) ฟซซลอจก (fuzzy logic toolbox) เวฟเลท (wavelet toolbox) การตดตอสอสาร (communication toolbox) สถต (Statistics toolbox) และสาขาอนๆ มากมาย ภายใน toolbox แตละสาขากจะมฟงกชนตางๆ ทเกยวของกบการแกปญหาในสาขานนๆ ใหเลอกประยกตใชงานเปนจ านวนมาก

สาเหตทจ าเปนตองใช MATLAB

คอมพวเตอรไดสรางขนมาเพอใชในการแกปญหาในเชงตวเลขโดยมภาษาทางคอมพวเตอรหลายตวทชวยในการแกปญหา เชน ภาษา C, Fortran , Pascal เปนตน การใชโปรแกรมภาษา C, Fortran และ Pascal ในการแกปญหาเชงตวเลข และกราฟกทมความซบซอนคอนขางจะยงยากและเสยเวลามาก เพราะตองใชค าสงเปนจ านวนมาก และมรปแบบค าสงทแนนอน บรษท MathWorksInc จงไดพฒนาโปรแกรมทมชอวา MATLAB เพอใชในการค านวณเชงตวเลข และกราฟกทซบซอนใหงายตอการใชงาน มความรวดเรว และการเขยนโปรแกรมไมยงยาก เนองจากโปรแกรม MATLAB เปนโปรแกรมทมการพฒนาอยางไมหยดย ง และเปนโปรแกรมทงายตอความเขาใจ และเขยนโปรแกรมไมซบซอน และเมอน าไปใชงานและสามารถเหนผลลพธไดอยางรวดเรว ดวยเหตนเองจงท าใหโปรแกรม MATLAB ถกน ามาใชงานกนอยางกวางขวางในสาขาตาง ๆ

15

2.3.4 การท างานโดยโปรแกรม Matlab

- ทดสอบการเชอมตอโดยตรวจวามการเชอมตอโดยการพมพวา request_productinfo('usb','name') หากบอรดมการเชอมตอจะปรากฏ FiO Std ดงรป

รปท 2.8 การเชอมตอ MATLAB กบบอรด FiO Std

-ถาไมพบบอรด จะปรากฏหนาตาง error ดงภาพ

รปท 2.9 กรณการเชอมตอมปญหา

http://www.aimagin.com/learnth/index.php/%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%A5%E0%B9%8C:Board_detected.png

http://www.aimagin.com/learnth/index.php/%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%A5%E0%B9%8C:Noboard_detected.png

16

2.3.5 Simulink

โปรแกรม MATLAB มเครองมอทใชสาหรบการวเคราะหและทดสอบระบบโดยการจ าลองขนมาซงกคอ Simulink เปนโปรแกรมทควบคกบ MATLAB ซงเปนระบบ Interactive ส าหรบการจ าลองและวเคราะหระบบไดนามกตางๆ ทเปนระบบเชงเสน (Linear) ระบบไมเชงเสน (Nonlinear) Simulink เปนโปรแกรม Mouse-Driver ทใหคณใชระบบโมเดลโดยการวาดบลอกไดอะแกรมบนจอภาพดวยการใชเมาสท าใหโปรแกรม MATLAB สามารถท าการจ าลองระบบไดหลายรปแบบ เชงเสน (Linear) ไมเชงเสน (Nonlinear) เวลาตอเนอง (Continuous-Times) เวลาไมตอเนอง (Discrete-Time) และระบบหลายอตรา (Multirate) ซ งแตละรปแบบทน ามาสรางแบบจ าลองในการวเคราะหนผใชจะตองมความเขาใจพนฐานการท างานของบลอกแตละบลอกไดเปนอยางด ตลอดจนเขาใจระบบโดยรวมของงานทจะกระท า

Blocksets เปนสงทเพมเตมใน Simulink โดยจะเปนไลบรารของบลอกส าหรบการประยกตเฉพาะ เชน การตดตอสอสาร (Communications) การประมวลผลขอมล (Signal Processing) และระบบไฟฟาก าลง (Power Systems)

Real-time Workshop เปนโปรแกรมทใหคณสราง C Code จากบลอกไดอะแกรมและสามารถกระท ากบบลอกไดอะแกรมไดหลากหลายดวยระบบเวลาจรง (Real-Time Systems) โปรแกรม MATLAB มอยหลาย Version ซง Version ดงเดมของโปรแกรม MATLAB จะใชงานบน DOS ทมการค านวณไมยงยากเหมาะส าหรบผเรมศกษา คอมพวเตอรทใชกไมจ าเปนตองมพนทหนวยความจ ามาก ใชไดกบ CPU ทมความเรวต า แตมขอเสยคอฟงกชนทน ามาใชงานมนอยท าใหเขยนโปรแกรมทมความซบซอนไดไมดเทาทควร เพราะมประสทธภาพและความเรวในการประมวลผลต า ตอมาเมอระบบเลอกใชไดมากมายจงท าใหโปรแกรม MATLAB มประสทธภาพและมความสามารถในการประมวลผลทเรวขน Version ใหมทไดท าการปรบปรงใหมใหดขนนจะใชงานบน Windows ท าใหผใชมความสะดวกในการใชงานมากขน ขอดของ version ใหม นคอมประสทธภาพทดขน การประมวลผลโปรแกรมทซบซอนมความเรวสงขน และมฟงกชนตางๆ ใหเลอกใชในการสาขาตางๆ มากมาย แตกตองใชกบคอมพวเตอรทมพนทหนวยความจ ามาก CPU มความเรวสง และตองการ Co-Processor ในการชวยค านวณแตเมอเปรยบเทยบกบผลดทไดกถอวาคม ใน Simulink จะม Blocksets หลายรปแบบ ซงจะแบงไดเปนดงน

17

Add-On Modules

รปท 2.10 Add-On Modules

18

List of Add-On Modules Blocks

รปท 2.11 List of Add-On Modules Blocks

On-Chip Peripherals

รปท 2.12 On-Chip Peripherals

19

2.4 คณสมบตและขอมลดานเทคนคของ IFSET pH Sensor Kit pH (พเอช) เปนคาทแสดงความเปนกรดจากปฏกรยาของอออนของไฮโดรเจน (H+)

สามารถทดสอบไดหลายวธ โดยวธทนยมและงายสดคอทดสอบดวยกระดาษลตมสจากการเปลยนส

ส าหรบตวเลขทแสดงคาพเอช ถามคาเทากบ 7 แสดงวาสารนนเปนกลางไมมฤทธเปนกรดหรอเบส ถามคานอยกวา 7 แสดงวาเปนกรด และถามากกวา 7 แสดงวาเปนเบส

เครอง pH meter ใชวดคา pH ของสารละลายดวยหลกการของ potentiometry โดยการใช electrolytic cell ทประกอบดวย electrode 2 ชนด จมลงไปในสารละลายทตองการทดสอบท าการวดทความดนและอณหภมคงท และวดคาความเขมขนของ H+ จากความตางศกยไฟฟาทเกดขนระหวาง electrode ทงสองชนดโดยปฏกรยาทเกดมความสมพนธดงสมการ Nernst equation คอ

E = Eo + 2.303 log A (RT/NF) (2.1)

โดยท E คอ คา electrode potential ทวดได Eo คอคา electrode potential มาตรฐาน A คอ ระดบกจกรรมของไอออนทวดได R คอคาคงทของแกส = 8.313 J/degree/g.mol.wt T คอ อณหภม (องศาเคลวน) N คอ จ านวนประจของไอออน F คอ คาคงทของฟาราเดย = 96,490 coulombs per g.equiv.wt

2.4.1 รายละเอยดของอปกรณ สวนประกอบของชดทดสอบ 1.1) อปกรณ Ion Sensitive Field-Effect Transistor (ISFET) เปนการประยกตใชงานทรานสดวเซอรรปแบบหนง โดยเปดชองบรเวณขาเกตใหสมผสกบสารละลายทตองการวดคา pH หลกการท างานงายๆ ของอปกรณชนดนคออทธพลจากไฮโดรเจนไออน (ประจบวก) ในสารละลาย ท าใหเกดสนามไฟฟาในควบคมสญญาณไฟฟา โดยใชซลคอนไนไตรด (Si3N4) เปนเกตออกไซดท าหนาทเลอกจบเฉพาะไฮโดเจนไอออนหรอการตรวจวดคา pH นนเอง ISFET จงเปนอปกรณ 3 ขาซงประกอบดวย

20

1. ขาเกต (G) ใชเปนขวไฟฟาอางอง Ag/AgCl(Ag/AgCl ref.electrode) ขวไฟฟาอางองชนดนไมท าปฎกรยากบสารทตองการวด ท าใหคาความตางศกดทตกครอมระหวางขาเกตและซอสเปนคาทขนอยกบปรมาณไอออนสทธในสารละลายเพยงอยางเดยว

2. ขาซอส (S) เปนขาสญญาณบนอปกรณ pH เซนเซอรชนด ISFET ขวไฟฟานออกแบบใหเชอมตอทางไฟฟากบฐานรองรบของตวอปกรณ

3. ขาเดรน (D) เปนขาสญญาณบนอปกรณ pH เซนเซอรชนด ISFET เวลาใชงานตองจม pH เซนเซอรชนด ISFET และขวไฟฟาอางอง Ag/AgCl พรอมกนในสารละลายทตองการจะวด ดงแสดงในรปท 2.13

รปท 2.13 ลกษณะโครงสราง pH เซนเซอรชนด ISFET ซงเปนอปกรณ 3 ขาและใชงานเหมอนอปกรณ MOSFET เพยงแตแยกขาเกตออกมาอยดานนอก และใชขวไฟฟาอางอง Ag/AgCl เปนขาเกต

21

1.2) วงจรอานคาส าเรจรป แบงเปน 2 สวนหลกดงแสดงในรปท 2.14 คอ -สวนสญญาณขาเขา (Input) ตอเขากบ pH เซนเซอรชนด ISFET และขวไฟฟาอางอง Ag/AgCl (3 ขา S,D,G) -สวนสญญาณขาออก (Output) เปนสญญาณแรงดนไฟฟา ( 2 ขา บวกและลบ ) สามารถใชมเตอรตรวจวดไดทนทหรอสามารถน าสญญาณเชอมตอกบ A/D ไดเลย

รปท 2.14 ลกษณะวงจรอานคา

สวนสญญาณขาเขา

สญญาณขาออก

22

1.3) pH บฟเฟอรมาตรฐาน คา pH 4, 7 และ 10 ส าหรบสรางสมการเสนตรงทงดานกรดและดางดงแสดงในรปดานลางหรอสามารถหาซอจากบรษทเคมไดทวไป

รปท 2.15 pH บฟเฟอรมาตรฐาน คา pH 4, 7 และ 10

2.4.2 การท างานของ ISFET pH Sensor Kit ขนตอนการใชงาน 1.) ตออปกรณตามรปดานลาง ดาน Input เชอมเขากบ pH เซนเซอรชนด ISFET ตามฉลากทตดไว ส าหรบดาน Output เชอมตอเขากบมลตมเตอร ตอเขากบขวบวก ลบ ตามฉลากทตดไว ปรบโหมดมลตมเตอรเปนโหมดวดแรงดนกระแสตรง

รปท 2.16 แสดงลกษณะการเชอมตออปกรณใชงาน

pH 4 pH 7 pH 10

23

2.) เปดสวชตวงจรอานคาส าเรจรป อยดานขางของกลองวงจร สงเกต LED สเขยวตด ( ถา LED ตดสแดง แสดงวา แบตเตอรออน)

รปท 2.17 วงจรอานคาพรอมใชงานเมอ LED สเขยวตด

3.) วดคาแรงดนขาออกในบฟเฟอรมาตรฐานคา 10 , 7 , 4 ( เนองจาก pH เซนเซอรชนด ISFETตอบสนองตอแสง ฉะนน ขณะวดควรวดในทมด หรอหาอปกรณปองกนการรบกวนจากแสง เชน กระดาษฟอรยหมภาชนะไว ) -ลางท าความสะอาดเซนเซอรและขวไฟฟาอางอง -> จมวดใน buffer คา pH=10 -> บนทกแรงดนขาออกเมอคานง -ลางท าความสะอาดเซนเซอรและขวไฟฟาอางอง -> จมวดใน buffer คา pH=7 -> บนทกแรงดนขาออกเมอคานง -ลางท าความสะอาดเซนเซอรและขวไฟฟาอางอง -> จมวดใน buffer คา pH=4 -> บนทกแรงดนขาออกเมอคานง รปท 2.18 ลกษณะการวดคาแรงดนขาออก ตองจม ISFET และขวไฟฟาอางองสมผสสารละลายพรอมกน

