Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population
นายสรศกด ขอเพชร
นายทรพยทว สขพรรษกจ
ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร
ครศาสตรอตสาหกรรมบณฑต
สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา ภาควชาครศาสตรไฟฟา
คณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปการศกษา 2551
ลขสทธของมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ
โดย
__ คณะก _____ (ผชวย _____ _____
ภา
มห
เรอง
An Automati
นายสรศกด
นายทรพยท
ปรญญาน
ตามหลกส
___________ ( ผชวยศาสต วน ____
กรรมการสอบ____________ยศาสตราจาร
____________ (อาจาร
____________ (อาจา
ใบ
ควชาครศาส
หาวทยาลยเท
เครองควบค
ic Sound Lev
ด ขอเพชร
ทว สขพรรษ
นพนธนไดรบ
ตรครศาสตร
___________ตราจารย ดร. _เดอน______
บปรญญานพน___________ย ดร. สมศกด___________รย ชยณรงค เย___________ารย สชาต โพ
บรบรองปรญ
ตรไฟฟา คณ
ทคโนโลยพระ
คมเสยงอตโน
vel Controller
ษกจ
บการอนมตให
อตสาหกรรม
___________ ปฏพทธ ทว_____พ.ศ. 25
นธ ___________ด อรรคทมาก___________ยนศร) ___________พธศร)
ญญานพนธ
ณะครศาสตรอ
ะจอมเกลาพร
มตตามเวลาแ
r Adjusted by
หนบเปนสวน
มบณฑต สาขา
_____หวหนานทอง ) 552
___ ประธานกกล) ___ กรรมการ
___ กรรมการ
อตสาหกรรม
ะนครเหนอ
และจานวนคน
y Time and Po
นหนงของการ
าวชาวศวกรร
ภาควชาครศา
กรรมการ
ร
ร
น
opulation
รศกษา
รมไฟฟา
าสตรไฟฟา
ชอ : นาย สรศกด ขอเพชร
นาย ทรพยทว สขพรรษกจ
ชอปรญญานพนธ : เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and
Population
สาขาวชา : วศวกรรมไฟฟา
มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ
ทปรกษาปรญญานพนธ : รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท
อาจารยไชยยนต ชนะพรมมา
ปการศกษา : 2551
บทคดยอ โครงงานพเศษนมวตถประสงคเพอสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและ
จานวนคน สาหรบใชในการควบคมเครองกระจายเสยงของหางสรรพสนคา ชวยประหยดเวลาและ
พนกงานในการควบคม ตลอดจนลดคาใชจายในการใชพลงงานไฟฟาโดยการดาเนนการสราง
เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน จะใชไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51
เบอร P89V51RD2 เปนตวควบคมการตรวจจบจานวนคนโดยใชเซนเซอรแสงและปรบระดบความ
ดงเสยงโดยใชโพเทนธโอมเตอรและใชโปรแกรมภาษา C ในการควบคมการทางาน
จากการทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนท
ไดสรางขน พบวา สามารถควบคมการทางานได 3โหมดคอ 1) ผใชเปนผควบคม 2) ควบคมเสยง
อตโนมตตามจานวนคนและ 3) ควบคมเสยงอตโนมตตามเวลา ทมระดบเสยง 5 ระดบและสามารถ
ตงเวลาได 9 ชวงเวลาตอวนไดอยางถกตอง
(ปรญญานพนธนมจานวนทงสน 89 หนา)
_________________________________ __________________________
(รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท ) (อาจารยไชยยนต ชนะพรมมา ) ทปรกษาปรญญานพนธ ทปรกษาปรญญานพนธ
กตตกรรมประกาศ
ปรญญานพนธฉบบนสาเรจไดดวยดเนองดวยไดรบความอนเคราะหชวยเหลอรวมทงการ
ใหคาปรกษาและแนะนาเปนอยางดจาก รองศาสตราจารย ดร.มนตร ศรปรชญานนท และอาจารย
ไชยยนต ชนะพรมมา ซงเปนทปรกษาปรญญานพนธ ทงยงรวมไปถงคณาจารย เจาหนาทภาควชา
ครศาสตรไฟฟา และเพอนๆทกทาน สาหรบคาและนาและความชวยเหลอในดานตางๆ ตลอดระยะ
การดาเนนงานจนปรญญานพนธฉบบนสาเรจลลวงดวยดทางผจดทาขอขอบพระคณทกทานดวย
ความเคารพอยางสง
ขอขอบคณเจาหนาทหนวยงานตางๆทไดความอนเคราะหขอมลและขอขอบพระคณผเขยน
เอกสารทงหมดทไดนามาใชอางองในปรญญานพนธฉบบน
สดทายนขอกราบขอบพระคณบดามารดาและญาตพนองทกทานสาหรบกาลงใจคาแนะนา
คาปรกษาทดและใหการสนบสนนการศกษาตลอดมา
สรศกด ขอเพชร
ทรพยทว สขพรรษกจ
สารบญ
เรอง หนา
บทคดยอ ค
กตตกรรมประกาศ ง
สารบญตาราง ช
สารบญภาพ ฌ
บทท 1 บทนา 1
1.1 ความเปนมาและปญหาของโครงงาน 1
1.2 วตถประสงคของโครงงาน 2
1.3 ขอบเขตของโครงงาน 2
1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 3
บทท 2 ทฤษฎและเอกสารทเกยวของ 4
2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร (MCS-51) 4
2.2 หนวยความจา (EEPROM) 7
2.3 วงจรสรางฐานเวลาจรง (Real-Time-Clock) 10
2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Potentiometer) 14 2.5 เซนเซอร (Photo Sensor) 16
2.6 พอรตอนกรม (RS-232) 21
บทท 3 ขนตอนการดาเนนการ 24
3.1 ขนตอนการศกษาขอมล 25 3.2 การออกแบบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร 27 3.3 การออกแบบภาคจายไฟ 30
3.4 การออกแบบวงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล 31
3.5 การออกแบบวงจรขบรเลย 32 3.6 การออกแบบวงจรเซนเซอรแสง 33
สารบญ (ตอ) 3.7 การออกแบบดานซอฟตแวร 34 3.8 การออกแบบแบบจาลองหางสรรพสนคาและประกอบลงกลอง 36
บทท 4 ผลการดาเนนงาน 39
4.1 ผลของโครงงาน 39
4.2 การทดสอบการทางานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน 40
บทท 5 สรป ปญหาและขอเสนอแนะ 47
5.1 สรปผลโครงงาน 47
5.2 ปญหาและแนวทางการแกไข 48
5.3 ขอเสนอแนะในการพฒนาโครงงาน 48
บรรณานกรม 49
ภาคผนวก ก 50
ภาคผนวก ข 52
ภาคผนวก ค 66
ภาคผนวก ง 69
ประวตผเขยน 89
สารบญภาพ
ภาพท หนา
2-1 การจดขาของ P89V51RD2 6
2-2 รจสเตอรของหนวยความจาภายใน 7
2-3 โครงสรางภายในของ RTC เบอร DS 1307 12
2-4 การจดโครงสรางหนวยความจา DS 1307 13
2-5 ลกษณะโครงสรางของ Time Keeping Register 13
2-6 อปกรณ 2 ขา หรอ Rheostat 15
2-7 โหมดการแบงแยก 16
2-8 ตวอยางการทางานของเซนเซอร 21
3-1 ขนตอนและวธการดาเนนงาน 24
3-2 บลอกไดอะแกรมเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน 26
3-3 วงจรภาคคยบอรด 27
3-4 การเชอมตอโมดล LCD กบ ไมโครคอนโทรลเลอร 28
3-5 วงจรไอซสรางฐานเวลา 28
3-6 วงจรหนวยความจา 29
3-7 ภาคสอสารแบบอนกรม (RS232) 30
3-8 วงจรภาคจายไฟ 31
3-9 วงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล 31
3-10 วงจรขบรเลย 32
3-11วงจรตรวจจบความเคลอนไหว 33
3.12 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม 34
3.13 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม (ตอ) 35
3.14 แบบจาลองหางสรรพสนคา 36
3.15 รปแบบกลอง 37
สารบญภาพ (ตอ)
3.16 รปแบบกลองดานหนา 37
4-1 ตวเครองดานหนา 39
4-2 ตวเครองดานบน 40
4-3 ตวเครองดานซาย 40
4-4 ตวเครองดานขวา 40
4-5 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 41
4-6 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 41
4-7 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42
4-8 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42
4-9 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 42
4-10 ผลการทดสอบชวงเวลาท 1 ระดบเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44
4-11 ผลการทดสอบชวงเวลาท 2 ระดบเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44
4-12 ผลการทดสอบชวงเวลาท 3 ระดบเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 44
4-13 ผลการทดสอบชวงเวลาท 4 ระดบเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 45