24

4.) สรางสมการเสนตรง ความสมพนธระหวาง คา pH กบแรงดนขาออก ดงแสดงดงกราฟดานลาง

รปท 2.19 ตวอยางกราฟแสดงความสมพนธระหวางคา pH กบแรงดนขาออกจาก pH เซนเซอรชนด ISFET

2.5 ชดเชอมตอหนวยความจ า SD/MMC CARD

รปท 2.20 ชดเชอมตอหนวยความจ า SD/MMC CARD

Memory card (เมมโมรการด) เปนสอจดเกบขอมลประเภทหนวยความจ าส ารองประเภท

หนง ซงผใชสามารถบนทกขอมลลงไปไดโดยทไมตองใชแบตเตอร ขอมลไมมการสญหายเมอปดสวตซ มความเรวสงในการขนถายเคลอนยายขอมล สวนทใชบนทกขอมลของเมมโมรการดจะเปน

y = 48.056x + 525.72 R² = 0.9999

0

200

400

600

800

1000

1200

0 2 4 6 8 10 12

แรงดน(

mV

dc)

pH

กราฟแสดงความสมพนธคา pH กบ แรงดน(mVdc)

25

ชป ซงเรยกวา solid state chips ซงใชกระบวนการทางไฟฟาในการบนทกขอมล และมตวควบคมการอานและเขยนในตวเอง

ปจจบนมเมมโมรการดมากมายหลากหลายแบรนดและขนาดความจ เชน MultiMedia Cards (MMC) , Secure digital card (SD), MicroSD card, CompactFlash card (CF), Memory stick (MS), XD Picture Card

2.5.1 ความรเบองตนเกยวกบ SD/MMC CARD ค าวา SD card หรอ SD ยอมาจาก Secure Digital เปนสอเกบขอมลทไดรบความนยม

มาก ถงแมวามนจะไมคอยจะ secure แบบชอกตาม ส าหรบ SD Card นนมนกคอ NAND Flash memory

NAND Flash ถกพฒนาขนมา เพอเปนหนวยเกบขอมลขนาดกลาง มราคาถก เกบขอมลไดมาก และมอายการใชงานไดนานกวา NOR Flash ROM แบบเดมถง 10 เทา ในสวนของขอดอยคอ มความเรวในการจดการขอมลชากวา เพราะเปนโครงสรางการจดการแบบ execute in place (XIP) กลาวคอ กระบวนการท างานของเครองทใช NAND Flash ROM จ าเปนจะตองอานขอมลจาก NAND Flash ROM กอน แลวคอยเรยกขนไปท างาน คลาย ๆ กบการท างานของฮารดดสในเครองพซเดสคทอปและ main memory ดงนนสวนของ main memory ทใช NAND Flash ROM จ าเปนจะตองมขนาดคอนขางใหญ เพอใชส ารองระบบการจดการขอมลแบบน จงท าใหพนทของสวนความจ าเพอใชเกบโปรแกรมและขอมลอนๆจะเหลอนอยลง

ส าหรบขอดของ SD Card กคอ ไมมสวนของการเคลอนไหวของกลไกตางๆใน card จงสามารถท าตกไดโดยไมเสยหาย และไมตองอาศยพลงงานใดๆไปหลอเลยงเอาไว ไมวาจะเปน SD Card , Mini SD หรอ Micro SD มนกคอหลกการเดยวกน การท างานเหมอนกนแตจะตางกนทขนาดรปราง เพอใหสอดคลองกบพนทของอปกรณทจะใชงานรวม

SD Card ในปจจบนมการพฒนาเรอง Speed ความเรวของขอมล โดยจะเหนวาเวลาไปซอตามรานจะม SD Card แบบ Hi Speed ใหเลอกในราคาทสงกวา โดยชอของ Card พวก Hi Speed เหลานกตงกนแลวแตจะเรยกไมวาจะเปน Ultra , 133x , High Speed ซงมนไมมมาตราฐานใดๆ ออกมารบรองแลวแตทางบรษทของผจ าหนายจะท าตลาดแลวกต งชอใหดเหมอนวามนท างานเรวและแตกตางกวา SD Card แบบธรรมดา ดงนนคงไมสามารถบอกไดวา Ultra จะเรวกวา High Speed หรอไม แตทแนๆกคอ หากเปรยบเทยบ SD Card แบบ ธรรมดากบพวก SD Card ความเรวสงนนมนท างานตางกนอยางเหนไดชด เชน หากการโอนถาย

26

ขอมลดวย card ธรรมดาอาจจะใชเวลา สก 80 วนาท แตพอมาใช SD card แบบความเรวสง การโอนถายขอมลในขนาดความจเดยวกนกจะเหลอทประมาณ 30 วนาท

ขอดของ card ทท างานดวยความเรวสงกคอ การแสดงผลตางๆกจะท าเรวขน การบนทกขอมลกเรวขน การโอนถายขอมลกเรวขน SD Card จะกนพลงงานไฟจากเครองกในชวงทมการโอนถายหรอเรยกใชขอมลภายใน card ดงนนขอดอกอยางส าหรบ Card ทความเรวสงกคอ พอโอนถายขอมลดวยเวลาอนส นเครองกจะพลงงานไปกบการอานขอมลส นไปดวยท าใหประหยดไฟมากขน

ภายใน SD card จะม microcontroller ขนาดเลกคลายกบการท างานของ CPU ท าหนาทคอยดแลและตดตอกบอปกรณตางๆทใช SD Card ในขณะนน เชน PDA Phone หรอ โทรศพทมอถอ โดย microcontroller จะท าหนาทจดการเรองขอมลตางๆทถกอานและถกเขยนของใน Flash โดย CPU หรอ microcontroller จะท างานเฉพาะในชวงทมการใชงานขอมลใน card เทานน การท างานของ SD Card จะเรวหรอชานนกขนอยกบความเรวของ CPU ในเครอง PDA Phone หรอ อปกรณตางๆดวย เชน เมอมการใชงาน SD Card บน โทรศพท ตวโทรศพทจะสงขอมลแจงไปยง SD card วา microcontroller นนสามารถรองรบความเรวสงสดทเทาไร กใหใชความเรวนน เพราะฉะนนหาก clock ของโทรศพทยงเรว การท างานของ card กจะเรวตามไปดวย โดยขอมลจะถกสงในแตละวนาทไดรวดเรวขน

SD การดเปนหนวยความจ าแบบเขยนและลบใหมไดแบบหนงทใชเทคโนโลยหนวยความจ าแบบแฟลช (Secure digital card) มลกษณะการท างานและการตดตอคลายกบการดหนวยความจ าแบบ MMC (Multimedia card) หากแตใน SD การดไดบรรจสวนการรกษาขอมลเขาไปเพมเตม ในรปท 2.21 แสดงไดอะแกรมการท างานของ SD การด จะเหนวา มสวนประกอบ 2 สวนคอโมดลหนวยความจ าแบบแฟลช และตวควบคม การตดตอกบ SD หรอบส SPI

27

รปท 2.21 ไดอะแกรมการท างานเบองตนของ SD การด

2.5.2 คณสมบตเดนของ SD การด SD การดเกดขนจากความรวมมอของ 3 บรษทคอ Matsushita Electric Industrial (MEI),

SanDisk Corporation (SanDisk) และ Toshiba Corporation (Toshiba) มการก าหนดคณสมบตตางๆรวมถงมาตรฐานการตดตอทชดเจนภายใตการก ากบดแลโดย SD Card Association (www.sdcard.org)

ในปจจบน SD การดไดรบความนยมสงมากโดยเฉพาะในอปกรณสารสนเทศสมยใหม ไมวาจะเปนกลองดจตอล โทรศพทเคลอนท เครองเลน MP3 เปนตน ทงนเนองจาก SD การดไดรบการออกแบบใหมความโดดเดนในทกดานทหนวยความจ าชนดพงม 5 ประการ ดงน

คณสมบตทางเทคนคทส าคญของ SD การด 1. สามารถเกบขอมลไดถง 8 GB (ในขณะจดท าเอกสารน) 2. รองรบการตดตอแบบหนงสายสญญาณ และแบบ 4 สายสญญาณ รวมทงแบบ

บส SPI 3. สามารถปองกนการคดลอกขอมลลขสทธได 4. สามารถลบ-เขยนใหมในแตละเซกเตอรได 100,000 ครง 5. สามารถเกบรกษาขอมลไดนานมากกวา 10 ป

http://www.sdcard.org/

28

2.5.3 ระบบบสทใชตดตอกบ SD การด การตดตอกบ SD การดสามารถกระท าได 2 วธคอ

1. ผานทางบส SD 2. บส SPI ขาสญญาณของ SD การด

ขาสญญาณมาตรฐานของ SD การดมทงสน 9 ขา โดยมลกษณะเปนหนาสมผสโลหะ ดงแสดงในรปท 2.22 สวนการก าหนดชอ และหนาทของขาสญญาณจะแตกตางกนตามรปแบบของการตดตอดงสรปไดในตารางท 2.2 และ 2.3 โดยในตารางท 2.2 เปนการจดขาเมอตดตอ SD การดดวยบส SD สวนตารางท 2.3 เปนการจดขาเมอท างานผานบส SPI ตารางท 2.1 สรปขอมลส าคญของการตดตอกบ SD การดทงแบบบส SD และ SPI

การตดตอ SD การดดวยบส SD การตดตอ SD การดดวยบส SPI ใชสายสญญาณ 6 เสน สญญาณนาฬกา สญญาณค าสง (Command) สญญาณขอมล 4 สาย

ใชสายสญญาณอนกรม 3 เสน สญญาณนาฬกา สญญาณขอมลเขา (DI) สญญาณขอมลออก (DO) สญญาณเลอกการด CS

มการปองกนความผดพลาดในการถายทอดขอมล

สามารถเลอกหรอไมเลอกการปองกนความผดพลาดในการถายทอดขอมล

สามารถถายทอดขอมลไดทงแบบลอกเดยวหรอหลายบลอก

สามารถถายทอดขอมลไดทงแบบบลอกเดยวหอหลายบลอก

29

ตารางท 2.2 เปนการจดขาเมอตดตอ SD การดดวยบส SD หมายเลขขา ชอขาสญญาณ ชนด ค าอธบาย

1 CD/DAT3 อนพต/เอาตพต ตรวจสอบการด/สายขอมลบต 3 2 CMD อนพต/เอาตพต สญญาณค าสง/ตรวจสอบการตอบสนอง 3 Vss สายแหลงจายไฟ กราวด 4 VDD สายแหลงจายไฟ ไฟเลยง 5 CLK อนพต สญญาณนาฬกา 6 Vss สายแหลงจายไฟ กราวด 7 DAT0 อนพต/เอาตพต สายขอมลบต0 8 DAT1 อนพต/เอาตพต สายขอมลบต1 9 DAT2 อนพต/เอาตพต สายขอมลบต2

ตารางท 2.3 เปนการจดขาเมอตดตอ SD การดดวยบส SPI หมายเลขขา ชอขาสญญาณ ชนด ค าอธบาย

1 CS อนพต สญญาณเลอกตดตอ (ลอจก “0”) 2 DI อนพต สญญาณขอมลเขาจากโฮสต 3 Vss1 สายแหลงจายไฟ กราวด 4 VDD สายแหลงจายไฟ ไฟเลยง 5 CLK อนพต สญญาณนาฬกา 6 Vss2 สายแหลงจายไฟ กราวด 7 DO0 เอาตพต สญญาณขอมลสงออกจากการด 8 RSV อนพต ส ารองไว 9 RSV อนพต ส ารองไว

30

2.5.4 การจดแบงพนทของ SD การด หนวยทเลกสดของการถายทอดขอมลใน SD การดคอ 1 ไบต (byte) สวนการถายทอด

ขอมลจรงนน ควรกระท าในลกษณะบลอกขอมล โดยสามารถก าหนดขนาดของบลอกได โดยในแตละบลอกสามารถบรรจขอมลไดหลายๆ ไบต แตโดยปกตแลวมกจะเลอกใชทบลอกละ 512 ไบต ทงนเพอใหสอดคลองกบระบบ FAT (File Allocation Table) หรอตารางส าหรบจดวางแฟมขอมลซงใชในระบบคอมพวเตอร

รปท 2.22 การจดแบงพนทของ SD การด จากรปท 2.22 มการจดสรรเปน 3 สวนหลกคอ บลอกขอมล เปนกลมของขอมลทไดรบการก าหนดขนาดจากผใชงาน และน าไปใชในค าสง และเขยนบลอกขอมล ส าหรบการก าหนดและตรวจสอบขนาดของบลอกขอมลสามารถกระท าไดทรจสเตอร

31

เซกเตอร เปนหนวยของพนทขอมลใน SD การดทสมพนธกบค าสงลบ ใน 1 เซกเตอรมหลายบลอกขอมล โดยไดรบการก าหนดมาตายตวจากผผลต ผใชงานสามารถตรวจสอบขนาดของเซกเตอรไดจากรจสเตอร กลมปองกนการเขยน (WP Group) เปนพนทของหนวยความจ าทไดรบการจดแบงใหนอยทสดใชเพอบรรจลขสทธทไมตองการใหเกดการเขยนทบ ขนาดของพนทจะ ไดรบการก าหนดมาตายตวเชนกนผใชงานสามารถตรวจสอบขนาดของพนทไดจากรจสเตอร CSD

2.5.5 รจสเตอรของ SD การด มทงหมด 6 ตว โดยเปนรจสเตอรหลกทใช 4 ตว รจสเตอรพเศษ 1 ตว และรจสเตอร

เสรมอก 1 ตว ดงแสดงในตารางท 2.4

ตารางท 2.4 การแสดงรจสเตอรใน SD การด ชอรจสเตอร ขนาด รายละเอยด

OCR 32 บต รจสเตอรเกบสภาวะการท างาน (Operation Condition Register) CID 128 บต รจสเตอรเกบคารหสเฉพาะตวของ SD การด

(Card Identification number) CSD 128 บต รจสเตอรเกบขอมลคณสมบตเฉพาะของ SD การด

(Card Specific Data) RCA 16 บต รจสเตอรก าหนดคาแอดเดรสแบบสมพทธ (Relative Card Address)

สามารถก าหนดไดจากโฮสตไมใชในกรณตดตอ SD การดในโหมด SPI

SCR 64 บต รจสเตอรเกบคาคณสมบตพเศษของ SD การด (SD Configuration Register) เปนรจสเตอรพเศษ ไมมใชใน MMC (เนองจาก MMC มการตดตอคลายกบ SD การดมาก ดงนนใน MMC จะมรจสเตอร 4 ตว ใหใชงาน)

DSR 16 บต รจสเตอรเสรมส าหรบเกบคาคณสมบตของไดรเวอรทางเอาตพต (Driver Stage Register) - ใชกบSDIO การด

32

รจสเตอร OCR (Operating condition register) เปนรจสเตอรเกบขอมลของคาแรงดนไฟเลยงของ SD การด ส าหรบตรวจสอบแรงดน

ของ SD การด ปกตแรงดนไฟเลยงของ SD การดอยในชวง 2.7 V ถง 3.6 V ดงนนคาของรจสเตอร OCR ควรเทากน รจสเตอร CID (Card identification register)

เปนรจสเตอรทมความยาว 16 ไบต ใชในการเกบขอมลเฉพาะของ SD การด ซงก าหนดมาจากผผลต ผใชงานไมสามารถท าการเปลยนแปลงได โดยคาและความหมายของขอมลในรจสเตอร CID ใน SD การดจะแตกตางจาก MMC

รปท 2.23 ความสมพนธของบตขอมลในรจสเตอร OCR กบแรงดนของ SD การด

รจสเตอร CSD (Card specific data) เปนรจสเตอรขนาด 16 ไบต (128 บต) ทใชเกบขอมลคณสมบตเฉพาะของ SD การด ซงมรายละเอยดคอนขางมากเพราะรจสเตอรนบรรจขอมลเกยวกบความจ อตราเรวในการถายทอดขอมล แรงดนและกระแสไฟฟา ในขณะอานและเขยนขอมล รปแบบของไฟล การปองกนขอมลการลบและขอมลเกยวกบการเขยนขอมลลงใน SD การด ส าหรบในการทดลองนเลอกใช 2 ขอมลคอ C_SIZE (บต 73: 62) และ C_SIZE_MUL(บต 49:47) เพอน ามาค านวณหาความจของ SD การดทตดตอดวย

33

สวนขอมลอนๆ เพมเตมของรจสเตอรตวนสามารถอานไดจากไฟลดาตาชทของ SD การดในซดรอมทจดมาพรอมกบบอรด JX-2148 รจสเตอร RCA (Relative card address) เปนรจสเตอรขนาด 16 บตใชเกบคาแอดเดรสของหนวยความจ าแบบสมพนธ ซงทางโฮสต(หมายถง คอมพวเตอรหรอไมโครคอนโทรลเลอร) สามารถเลอกก าหนดได อยางไรกตาม หาก เลอกการตดตอ SD การดแบบ SPI จะไมสามารถตดตอกบรจสเตอรตวนได รจสเตอร SCR (SD Configuration register) เปนรจสเตอรขนาด 64 บต ทใชเกบคาคณสมบตพเศษของ SD การด ทเพมเตมนอกเหนอไปจากทเกบในรจสเตอร CSD ซงขอมลทงหมดนไดรบการก าหนดมาจากผผลตเชนกน มทงสน 5 ขอมล คอ ขอมลเวอรชนของ SCR (บต 63:60 รวม 4 บต) ขอมลเวอรชนของคณสมบตทางกายภาพของ SD การด (บต 59:56 รวม 4 บต ใชจรงบตเดยว) ขอมลสถานะของขอมลหลงจากการลบ (1 บตคอ บต 55 ) ขอมลก าหนดระดบการปองกน (บต 54 : 52 รวม 3 บต) ขอมลแจงการรบรองขนาดของขอมลทท าการถายทอดไดของ SD การด (บต 47:32) และส ารองส าหรบใชเฉพาะผผลตอก 32 บต (บต 31: 0) รจสเตอร DSR (Drive stage register) เปนรจสเตอรขนาด 16 บต ส าหรบเกบคาคณสมบตของไดรเวอรทางเอาตพตของ SDIO การดจะมความแตกตางกนไปในอปกรณเอาตพตแตละตว ดงนน รจสเตอรหลกๆทใชจะม 3 ถง 4ตวคอ OCR, CID, CSD และ RCA ส าหรบการทดสอบเบองตนจะใชเพยง 2 ตวคอ CID และ CSD

รจสเตอรแสดงสถานะ การท างานของ SD การดม 2 ตว คอ Card status และ SD Status โดย Card status มขนาด 32 บตใชแสดงสถานะ การท างานปกต มการท างานเหมอนกบของ MMC การด SD Status มขนาด 512 บต สามารถแสดงสถานะ การท างานพเศษทเพมเตมไปจาก Card status โดยขอมลสถานะจะถกสงสงลงไปบนสายน าสญญาณ DAT พรอมกบรหสตรวจสอบ CRC 16 บต รจสเตอรท งสองตวนมการจ าแนกชนดของสถานะ การท างานออกเปน 4 แบบ และสามารถเคลยรบตไดดวยเงอนไขทแตกตางกนอก 3 เงอนไข สามารถสรปไดดงน

34

• ชนดของของสถานะการท างาน E - บตแจงความผดพลาด S - บตแจงสถานะ R - บตแจงการตรวจจบและเซตเมอไดรบการตอบสนองค าสง X - บตแจงการตรวจจบและเซตในขณะทก าลงกระท าค าสง หากตองการอานบตน ซพย จะตองสงค าสงอานสถานะมายง SD การดกอน • เงอนไขในการเคลยรบตแจงสถานะ A - เคลยรดวยกระบวนการท างานตามปกต B - เคลยรเนองจากผลของค าสงกอนหนา ดงนนบตสถานะจะเคลยรหลงจากท างานผานไป 1 ค าสง หรอเปนการสงเคลยรบตสถานะโดยตรง C - เคลยรดวยการอาน

2.5.6 กระบวนการอาน-เขยน SD การด SD การดมกระบวนการอาน-เขยนขอมล 2 โหมด ดงแสดงในรปท 2.25 โดยมอตราการถายทอดขอมล 25 เมกะบตตอวนาทในกรณใชสายเดยว (ตดตอแบบบส SPI) และ 100 เมกะบตตอวนาทในกรณใชสายขอมล 4 เสน (ตดตอแบบบส SD)

รปท 2.24 กระบวนการอาน-เขยนขอมลของ SD การด

35

2.5.7 การตดตอกบ SD Card กบบอรด FiO Std การตดตอกบ SD Card กบบอรด FiO Std แสดงไดดงน

รปท 2.25 การตดตอ SD Card กบ FiO Std board

1. เมอท าการรนโปรแกรมเสรจ ท าการสบสวตช (ไฟเขยวดบ) แลวกด Reset ใหท าการเปลยนโหมด FiO board ไปอยในโหมด SD Card reader โดยการยาย Jumper J9 จาก Hight ไป Low แลวกดปม Reset 1 ครง (ถาเขาโหมด SD Card ถกตอง ไฟแดงจะตด)

2. พรอมบนทกคาโดยการยาย Jumper J9 จาก Low ไป Hight แลวกดปม Reset 1 ครง 3. เปลยนสวตช ใหอยในโหมดโปรแกรม (ไฟเขยวตด) แลวกด Reset 1 ครง 4. ท าการ Build โปรแกรม โดย การ update diagram กอน 2 ครง 5. กดปม Ctrl+B เสรจแลว ท าการรนโปรแกรม โปรแกรมกจะท าการบนทกคา pH

ลงใน SD Card 6. ถาตองการดขอมล ท าโดยการยาย Jumper J9 จาก Hight ไป Low แลวกดปม

Reset 1 ครง ซงสามารถไปดขอมลใน SD Card ได 7. สามารถน าขอมลทไดมาวเคราะหและประมวณผลดวยคอมพวเตอรได

Micro SD card slot Jumper J9

36

บทท 3

การออกแบบฮารดแวรและซอรฟแวร

3.1 บทน า

ในบทนจะกลาวถงการท างานของฮารดแวร แผนภาพระบบทงหมด ซอฟตแวร แผนภาพ(Flow chart) ของโปรแกรมทใชงาน Rapids TM 32 Block set (การวาด simulink ใน math lab) การค านวณคา pH และสรป

3.2 ฮารดแวร

ฮารดแวร หมายถง อปกรณตางๆ ทประกอบขนเปนเครองคอมพวเตอร มลกษณะเปน

โครงรางสามารถมองเหนดวยตาและสมผสได (รปธรรม) เชน จอภาพ คยบอรด เครองพมพ เมาส

เปนตน ซงสามารถแบงออกเปนสวนตางๆ ตามลกษณะการท างาน ได 4 หนวย คอ หนวยรบ

ขอมล (Input Unit) หนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หนวยแสดงผล

(Output Unit) หนวยเกบขอมลส ารอง (Secondary Storage) โดยอปกรณแตละหนวยมหนาทการ

ท างานแตกตางกน

1. หนวยรบขอมล (Input) หมายถงกระบวนการปอนขอมล ค าสง โปรแกรมเขาส

เครองคอมพวเตอร ตลอดจนการโตตอบของผใชโปรแกรม กบเครองคอมพวเตอร นอกจากนค าวา

input ยงหมายถงอปกรณซงสามารถปอนขอมลและค าสง หรอโปรแกรมเขาสเครองคอมพวเตอรได

2. หนวยประมวลผลกลาง ( Central Processing Unit : CPU) หรอไมโครโพรเซสเซอร

ของไมโครคอมพวเตอร มหนาทน าค าสงและขอมลทเกบไวใน หนวยความจ ามาแปลความหมาย

และกระท าตามค าสงพนฐานของไมโครโพรเซสเซอร ซงแทนดวยรหสเลขฐานสอง การท างาน

ของคอมพวเตอร ใชหลกการเกบค าสงไวทหนวยความจ า ซพยอานค าสงจากหนวยความจ ามาแปล

37

ความหมาย และกระท าตามเรยงกนไปทละค าสง หนาทหลกของซพย คอควบคมการท างานของ

คอมพวเตอรทงระบบ ตลอดจนท าการประมวลผล

3.2.1 กลไกการท างานของซพย

กลไกการท างานของซพย มความสลบซบซอน ผพฒนาซพยไดสรางกลไกใหท างานไดด

ขน โดยแบงการท างาน เปนสวน ๆ มการท างานแบบขนาน และท างานเหลอมกนเพอใหท างานได

เรวขน

รปท 3.1 กลไกการท างานของซพย

ประกอบดวยสวนใหญ ๆ 4 สวน คอ

1. หนวยควบคม (Arithmetic and logic unit)