4-14 ผลการทดสอบชวงเวลาท 5 ระดบเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz 45
สารบญตาราง ตารางท หนา
3-1 ผงดาเนนการ 38
4-1 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทความถ 1 KHz 43
4-2 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทาน (Potentiometer) 43
4-3 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทความถ 1 KHz 45
4-4 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทาน (Potentiometer) 46
บทท 1
บทนา
1.1 ความเปนมาและปญหาของโครงงาน
ปจจบนการเจรญเตบโตทางดานการคาในประเทศไทยมการพฒนาอยางมาก จนกระทงม
การกอตงเปนหางสรรพสนคา การขยายตวของหางสรรพสนคามเพมมากขนเรอยๆ เพอใหผคนม
ความสะดวกสบายในการใชบรการตางๆไมวาจะเปนทางดานอปโภคและบรโภค การใหบรการ
ตามหางสรรพสนคามหลากหลายรปแบบ หนงในการใหบรการทเหนไดชดเจนกคอ เสยงเพลงตาม
สาย หรอการแจงขอมลขาวสารใหแกลกคา สงเกตไดจากเวลาเดนซอสนคา จะมการเปดเพลงไป
ดวยเพอใหลกคาทซอสนคารสกมความเพลดเพลนกบการเลอกซอสนคา
ในแตละวนจานวนของผใชบรการทางหางสรรพสนคาจะมจานวนไมเทากน จะมากหรอ
นอยนนขนอยกบชวงวนและเวลาวางของแตละบคคลท เมอพจารณาวนทมผใชบรการทาง
หางสรรพสนคาเปนจานวนมากจะสามารถแบงไดเปน 2 ชวงหลกๆ คอ 1) ชวงวนธรรมดา จะเปน
เวลาพกทานอาหารกลางวนและเวลาหลงเลกจากการทางาน 2) ชวงเวลาของวนหยดจะเปนวนเสาร
วนอาทตยหรอวนหยดนกขตฤกษ แตชวงเวลาของวนหยดนนจะแตกตางกบชวงเวลาวนธรรมดาท
จานวนของผเขามาใชบรการ จะมจานวนมากเกอบตลอดทงวน ซงชวงเวลาน ทางหางสรรพสนคา
ตองปรบเสยงเพลงหรอเสยงประกาศใหดงขนตามจานวนของผใชบรการทมากขนดวย และเมอถง
ชวงเวลาทมผใชบรการนอยกไมจาเปนตองปรบเสยงใหดงมากจากเดมทเปนอย จงจาเปนตองม
พนกงานคอยควบคมเครองกระจายเสยง โดยการปรบเพมระดบเสยงขนหรอลดระดบเสยงลงให
เหมาะสมกบเวลาดงกลาว แตอาจมกรณทพนกงานควบคมเครองกระจายเสยงตดธระหรองาน
เรงดวนทสาคญ ซงจะไมมผควบคมเครองกระจายเสยงเพอปรบระดบเสยงใหเหมาะสมกบจานวน
คนทเขามาใชบรการเมอถงเวลา และหากแกปญหาดงกลาวโดยการเปดเครองกระจายเสยงใหดง
ตลอดทงวน จะเปนวธททาใหสนเปลองพลงงานไฟฟาโดยไมจาเปนอกทงจะทาใหเสยคาใชจายใน
การเสยคาไฟเพมขนอกดวย
ดงนนจงทาการสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาโดยใชในการควบคมการ
ทางานวงจรสวนตางๆของเครองกระจายเสยงแทนพนกงานเพอแกไขปญหาดงกลาวและอานวย
ความสะดวกสบายแกพนกงานตามหางสรรพสนคา
1.2 วตถประสงคของโครงงาน
เพอสรางเครองควบคมเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
1.3 ขอบเขตของโครงงาน
1.3.1 Hardware
1. เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนจานวนโดยใช
ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51
2. ตดตง Sensor เพอนบจานวนลกคาทประตทางเขาและทางออกของแบบจาลอง
3. แสดงผลโดยใช LCD
4. ใชกบระบบไฟฟา 220 โวลต 50 เฮรตซ
1.3.2 Software
1. สามารถควบคมเสยงอตโนมตตามเวลาทกาหนดได
2. บนทกรายการไดไมนอยกวา 7 วนโดยการแสดงผลตงแตวนอาทตยถงวนเสาร
3. ตงคาเวลาไดสงสดไมเกน 9 รายการตอ 1 วน
4. สามารถตงเวลา, ระดบเสยงดวยคยบอรด
5. สามารถเลอกการทางานใหเลอก 3 โหมด
-โหมดผใชเปนผควบคม (Manual mode)
-โหมดอตโนมต (Auto mode)
-โหมดตงเวลา (Preset mode)
6. เครองสามารถจดจาและนบเวลาตอไดเมอหยดจายไฟใหเครอง
7. เมอปดและเปดเครอง เครองจะยงทางานตอไดโดยไมตองตงคาใหม
8. สามารถรายงานสถตคนเขา-ออกไดในระยะเวลา 1 สปดาหโดยรายงานเปน
ตารางและกราฟ
9. สามารถสงพมพสถตคนเขา-ออกไดโดยใชคอมพวเตอร
1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ
1. ชวยประหยดพลงงานไฟฟาเนองจากการควบคมเสยงขนอยกบลกคาทาใหไมตองเปด
เสยงใหมความดงในระดบเดยวกนตลอดทงวน
2. เพมความสะดวกใหกบพนกงานผควบคมเครองขยายเสยงของหางสรรพสนคา
บทท 2
ทฤษฏและเอกสารทเกยวของ
การศกษาขอมลและเอกสารตางๆทเกยวของกบทฤษฎและหลกการทนามาใชในโครงงาน
เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ผจดทาโครงงานไดลาดบหวขอ
การศกษาเอกสารเพอศกษาขอมลตางๆ ดงน
2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร (MCS-51)
2.2 หนวยความจา (EEPROM)
2.3 วงจรสรางฐานเวลาจรง (Real-Time-Clock)
2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Potentiometer)
2.5 เซนเซอร (Optic Sensor)
2.6 พอรตอนกรม (RS-232)
2.1 ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2 (นครและชยวฒน, 2521)
ไมโครคอมพวเตอรทรจกกนนน โดยทวไปจะประกอบดวย ไมโครโปรเซสเซอร,
หนวยความจาโปรแกรม, หนวยความจาขอมลและอปกรณอนพต/เอาตพต ไมโครคอมพวเตอรบาง
ตวอาจจะม Timer/Counter, ตวแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจทล เปนตน ในปจจบนเทคโนโลย
กาวหนาสามารถทาการลดขนาดไมโครคอมพวเตอรขนาดใหญใหเหลอแคไมโครคอมพวเตอรท
เปน เพยงชปเด ยว ในเ นอหาตอไปน จะกล าวถงไมโครคอมพว เตอร ท เปนชปเด ยว ซง
ไมโครคอมพวเตอรชปเดยวนจะเรยกวา ไมโครคอมพวเตอร
ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2 ของบรษท Philips มหนวยความจา
โปรแกรมแบบแฟลช 64 กโลไบต มขาพอรตสาหรบใชงานมากถง 4 พอรต (P0-P3) พรอมทงไทม
เมอร 3 ตว มโมดล PCA สาหรบสรางสญญาณ PWM มากถง 5 ชอง รวมทงมหนวยความจาแรม
พเศษอก 1 กโลไบต และสามารถโปรแกรมหนวยความจาผานพอรตอนกรมในแบบ ISP ไดดวย
2.1.1 คณสมบตของไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 เบอร P89V51RD2
เปนไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51 ซงมหนวยความจาภายในเปนแบบแฟลชม
คณสมบตทางเทคนคทโดดเดนดงน
1. เปนไมโครคอนโทรลเลอร 8 บตทเขากนไดกบไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 2. ในการโปรแกรมสามารถลบและเขยนใหมไดถงหนงหมนครงมขนาดหนวย ความจาโปรแกรม 64 กโลไบต 3. หนวยความจาขอมลแรมภายในมขนาด 1 กโลไบต
4. โปรแกรมขอมลลงในหนวยความจาโปรแกรมแบบ ISP
5. ความถสญญาณนาฬกาสงสด 40MHz ในกรณทางานดวยสญญาณนาฬกาภาย
ใน 12 ลกตอแมชชนไซเกลและ 20MHz ในกรณทางานดวยสญญาณนาฬกา
ภายใน 6 ลกตอแมชชนไซเกล
6. ขาพอรต 8 บต 4 พอรต แบบกงสองทศทางเปนไดทงอนพตและเอาตพต
7. อปกรณเพอรเฟอรลภายในไมโครคอนโทรเลอรสามารถทางานดวยความเรว 12
ลกสญญาณนาฬกาตอแมชชนไซเกลได แมวาซพยจะทางานดวยความเรว 6 ลก
สญญาณนาฬกาภายในตอแมชชนไซเกล
8. มวงจรสอสารอนกรมแบบฟลดเพลกซ
9. ไทมเมอร/เคานเตอรขนาด 16 บต 3 ตว
10. มรจสเตอรตวชตาแหนงขอมลหรอ DPTR 2 ตว
11. สามารถรองรบแหลงกาเนดอนเตอรรปตได 8 ประเภท
12. กาหนดนยสาคญของการตอบสนองอนเตอรรปตได 4 ระดบ
13. สามารถตดตอหนวยความจาภายนอกไดสงสด 64 กโลไบต
14. มวอตชดอกไทมเมอร
15. มวงจรโมดลนบโปรแกรมไดบรรจวงจรตรวจจบสญญาณเปรยบเทยบสญญาณวงจร
มอดเลชนทางความกวางพลสและวอตชดอกไทมเมอร
ALEPORT2
RDWR
PSEN
P89V51RD2
PORT0
573
OE
A0-A7
D0-D7
A8-A15
2764
Progrom
OE
Memory
A0-A12 DataMemory
RDWR
6264
ภาพท 2-1 หนวยความจาของ P89V51RD2
ภาพท 2-1 เปนหนวยความจาสาคญของไมโครคอมพวเตอร ซงขนอยกนการนาไปใชงาน
สามารถแบงหนวยความจาเปน 2 กลมคอ หนวยความจาโปรแกรมและหนวยความจาขอมล
2.1.2 หนวยความจาโปรแกรมภายนอก (Program Memory)
หนวยความจาชนดทาหนาทเกบคาสงของผเขยน โปรแกรมสวนใหญจะใช EPROM เปน