ท าหนาทควบคมการท างาน ควบคมการเขยนอานขอมลระหวางหนวยความจ าของซพย

ควบคมกลไกการท างาน ทงหมดของระบบ ควบคมจงหวะเวลา โดยมสญญาณนาฬกา เปน

ตวก าหนดจงหวะการท างาน

2. หนวยค านวณ (Control Unit)

เปนหนวยทมหนาทน าเอาขอมลทเปนตวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณตศาสตร และ

ตรรกะ เชน การบวก การลบ การเปรยบเทยบ และ การสลบตวเลข เปนตนการค านวณท าไดเรวตาม

จงหวะการควบคมของหนวยควบคม

38

3. หนวยแสดงผล (Output Unit) คอ มอปกรณสงออก (output device) ท าหนาท

แสดงผลจากการประมวลผล โดยน าผลทไดออกจาก หนวยความจ าหลกแสดงใหผใชไดเหนทาง

อปกรณสงออก อปกรณสงออกทนยมใชสวนใหญคอ จอภาพ LCD และเครองพมพ

4. หนวยเกบขอมลส ารอง (Secondary Storage) ท าหนาทเปนหนวยเกบขอมลและ

โปรแกรมชวคราว (temporary storage)เมอปดเครองคอมพวเตอรขอมลหรอโปรเเกรมทกอยาง ท

เกบในแรมจะหายไป เนองจากไมมกระแสไฟฟาหลอเลยง หนวยเกบขอมลประเภทนจงเรยกวา

volatile ดงนนจดเกบขอมลอยางถาวร ไวใชงานในภายหลง จงจ าเปนจะตองมหนวยเกบขอมล

ภายนอกทเรยกวา external storage หรอ secondary storage หรอ auxiliary storage ซงสามารถ

จดเกบขอมลส าหรบการประมวลผลไวไดถงแมวาจะไม มกระแสไฟฟาหลอเลยงกตาม

กระบวนการในการเกบขอมล เรยกวา การเขยนหรอการบนทกขอมล (writing หรอ recording

data) เนองจากวา อปกรณเกบขอมลส ารอง จะบนทกขอมลในรปของสอตางๆทสามารถน ามาเรยก

ในภายหลงได กระบวนการดงขอมลมาใชเรยกวา retrieving data และถาเปนการอานขอมลจะ

เรยกวา reading data เพราะอปกรณเกบขอมลส ารองจะอานขอมลและถายโอนไปยงหนวยความจ า

หลก เพอการประมวลผลตอไป

3.2.2 แผนภาพระบบทงหมด

รปท 3.2 แผนภาพการท างานของเครองวดคา pH

สารละลาย

pH sensor

LCD

Fio std

Power supply

39

ระบบของเครองวดคา pH มหลกการท างานดงนคอ เครอง pH sensor รบคาสารละลายมา แลวสงคาไปท Fio std ท าการประมาณผล โดยม Power supply ท าหนาทเปนแหลงจายไฟ แลว Fio std ท าการแสดงผล ออกทางหนาจอ LCD ดงไดแสดงในแผนภาพรปท 3.3

รปท 3.3 การท างานของเครองวดคา pH

3.3 ซอฟตแวร (Software)

ซอฟตแวร (Software) หมายถง สวนทมนษยสมผสไมไดโดยตรง (นามธรรม) เปน

โปรแกรมหรอชดค าสงทถกเขยนขนเพอสงใหเครองคอมพวเตอรท างาน ซอฟตแวรจงเปนเหมอน

ตวเชอมระหวางผใชเครองคอมพวเตอรและเครองคอมพวเตอร ถาไมมซอฟตแวรเรากไมสามารถ

ใชเครองคอมพวเตอรท าอะไรไดเลย ซอฟตแวรส าหรบเครองคอมพวเตอรสามารถแบงออกไดเปน

1. ซอฟตแวรส าหรบระบบ (System Software) คอ ชดของค าสงทเขยนไวเปนค าสงส าเรจรป ซงจะท างานใกลชดกบคอมพวเตอรมากทสด เพอคอยควบคมการท างานของฮารดแวรทกอยาง และอ านวยความสะดวกใหกบผใชในการใชงาน ซอฟตแวรหรอโปรแกรมระบบทรจกกนดก

สารละลาย

pH sensor

LCD

Fio std

Power supply

40

คอ DOS, Windows, Unix, Linux รวมทงโปรแกรมแปลค าสงทเขยนในภาษาระดบสง เชน ภาษา Basic, Fortran, Pascal, Cobol, C เปนตน นอกจากนโปรแกรมทใชในการตรวจสอบระบบเชน Norton’s Utilities กนบเปนโปรแกรมส าหรบระบบดวยเชนกน

2. ซอฟตแวรประยกต (Application Software) คอ ซอฟตแวรหรอโปรแกรมทมาใหคอมพวเตอรท างานตางๆ ตามทผใชตองการ ไมวาจะดานเอกสาร บญช การจดเกบขอมล เปนตน ซอฟตแวรประยกตสามารถจ าแนกไดเปน 2 ประเภท คอ

2.1 ซอฟตแวรส าหรบงานเฉพาะดาน คอ โปรแกรมซงเขยนขนเพอการท างานเฉพาะอยางทเราตองการ บางทเรยกวา User’s Program เชน โปรแกรมการท าบญชจายเงนเดอน โปรแกรมระบบเชาซอ โปรแกรมการท าสนคาคงคลง เปนตน ซงแตละโปรแกรมกมกจะมเงอนไข หรอแบบฟอรมแตกตางกนออกไปตามความตองการ หรอกฎเกณฑของแตละหนวยงานทใช ซงสามารถดดแปลงแกไขเพมเตม (Modifications) ในบางสวนของโปรแกรมได เพอใหตรงกบความตองการของผใช และซอฟตแวรประยกตทเขยนขนนโดยสวนใหญมกใชภาษาระดบสงเปนตวพฒนา

2.2 ซอฟตแวรส าหรบงานทวไป เปนโปรแกรมประยกตทมผจดท าไว เพอใชในการท างานประเภทตางๆ ทวไป โดยผใชคนอนๆ สามารถน าโปรแกรมนไปประยกตใชกบขอมลของตนได แตจะไมสามารถท าการดดแปลง หรอแกไขโปรแกรมได ผใชไมจ าเปนตองเขยนโปรแกรมเอง ซงเปนการประหยดเวลา แรงงาน และคาใชจายในการเขยนโปรแกรม นอกจากน ยงไมตองเวลามากในการฝกและปฏบต ซงโปรแกรมส าเรจรปน มกจะมการใชงานในหนวยงานมราขาดบคลากรทมความช านาญเปนพเศษในการเขยนโปรแกรม

41

โดยในการท าโครงงานในครงน ไดประกอบดวยซอฟตแวร ดงน

3.3.1 แผนภาพ (Flow chart)

3.3.1.1 แผนภาพ Flow chart การท างานของโปรแกรม

โปรแกรมทปอนลงบอรดจะท าการรบคามาจากเครอง pH sensor ผาน Fio std แลวสงมา

ทโปรแกรม จากนนท าการค านวณคาแรงดนทเขาบอรด แปลงเปนคา pH จากนนแสดงผลท

ค านวณได ในหนาจอ LCD ของบอรด Fio std ดงรปท 3.5

รปท 3.4 แผนภาพ Flow chart การท างานของโปรแกรม

เรมตน

ค านวณหาคา pH

รบคาจากเครอง pH

sensor

แสดงผลออกทางหนาจอ

LCD

จบการท างาน

42

3.3.1.2 แผนภาพโปรแกรม MATLAB แสดงเปน Simulink

รปท 3.5 แผนภาพโปรแกรม MATLAB แสดงเปน simulink

43

3.3.2 Rapids TM 32 Block set

Block Simulink

รปท 3.6 Simulink ควบคมการท างานของเครองวดคา pH

44

สามารถอธบายไดดงน

1. ท าการสราง Device Configuration บลอก Setup System Clocks & SysTick มการตง

พารามเตอร Default ตามรปท 3.7

รปท 3.7 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน Setup System Clocks & Systick

บลอก Compile and Download Control มการตงพารามเตอรตามรปท 3.8

รปท 3.8 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน Compile and Download Control

45

2. บลอก ADC Configuration มการตงพารามเตอรเพอแปลงสญญาณอนาลอกใหเปนสญญาณดจตอล และใชชองสญญาณเขาชองท 14 ตามรปท 3.9

รปท 3.9 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน ADC Configuration

3. บลอก Mean ใชในการหา คาเฉลย คอ คากลาง ซงค านวณจากผลบวกของขอมลและ

หารดวยจ านวนของขอมล

รปท 3.10 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน Mean

46

4. บลอก sprintf ใชเชอมตอกบ บลอก Character LCD เพอแสดงตวอกษรทก าหนดใน

บรรทดตางๆ บนจอ LCD ซงสามารถก าหนดไดดงน

Sprintf รบคาทเปนตวเลขออกมา แลวมาจดรปใหอยในรปประเภท string

รปท 3.11 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน sprintf

47

5. บลอก Character LCD ท าหนาทรบ string แลวไปแสดงผล Cmd : Commands ตงคาใหเปน 1 เพอแสดงผล

Xpos: X position ต าแหนงแถว

Ypos: Y position ต าแหนงคอลมน

รปท 3.12 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน Character LCD

6. บลอก MATLAB Function ท าการประมวลผลระบบโดยสมการ

รปท 3.13 บลอก MATLAB Function

48

7. บลอก SD Card ใชในการบนทกขอมล

รปท 3.14 คาพารามเตอรตางๆ ทก าหนดใน SD Card

8. เชอมตอทกบลอก ดงภาพ

รปท 3.15 โมเดลทเชอมตอ

49

9. เพอใหชดเจนวาโมเดลนคอ target ให Save โมเดลเปน pH Sensor (เพอ run บน

FiO board) จากนนอพเดต blocks ทงหมดและ blocks ควรแสดง sample time ท 1 second

ท าการ Build โปรแกรม โดย การ update diagram กอน 2 ครง แลวกดปม Ctrl+B เสรจแลว

ท าการรนโปรแกรม

รปท 3.16 โมเดลทเชอมตอและรนโปรแกรมเสรจสน

50

3.4 การค านวณคา pH

โคดการค านวณคา pH ใน MATLAB

if u>=1.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.286;

elseif u>=1.25 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.3519;

elseif u>=1.125 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4172;

elseif u>=1 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4824;

elseif u>=0.875 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.5477;

elseif u>=0.75 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6131;

elseif u>=0.625 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6779;

elseif u>=0.5 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.7433;

elseif u>=0.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.8084;

elseif u>=0.125 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.9389;

else y = 20.809056*u - 11.39373697-1.0046;

end

51

เมอคาแรงดนอยในชวงตงแต 1.375 V ขนไป จะตองลบคาทสมการ 4.3 ออกไป 0.2860

เมอมคาแรงดนอยในชวง 1.250 - 1.374 V จะตองลบคาทสมการ 4.3 ออกไป 0.3519

เมอมคาแรงดนอยในชวง 1.125 – 1.249 V จะตองลบคาทสมการ 4.3 ออกไป 0.4172








และเมอมคาแรงดนอยในชวงนอยกวา 0.125 V ลงไป จะตองลบคาทสมการ 4.3 ออกไป 1.0046

3.5 สรป

บทนไดน าเสนอรายละเอยดการท างานของฮารดแวร ฮารดแวร แผนภาพระบบทงหมด

ซอฟตแวร แผนภาพ (Flow chart) ของโปรแกรมทใชงาน Rapids TM 32 Block set (การวาด

simulink ใน MATLAB) การค านวณคา pH

52

บทท 4 ผลการทดลอง

4.1 บทน า ในบทนเราจะกลาวถง การทดลองเกบขอมลคาแรงดนและคา pH เพอน าไปวเคราะหพฒนาเครองทเราออกแบบขนมา และหาแนวทางทท าใหผลการวดคา pH ใกลเคยงกบคา pH จรงโดยท าการปรบเทยบเครองวดทออกแบบขนกบเครองวดคา pH มาตรฐาน

4.2 การทดลองท 1 การวดคาแรงดนเอาทพตของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit การทดลองนเปนการทดสอบเกบคาแรงดนทขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit โดยใช DMM ในการวด เพอน าไปวเคราะหหาความสมพนธของแรงดนและคา pH ของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และน ามาประยกตหาสมการเพอน าไปพฒนาเครองทออกแบบ 4.2.1 วตถประสงค 1. เพอศกษาการใชชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 2. เพอศกษาหาสมการความสมพนธระหวางแรงดนกบคาpH 3. เพอสามารถวเคราะหคาแรงดนเพอน าไปพฒนาอปกรณได 4.2.2 อปกรณการทดลอง 1. ชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 1 2. Digital multimeter (DMM) 1 3. ชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4,7,10) 1 4. น ากลน (pH = 7) + ทชช 1

53

4.2.3 ขนตอนการทดลอง 1. เชอมตออปกรณตามรปท 4.1 และเชอมตอสายสญญาณ ( D,S ) และขวอางอง (G) เขากบวงจรภายใน และสายสญญาณขาออก (V+ และ GND) เขากบโวลตมเตอร

รปท 4.1 การเชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) พรอมสายสญญาณ (V+ และ GND)

2. เปดสวตชทอยดานขางกลองวงจรสงเกต LCD สเขยวตดตามรปท 4.2

รปท 4.2 สถานะของการเปดสวตชเมอ LED สเขยวตด และเปดโวลตมเตอร

54

3. วดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ในน ายาบฟเฟอรมาตรฐานทมคาpH = 4 , 7 และ 10 ดงรปท 4.3 และบนทกผลลงตารางท 4.2.1

รปท 4.3 การวดน ายาบฟเฟอรมาตรฐานดวย pH sensor

หมายเหต : เนองจากขว ISFET ตอบสนองตอแสงควรหาอปกรณปองกนจากแสง และควรลางท าความสะอาดเซนเซอรและขวไฟฟาอางองดวยน ากลนกอนการวดทกครง ตารางท 4.2.1 แสดงคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทวดในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) โดยการวดจากโวลตมเตอร

pH ครงท 1 (mV)

ครงท 2 (mV)

ครงท 3 (mV)

คาเฉลย (mV)

4 720.000 717.000 715.000 717.333 7 865.000 863.000 862.000 863.333

10 1007.000 1004.000 1006.000 1005.667

จากตารางท 4.2.1 แสดงผลการวดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทวดในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) จากการวดโวลตมเตอรโดยท าการทดลองทงหมด 3 ครง จากนนท าการค านวณหาคาเฉลยของแรงดน

55

4.น าคาแรงดนเฉลยของน ายาบฟเฟอรทคา pH = 4 , 7 และ 10 มาหาความสมพนธระหวางคา pH กบแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit โดยน าคาทไดมาพลอตกราฟเพอหาสมการเสนตรงของความสมพนธระหวางคา pH กบคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit จะไดดงรปท 4.4

รปท 4.4 กราฟแสดงความสมพนธของคา pH ของบฟเฟอรมาตรฐานกบแรงดนทวดได

จะไดสมการของแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit กบคา pH ส าหรบโพรบวดชนด RE010012 และ ISFET Sensor IS010005 ตามสมการท 4.1 Volt (mVdc) = 48.056 (pH) + 525.72 (4.1)

จะไดสมการของแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit กบคา pH ส าหรบโพรบวดชนด RE030072 และ ISFET Sensor IS010045 ตามสมการท 4.2 Volt (mVdc) = 48 (pH) - 123 (4.2)

y = 48.056x + 525.72 R² = 0.9999

0

200

400

600

800

1000

1200

0 2 4 6 8 10 12

แรงดน(

mV

dc)

pH

กราฟแสดงความสมพนธคา pH กบ แรงดน(mVdc)

56

5. น าสมการความสมพนธของแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit กบคา pH ทไดมาพลอตกราฟใหม โดยก าหนดใหแกน x เปนคา pH = { 4 , 4.1 , 4.2 , … , 10 } และแกน y เปนคาแรงดนขาออก จะไดกราฟดงรปท 4.5

รปท 4.5 กราฟของสมการทหาไดจากความสมพนธของคา pH ของบฟเฟอรมาตรฐานกบแรงดนทวดได

6. บนทกคาแรงดนขาออกท pH = 4 , 7 และ 10 ลงในตารางท 4.2.2 เพอเปรยบเทยบกบคาแรงดนเฉลยขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทไดจากการวดโดยโวลตมเตอรใน ตารางท 4.2.1

4 5 6 7 8 9 10700

750

800

850

900

950

1000

1050

pH

Volt(m

Vdc)

57

ตารางท 4.2.2 แสดงคาแรงดนขาออกทอานไดจากกราฟรปท 4.5 กบแรงดนเฉลยขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทไดจากการวดโดยโวลตมเตอร

pH แรงดน(จากกราฟท 4.5) (mV)

แรงดน(จากโวลตมเตอร) (mV)

4 717.944 717.333 7 862.112 863.333

10 1006.280 1005.667

จากตารางท 4.2.2 แสดงคาการอานคาแรงดนจากกราฟรปท 4.5 กบคาแรงดนทวดไดโดย โวลตมเตอร (DMM) ทค านวณคาเฉลยแลว 4.2.4 วเคราะหผลการทดลอง จากตารางท 4.2.1 สงเกตไดวาการวดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทง 3 ครงมความใกลเคยงกนมาก เมอน าคาเฉลยมาพลอตกราฟเพอหาสมการพบวากราฟมความเปนเสนตรงสง ซงดไดจากคา = 0.9999 ตอมาน าสมการทไดไปพลอตกราฟใหมโดยใหคา pH มความละเอยดขน pH = {4 , 4.1 , 4.2 , … , 10} เมออานคา pH = 4 , 7 และ 10 ทกราฟท 4.5 พบวาคาแรงดนมการเปลยนแปลงเลกนอยเมอเทยบกบการวดคาดวยโวลตมเตอร (DMM) 4.2.5 สรปผลการทดลอง จากการศกษาชด Winsense ISFET pH Sensor Kit พบวา สามารถน าคาแรงดนของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) มาหาความสมพนธระหวางแรงดนขาออกของชด Winsense - ISFET pH Sensor Kit กบคา pH ได และสามารถน ามาพลอตเพอใหคาละเอยดได จากสมการทได

Volt (mVdc) = 48.056 (pH) + 525.72 หรอ Volt (mVdc) = 48 (pH) - 123 สรปไดวาคาแรงดนแปรผนตามคา pH เมอ pH เพมขนแรงดนกจะเพมขนตามดวย

58

4.3 การทดลองท 2 การวดคาแรงดนเอาทพตของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit โดยแสดง คาผานบอรด FiO Std การทดลองนเปนการทดสอบเกบคาแรงดนทขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit โดยผานกระบวนการแปลงสญญาณอนาลอกเปนดจตอลของบอรด FiO Std และแสดงผลออกทางจอ CLCD เพอน าผลไปวเคราะหหาแนวทางในการพฒนาเครองทออกแบบ 4.3.1 วตถประสงค 1. เพอศกษาการใชงานบอรด FiO Std 2. เพอศกษาการใชโปรแกรม MATLAB แบบ Simulink model 3. เพอสามารถเขาใจการแปลงสญญาณอะนาลอกเปนสญญาณดจตอลของบอรด FiO Std ได 4. เพอสามารถแสดงสญญาณดจตอลออกจอ CLCD ของบอรด FiO Std ได 5. เพอวเคราะหหาแนวทางในการพฒนาเครองทออกแบบได 4.3.2 อปกรณการทดลอง 1. ชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 1 2. ชดบอรด FiO Std 1 3. ชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 ,7 ,10) 1 4. น ากลน (pH = 7) + ทชช 1

59

4.3.3 ขนตอนการทดลอง 1. เปดโปรแกรม MATLAB แลวเลอกท Simulink library browser ตอมาเลอกท New model แลวเลอกบลอกตางๆมาวางและก าหนดคาทดงรปท 4.6 จากนนโหลดโปรแกรมลงบอรด FiO Std

รปท 4.6 แผนภาพโปรแกรม MATLAB SIMULINK ทแสดงคาแรงดนผานบอรด Fio Std

2. เชอมตออปกรณตามรปท 4.7 และเชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) เขากบวงจรภายใน และสายสญญาณขาออก (V+ และ GND) เขากบบอรด FiO Std หมายเหต : ตองตดตงสวตชทบอรด FiO Std เพอปองกนแรงดนเขาบอรด FiO Std เกน 3.3 V

รปท 4.7 เชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) พรอมสายสญญาณ (V+ และ GND) เขากบ

บอรด FiO Std

60

3. น าโพรบไปจมทน ายาบฟเฟอรมาตรฐานทมคา pH = 4 , 7 และ 10 แตยงไมเปดสวตชตามรปท 4.8

รปท 4.8 การจมโพรบในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน แตยงไมไดเปดสวตช

4. เปดสวตชทอยดานขางกลองวงจรสงเกต LCD สเขยวตดกบสวตชทตดตงทบอรด FiO Std วดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ในน ายาบฟเฟอรมาตรฐานทมคา pH = 4 , 7 และ 10 ดงรปท 4.9 และบนทกผลลงตารางท 4.3.1

รปท 4.9 การวดคา pH ของน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน

61

ตารางท 4.3.1 แสดงคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทวดในน ายา

บฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) โดยการวดจากบอรด FiO Std

pH ครงท 1 (mV)

ครงท 2 (mV)

ครงท 3 (mV)

คาเฉลย (mV)

4 736.000 732.000 732.000 733.333 7 885.000 882.000 881.000 882.667

10 1037.000 1039.000 1027.000 1034.333

จากตารางท 4.3.1 ผลการวดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทวดในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) โดยวดจากอปกรณทออกแบบขนรวมกบบอรด FiO Std ท าการทดลองทงหมด 3 ครง จากนนท าการค านวณหาคาเฉลยของแรงดน

5. น าคาแรงดนเฉลยทไดไปอานคาpHทกราฟมาตรฐานจากชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และน าไปอานคาpHทกราฟรปท 4.5 ในการทดลองตอนท 1 บนทกผลลงในตารางท 4.3.2

รปท 4.10 กราฟมาตรฐานจากชด Winsense ISFET pH Sensor Kit

62

รปท 4.11 กราฟทพลอตจากสมการท 4.1 ในการทดลองตอนท 1

ตารางท 4.3.2 แสดงคา pH ทไดจากคาแรงดนทบอรด FiO Std

pH แรงดนเฉลย (mV)

คา pH (อานจากกราฟมาตรฐาน)

คาpH (อานจากกราฟ ในตอนท 1)

4 733.333 5.120 4.320 7 882.667 7.8673 7.428

10 1034.333 10.658 10.584

จากตารางท 4.3.2 แสดงผลการวดคาแรงดนของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4,7,10)

โดยวดจากอปกรณทออกแบบขนรวมกบบอรด FiO Std และแสดงผลของการอานกราฟจากบรษท

winsense จ ากด และ กราฟทไดจากสมการท 4.1 ในการทดลองตอนท 1

4 5 6 7 8 9 10700

750

800

850

900

950

1000

1050

pH

Volt(m

Vdc)

63

4.3.4 วเคราะหผลการทดลอง

จากตารางท 4.3.1 สงเกตไดวาการวดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit ทง 3 ครงมความใกลเคยงกนมาก เมอน าคาเฉลยทไดมาอานคาจากกราฟทรปท 4.10 และกราฟรปท 4.11 พบวาทแรงดนเทากนคา pH ของกราฟจากบรษท winsense จ ากด มคาสงกวากราฟทพลอตไดจากสมการท 4.1 แตเมอเปรยบเทยบกบคา pH ของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH =4,7, 10) แลวพบวาคา pH จากกราฟรปท 4.10 มความใกลเคยงกวา

4.3.5 สรปผลการทดลอง

ในการทจะแสดงคาตางๆผานบอรด FiO Std จะตองเปนสญญาณดจตอลดงนนจงเชอมตอ

สญญาณอนพตทเปนอะนาลอกเขาทางพอรตC4เพอจะแปลงสญญาณอะนาลอกเปนสญญาณ

ดจตอล เพราะทพอรต C4 ม ADC อยซง ACD จะท าหนาทแปลงสญญาณอะนาลอกเปนดจตอลท า

ใหสามารถน าขอมลไปแสดงผลออกหนาจอ CLCD ได และคาแรงดนเมอเทยบกบการทดลองตอน

ท 1 พบวามคาเพมขน อาจมผลมาจากการตออปกรณอเลกทรอนกสตางๆเพมขนแตคา pH ทอานคา

จากรปท 4.11 มความใกลเคยงคา pH ของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) กวา จงควร