ตวเกบ โดยมสญญาณ PSEN เปนขาสญญาณเพอตดตอกบ EPROM สามารถอางหนวยความจาได
64 กโลไบต ชอของ EPROM นนสวนใหญจะขนดวย 27 แลวตามดวยขนาดของหนวยความจาเชน
2764 หมายเลข 64 คอขนาดหนวยความจา โดยเอา 64/8 กโลไบต เรากจะไดขนาดของ EPROM ตว
น จากนนไดมการ พฒนา MCS-51 โดยเอา EPROM ใสเขาไปในตว MCS-51 แลวตงชอเบอรใหม
วา 8751 และกมการพฒนาขนไปอกคอการนาเอา Flash ROM ซงสามารถลบและเขยนดวยไฟฟา
เขาไปใน MCS-51 แลวตงชอใหมวา 8951 จนเปนทนยมในปจจบน
2.1.3 หนวยความจาขอมลภายนอก (Data Memory) หนวยความจาชนดนทาหนาทเกบขอมลตางๆทเราตองการ ซงกคอ RAM ทตออยภายนอก
สามารถเขาถงขอมลโดยใชขา RD , WR ในการเขยนและอาน Data จาก RAM MCS-51 สามารถ
อางหนวยความจาขอมลภายนอกได 64 กโลไบต เชนกนสวนใหญหนวยความจานจะถกจด
Address ใหถดจาก Program Memory (EPROM) RAM ทสวนใหญจะเปน Static RAM เบอรจะขน
ดวย หมายเลข 61,62,64,68 แลวตามดวยขนาดของหนวยความจาเชน 6264 หมายเลข 64 คอขนาด
ของหนวยความจา โดยเอาคา 64/8 = 8 กโลไบต เรากจะไดขนาดของ RAM
2.1.4 หนวยความจาโปรแกรมภายใน (Internal RAM) เปนหนวยความจาโปรแกรมภายใน ซงเปน RAM ในหนวยความจานน จะประกอบดวย
Register ซงจะม Address ประจาตว ดงภาพท 2-2 ซงทาหนาทแตกตางกนไปตามการใชงาน
ภาพท 2-2 รจสเตอรของหนวยความจาภายใน
2.2 หนวยความจา (EEPROM) (ชาตและคณะ, 2549)
หนวยความจาคออปกรณเกบสถานะขอมลและชดคาสง เพอการประมวลผลของ
คอมพวเตอร หนวยความจาแบงไดเปนสองประเภทใหญ ๆ คอ
2.2.1 รอม (ROM : Read-only Memory หนวยความจาอานอยางเดยว) รอม เปน
หนวยความจาแบบสารกงตวนาชวคราวชนดอานไดอยางเดยว ใชเปนสอบนทกในคอมพวเตอร
เพราะไมสามารถบนทกซาได เปนหนวยความจาทมซอฟตแวรหรอขอมลอยแลว และพรอมทจะ
นามาตอกบไมโครโพรเซสเซอรไดโดยตรง หนวยความจาประเภทนแมไมมไฟเลยงตออย ขอมลก
จะไมหายไปจากหนวยความจา (nonvolatile) โดยทวไปจะใชเกบขอมลทไมตองมการแกไขอก เชน
- เกบโปรแกรมไบออส (Basic Input output System: BIOS) หรอเฟรมแวร ทควบคมการ
ทางานของคอมพวเตอร
- ใชเกบโปรแกรมการทางานสาหรบเครองคดเลข
- ใชเกบโปรแกรมของคอมพวเตอรททางานเฉพาะดาน เชน ในรถยนตทใชระบบ
คอมพวเตอรควบคมวงจร ควบคมในเครองซกผา เปนตน
หนวยความจาประเภท ROM นยงแบงออกเปนประเภทยอยๆ ตามลกษณะการใชงานได
หลายประเภท สาหรบเทคโนโลยในการผลตตวไอซททาหนาทเปน ROM มทงแบบ MOS และ
แบบไบโพลาร
2.2.1.1 ชนดของ ROM Mask ROM หนวยความจาประเภทน ขอมลทงหมดทอยภายในจะถกโปรแกรมมาจากโรงงานตงแตขนตอนการผลตไอซ เราจะใช ROM ชนดน เมอขอมลนนไมมการเปลยนแปลง และเหมาะสาหรบงานทผลตครงละมากๆ ผใชไมสามารถ เปลยนแปลงขอมลภายใน ROM ได ROM ประเภทนมทงแบบไบโพลารและแบบ MOS PROM (Programmable ROM) จากไอซ ROM แบบแรกการโปรแกรมขอมลจะตองโปรแกรมมาจากโรงงาน และตองผลตจานวนมากจงจะคมคากบตนทนในการผลต อกทงโรงงานผผลตไอซจะรขอมลทเกบอยดวย สาหรบระบบดจทลหรอคอมพวเตอรทผลตออกมาจานวนไมมากและตองการใชหนวยความจา ROM สามารถนาหนวยความจา ROM มาโปรมแกรมเองได โดยหนวยความจานจะเรยกวา PROM ( Programmable Read Only Memory ) หนวยความจาประเภทน เซลลเกบขอมลแตละเซลลจะมฟวส ( fused ) ตออย เปนหนวยความจาทขอมลทตองการโปรแกรมจะถกโปรแกรมโดยผใชเอง โดยปอนพลสแรงดนสง ( HIGH VOLTAGE PULSED ) ไอซ PROM ทยงไมถกโปรแกรมนน ขอมลทกเซลลหรอทกบตจะมคาเทากนหมด คอ มลอจกเปน 1 แตเมอไดมการโปรแกรมโดยปอนแรงดนไฟสงๆเขาไปจะทาใหเซลลบางเซลลฟวสขาดไป ทาใหตาแหนงทเซลลนนตออยมลอจกเปน 0 เมอ PROM ถกโปรแกรมแลว ขอมลภายใน จะไมสามารถเปลยนแปลงไดอก เนองจากฟวสทขาดไปแลวมาสามารถตอได หนวยความจาชนดน จะใชในงานทใชความเรวสง ซงความเรวสงกวา หนวยความจาทโปรแกรมไดชนดอนๆ
EPROM (Erasable Programmable ROM) หนวยความจาประเภท EPROM เปนหนวยความจาประเภท PROM ทสามารถลบขอมลหรอโปรแกรมขอมลใหมได เหมาะสาหรบงานสรางวงจรตนแบบทอาจตองมการแกไขโปรแกรมหรอขอมลใหม ขอมลจะถกโปรแกรม โดยผใชโดยการใหสญญาณ ทมแรงดนสง ( HIGH VOLTAGE SIGNAL ) ผานเขาไปในตว EPROM ซงเปนวธเดยวกบทใชใน PROM หนวยความจาประเภทนม 2 ประเภท คอ ประเภททลบขอมลดวยรงสอลตราไวโอเลต หรอทเรยกกนวา UV PROM หนวยความจาประเภท UV PROM การโปรแกรมทาไดโดยการปอนคาแรงดนไฟฟาทเหมาะสมเขาไป และขอมลจะถกบนทกไวตลอดไป สาหรบการลบขอมลทาไดดวยการฉายแสงอลตราไวโอเลตเขาไปในตว ไอซ โดยผานทางชองใสททาดวยผลกควอตซทอยบนตวไอซ เมอฉายแสงครหนง ( ประมาณ 5 - 10 นาท ) ขอมลทอยภายในกจะถกลบทง ซงชวงเวลาทฉายแสงนสามารถดไดจากขอมลทกาหนด ( DATA SHEET ) มากบตว EPROM EEPROM (Electrically Erasable PROM) จะเปนเทคโนโลยซงรวมเอาขอดของรอมและแรมเขาดวยกน กลาวคอจะเปนชปทใชไฟฟาในการหลอเลยง (non-volatile) สามารถเขยน แกไข หรอลบขอมลทเกบไวไดดวยโปรแกรมพเศษ โดยไมตองถอดออกจากเครองคอมพวเตอรเลย ทาใหเปรยบเสมอนหนวยเกบขอมลสารองทมความเรวสงอยางไรกตาม หนวยความจาชนดนจะมขอดอยอย 2 ประการเมอเทยบกบหนวยเกบขอมลสารอง นนคอราคาทสงและมความจขอมลตากวามาก ทาใหการใชงานยงจากดอยกบงานทตองการความเรวสง และเกบขอมลไมมากนก ตงอยางของหนวยความจาแบบ EEPROM ทรจกกนดคอ หนวยความจาแบบแฟลช (Flash memory) ซงนยมนามาใชเกบ BIOS ในเครองรนใหมๆ 2.2.1.2 การอานขอมลจาก ROM CPU จะสงแอดเดรสไปให ROM แอดเดรสดงกลาวจะปรากฏ เปนแอดเดรสทตองการอาน ใน ROM โดยขอมลจะถกอานออกมาเพยงครงละ 1 ไบตเทานน CPU จะตองใหชวงเวลาของการสงแอดเดรสยาวนานพอประมาณ (Wait State) เรยกวา Access Time โดยปกตแลวจะตองใชเวลาประมาณ 100 - 300 นาโนวนาท ซงขนอยกบชนดของ ROM ซง ROM จะใชเวลานนในการถอดรหสแอดเดรส ของขอมลทตองการจะอานออกมาทเอาตพตของ ROM ซงถาใชเวลาเรวกวานน ROM จะตอบสนองไมทน CPU จะสงสญญาณไปทาการเลอก ROM เรยกวา สญญาณ CS (Chip Select) เพอบอกวาตองการเลอก ROM ซงเปนการสงสญญาณเพอยนยนการเลอกชปนนเอง ขอมลจะผานออกทางขาขอมลชวขณะจงหวะการเลอกชป และเมอขาการเลอกชปไมแอคทฟ ขอมลกจะเขาสภาวะทมอมพแดนซสง
2.2.2 แรม (RAM : Random Access Memory หนวยความจาเขาถงโดยสม หรอหนวยความจาชวคราว) แรม เปนหนวยความจาหลก ทใชในระบบคอมพวเตอรยคปจจบน หนวยความจาชนดน อนญาตใหเขยนและอานขอมลไดในตาแหนงตางๆ อยางอสระ และรวดเรวพอสมควร ซงตางจากสอเกบขอมลชนดอนๆ อยางเทป หรอดสก ทมขอจากดในการอานและเขยนขอมล ทตองทาตามลาดบกอนหลงตามทจดเกบไวในสอ หรอมขอกาจดแบบรอม ทอนญาตใหอานเพยงอยางเดยว ขอมลในแรม อาจเปนโปรแกรมทกาลงทางาน หรอขอมลทใชในการประมวลผลของโปรแกรมทกาลงทางานอย ขอมลในแรมจะหายไปทนท เมอระบบคอมพวเตอรถกปดลง เนองจากหนวยความจาชนดน จะเกบขอมลไดเฉพาะเวลาทมกระแสไฟฟาหลอเลยงเทานน ประเภทของแรม - SRAM (Static RAM) - NV-RAM (Non-volatile RAM) - DRAM (Dynamic RAM) - Dual-ported RAM - SDRA EEPROM (Electronic Erasable Programmable Read Only Memory) คอหนวยความจาROM สามารถเขยนขอมลลงไปได สามารถลบขอมลไดหากไมตองการโดยการใชไฟฟาในการลบขอมลกระบวนการนาขอมลไปจดเกบไวภายในหนวยความจา ROM เรยกวาการเขยน (Write) ไปยงหนวยความจาและเมอมการนาขอมลทจดเกบนนไวออกมากจะเรยกวาการอาน (Read) จากหนวยความจาซงกระบวนการทงสองนจะตองกระทาภายในชวงรอบเวลาทกาหนดไว
2.3 ทฤษฎไอซฐานเวลาจรง (นกรและคณะ, 2548)
2.3.1 คณสมบตของ DS 1307
เปน Chips Support ประเภท Real Time Clock (RTC) แบบ Clock/Calendar ขนาดเลกซง
ถกพฒนาและคดคนขนโดย “Dallas Semiconductor” ซงใชสาหรบทาหนาทเกยวกบระบบฐานเวลา
ในลกษณะของนาฬกา เวลา และปฏทนเปนหลก โดยลกษณะการทางานของอปกรณตวนจะทา
หนาทในการนบเวลา โดยใหหนวยการนบแยกออกเปนหลายๆหนวยไมวาจะเปน วนาท นาท
ชวโมง วนท วนในหนงสปดาห เดอน และป ค.ศ. ซงจะชวยในเรองการสนบสนนการทางานของ
ไมโครคอนโทรลเลอรใหมความคลองตวและสะดวกมากขน เมอจาเปนทตองประยกตใชงาน
ไมโครคอนโทรลเลอรในลกษณะทตองเกยวของกบระบบเวลาตางๆขางตน
โดยฐานเวลา RTC เบอร DS 1307 นนเปนชปฐานเวลาใชวธการเชอมตอแบบ I2C Bus โดยภายในตวจะบรรจวงจรนบของฐานเวลาไวใหใชงานอยางครบถวน ตงแต วนาท นาท ชวโมง วนท เดอน วนในหนงสปดาหและ ป ค.ศ. นอกจากนยงมความออนตวในการใชงานคอนขางดเกยวกบระบบเวลา เชน คาของชวโมงสามารถกาหนดไดจากโปรแกรมวาจะใหเปน 12 ชวโมงหรอ 24 ชวโมง และในสวนของวนทและวนในสปดาหกสามารถปรบเปลยนไดเองวา เดอนใดม 28/29/30 หรอ 31 วนอยางอตโนมต ซงนอกจากนจะใชงานเปนฐานเวลา RTC แลว DS 1307 นยงมหนวยความจา RAM ขนาด 8 บต จานวน 56 ไบต สาหรบใหผใชนาไปใชงานเกบขอมลไดอยางอสระ เชน อาจนาไปใชในการเกบคาการตง เวลา เพอใชตงเวลาเปด-ปด อปกรณไฟฟา เปนตน สาหรบคณสมบตโดยรวมของ RTC เบอร DS 1307 มคณสมบตทนาสนใจดงน 1. เปนนาฬกาทสามารถจะใหขอมลออกมาเปน วนาท นาท ชวโมง วนท สปดาห เดอน และ
ป ซง ชดเชยคาแลว สามารถใชงานไดถงป 2100
2. ม RAM แบบ Nonvolatile จานวน 56 ไบต
3. สามารถตงโปรแกรมใหสงสญญาณรปสเหลยม (Square Wave) ออกทเอาตพตได
4. สามารถตรวจสอบระบบไฟเลยง และสลบไปใชแบตเตอร ไดโดยอตโนมต
5. เมอใชพลงงานจากแบตเตอรจะใชไฟนอยกวา 500 นาโนแอมแปรท 25 องศาเซลเซยส
6. สามารถเลอก RTC เบอร DS 1307 รนทใชงานในอตสาหกรรมไดโดยสามารถใชงาน
อณหภมไดในชวง –40 ถง +85 องศาเซลเซยส
7. ใชการเชอมตอแบบอนกรม I2C Bus
8. สามารถโปรแกรมการทางานของนาฬกาเปนแบบ 12 ชวโมง และ 24 ชวโมงได
9. ใชงานกบความถ 32.768 เมกกะเฮรตซ
DS 1307 เปนอปกรณทตออยกบบสแบบ I2C โดยทจะทาตวเปน Slave การเขาถงขอมล
ภายในจะสามารถทาไดโดยการสงเงอนไข Start Condition รหสเลขประจาตว และมตาแหนงเลข
แอดเดรสของรจสเตอร ตามลาดบลงบนบสแบบ I2C ทม DS 1307 ตอรวมอย โดยรจสเตอรจะถก
เขาถงตอไปเรอยๆจนกระทงเกดเงอนไข Stop Condition ขนในระบบบสและเมอแรงดนทขา VCC
ตกลงตากวาแรงดนทขา VBAT แลว DS 1307 จะสลบตวเองเขาสโหมดประหยดพลงงานและใช
OSCILLATORAND DIVIDER
SERIAL BUSINTERFACE
SQUARE WAVEOUT
POWERCONTROL
CONTROLLOGIC
ADDRESSREGISTER
RTC
RAM(56x8)
X1 X2
SQW/OUT
VccVbntGND
SCL
SDA
พลงงานจากแบตเตอรททาหนาทเปนตวไฟเลยงสารองเพอไมใหขอมลผดเพยน แตในทางกลบกน
DS 1307 นนจะกลบไปทางานในโหมดปกตเมอมแรงดนทขา VCC สงขนมากกวาแรงดนททางดาน
ขา VBAT ประมาณ 0.2 โวลต
ภาพท 2-3 โครงสรางภายในของ RTC เบอร DS 1307
จากภาพท 2-3 จะพบวา DS 1307 ประกอบขนจากวงจรหลายๆสวน เชน วงจร Power
Control วงจรเชอมตอแบบ I2C วงจรถอดรหสตาแหนงแอดเดรส วงจรสรางสญญาณ Square Wave
Output และวงจรกาเนดความถขนาด 32.768 เมกกะเฮรตซ โดยจะตองตอตวครสตลจากภายนอก
ใหกบขา X1 และ X2 ดวย ซงสาหรบหนวยความจานน DS 1307 จะมโครงสรางของหนวยความจา
ตงแต 8 บต จานวน 64 ไบต โดยจะทาการแบงออกเปนรจสเตอรของสวนทเปนของฐานเวลาจานวน 8
ไบต (00H-07H) และสวนทใชงานเปนหนวยความจา RAM ทวไปไดอก 56 ไบต (08H-3FH)
2.3.2 การจดสรรตาแหนงหนวยความจา โครงสรางภายในของ DS 1307 จะเปนแบบ RAM ซงจะมขนาด 8 บต และมทงหมดจานวน 64 ตาแหนง โดยจดสรรเปนสวนของ RTC จานวน 8 ตาแหนง และปลอยวางเอาไวสาหรบใชงานเปน RAM ทวไป อกจานวน 56 ตาแหนง โดยทในการอานขอมลหรอเขยนขอมลระหวาง CPU กบ DS 1307 นนจะใชวธสอสารอนกรมแบบ I2C Bus โดยทเมอไดทาการตดตอกบ DS 1307 ในแตละครงนน คาตวชตาแหนงแอดเดรสของ DS 1307 นนกจะมคาเพมขนครงละ 1 ตาแหนง โดยอตโนมต ซงในกรณทไดมการอานขอมลหรอเขยนขอมลกบตว DS 1307 แบบหลายๆไบต ตอเนองกนนน เมอคาตาแหนงแอดเดรสของ DS 1307 เพมคาจนถงตาแหนงสงสด (3FH) แลวคาตาแหนงแอดเดรสกจะวนกลบมาเปน 00H ใหม ดงภาพท 2-4
ภาพท 2-4 การจดโครงสรางหนวยความจา DS 1307
2.3.3 โครงสรางหนวยความจาของ Time Keeping Register ดงไดกลาวมาแลววาตาแหนงหนวยความจาของ DS1307 ใน 8 ตาแหนงแรก (00H-07H) นนจะถกจดสรรไวเปนตาแหนงสาหรบการทางานของรจสเตอรตางๆของสวนฐานเวลา RTC ดงภาพท 2-5
ภาพท 2-5 ลกษณะโครงสรางของ Time Keeping Register
โดยคาทเกบไวในรจสเตอรทกตวจะเปนแบบ BCD (Binary Code Decimal) แตจะมบตทม
คณสมบตการทางานพเศษแฝงอยในรจสเตอรเหลานดวยจานวน 2 บต คอ
1. บต CH เปนบต Clock Halt ซงจะแฝงตวอยในตาแหนงบต 7 ของรจสเตอรสาหรบเกบ
คาหนวยเวลาของวนาท (ตาแหนงแอดเดรส 00H) โดยทบตนจะใชสาหรบควบคมการ
ทางานของสญญาณนาฬกา โดยถาบตนมคาเปน “1” นนจะเปนการสงใหหยดการทางาน
ของสญญาณนาฬกา ทจะปอนใหกบวงจร RTC ทาใหนาฬกาหยดทางาน ซงจะใช
สาหรบการตงเวลาตางๆ แตถาบตน มคาเปน “0” จะเปนการปลอยใหสญญาณนาฬกา
ของ RTC ทางานตามปกต
2. บต 12/24 เปนบตใชสาหรบเลอกระบบนาฬกาเปน 12 ชวโมง หรอ 24 ชวโมง โดยถาบต
น มคาเปน “1” จะเปนการกาหนดคาเวลาใหเปนแบบ 12 ชวโมงเชา และแบบ 12
ชวโมงบาย โดยทจะตองตรวจสอบคาของเวลาเชาหรอบายจาก บต5 (A/P) รวมดวย และ
ถาบตนถกกาหนดใหมคาเปน “0” จะเปนการกาหนดใหระบบเวลาเปนแบบ 24 ชวโมง
2.4 โพเทนธโอมเตอรแบบดจทล (Microchip Technology lnc, Datasheet for electronic
components, www.datasheetcatalog.com; 04/05/2251)
อปกรณ MCP41xxx และ MCP42xxx เปนอปกรณทมการเปลยนแปลง 256 ตาแหนง
โพเทนธโอมเตอรแบบดจทลจะมความตานทานตงแต 10kΩ 50kΩ และ 100kΩ เบอร
MCP41xxx ม 8 ขา ทงแบบ PDIP และ SOIC เบอร MCP42xxx จะม 14 ขา ทงแบบ PDIP, SOIC
และ TSSOP อปกรณตวนกนกระแสนอยกวา 1μA สามารถใชซอฟตแวรในการควบคมหรอหยด
การเชอมตอทจด A จากตวตานทานทเชอมตอโดย Wiperไปยงจด B ในการเพมมาใชชองทางคจะ
ใชไอซเบอร MPC42xxx จะมขาSHDN ในโหมดการปดเครอง ขอมลทอยในรจสเตอรสามารถทา
การเปลยนแปลงได และโพเทนธโอมเตอรจะยอนกลบมาเรมตนดวยตาแหนงกลางสเกล (80h)
อปกรณชนนจะทางานทมแหลงจายแรงดน 2.7V-5.5V จากคณสมบตทวไปของไอซตระกลน จงได
ทาการเลอกใชไอซเบอร MCP42100 มขนาด 100 kΩ 14 ขา
2.4.1 โหมดการทางาน
ในการนาโพเทนธโอมเตอรแบบดจทลไปใชงาน สามารถแบงออกเปน 2 โหมด คอ โหมด
rheostat และ potentiometer หรอโหมดแบงแรงดน
2.4.1.1 Rheostat Mode
Rheostat Mode นน Potentiometer จะมลกษณะเปน 2 ขา ซงขาทไมไดใชงานจะเชอมตอ
กนดงภาพท 2-6 จะตออยระหวางขา A และ B จะไมมผลกระทบตอระบบ
ภาพท 2-6 อปกรณ 2 ขา หรอ Rheostat
ถาหากนาอปกรณดงกลาวไปใชในการควบคมความตานทานรวมระหวางขา A และ B ท
วดไดจะตองมคาตาสด ซงอยในรปของโคด 00h ซงบรเวณ Wiper จะตอไปยงขา B คาความใน
รปแบบโคดจะเปรยบเสมอนกบความตานทานของ Wiper โดยทวไป 52kΩ ใชสาหรบอปกรณ 10
kΩ MPD4x010 125Ω ใชสาหรบอปกรณ 50kΩ (MPC4x050) และ 100kΩ (MPC4x100) สาหรบ
10kΩ ขนาดของ LSB จะมคาประมาณ 39.0625 Ω Wiper จะไมมทางเชอมถงกนโดยตรงกบขา A
ใน Stack ในสถานะ 00h ควมตานทานรวมจะเปนความตานทานของ Wiper เพอเปนการหลกเลยง
ความเสยหายภายในควรจายกระแสไมเกน 1 mA สาหรบอปกรณ 2 ตว จะมการเปลยนแปลงชอง