น าสมการท 4.1 ไปพฒนาตอ

64

4.4 การทดลองท 3 การวดคา pH จากเครองทออกแบบ และการปรบเทยบ

การทดลองนเปนการทดสอบเกบคา pH ในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) ดวย

เครองทออกแบบในการวด โดยการน าเอาสมการความสมพนธแรงดนและคา pH ของชด

Winsense -ISFET pH Sensor Kit ในการทดลองตอนท 1 มาเขยนโปรแกรมเพอแปลงแรงดนให

เปนคา pH

4.4.1 วตถประสงค 1. เพอศกษาการใชโปรแกรม MATLAB แบบ Simulink model function

2. เพอสามารถแปลงคาแรงดนใหเปนคา pH ได 3. เพอสามารถปรบปรงคา pH ใหใกลเคยงคามาตรฐานได 4.4.2 อปกรณการทดลอง

1. ชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 1 2. ชดบอรด FiO Std 1 3. ชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4,7,10) 1 4. น ากลน (pH = 7) + ทชช 1

65

4.4.3 ขนตอนการทดลอง 1. เปดโปรแกรม MATLAB แลวเลอกท Simulink library browser ตอมาเลอกท New model แลวเลอกบลอกตางๆมาวางและก าหนดคาทดงรปท 4.12

รปท 4.12 แผนภาพโปรแกรม MATLAB SIMULINK ทแสดงคาแรงดนและคา pH ผานบอรด Fio Std

2. น าสมการทไดจากการทดลองตอนท 1 มาค านวณเพอหาคา pH

ค านวณ จากสมการท 4.1 Volt (mVdc) = 48.056 (pH) + 525.72 pH = (Volt (mVdc) - 525.72) / 48.056 pH = 0.020809056 (Volt (mVdc)) - 10.93973697 ท าใหหนวยเปน Vdc pH = 20.809056 (Volt (Vdc)) - 10.93973697 (4.3) จากสมการท 4.2 Volt (mVdc) = 48 (pH) - 123

pH = (Volt (mVdc) + 123) / 48 pH = 0.020833333 (Volt (mVdc)) – 2.5625

ท าใหหนวยเปน Vdc pH = 20.833333 (Volt (Vdc)) – 2.5625 (4.4)

66

3. น าสมการท 4.2 ไปใสในบลอกฟงกชนของ Simulink model ดงรปท 4.13 แลวโหลดโปรแกรมลงบอรด FiO Std

รปท 4.13 สมการทใชใน Block MATLAB Function

4. เชอมตออปกรณตามรปท 4.14 และเชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) เขา

กบวงจรภายใน และสายสญญาณขาออก (V+ และ GND) เขากบบอรด FiO Std หมายเหต : ตองตดตงสวตชทบอรด FiO Std เพอปองกนแรงดนเขาบอรด FiO Std เกน 3.3 V

รปท 4.14 เชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) พรอมสายสญญาณ (V+และGND) เขา

กบ บอรด FiO Std

67

5. น าโพรบไปจมทน ายาบฟเฟอรมาตรฐานทมคา pH = 4 , 7 และ 10 แตยงไมเปดสวตช

ตามรปท 4.15

รปท 4.15 การจมโพรบในน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน แตยงไมไดเปดสวตช

6. เปดสวตชทอยดานขางกลองวงจรสงเกต LCD สเขยวตดกบสวตชทตดตงทบอรด FiO Std วดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และคา pH ในน ายาบฟเฟอรมาตรฐานทมคา pH = 4 , 7 และ 10 โดยจะแสดงผลออกตรงจอ CLCD ดงรปท 4.16 และบนทกผลลงตารางท 4.4.1

รปท 4.16 การวดคา pH ของน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน

68

ตารางท 4.4.1 แสดงคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และคา pH ทแสดงทจอ CLCD ของเครองทออกแบบ

pH Volt (mVdc) pH 4 729.000 4.230 7 886.000 7.497

10 1020.000 10.286

จากตารางท 4.4.1 แสดงผลของการวดคาแรงดนและคา pH โดยวดจากอปกรณทออกแบบขนซงวดจากชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10)

7. จากตารางท 4.4.1 น าคา pH และคาแรงดนทวดไดมาเปรยบเทยบกบคาทอานไดจาก

กราฟมาตรฐานของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit จะไดดงตารางท 4.4.2

ตารางท 4.4.2 แสดงผลของคา pH ทไดจากตารางท 4.4.2 กบคา pH ทไดจากราฟมาตรฐานของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit

แรงดน (Vdc)

pH (จากกราฟมาตรฐาน)

pH (เครองทออกแบบ)

0.729 5.043 4.230 0.886 7.933 7.497 1.020 10.399 10.286

จากตารางแสดงการเปรยบเทยบคา pH ทแรงดนเทากน ระหวาคา pH จากเครองทออกแบบขนกบ การอานคา pH จากกราฟมาตรฐานของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit

69

8. จากตารางท 4.4.2 ค านวณการปรบปรงคา pH ไดดงน

ค านวณ หาผลตางคา pH แตละแรงดน ท แรงดนเทากบ 0.729 Vdc มคาผลตาง pH = 5.043 – 4.230 = 0.813 ท แรงดนเทากบ 0.886 Vdc มคาผลตาง pH = 7.933 – 7.497 = 0.436 ท แรงดนเทากบ 10.399 Vdc มคาผลตาง pH = 10.399 – 10.286 = 0.113 น าคาผลตางทงหมดมาเฉลยจะได ( 0.813 + 0.436 + 0.113 ) / 3 = 0.454 น าคาเฉลยทไดไปลบออกจากสมการท 4.2 เพอใหคา pH เพมขนจะได pH = 20.809056 (Volt (Vdc)) – 10.93973697 – 0.454 pH = 20.809056 (Volt (Vdc)) – 11.39373697 (4.5)

9. น าสมการทหาคา pH ใหมทไดจากขอท 8. ไปใสในบลอกฟงกชนของ Simulink model ดงรปท 4.17 แลวโหลดโปรแกรมลงบอรด FiO Std

รปท 4.17 สมการทค านวณไดในขอท 8. ใน Block MATLAB Function

70

10. ท าการทดลองตามขนตอนท 4 – 5 บนทกผลการทดลองในตารางท 4.4.3 และค านวณ % ความผดพลาดตามสมการดงน

% ความผดพลาด = คาทวดไดจากเครองทออกแบบ – คาของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน

คาของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน 100%

ตารางท 4.4.3 แสดงผลของคา pH ของเครองทออกแบบทไดปรบเทยบแลว

ชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน

แรงดน (V)

pH

Error (%)

4 0.729 3.776 5.6 7 0.886 7.043 0.61

10 0.1020 9.832 1.68

จากตารางท 4.4.3 แสดงผลของการวดคาแรงดนและคา pH โดยวดจากเครองทออกแบบขนทไดผานการปรบเทยบแลว ซงวดจากชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน ( pH = 4 , 7 , 10 ) 4.4.4 วเคราะหผลการทดลอง จากผลการทดลองตารางท 4.4.1 พบวาเมอท าการทดลองจมชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) คาแรงดนทไดเมอผานการค านวณโดยผานการเขยนโปรแกรมแลวจะไดคา pH ซงเมอคาแรงดนเพมขน คา pH กเพมขนตามไปดวย แตจากคา pH ทไดยงไมใกลเคยงกบคา pH ของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10) จงตองท าการปรบเทยบคา pH กบชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน (pH = 4 , 7 , 10 ) โดยการน าคาผลตางเฉลยมาลบออกจากสมการท 4.2 จะไดดงสมการท 4.3 แลวท าการวดคาใหมพบวา เมอท าการเทยบแลวท าใหไดคา pH ใกลเคยงกบคา pH ของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน ( pH = 4 , 7 , 10 ) มากยงขน และคา pH กยงแปรผนตามคาแรงดนเชนเดม

71

4.4.5 สรปผลการทดลอง จากสมการท 4.1 พบวาสามารถหาสมการการหาคา pH ได โดยวธการยายขางของสมการและปอนสมการเขาไปในบลอกฟงกชนกสามารถค านวณหาคา pH ไดและคา pH ทไดมคาใกลเคยงกบคา pH ของน ายาบฟเฟอรมาตรฐานอยในระดบหนงแตยงไมละเอยดพอ จงท าการปรบเทยบกบคา pH ของชดน ายาบฟเฟอรมาตรฐาน ( pH = 4 , 7 , 10) ท าใหไดคา pH ใกลเคยงกบคามาตรฐานยงขนกวาเดม

72

4.5 การทดลองท 4 การวดคา pH ของสารละลายตวอยาง โดยเครองทออกแบบขน การทดลองนเปนการทดสอบเกบคา pH ของสารละลายตวอยาง 12 ตวอยาง โดยการวดจากเครองทออกแบบขนมา เพอทดสอบการใชงานของเครองทออกแบบ 4.5.1 วตถประสงค 1. เพอทดสอบความสามารถของเครองวดคา pH ทออกแบบขน 2. เพอส ารวจคา pH ของสารละลายในชวตประจ าวนและน ามาวเคราะห 3. เพอเปรยบเทยบคา pH จากเครองทออกแบบขน กบคา pH ของเครองวดมาตรฐาน 4.5.2 อปกรณการทดลอง 1. ชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 1 2. ชดบอรด FiO Std 1 3. เครองวดคา pH ยหอ WTW inoLab Multi 720 1 4. ตวอยางสารละลาย - Coke - น าสมสายช(ตราภเขาทอง)

- Vitamix - นมเปรยว(ดชมลลรสผลไมรวม) - น าสม(มนเมท) - เบยร(เบยรชาง) - โซดา(ตราสงห) - ชาเขยว(อชตนรสดงเดม) - นมจด(โฟรโมท) - น าดม(ตราครสตล) - กาแฟ(เบอรดโรบสตา) - น ายาลางคอนแทคเลนส(OPIT FREE) 5. น ากลน ( pH = 7) + ทชช 1

73

4.5.3 ขนตอนการทดลอง 1. ทดลองวดคา pH ทเครองวดคา pH WTW inoLab Multi 720 ทอาคารเครองมอ 3 ดงรปท 4.18

รปท 4.18 การวดคา pH ของเครองวดคา pH มาตรฐาน

74

2. เชอมตออปกรณตามรปท 4.19 และเชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) เขากบวงจรภายใน และสายสญญาณขาออก (V+ และ GND) เขากบบอรด FiO Std หมายเหต : ตองตดตงสวตชทบอรด FiO Std เพอปองกนแรงดนเขาบอรด FiO Std เกน 3.3 V

รปท 4.19 เชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) พรอมสายสญญาณ (V+ และ GND)

เขากบบอรด FiO Std 3. น าโพรบไปจมทสารละลายตวอยาง แตยงไมเปดสวตชตามรปท 4.20

รปท 4.20 การจมโพรบในสารละลายตวอยาง แตยงไมไดเปดสวตช

75

4. เปดสวตชทอยดานขางกลองวงจรสงเกต LCD สเขยวตดกบสวตชทตดตงทบอรด FiO Std วดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และคา pH ในสารละลายตวอยาง โดยจะแสดงผลออกตรงจอ CLCD ดงรปท 4.21 และบนทกผลลงตารางท 4.5.1

รปท 4.21 การวดคา pH ของสารละลายตวอยาง

76

77

จากตารางท 4.5.1 แสดงผลการวดคาแรงดนและคา pH โดยแสดงชอสารละลายทงหมด 12 ตวอยาง ซงสารละลายทเปนกรด 5 ตวอยาง เปนเบส 1 ตวอยาง และเปนกลาง 6 ตวอยาง โดยแสดงคาการวดจากเครองมอทออกแบบขนและเครองวดคา pH มาตรฐานยหอ WTW inoLab Multi 720 ไดท าการทดลองวดคาทงหมด 3 ครง จากนนท าการค านวณคาเฉลย แสดงผลการเปรยบเทยบระหวางคา pH ทวดจากเครองมอทออกแบบขนกบเครองวดคา pH มาตรฐาน แสดงในกราฟดง รปท 4.22