ตอชองทงค ความตานทานรวมจาก A ถง B จะสญเสยประมาณ 1% เมอเปรยบเทยบระหวาง
อปกรณตออปกรณ อยางไรกตามกสามารถเพมขนไดถง 30% ใน Rheostat Mode คาความตานทาน
จะเพมขนไดจากสมประสทธของอณหภม การเปลยนแปลงใน Wiper ไปยงจดปลายทาง คาความ
ตานทานจากอณหภมสวนมากทเกดขนในครงแรก 6% สาหรบโคด (00h ถง 0Fh) สมประสทธ
ความตานทานรวมจะสงผลกระทบและกยงคงสงผลตอความตานทานรวม ABR โดยทวไป 800
ppm C° 2.4.1.2 Potentiometer Mode
สาหรบ Potentiometer Mode เปนอปกรณทม 3 ชองทางซงมจดแตกตางในวงจร
Potentiometer จะทาใหแรงดนเอาตพตไดสดสวนกบอนพต ในโหมดนบางครงเรยกวา โหมดแบง
แรงดน Potentiometer จะใชปรบเปลยนแรงดนโดยการปรบ Wiper ทตาแหนง ระหวางการทแสดง
ในภาพท 2-7 ลกษณะการตอขวกลบกนจะไมสงผลกระทบ
ภาพท 2-7 โหมดการแบงแยก
ในโหมดน อตราสมประสทธของอณหภมจะถกจากด ความตานทานทงคของ WBR และ
ABR กระทากบสมประสทธของอณหภมของ 1 ppm C° (วดจากโคด 80h) ทตากวาโคด
สมประสทธอณหภมของความตานทาน Wiper ยงคงสงผลตอ Wiper ซงแสดงท 70% ของ
สมประสทธของอณหภมโดยทวไป ซงสงผลนอยกวาท 5 ppm C° 30% ของสถานะทวไปจะม
ppm C° นอยกวา 1
2.5 เซนเซอร (วศรต ศรรตนะ; 2550)
อปกรณเซนเซอรและทรานสดวเซอร เปนสวนประกอบทสาคญทสดอยางหนงของ
เครองมอวดทางอตสาหกรรมคอ อปกรณททาหนาทเปนเซนเซอรและตวทรานสดวเซอรซง
อปกรณตางๆเหลานสามารถแบงออกไดมากมายหลายชนดตามลกษณะของโครงสรางและการ
ทางานในการพจารณาเลอกใชอปกรณเซนเซอรและทรานสดวเซอรใหมความเหมาะสมและเกด
ประสทธภาพสงสดนนขนอยกบองคประกอบตางๆดงน เชนชนดของตวแปรทตองการตรวจวด คา
ปรมาณตวแปร ยานในการตรวจวดตลอดจนสภาพแวดลอม โดยรอบๆของตวแปรเหลานนเปนตน
ในบทนจะกลาวถงลกษณะของเซนเซอรและทรานสดวเซอรประเภทตางๆ การแยกประเภทของ
เซนเซอรและทรานสดวเซอรตามโครงสรางและความตองการพนฐานของเซนเซอรและทรานดวส
เซอรไดเหมาะสมกบการใชงานมากทสด
เซนเซอรเปนอปกรณทใชสาหรบตรวจรปรมาณของตวแปรตางๆเพอปอนใหกบระบบ
และกระบวนการ อปกรณเซนเซอรจดวาเปนอปกรณทมความสาคญอยางมาก ไมเพยงแตเฉพาะใน
การควบคมกระบวนการทางอตสาหกรรมใหสามารถทางานไดอยางอตโนมตเทานน แตใน
เครองมอวดทางอตสาหกรรมกจาเปนตองใชอปกรณชนดนเชนกน ยกตวอยางเชน การตรวจวด
ตาแหนงและระยะการเคลอนท ความสวาง ความรอน ความดน การไหลระดบ และความหนาแนน
ฯลฯ สญญาณทางดานเอาตพตทไดจากการตรวจรของอปกรณเซนเซอร ทอยในรปของ
สญญาณไฟฟานน สามารถแบงออกไดเปน 3 ลกษณะ ขนอยกบความตองการของระบบหรอ
อปกรณทตอรวมคอ สญญาณแอนะลอก สญญาณดจทล และสญญาณไบนาร
ทรานสดวเซอร หมายถง อปกรณทใชสาหรบแปลงพลงงานจากรปแบบหนงไปเปน
พลงงานอกรปแบบหนง ซงอาจจะกลาวไดวา “ทรานสดวเซอรกคอเซนเซอร แตเซนเซอรไมใช
เซนเซอร” เนองจากกอนททรานสดวเซอรจะทาการแปลงพลงงานใดๆจะตองมการรบรหรอตรวจ
ปรมาณของตวแปรทตองการเปลยนรปพลงงานเสยกอนแลวจงคอยทาการแปลง ดงนนภายใน
อปกรณทรานสดวเซอรหนงตวจงประกอบไปดวยสวนสาคญ 2 สวนคอ สวนทรบรพลงงานและ
สวนทแปลงพลงงาน แตเมอพจารณาถงตวเซนเซอรแลวไมไดหมายความวาอปกรณเซนเซอรทกตว
จะเปนทรานสดวเซอร เนองจากอปกรณเซนเซอรมหนาทเพยงแคตรวจรเทานนแตไมสามารถ
เปลยนแปลงรปแบบของสญญาณทไดรบใหเปนพลงงานรปแบบอนได โดยปกตอปกรณ
ทรานสดวเซอรจะสามารถใหผลตอบสนองของสญญาณทางดานเอาตพพตไดกตอเมอมการนาไป
ตรวจวดปรมาณตวแปรทางดานอนพตซงอาจเปนไดทงปรมาณทางกายภาพหรอเชงกล
ทรานสดวเซอรทางไฟฟาเปนอปกรณตรวจรและแปลงปรมาณตวแปรตางๆเชนตวแปร
ทางกายภาพ ทางกล แมเหลกความรอน แสงและส ฯลฯ ใหอยในรปของสญญาณทางไฟฟาเพอให
เหมาะสมกบระบบหรออปกรณทตอรวม ซงแรงดนไฟฟาหรอกระแสไฟฟาทไดจากการตรวจวดจะ
เปนสดสวนกบปรมาณทางดานอนพตทเปลยนแปลงไปในขณะทความสมพนธระหวางอนพตและ
เอาตพตจะเปนฟงกชนทแนนอนตลอดจนความสมพนธระหวางเอาตพตกบพฤตกรรมของเวลาจะ
สามารถทานายไดเพอหาคาความแมนยา ความไวและการตอบสนองภายใตสภาพแวดลอมท
กาหนด ทงนคาพารามเตอรตางๆทสาคญและบงบอกถงประสทธภาพของทรานสดวเซอรคอ ความ
เปนเชงเสน ความสามรถในการซาคาเดม ความนาเชอถอรวมไปถงความละเอยด เปนตน โดย
สามารถสรปถงประโยชนหลกๆของทรานสดวเซอรทางไฟฟาไดดงน
1. สามารถนาเอาสญญาณเอาตพตทอยในรปของสญญาณไฟฟามาขยายใหอยในระดบทเหมาะสมกบอปกรณทตอรวมได
2. สามารถนาเอาสญญาณเอาตพตเพอใหเหมาะสมกบความตองการไมวาจะเปนการแสดงผลและบนทกคาในระยะทไกลจากตวเซนเซอรได และยงไปกวานนถาตวแสดงผลมมากกวา 1 ตว
แสดงผลทกตวตองสามารถทางานไดฟรอมกน
3. สามารถปรบแตงสญญาณเอาตพตเพอใหเหมาะสมกบความตองการไมวาจะเปนการแสดงผลหรอการควบคมไดซงจะตองมความสมพนธกบขนาดของสญญาณในรปของแรงดนไฟฟาหรอ
กระแสไฟฟา นอกจากนยงสามารถเปลยนขอมลทอยในรปของสญญาณแอนะลอกใหเปนขอมล
ทางความถหรอพลล และสญญาณเอาตพตทเปนแอนะลอกนนยงสามารถทจะแปลงใหอยในรป
ของสญญาณดจทลได เพอการแสดงผล พมพ หรอการสงผาน เมอสามารถทจะทาการปรบแตง
มอดเลตหรอขยายสญญาณทางดานเอาตพตไดแลวกไมใชเรองยากทจะนาเอาตสญญาณเอาตพต
ทไดนนไปใชเพอการบนทกลงบนเครอง Multichannel Recording Oscillograph ซงสามรถ
แสดงคาของทรานสดวเซอรทางไฟฟาไดพรอมๆกน
4. สญญาณไฟฟาทางดานเอาตพตจะตองอยในภาวะทเหมาะสม สามารถรวมกบสญญาณเอาตพต
จากทรานสดวเซอรตวอนๆหรอสญญาณควบคมอนๆได เชนใน Air Data Computer หรอระบบ
ควบคมการเปลยนแปลง (Adaptive Control System)
5. ทรานสดวเซอรนนจะตองถกออกแบบมาใหมขนาดและรปรางทเหมาะสมทสดทงนาหนกและปรมาตร
6. ในการออกแบบรปรางและขนาดของทรานสดวเซอรนนจะตองพจารณาไมใหมผลกระทบทอาจจะเกดขนกบการตรวจวดเชนในกรณของการวดคา ทมความแปรปรวน อปกรณ
ทรานสดวเซอรจะตองมขนาดเลกมากๆ โดยใชวธการเพมความถใหสงขนนอกจากขอดตางๆท
กลาวมาแลว ทรานสดวเซอรทางไฟฟาจะมขอดอยคอปญหาทเกดขนในการวดซงตองการความ
แมนยา แตในอปกรณทางไฟฟาบางครงกใหความนาเชอถอนอยกวาทางเชงกล เนองจากอาย
การใชงานทมากและการเคลอนตวของสวนประกอบทใชงานนอกจากนอปกรณเซนเซอรและ
ตวหรบสภาพวะเงอนไขของสญญาณตางกมราคาแพง อกทงในบางกรณความแมนยาและความ
ละเอยดอาจจะไมสงเทากบอปกรณทางกล ความแมนยาทดทสดทไดรบจะอยท 0.01% ถามการ
เลอกใชวสดทดมากๆ แตการพฒนาเทคโนโลยและวงจรในปจจบนสามารถทาใหมความแมนยา
และมความเสถยรเพมมากขน
2.5.1 เซนเซอรแสง
อปกรณทใชสาหรบเซนเซอรหรอตรวจรทางแสงจดเปนพรอกซมตเซนเซอรทมอย
มากมายหลายรปแบบขนอยกบลกษณะโครงสรางทางกายภาพโดยมการนามาใชงานอยาง
กวางขวางในทางอตสาหกรรม เนองจากมความเทยงตรงและแมนยาสง ราคาถก ตลอดจนการตดตง
และบารงรกษางาย นอกจากนยงสามารถประยกตใชกบงานไดเกอบทกประเภท เชน โฟโตอมสซฟ
หลอดโฟโตมลตพลายเออร โฟโตคอนดกตฟเซลล โฟโตโวลตาลกเซลล โฟโตไดโอดและโฟโต
ทรานซสเตอร เปนตน อปกรณโฟโตอมสซฟจะอาศยหลกการแพรกระจายของแสงทมาตกกระทบ
ลงบนแคโทด ใหอเลกตรอนเกดการเคลอนทและเปลงแสงออกจากพนผวของแคโทด สวน
อปกรณโฟโตคอนดกทฟนน ความตานทานภายในของตวเซนเซอรจะขนอยกบความเขมของแสง
ทมาตกกระทบ และสาหรบโฟโตโวลตาลกเซลลหรอเซลลพลงงานแสงอาทตยเปนอปกรณกระเภท
Active Transducer ทสามารถสรางแรงดนไฟฟาทางดานเอาตพตออกมาเปนอตราสวนโดยตรงกบ
ความเขมแสง ซงแสงดงกลาวในทนอาจอยในรปของอนฟาเรด อลตราไวโอเลต รงสแกรมมา รงส
เอกซ หรอแสงลกษณะอนๆทสายตามนษยมองเหน
2.5.2 อปกรณกาเนดแสง
ปกตแลวการประยกตใชงานอปกรณเซนเซอรแสงสาหรบตรวจวดการกระจดหรอ
เซนเซอรวสดใดๆ โดยทวไปชดของเซนเซอรจะประกอบดวยอปกรณ 2 สวนคอ ตวรบแสงและตว
สงแสง อปกรทเปนตวรบแสงสวนใหญจะนยมใช Photo Diode และ Photo Transistor ตามทฤษฎ
และหลกการทไดกลาวมาขางตน สวนตวสงแสงนนนอกจากจะเปนแสงสวางจากดวงอาทตยแลว
ถาใชงานรวมกบ Photo Diode หรอ Photo Transistor จะใช LED (Light Emitting Diode) เปนตว
กาเนดเสยงเนองจากเหตผลหลายประการเชน มราคาถกและสามารถหาซอไดทวไป การตอใชงาน
รวมกบวงจรอเลกทรอนกสทาไดโดยงาย สะดวกในการบารงรกษาตลอดจนใชกระแสไฟฟาตา อก
ทงไมมผลกระทบจากสภาวะรอบขางไมวาจะเปนสนามแมเหลก ความถ ความรอนความชน หรอ
การสนสะเทอน ซง LED ทเลอกนามาใชนนกจะมแสงสทแตกตางกนออกไปขนอยกบสและ
ลกษณะพนผวของวสด ตลอดจนระยะหางของวสดทตองการเซนเซอร สาหรบการนาเอาชด
เซนเซอรไปประยกตใชงานไมวาจะเปนการเซนเซอรการเคลอนไหว ขนาดรปราง ลกษณะพนผว
หรอระยะหางของวสด ควรคานงถงองคประกอบตางๆดงตอไปน
2.5.2.1 ชดเซนเซอรชนดลาแสงผานตลอด
การตดตงชดเซนเซอรลกษณะนจะเปนการแยกตวรบตวสงแสงออกจากกน โดยใช
หลกการตดตอลาแสงของวสดทตองการเซนเซอรเมอเคลอนทผานระหวางตวรบและตวสงแสง
เซนเซอรชนดนจะเหมาะสาหรบการเซนเซอรวสดทมบรเวณหรอพนทในการวางตาแหนงตดตง
เพยงพอ ขอดคอสามารถเซนเซอรวสดไดในระยะไกลทสดเมอเทยบกบการตดตงทง 3 ลกษณะ แต
จะมขอเสยตรงทตองใชแหลงจายไฟฟาปอนใหทงตวรบและตวสงแสงจงทาใหเกดความสนเปลอง
สายไฟในการตดตง อกทงจะตองหมนคอยดแลในเรองของการจดระดบระหวางและตวรบและตว
สงแสงใหทามมอยในแนวเดยวกนเสมอเพอปองกนไมใหเกดความผดพลาดในการเซนเซอร ขอเสย
อกประการหนงคอสามารถเซนเซอรไดเฉพาะวสดทมลกษณะพนผวทบแสงเทานน ไมสามารถ
เซนเซอรวสดทมสภาพผวทโปรงแสงได
2.5.2.2 ชดเซนเซอรชนดสะทอนลาแสงกลบ
เซนเซอรชนดนจะมตวรบและตวสงแสงรวมอยในชดเดยวกนเพอสะดวกในการเดน
สายไฟและนาไปตดตงหรอวางตาแหนงของชดเซนเซอรกรณทเซนเซอรวตถในบรเวณทมพนทท
จากด โดยใชหลกการสงแสงออกไปสะทอนกบแผนสะทอนแสงกลบมาทตวรบซงจะเรมทาการ
เซนเซอรเมอมวตถเคลอนทผานลาแสงระหวางตวเซนเซอรกลบแผนสะทอนแสง การใชแผน
สะทอนแสงกเพอประโยชนในการเพมความเขมของแสงใหมากขนและมผลทาใหระยะทางในการ
เซนเซอรเพมมากขนตามไปดวย ดงนนในการตดตงใชงานจะตองมการจดระดบของตวเซนเซอร
และแผนสะทอนแสงใหทามมอยในตาแหนงทมการสะทอนแสงกลบมายงตวรบใหมากทสด
เพอใหชดเซนเซอรสามารถทางานไดอยางเตมประสทธภาพ ขอจากดของเซนเซอรชนดนคอไม
สามารถเซนเซอรวตถทมผวมนเงาและโปรงแสงได แตจะเหมาะกบวตถทมลกษณะพนผวท
ดดกลนและไมสามารถสะทอนแสงกลบมายงตวรบ หรออาจจะใชเซนเซอรวตถทมลกษณะพนผว
ทขรขระกไดเชนกน
2.5.2.3 ชดเซนเซอรชนดเซนเซอรวตถโดยตรง
เซนเซอรชนดนมลกษณะโครงสรางและรปรางเชนเดยวกบเซนเซอรชนดสะทอนลาแสง
กลบคอมตวรบและตวสงแสงตดตงอยในชดเดยวกนแตแตกตางกนตรงทการนาไปใชงานเทานน
นนคอเซนเซอรชนดนจะสงลาแสงออกไปเพอกระทบกบวตถโดยตรงและใชวตถหรอชนงานเปน
ตวสะทอนลาแสงนนกลบมายงตวรบแสงโดยไมใชแผนสะทอนแสงกลบ การใชวตถหรอชนงาน
เปนตวสะทอนแสงนนมขอเสยคอจะมระยะในการเซนเซอรไมไกลนก เพราะฉะนนการใชงานชด
เซนเซอรในลกษณะนจะมระยะในการเซนเซอรทใกลกวาการตดตงชดเซนเซอรทง 2 แบบทกลาว
มาขางตนมากแตกมขอดคอเปนชนดทสะดวกในการตดตงใชงานมากทสด เนองจากใชพนทในการ
ตดตงนอย อกทงไมตองคอยกงวลเกยวกบเรองการจดระดบของตวเซนเซอรกบวตถทตองการ
เซนเซอรมากนกชดเซนเซอรชนดเซนเซอรวตถโดยตรงสามารถเซนเซอรวตถไดเกอบทกชนด
ยกเวนวตถทมลกษณะพนผวทดานหรอดดกลนแสงและวตถทโปรงแสง ดงนนวตถทเหมาะกบตว
เซนเซอรชนดนควรจะเปนวตถทมลกษณะพนผวทเรยบเปนมนวาวและทบแสง
หลกการทางาน Optic Sensor เปนเซนเซอรทใชแสงอนฟาเรดในการตรวจจบวตถ โดยใช LED เปนตวกาเนด (Light Emitting Diode) ใช Photo Diode หรอ Photo transistor เปนตวรบแสง เชน Through – Beam Sensor (ลาแสงผานตลอด) ตวสงและรบจะแยกออกจากกนแตจะมปญหาในการตรวจจบวตถโปรงใส เพราะทะลผานได เมอมวตถขวางกจะมความตางศกยความคาหนง แตเมอวตถผานไป ความตางศกยกจะเปลยนไปดวยเซนเซอรสวนใหญจะใชในพวกเครองมอวด หรอ อปกรณอนๆ ดงภาพท 2-8
ภาพท 2-8 การทางานของเซนเซอร
2.6 ทฤษฎพอรตอนกรม RS-232 (PC-Serial port Interfacing text-lab manual nd2 Edition)
(www.inex.co.th/books/books.html)
การทจะเคลอนยายขอมลตางๆจากคอมพวเตอรไปยงอปกรณตอพวงอนๆ หรอคอมพวเตอร
ดวยกน โดยมชองการตดตอการรบสงขอมลแบบขนานและมชองการรบสงขอมลแบบอนกรมการ
รบสงขอมลแบบขนาน จะเปนการรบหรอสงขอมลครงละ 4 หรอ 8 บต ในเวลาเดยวกน ซงจะทา
ใหการรบและสงขอมลทาไดทความเรวสง หมายความวาจานวนของสายทใชในการสงจะตองม
มากเทากบจานวนบตของขอมลทจะสงกได ซงเปนปญหาในเรองราคาของสายทใชในการเชอมตอ
แบบขนานมกจะมราคาแพง
การสงขอมลแบบทละไบต หรอการสงแบบขนาน เปนวธทเรวแตถกรบกวนไดงายจาก
สญญาณรบกวนตางๆ และมราคาแพงเนองจากใชปรมาณสายสงมากซงอาจใชสายตงแต 9 เสน ถง
25 เสน จงเปนเหตใหวธนไมเปนทนยมในการสงขอมลในระยะทางไกล ในขณะทการรบสงขอมล
แบบอนกรมเปนการสงขอมลครงละ 1 บต แตกสามารถรบสงขอมล ไดคราวละหลายๆ บตได
หากแตจะตองมการตกลงกนระหวางตวสงและตวรบวาจะรบสงคราวละกบตตวรบจะตองรอขอมล
มาใหครบทกบตเสยกอนจงทาการประมวลผลการสงขอมลแบบอนกรม โดยจะใชจานวนสายท
นอยกวาอยางนอยทสดใชเพยง 2-3 เสน เทานนแตอตราเรวในการรบสงขอมลชาจะกวาแบบขนาน
อยางไรกตามการรบสงขอมลแบบอนกรมนนจะสามารถทาการใชสายสญญาณทมความยาว
มากกวา แบบขนาน ทาใหระยะทางในการสอสารขอมลแบบอนกรมสามารถทาไดมากกวา
2.6.1 การสอสารแบบอนกรม
การสอสารแบบอนกรมแบงออกไดเปน 2 แบบ คอ การสอสารอนกรมแบบเขาจงหวะ
(Synchronous) และการสอสารอนกรมแบบไมเขาจงหวะ (Asynchronous)
1. การสอสารขอมลแบบเขาจงหวะ (Synchronous) การสอสารขอมลแบบเขาจงหวะ จะม
สญญาณนาฬกาตอรวมอยกบการรบและสงสญญาณตวอยางในการสงขอมลแบบเขาจงหวะคอ
แปนพมพของคอมพวเตอรซงจะใชสายสญญาณเสนหนงเปนสายสญญาณนาฬกา สายสญญาณอก
เสนหนงจะเปนสายสญญาณขอมลดงนนในการตดตอแบบเขาจงหวะนนจะตองใชสายสญญาณใน
การเชอมตออยางนอยทสดสามเสน คอสญญาณนาฬกา ขอมล และกราวด
2. การสอสารขอมลแบบไมเขาจงหวะ (Asynchronous) คอเปนการรบและสงขอมลใน
สายสญญาณ โดยไมจาเปนตองมสญญาณนาฬการวมดวยเหมอนกนกบการรบสงขอมลแบบเขา
จงหวะ แตจะใชการกาหนดคาสญญาณนาฬกาทงภาครบ และภาคสงใหมคาเทากนเรยกสญญาณ
นาฬกาทใชในการกาหนดคาใหภาครบและภาคสงนวาอตราการถายทอดขอมล หรอบอดเรตม
หนวยเปนบตตอวนาท
รปแบบของขอมลทใชในการรบสงขอมลแบบไมเขาจงหวะนน จะประกอบไปดวย
สวนประกอบทสาคญ 4 สวนคอ
- บตเรมตน จะมขนาด 1 บต (Start Bit)
- บตขอมลแบบอนกรมจะมขนาด 5,6,7 หรอ 8 บต (Data Bit)
- บตตรวจสอบพารต จะมขนาด 1 บต หรอไมม (Parity Bit)
- บตปดทายจะมขนาด 1, 1.5 หรอ 2 บต (Stop Bit)
2.6.2 การเชอมตอพอรตอนกรม
การตอแบบวธ Null Modem ซงจะเปนวธการเชอมตอคอมพวเตอรหรออปกรณแบบ
ประเภท DTE โดยทจะไมสนเปลองคาใชจายเนองจากจะใชสายยาวซงจะตอระหวางอปกรณ DTE
เพยง 3 เสน เทานน คอ ขาสง ขารบ กราวด (TD, RD& SG)
จดประสงคของการตอแบบ Null Modem กคอ ทาใหคอมพวเตอรทคดวากาลงตดตอกบ
โมเดมหรออปกรณ DCE อย แทนทจะเปนคอมพวเตอรหรออปกรณ DTE เครองอน โดยการตอ
สายจาก TD ของคอมพวเตอรเครองแรกไปยง RD ของคอมพวเตอรทสอง ทาใหขอมลสามารถ
สงไปได ลกษณะการตอแบบ Null Modem
การตอแบบวธ Loopback Plug บางครงในการเขยนโปรแกรมสอสาร ผานทางพอรตอนกรม
โดยอาจมการทาสอบการรบสงขอมลภายในเครองเดยวกนกอนทจะออกสอปกรณภายนอก การตอ