รปท 4.22 กราฟแสดงคา pH ของเครองมาตรฐานกบเครองทออกแบบ

78

4.5.4 วเคราะหผลการทดลอง จากตารางท 4.5.1 ผลการทดลองจากสารละลาย 12 ตวอยาง ในสารละลายประเภทกรดจะมคา pH อยในชวงนอยกวา 4 สารละลายประเภทเบสจะมคา pH มากกวา 8 ขนไป สวนคา pH ทอยในชวง 4 – 8 เปนสารละลายประเภทกลาง คาจากเครองมาตรฐานจะแสดงคา pH เทานน สวนเครองทออกแบบขนจะแสดงทงคาแรงดนและคา pH ซงเมอน าคา pH จากทงสองเครองมาพลอตกราฟดงรปท 4.22 เปรยบเทยบกนพบวา คา pH ของเครองทออกแบบมคาสงกวา pH มาตรฐานแตยงเปนคาเชงเสนอย 4.5.5 สรปผลการทดลอง จากการทดลองสามารถสรปไดวา เครองทออกแบบขนสามารถน าไปวดสารละลายไดจรงแตคาทไดยงมความคลาดเคลอนอย ดงนนจงควรมการปรบปรงแกไขเพอใหสามารถแสดงคาไดใกลเคยงกบคามาตรฐานมากทสด

79

4.6 การทดลองท 5 การวดคา pH ของสารละลายตวอยาง โดยเครองทปรบเทยบมาตรฐาน การทดลองนเปนการทดสอบเกบคา pH ของสารละลายตวอยาง 12 ตวอยาง โดยการวดจากเครองทออกแบบขนมาทผานการปรบปรงแลว เพอทดสอบการใชงานของอปกรณทออกแบบทผานการปรบปรงแลวใหมคาใกลเคยงกบเครองมาตรฐานมากทสด 4.6.1 วตถประสงค 1. เพอสามารถปรบปรงคา pH ใหใกลเคยงกบเครองมาตรฐานมากทสด 4.6.2 อปกรณการทดลอง

1. ชด Winsense ISFET pH Sensor Kit 1 2. ชดบอรด FiO Std 1 3. ตวอยางสารละลาย - Coke - น าสมสายช (ตราภเขาทอง)

- Vitamix - นมเปรยว (ดชมลลรสผลไมรวม) - น าสม (มนเมท) - เบยร (เบยรชาง) - โซดา (ตราสงห) - ชาเขยว (อชตนรสดงเดม) - นมจด (โฟรโมท) - น าดม (ตราครสตล) - กาแฟ (เบอรดโรบสตา) - น ายาลางคอนแทคเลนส (OPIT FREE) 4. น ากลน (pH = 7) + ทชช 1

80

4.6.3 ขนตอนการทดลอง 1. น ากราฟรปท 4.23 มาค านวณหาผลตางของคา pH ทวดจากเครองมาตรฐานกบเครองทออกแบบ ในแตละชวงไดดงน

รปท 4.23 กราฟแสดงคา pH ของเครองมาตรฐานกบเครองทออกแบบ

ค านวณ ทแรงดนอยในชวง 0 – 0.125 V มคาผลตางเทากบ -9.566 – (-10.5706) = 1.0046 ทแรงดนอยในชวง 0.125 – 0.25 V มคาผลตางเทากบ -7.039 – (-7.9779) = 0.9389 ทแรงดนอยในชวง 0.25 – 0.375 V มคาผลตางเทากบ -4.511 – (-5.3851) = 0.8741 ทแรงดนอยในชวง 0 .375– 0. 5 V มคาผลตางเทากบ -91.984– (-2.7924) = 0.8084 ทแรงดนอยในชวง 0.5 – 0.625 V มคาผลตางเทากบ 0.5437 – (-0.1996) = 0.7433 ทแรงดนอยในชวง 0.625 – 0.75 V มคาผลตางเทากบ 3.074 – 2.3931 = 0.6779 ทแรงดนอยในชวง 0.75 – 0.875 V มคาผลตางเทากบ 5.599 – 4.9859 = 0.6131 ทแรงดนอยในชวง 0.875 – 1 V มคาผลตางเทากบ 8.1263 – 7.5786 = 0.5477 ทแรงดนอยในชวง 1 – 1.125 V มคาผลตางเทากบ 10.6538 – 10.1714 = 0.4824 ทแรงดนอยในชวง 1.125 –1.25 V มคาผลตางเทากบ 13.1813 – 12.7641 = 0.4172

0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 12

3

4

5

6

7

8

9

Volt(Vdc)

pH

Standard

Standard

Design

Design

81

ทแรงดนอยในชวง 1.25 – 1.375V มคาผลตางเทากบ 15.7088 – 15.3569 = 0.3519 ทแรงดนอยในชวง 1.375 – 1.5 V มคาผลตางเทากบ 18.2363 – 17.9496 = 0.2867 แลวน ามาเขยนฟงกชนไดดงน if u>=1.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.2860; elseif u>=1.25 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.3519; elseif u>=1.125 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4172; elseif u>=1 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4824; elseif u>=0.875 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.5477; elseif u>=0.75 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6131; elseif u>=0.625 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6779; elseif u>=0.5 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.7433; elseif u>=0.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.8084; elseif u>=0.125 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.9389; else y = 20.809056*u - 11.39373697-1.0046;

end

82

2. น าฟงกชนทหาไดในขอท 1. มาใสในบลอกฟงกชนใน Simulink ไดดงรปท 4.24 แลวโหลดลงบอรด FiO Std

รปท 4.24 สมการทค านวณไดในขอท 1.ใน Block MATLAB Function

83

3. เชอมตออปกรณตามรปท 4.25 และเชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) เขากบวงจรภายใน และสายสญญาณขาออก(V+ และ GND) เขากบบอรด FiO Std หมายเหต : ตองตดตงสวตชทบอรด FiO Std เพอปองกนแรงดนเขาบอรด FiO Std เกน 3.3 V

รปท 4.25 เชอมตอสายสญญาณ (D,S) และขวอางอง (G) พรอมสายสญญาณ (V+ และ GND)

เขากบบอรด FiO Std 4. น าโพรบไปจมทสารละลายตวอยาง แตยงไมเปดสวตชตามรปท 4.26

รปท 4.26 การจมโพรบในสารละลายตวอยาง แตยงไมไดเปดสวตช

84

5. เปดสวตชทอยดานขางกลองวงจรสงเกต LCD สเขยวตดกบสวตชทตดตงทบอรด FiO Std วดคาแรงดนขาออกของชด Winsense ISFET pH Sensor Kit และคา pH ในสารละลายตวอยาง โดยจะแสดงผลออกตรงจอ CLCD ดงรปท 4.27 และบนทกผลลงตารางท 4.6.1

รปท 4.27 การวดคา pH ของสารละลายตวอยาง

85

86

จากตารางท 4.6.1 แสดงผลการวดคาแรงดนและคา pH โดยแสดงชอสารละลายทงหมด 12 ตวอยาง ซงสารละลายทเปนกรด 5 ตวอยาง เปนเบส 1 ตวอยาง และเปนกลาง 6 ตวอยาง โดยแสดงคาการวดจากเครองมอทออกแบบขนทไดผานการปรบปรงแลวและเครองวดคา pH มาตรฐานยหอ WTW inoLab Multi 720 ไดท าการทดลองวดคาทงหมด 3 ครง จากนนท าการค านวณคาเฉลย แสดงผลการเปรยบเทยบระหวางคา pH ทวดจากเครองมอทออกแบบขนทไดผานการปรบปรงแลวกบเครองวดคา pH มาตรฐาน แสดงในกราฟดงรปท 4.28

รปท 4.28 กราฟแสดงคา pH ของเครองมาตรฐานกบเครองทออกแบบทผานการปรบปรงแลว

0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 12

3

4

5

6

7

8

9

Volt(Vdc)

pH

Standard

Standard

Design

Design

87

4.6.4 วเคราะหผลการทดลอง จากตารางท 4.6.1 ผลการทดลองจากสารละลาย 12 ตวอยาง คาจากเครองมาตรฐานจะแสดงคา pH เทานน สวนเครองทออกแบบขนจะแสดงทงคาแรงดนและคา pH ซงเมอน าคา pH จากทงสองเครองมาพลอตกราฟรปท 4.23 เปรยบเทยบกนพบวา คา pH ของเครองทออกแบบมคาใกลเคยงกบคา pH มาตรฐานดไดจากกราฟรปท 4.28 ซงเสนของเครองทออกแบบแทบจะทบเสนของเครองมาตรฐาน 4.6.5 สรปผลการทดลอง ในการปรบปรงแกไขนสามารถท าใหคา pH ใกลเคยงกบคามาตรฐานมากๆ เนองจากเปนการแบงชวงในการปรบปรงแกไขท าใหไดคาทละเอยดยงขน จงสามารถปรบปรงใหเครองวดคาpH ทออกแบบขนมคาใกลเคยงมากๆ

89

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 บทน า

เนอหาในบทนเปนการสรปผลการทดลองทไดจากการทดลองทงหมด วาสามารถพฒนาเครองวดคา pH มาไดอยางไร และสามารถน าเครองวดคา pH นไปใชงานในดานใดบาง พรอมขอเสนอแนะแนวทางในการพฒนาเครองวดคา pH นตอไป

5.2 สรปผลการทดลอง

โครงงานนไดท าการศกษาพฒนาเครองวดคา pH โดยการน าเอา pH เซนเซอรทแสดงผลเอาทพตออกมาเปนแรงดนมาท างานรวมกบไมโครคอนโทรลเลอรนนคอ บอรด FiO Std และวเคราะหผลดวยโปรแกรม MATLAB SIMULINK เพอประมวลผลท าใหคาแรงดนเปนคา pH สามารถแสดงคาออกจอ CLCD ได แลวไดท าการทดลองกบสารละลายตางๆ และปรบปรงจนไดผลการทดลองมคา pH ใกลเคยงหรอเสมอคามาตรฐานจากเครองวดคา pH มาตรฐานทสด

จากผลการทดลอง ท าใหทราบคา pH ของสารละลายตางๆในชวตประจ าวน แสดงถงความเปนกรดเปนเบสของสารละลายผานทางตวเลขทแสดงคาของคา pH ผานจอ CLCD ซงสามรถแยกการเปนกรดเปนเบสไดดงน ถาคา pH = 7 แสดงวาเปนกลางคอไมมความเปนกรดเปนเบส ถาคา pH > 7 แสดงวาเปนเบส ถาคา pH < 7 แสดงาเปนกรด จากการทดลองท าใหทราบถงความส าคญของคา pH ในชวตประจ าวนและยงมประโยชนน าไปใชงานในดานตางๆอกมากมาย เชน ทางดานการเกษตร ในการเพาะปลกพชควรใหคา pH ของดนอยท 6-7 หรอจะเปนการปลกพชแบบไฮโดรโปนกสทตองใชน าสะอาดทคา pH อยท 5.5-6.5 ในการเพาะเลยงสตวน าคา pH ทเหมาะสมในการเจรญเตบโตและขยายพนธมคา pH อยท 6.5-9 ทางดานสงแวดลอม ในการบ าบดน าเสยจะตองควบคมใหคา pH ใกล 7 ทสด และรวมถงทางดานอตสาหกรรมตางๆคา pH กมบทบาทเปนอยางมาก

89

5.3 ปญหาและอปสรรค ปญหาและอปสรรคทเกดขนในระหวางการทดลองสามารถสรปไดดงน

1. ขวไฟฟาอางองท pH เซนเซอรเมอใชไปเปนเวลานาน สาร KCl ทอยในขวอางองอาจลดนอยลงและหมดไป

2. อณหภมมผลกระทบอยางมากในการละลายของสาร KCl ทอยในขวไฟฟาอางอง และแสงมผลในการตอบสนองของ ISFET ท าใหอาจไดคาทไมถกตอง

3. สารละลายทใชในการวดยงจ ากดอยทประเภทของเหลว และไมสามรถวดสารทเปนอนตรายรนแรงได เนองจากอาจจะท าใหโพรบในการวดเสยหาย