ใช Loopback Plug จะตอกบขารบและขาสงเขาดวยกนเพอขอมลทสงออกจากพอรตอนกรม จะถก
รบทนทโดยพอรตเดยวกน เชน แตถาตอ Loopback Plug เขากบพอรตอนกรมและจะใชโปรแกรม
เทอรมนลเมอพมพอะไรกปรากฏบนหนาจอทนท
บทท 3 ขนตอนและวธการดาเนนงาน
การจดสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน จาเปนตองมการวางแผนการทางานเปนขนตอนเพอสามารถจดสรางไดทนตามระยะเวลาทกาหนด ขนตอนและวธการดาเนนงาน แสดงเปนแผนผงดงภาพท 3-1
ภาพท 3-1 ขนตอนและวธการดาเนนงาน
3.1 ขนตอนการศกษาขอมล 1. ศกษาขอมลเกยวกบหางสรรพสนคา โดยการศกษาขอมลเบองตนพบวาการใหบรการของหางสรรพสนคา เรมเปดใหบรการตงแต 10.00 น.จนถง 23.00 น. ในหนงสปดาหจะมวนทมผใชบรการมากทสดคอวนเสาร-อาทตยและวนนกขตฤกษภายใน 1 วน จะมชวงเวลาเทยงและชวงเวลาหลงเลกจากการทางานจะมผใชบรการมากทสดทาใหระดบการไดยนเสยงเพลงและเสยงประกาศลดนอยลง ปจจยสาคญททาใหเกดเสยงดงเพมมากขนคอจานวนคนและเวลาวางของผใชบรการ 2. ศกษาขอมลพนฐานของระบบ เปนการศกษาระบบพนฐานของภาคตางๆ ไดแก ภาคสรางฐานเวลา, ภาคหนวยความจา, ภาคโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล, ภาคการสอสารแบบอนกรม, ภาคเซนเซอร, ภาคจายไฟ 3. ศกษาถงสวนประกอบภายนอกตวเครอง สวนประกอบภายนอกตวเครองสามารถแบงออกไดเปน 3 สวนสาคญคอ 1.คยบอรด โดยการนาสวตชมาตอในแนวแกนนอนและแนวแกนตง ศกษาการทางานเมอทาการกดคยบอรดในตาแหนงตางๆ 2.จอ LCD ศกษาการทางานของจอเชน วธการแสดงผล การเขยนซอฟตแวร คาสงทใชในการแสดงผล 3.เซนเซอรแสง (Photo sensor) ศกษาการทางานอปกรณเซนเซอร คณสมบตของอปกรณเซนเซอรแสง เชน โฟโตไดโอดและโฟโตทรานซสเตอร 4. ศกษาถงหลกการทางานของตวเครอง ซงแบงออกเปน สวนสาคญดงน 1. คยบอรด 4*4 ทาหนาทตดตอรบขอมลจากผใช 2. จอแสดงผล (Display) ทาหนาทแสดงสถานะการทางานของเครอง 3. วงจรจายไฟ (Power Supply) ทาหนาทจายไฟใหทกภาคทางานได 4. วงจรไอซสรางฐานเวลา (Real Time Clock) ทาหนาทสรางฐานเวลานาฬกา 5. วงจรหนวยความจา (EEPROM) ทาหนาทเกบขอมลจากผใช 6. วงจรโพเทนธโอมเตอร แบบดจทล (Digital VR) ทาหนาทควบคมระดบเสยง 7. วงจรขบรเลย ทาหนาทเลอกโหมดการทางานของเครอง 8. ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) ทาหนาทประมวลผลและควบคมการ ทางานของวงจรตางๆ 9. วงจรสอสารแบบอนกรม (Serial Port) ทาหนาทตดตอกบคอมพวเตอร 10. วงจรเซนเซอรแสง (Photo Sensor) ทาหนาทตรวจสอบทางเขาและทางออก เมอมคนเดนผาน
จากการศกษาขอมลขางตนจงเกดแนวคดในการสรางเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนซงมหลกการดงภาพท 3-2 โดยออกแบบใหสามารถควบคมระดบเสยงตามโหมดตางๆไดมทงหมด 3 โหมดดวยกนคอโหมดผใชเปนผควบคม,โหมดอตโนมต,โหมดตงเวลา ในแตละโหมดจะมหนาทการทางานตางกน ซงการกาหนดคาตางๆจะใชคยบอรดในการรบคาจากผใชและแสดงผลดวยจอ LCD โดยแสดงเวลา โหมดการทางาน จานวนคนเขาและจานวนคนออก ระดบความดง ในการทางานทงหมดนจะใชไมโครคอนโทรลเลอรควบคมการทางานของเครอง
ภาพท 3-2 บลอกไดอะแกรมเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
เมอเครองเรมทางานไมโครคอนโทรลเลอรจะอานขอมลเดมจากหนวยความจาใน
EEPROM เพออานคาตางๆทไดบนทกไว ซงคาทไดบนทกไวนนจะรบคาสงจากผใชผานภาค
คยบอรด เชนการตงคาจานวนคน การตงคาวนท การตงคาการทางานของตวเครอง เปนตน การตง
คาของวนทจะม RTC สงขอมลฐานเวลาจรงใหกบไมโครคอนโทรลเลอร สวนภาคเซนเซอรแสงจะ
สงขอมลของจานวนคนเขา-ออกใหกบไมโครคอนโทรลเลอรดวยเชนกน จากนนเมอมสญญาณ
อนพตเขามาไมโครคอนโทรลเลอรจะสงการทางานใหกบรเลยเพอทาการเลอกระหวาง Digital VR
หรอ VR แบบปรบหมนทงนขนอยกบการทางานของโหมดในขณะนน เมอเลอกการทางานเปนท
เรยบรอยแลวจะทาการสงสญญาณเสยงออกสภาคขยายเสยงตอไป การแสดงผลตางๆของตวเครอง
จะมภาคการแสดงผลโดยใช LCD และมการเชอมตอกบคอมพวเตอรเพอแสดงขอมลจานวนคน
เขา-ออกในรปแบบตารางและกราฟ
3.2 การออกแบบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร
3.2.1 การออกแบบภาคคยบอรด
การอานคาหรอรบคาจากการกดสวตชเปนอกสวนหนงทไมโครคอนโทรลเลอรตอง
สามารถรองรบและเชอมตอใชงานรวมดวยได วงจรของสวตชทนยมใชมากทสดคอวงจรสวตช
แบบเมตรกซ
ภาพท 3-3 วงจรภาคคยบอรด
จากวงจรเชอมตอสวตชเมตรกซขนาด 4*4 จดกบไมโครคอนโทรลเลอรแสดงในภาพท 3-3
จะใชพอรต 2 ของไมโครคอนโทรลเลอรเชอมตอเขากบสวตชเมตรกซทง 7 เสนคอสายของคอลมน
4 สาย และสายของโรว 4 สายเชนกนโดยเฉพาะทขาพอรต P2.0-P2.3 จะตองตอตวตานทานพลอพ
ไวเพอกาหนดสภาวะเรมตนทไมมการกดคย หากมการกดคยขนไมโครคอนโทรลเลอรกจะทาการ
คนหาตาแหนงและทาการอานคารหสจากการกดคยทาใหทราบไดวามการกดคยในตาแหนงใดซง
รหสคยไดแสดงไวในภาพท 3-4
3.2.2 การออกแบบภาคแสดงผล
ภาพท 3-4 การเชอมตอโมดล LCD กบ ไมโครคอนโทรลเลอร
เพอใหงายตอการใชงานจงตองมสวนของการแสดงผลการทางานตางๆของเครอง จง
จาเปนตองใชจอ LCD ในการแสดงผล ซงในการแสดงผลจะทาใหผใชสามารถใชงานไดงายขน
โดยโครงงานนจะใชจอ LCD 20 ตวอกษร 4 บรรทด ซงมการออกแบบวงจรเพอใชงาน โดยจะ
เชอมตอกบไมโครคอนโทรลเลอรดงภาพท 3-4 ซงสามารถอธบายหนาทการทางานขาตางๆไดดงน
3.2.3 การออกแบบวงจรไอซสรางฐานเวลา
ไอซสรางฐานเวลานาฬกาจรงหรอทเรยกวา รลไทมคลอก เปนเสมอนนาฬกา จะใหขอมล
เกยวกบวนและเวลาทงหมดซงจะมการนบเวลาไปเรองยๆโดยสามารถเขยนโปรแกรมการทางาน
เพอใหกาหนดวนและเวลาได
ภาพท 3-5 วงจรไอซสรางฐานเวลา
ไอซสรางสญญาณนาฬกาทใชในโครงงานปรญญานพนธน ไดใชไอซเบอร DS1307 ซง
เมอตอวงจรตามภาพท 3-5 แลวจะเปนเสมอนนาฬกา จะมการนบเวลาไปเรองยๆโดยสามารถเขยน
โปรแกรมการทางานเพอใหกาหนดเวลาไดโดยใชขาควบคมทขาใดๆไดจากหนวยประมวลผลกลาง
ไมโครคอนโทรลเลอร โดยจะตอกบขา 5 และ ขา 6 ของไอซเบอร DS1307 ซงเปนขาขอมลและ
ขาสญญาณนาฬกา ขอดของไอซเบอร DS1307 นคอ จะมหนวยความจาภายในตวเองซงสามารถ
เกบขอมลทตองการจากการทางานของหนวยประมวลผลกลาง โดยจะตอผานขาควบคมเขามาทขา
5 ของไอซเบอร DS1307 ได และการนาขอมลไปใชจะทาไดเชนเดยวกนโดยการเขยนโปรแกรมให
อานขอมลจากตาแหนงทนาขอมลไปเกบได
3.2.4 การออกแบบวงจรหนวยความจา การทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาจะมการบนทกคาของเวลาและ
จานวนคนในแตละวน อกทงยงมการบนทกคาเปนระยะเวลา 1 สปดาห จงจาเปนตองมหนวยความจาเพมเขามาในตวเครอง
ภาพท 3-6 วงจรหนวยความจา
ในการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาจะมการบนทกคาของเวลา
และจานวนคนในแตละวน อกทงยงมการบนทกคาเปนระยะเวลา 1 สปดาห จงจาเปนตองม
หนวยความจาเพมเขามาในตวเครอง ในโครงงานนจะใชไอซเบอร 24LC512 ซงมหนวยความจา
512 กโลบต จากภาพท 3-6 เปนการตอไอซรวมกบไมโครคอนโทรลเลอรโดยใชขา 5 เปน
ขาสญญาณนาฬกาทใชในการกาหนดจงหวะการทางาน (SCL) และใชขา 6 เปนขาในการสงขอมล
(SDA)
3.2.5 การออกแบบภาคสอสารแบบอนกรม
ในการตดตอระหวางคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจาเปนตองมการสองสารผาน
พอรตอนกรมมาตราฐาน RS-232 ซงในตวไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51 จะมรจสเตอรในการ
ตดตอสอสารแบบผานพอรตอนกรมอยจงงายตอการนาไปใชงาน
ภาพท 3-7 ภาคสอสารแบบอนกรม (RS232)