5.4 ขอเสนอแนะ 1. ควรเลอกใช pH เซนเซอรทมคณภาพมากกวาน เพอปองกนการเกดปญหาสาร KCl

ลดนอยลง 2. ควรวดคา pH และเกบรกษาในอณหภมหอง หรอก าหนดคาอณหภมทสามารถวดได 3. ในการวดควรหาอปกรณในการปองกนแสงเพอใหไดคา pH ทแมนย าของคา pH 4. หาวธการวดคา pH ของสารตางๆนอกเหนอจากของเหลว

5. ควรใชโพรบทท าจากวสดทมคณภาพสามารถวดในสารอนตรายทมความเปนกรดเปน เบสสงๆได

6. ในการพฒนาควรหาวธการควบคมคา pH ได เพอจะไดเครองวดคา pH ทมคณภาพ มากยงขน

90

ประวตผเขยน

นางสาวมาลวลย อนรกษ เกดเมอวนท 10 กนยายน พ.ศ. 2534

ภมล าเนาอยท ต าบลโคกกรวด อ าเภอเมอง จงหวดนครราชสมา

ส าเรจการศกษามธยมศกษาตอนปลายจากโรงเรยนราชสมาวทยา 2

อ าเภอเมอง จงหวดนครราชสมา

ปจจบนเปนนกศกษาชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม

ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

จงหวดนครราชสมา

นางสาวลดดาวลย เพยรการ เกดเมอวนท 15 ตลาคม พ.ศ. 2533

ภมล าเนาอยท ต าบลแก อ าเภอรตนบร จงหวดสรนทร

ส าเรจการศกษามธยมศกษาตอนปลายจากโรงเรยนรตนบร

อ าเภอรตนบร จงหวดสรนทร




นางสาวนชษา ศรบ ารง เกดเมอวนท 29 ธนวาคม พ.ศ. 2533

ภมล าเนาอยท ต าบลมะคา อ าเภอโนนไทย จงหวดนครราชสมา

ส าเรจการศกษามธยมศกษาตอนปลายจากโรงเรยนโนนไทยครอปถมภ

อ าเภอโนนไทย จงหวดนครราชสมา




91

บรรณานกรม

[1] http://www.aimagin.com/learnth/index.php/

[2] http://winsense.co.th/products/ISFETSensorKit-WinsenseISFETpHSensorKit

[3] http://www.embeddedcraft.org/keilsetup.html

[4] http://ist.njit.edu/software/documentation/matlab2009a.php

http://www.aimagin.com/learnth/index.php/

http://www.thaiembedded.com/blog/?tag=ds1820

http://www.thaiembedded.com/blog/?tag=ds1820

http://www.embeddedcraft.org/keilsetup.html

http://ist.njit.edu/software/documentation/matlab2009a.php

92

ภาคผนวก

93

ภาคผนวก ก.

94

การตดตงโปรแกรมตางๆทใชในโครงงาน

1. การตดตงโปรแกรม MATLAB

1. ท ำกำรดำวนโหลดโปรแกรม

รปท ก.1 หนำตำงดำวนโหลด

2. หลงจำกทมกำรไดรบสงทตองกำรจำกขนตอนท 1 หำไฟลทคณดำวนโหลดในแฟมงำน

ทเลอกไว แลวดบเบลคลกทไอคอนไฟล หนำตำง (ดำนลำง) ปรำกฏ คลกทตดตงปมเพอเรมตนกำรแยกไฟลทจ ำเปนในกำรตดตงโปรแกรม MATLAB

รปท ก.2 หนำตำงตดตงโปรแกรม

95

3. หลงจำกทมกำรคลกตดตงปมจำกขนตอนกอนหนำจะเหนกระบวนกำรสกดไฟลเรมตน โปรดรอสกครจนกวำกำรตดตงควำมคบหนำเตมขนทงหมดดวยสฟำนอำจใชเวลำหลำยนำท เมอทกอยำงถกสกดกำรตงคำส ำหรบ Mat lab 2009a / b โดยอตโนมตจะเรมตนโลโก Mat lab จะกระพรบบนหนำจอแลวจะเหนหนำตำงดำนลำงขนตอนตอไปจะปรำกฏ

รปท ก.3 หนำตำงโปรแกรมทก ำลงโหลดขอมลในกำรตดตง

4. เมอโลโก MATLAB หำยไปจะเหนหนำตำงตอไปน (ดำนลำง) ตอนนพรอมทจะเรมตนกำรตดตง MATLAB 2009a / b ส ำหรบ Windows

รปท ก.4 หนำตำงเรมตนกำรตดตงโปรแกรม

96

5. ในหนำจอ shot ขำงตนออกจำกตวเลอกส ำหรบตดตงโดยอตโนมตโดยใชอนเทอรเนต (แนะน ำ) แลวคลกถดไป>ปมเพอด ำเนนกำรตอไป

6. ใหเชอมตอกบอนเทอรเนตจะเหนหนำตำงปรำกฏขน (ดดำนลำง) แจงใหทรำบวำมนตดตอ Math worksหนำตำงนคลำยจะปรำกฏในเวลำอน ๆ ตำง ๆ ระหวำงกำรตดตง

รปท ก.5 หนำตำงแจงวำก ำลงตดตอ mathworks

7. หลงจำกเซรฟเวอร Math works ไดรบกำรตดตอ ขอตกลงใบอนญำตจะปรำกฏ

(ดดำนลำง) หลงจำกทมกำรระมดระวงอำนขอตกลงใบอนญำตใหเลอกใชตวเลอกหรอถำไมตองกำรทจะด ำเนนกำรสำมำรถคลกไมม หลงจำกเลอกแลวใหคลกทถดไป >ปม

รปท ก.6 หนำตำงขอตกลงใบอนญำต

97

8. หนำตำงถดไป (ดดำนลำง) จะเกยวกบบญช Math Works เลอกตวเลอกทจ ำเปนตองสรำงบญชผใช Math Works. แลวคลกถดไป>ปม มบญช Math works ใชตวเลอก " เขำสระบบเพอ Math Works บญช " ใหขอมลทถกตองเขำสระบบ ตรวจสอบครงเดยวโปรดขำมไปขนตอนท 10

รปท ก.7 หนำตำงเกยวกบบญช

9. ในบญชสรำงคณจะตองให ทอยอเมลทถกตอง ชอและทส ำคญกำรเปดใชงำนทควรจะ

ไดรบกำรตรวจแลวถำไมโปรดคลก "ขอ Product Key" ปมบนหนำดำวนโหลด แลวคลกถดไป>ปมเพอด ำเนนกำรตอ

รปท ก.8 หนำตำงกรอกชอเพอตดตงโปรแกรม

http://ist.njit.edu/software/platform.php#windows

98

10. ขณะนอยในประเภทกำรตดตงหนำตำง (ดดำนลำง) เลอก Typical ตวเลอกจำกนนคลกถดไป>ปมเพอด ำเนนกำรตอไป

รปท ก.9 หนำตำงประเภทกำรตดตงโปรแกรม

11. ขณะนจะอยในหนำตำงเกยวกบกำรเลอกโฟลเดอรท Mat lab เปนทจะตดตง ออกจำก

เสนทำงเปนC: \ Program Files \ MATLAB \ R2009a \ แลวคลกถดไป>ปมและปอปอพจะปรำกฏขนถดอยำตกใจ

รปท ก.10 หนำตำงกำรเลอกโฟลเดอรท Mat lab เปนทจะตดตง

99

12. ในขอควำมเตอนปอปอพ (ดดำนลำง) จะบอกวำตองกำรทจะสรำงเสนทำงกำรตดตง Mat lab คลกใชปม

รปท ก.11 หนำตำงกำรสรำงเสนทำงกำรตดตง

13. ตอนนควรจะอยในกำรยนยนหนำตำง ตรวจสอบใหแนใจจ ำนวนใบอนญำตส ำหรบอำจำรย บคลำกรเปน 277,254 ส ำหรบนกเรยนมนเปน 353,732 กรณำตรวจสอบใหแนใจวำคณมจ ำนวนใบอนญำตทถกตองและใชเวลำดรำยกำรของผลตภณฑเพอใหแนใจวำทกสงทคณตองกำรทจะตดตงจะมจำกนนคลกตดตง >ปมเพอเรมกำรตดตง

14. ตอนนจะตองรอประมำณ 20 นำทส ำหรบกำรตดตงใหเสรจสมบรณในขณะเดยวกนกสำมำรถดแถบควำมคบหนำสฟำเตม (ดดำนลำง)

รปท ก.12 หนำตำงก ำลงโหลดเพอกำรตดตง

100

15. หลงจำกกำรตดตงเปน 99% เสรจสมบรณอำจไดรบขอควำมเกยวกบกำรเตอนภยกำรขยำยไฟล ถำไดรบน pop-up ใหคลกใชทงหมดตวเลอก

16. ตอนนกำรตดตงจะเสรจสมบรณ 100% และหนำตำงใหมจะปรำกฏขน (ดดำนลำง) แจงใหทรำบวำกำรตดตงทเสรจสมบรณ ตอนนตองเปดใชงำนส ำเนำของ Matlab, ออกจำกตวเลอกเปดใชงำน MATLABเลอกและคลกถดไป>ปม

รปท ก.13 หนำตำงแจงใหทรำบวำกำรตดตงทเสรจสมบรณ

17. หนำตำงสทธกำรเปดใชงำนยนดตอนรบในขณะนจะปรำกฏขนเพยงแคคลกถดไป>ปม

(ดดำนลำง)

รปท ก.14 หนำตำงสทธกำรเปดใชงำนยนดตอนรบ

101

18. ขณะนจะอยในกำรยนยนหนำตำง คลกทเปดใชงำน>ปมเพอเปดใชงำนส ำเนำของ Matlab (ดดำนลำง)

รปท ก.15 หนำตำงกำรยนยน

19. ในขณะนเสรจเรยบรอยแลวกำรตดตงและเปดใชงำน MATLAB ถำตองกำรทจะเรยก

MATLAB ทนททกลองทอยดำนซำยของ MATLAB เรม (ดดำนลำง) แลวคลกถดไป>ปมเพอออกจำกกำรตดตง

รปท ก.16 หนำตำงเสรจเรยบรอยแลวกำรตดตง

102

2. การตดตงโปรแกรม KEIL

1. หลงจำกคลกดำวนโหลดทปฏบตกำร แลวจะเหนหนำจอดงตอไปน

รปท ก.17 หนำตำงเรมตดตงโปรแกรม

2. คลกทถดไป หลงจำกทหนำตำงขอตกลงใบอนญำตจะปรำกฏบนหนำจอ

รปท ก.18 หนำตำงขอตกลง

103

3. ยอมรบใบอนญำตและด ำเนนกำรส ำหรบถดไป

รปท ก.19 หนำตำงยอมรบใบอนญำต

4. ตอนนเลอกโฟลเดอรปลำยทำงทตองกำรตดตง KEIL เลอก C: \ Keil คลกถดไป

รปท ก.20 หนำตำงเลอกโฟลเดอรปลำยทำงทตองกำรตดตง KEIL

104

5. นคอหนำตำงขอมล ใสขอมลทนและด ำเนนกำรตอไปส ำหรบ

รปท ก.21 หนำตำงกระบวนกำรตดตง

6. ดงนนกระบวนกำรตดตงจะเรมตน ปลอยใหมนจบ หลงจำกเสรจสนหนำตำงตอไปนจะปรำกฏบนหนำจอ

รปท ก.22 หนำตำงเสรจสนกำรตดตงโปรแกรม

105

7. คลกท Finish หลงจำกททรำบรนทและหนำตำง Keil จะปรำกฏ นอกจำกนยงจะสรำงไอคอนบนเดสกทอป สดทำยหำกหลงจำกคลกททำงลด KEIL ทบนเดสกทอปตำมหนำตำง KEIL IDE ควรจะปรำกฏขนบนหนำจอ

106

ภำคผนวก ข.

107

การค านวณคา pH

โคดการค านวณคา pH ในmath lab

f u>=1.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.286; elseif u>=1.25 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.3519; elseif u>=1.125

y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4172; elseif u>=1 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.4824; elseif u>=0.875 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.5477; elseif u>=0.75 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6131; elseif u>=0.625 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.6779; elseif u>=0.5 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.7433; elseif u>=0.375 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.8084; elseif u>=0.125 y = 20.809056*u - 11.39373697-0.9389; else y = 20.809056*u - 11.39373697-1.0046; end

Documents

บทคัดย่อ - CORE · 2018-03-19 · 2 1.3 ขอบเขตงำน 1. ใช้ ISFET pH Sensor Kit เป็นเซนเซอร์ชิพชนิดสารกึ่งตวันา