จากภาพท 3-7 เปนการตดตอระหวางคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจาเปนตองมการสอสารผานพอรตอนกรมมาตราฐาน RS-232 ซงในมาตราฐาน RS-232 จะมระดบสญญาณแรงดนแบบ 2 ขว คอแรงดนไฟลบและแรงดนไฟบวกจงไมสามารถใชงานรวมกบไอซตระกล TTL และไมโครคอนโทรลเลอรได ดงนนระหวางการเชอมตอคอมพวเตอรกบไมโครคอนโทรลเลอรจะตองมตวแปลงระดบแรงดนไฟฟาแบบสองขวใหเปนไฟฟาแบบขวเดยวคอ 0 โวลตถง 5 โวลต ตวแปลงระดบแรงดนไฟฟาในโครงงานนจะใชไอซสาเรจรปเบอร MAX 232 ทาหนาทแปลงระดบแรงดนไฟฟา
3.3 การออกแบบภาคจายไฟ วงจรภาคจ ายไฟเปนสวนสาคญอยางหนง ท เค รองใชไฟฟาหรอเค รองอปกรณ
อเลกทรอนกสทกเครองจะตองมเดพอใชสาหรบจายไฟเลยงใหกบวงจรซงจะทาใหเครองใชไฟฟาหรอเครองอปกรณอเลกทรอนกสสามารถทางานได
ภาพท 3-8 วงจรภาคจายไฟ
จากภาพท 3-8 จะเปนชดภาคจายไฟเลยงสาหรบวงจรตางๆโดยในโครงงานนจะแบงภาค
จายไฟออกเปน 2 ชดดวยกนคอ ชดท 1 จะทาการจายไฟเลยงใหกบไอซเบอร ULN2003 และรเลย 2
ตวซงจะมแรงดนไฟฟาทเอาตพต 12 โวลตโดยใชไอซเบอร MC7812 และภาคจายไฟชดท 2 จะทา
การจายไฟเลยงใหกบไมโครคอนโทรลเลอรและวงจรตางๆภายในตวเครองซงจะมแรงดนไฟฟาท
เอาตพต 5 โวลตโดยใชไอซเบอร MC7805
3.4 การออกแบบวงจรโพเทนธโอมเตอร แบบดจทล
การควบคมระดบความดงของเสยงโดยทวไป จะใชตวตานทานปรบคาแบบหมนในการ
เลอกระดบความดงของเสยงซงไมโครคอนโทรลเลอรจะไมสามารถควบคมระดบความดงของเสยง
ไดเพราะไมไดอยในรปแบบของดจทลดงนนจงจาเปนตองนาไอซททาหนาทแทนความตานทาน
แบบปรบคาไดมาใชงาน
ภาพท 3-9 วงจรโพเทนธโอมเตอรแบบดจทล
จากภาพท 3-9 เปนการตอไอซเบอร MCP 42010 ซงทาหนาทเปนเสมอนตวตานทานปรบ
คาได ไอซเบอรนมคาความตานทาน 10 กโลโอหม การควบคมทาไดโดยการนาสญญาณอนพตท
ไดมาลดระดบความดงลงโดยเพมคาความตานทานขนทละ 2 กโลโอหม จาก 0โอหมจนถง 10 กโล
โอหมซงจะสามารถแบงระดบความดงได 5 ระดบคอระดบท 1 ถงระดบท 5 การตอใชงาน ขา 7 จะ
รบสญญาณอนพตทางดานซาย และขา 8 จะรบสญญาณอนพตดานขวาโดยม C4 และ C5 ทาหนาท
ปองกนสญญาณไฟตรงทจะทาใหเกดสญญาณรบกวนได สวนขา 6 จะทาหนาทสงสญญาณเอาตพต
ดานซายและขา 9 จะทาหนาทสงสญญาณเอาตพตดานขวาออกไปสภาคขยายสญญาณเสยงตอไป
3.5 การออกแบบวงจรขบรเลย
ในโครงงานนมการเลอกโหมดระหวางโหมดอตโนมตและโหมดของผใช เพองายตอการ
ใชงานจงใชรเลยทาหนาทแทนสวตชเพอเลอกโหมดใหเครองทางาน
ภาพท 3-10 วงจรขบรเลย
จากภาพท 3-10 เปนภาควงจรขบรเลยใชแรงดนไฟฟา 12 โวลตในการควบคมการทางาน
ของวงจรโดยทางานตามคาสงของไมโครคอนโทรลเลอร เมอ Opto couple ทางานเกดแรงดนไฟฟา
ทขา 1 และขา 2 ของไอซเบอร ULN 2003 ซงเปนไอซใชสาหรบขบกระแสใหรเลยทางานโดยจะ
ขบกระแสออกทขา 15 และขา 16ไปยงตวรเลยเพอเลอกการทางานของโหมดผใชหรอโหมด
อตโนมต หากเปนโหมดผใชรเลยจะทางานใหสญญาณเสยงทเขามาผานคาความตานทานแบบปรบ
คาไดมคา 10 กโลโอมห จากนนสงไปยงภาคขยายเสยงตอไป และหากเปนโหมดอตโนมตรเลยจะ
ทางานโดยใหสญญาณเสยงทเขามาผานไปยงไอซเบอร MCP 42010 โดยสญญาณอนพตจะเขาทขา
7 และขา 8 จากนนจะสงสญญาณเสยงออกไปทขา 6 และขา 9ไปยงภาคขยายเสยงตอไป
3.6 การออกแบบวงจรเซนเซอรแสง (Photo Sensor)
อปกรณทใชสาหรบเซนเซอรมอยมากมายหลายรปแบบขนอยกบลกษณะโครงสรางทาง
กายภาพโดยปจจบนมการนามาใชงานอยางกวางขวาง ในโครงงานนเลอกใชโฟโตไดโอดเปนตว
สงสญญาณและใชโฟโตทรานซสเตอรเปนตวรบสญญาณ
ภาพท 3.11 วงจรตรวจจบความเคลอนไหว
จากภาพท 3.11 เปนการตอวงจรใชงานของตวตรวจจบความเคลอนไหวโดยใชโฟโต
ไดโอดเปนตวสงสญญาณและใชโฟโตทรานซสเตอรเปนตวรบสญญาณ ซงจากภาพท 3.13 จะ
ใชโฟโตไดโอดและโฟโตทรานซสเตอร 2 ชดเพอตรวจจบดานทางคนเขาและทางดานคนออก ทา
การจายแรงดน 5V ใหกบอปกรณทง 2 ชด โดยผานตวตานทาน ซงทาหนาทกาหนดความเขม
ของโฟโตไดโอดและจะสงผลตอระยะในการสงสญญาณไปยงโฟโตทรานซสเตอรได จากนนกนา
สญญาณเอาตพตจากโฟโตทรานซสเตอรสงไปยงไมโครคอนโทรลเลอร
3.7 การออกแบบดานซอฟตแวร เนองจากเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนมฟงกชนการทางาน
หลายรปแบบ เพองายตอการใชงานจงจาเปนตองเขยนโปรแกรมเพอตดตอกบผใช โดยโปรแกรมท
เขยนนนจะทาใหผใชสามารถเลอกโหมดการทางานของเครองได รวมทงการตงคาตางๆ เชนคาของ
ชวงวนและเวลา จานวนคนเขา-ออกระดบความดงของเสยง การบนทกชวงเวลาลงใน EEPROM
เปนตน การทางานของเครองมขนตอนดงภาพท 3-12 และ 3-13
ภาพท 3-12 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม
ภาพท 3-13 ขนตอนการออกแบบโปรแกรม (ตอ)
เมอเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตเรมทางาน จะแสดงสถานะการทางานของจอ LCD
จากนนจะรอคาสงการกดคยบอรด เมอมการกดคยบอรดเกดขนเครองจะทาการถอดรหสคยบอรด
วามการกดปมในตาแหนงใดซงในเมนหลกจะมอยดวยกน 3 ปม คอ1.ปม Mode 2.ปมSetting 3.ปม
Interval time หากทาการกดปมโหมดจะเขาเมนเลอกการทางานของโหมดโดยจะแบงยอยอก 3
ฟงกชนคอ 1.โมหดตงเวลา 2.โหมดอตโนมต 3.โหมดผใช เมอเลอกโหมดการทางานของเครองแลว
จะทาการโหลดขอมลจาก EEPROM ทไดทาการบนทกคาตางๆในโหมดนนๆไว จากนนจอ LCD
จะแสดงการทางานของเครองอกครง แตหากทาการกดปม Setting จะเขาเมนการตงคาตางๆ เชน
การตงคาเวลาโหมดตงเวลา การตงคาจานวนคนในโหมดอตโนมต การตงคาระบบเปนตน หากกด
ปม Interval time จะเขาเมนการตงชวงเวลาในการเกบขอมลลงใน EEPROM จากนนจะทาการ
โหลดขอมลจาก EEPROM อกครงเพอแสดงสถานะการทางานของเครองในโหมดปจจบน
3.12 การออกแบบแบบจาลองหางสรรพสนคาและประกอบลงกลอง
จากภาพท 3-14 แบบจาลองหางสรรพสนคานสรางขนเพอจาลองการตดตงเซนเซอรทใช
ในการตรวจจบความเคลอนไหวของจานวนคนทใชบรการ
ภาพท 3-14 แบบจาลองหางสรรพสนคา
เมอทาการทดสอบวงจรและประกอบวงจรตางๆทออกแบบลงแผนวงจรพมพ แลวจงทา
การวดขนาดและวางลกษณะวงจรเพอประกอบลงกลอง ตามแบบทรางไวดงภาพท 3-15 และ 3-16
An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population
Power Manual
Mode
Setting
IntervalTime
Not Used
1 2 3
4 5 6
7 8 9
Enter ESCStop0
24 cm
5.5 cm
17 cm
ภาพท 3-15 รปแบบกลอง
An Automatic Sound Level Controller Adjusted By Time and Population
Power Manual
Mode
Setting
IntervalTime
Not UsedEnter ESCStop
2 31
4 6
7
5
8
0
9
24 cm
ภาพท 3-16 รปแบบกลองดานหนา
ตารางท 3-1 ผงดาเนนการ
บทท 4
ผลการดาเนนงาน
จากขนตอนการดาเนนการในบทท 3 ผลทไดคอ เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตาม
เวลาและจานวนคน (An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and Population)
1 เครอง ซงผลทไดจากการดาเนนงานมดงตอไปน
4.1 ผลของโครงงาน
4.2 การทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
4.1 ผลของโครงงาน
เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนทไดสรางขนโดยออกแบบได
ออกแบบซอฟตแวรควบคมการทางานใหสามารถทางานได 3 โหมดคอ 1) โหมดผใชเปนผควบคม
2) โหมดอตโนมต สามารถตงคาระดบความดงของเสยงตอจานวนคนทตองการได 3) โหมดตงเวลา
สามารถตงคาได 9 รายการตอ 1 วน และกาหนดระดบความดงของเสยงไดอยางถกตอง ลกษณะ
ของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนแสดงดงภาพท 4-1 ถง 4-4 ซงผลทได
มดงตอไปน
ภาพท 4-1 ตวเครองดานหนา
ภาพท 4-2 ตวเครองดานบน
ภาพท 4-3 ตวเครองดานซาย
ภาพท 4-4 ตวเครองดานขวา
4.2 การทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
ในการทดสอบการทางานของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
เพอใหเกดความเทยงตรง ไดมการทดสอบดงน
เครองมอทใชในการทดสอบ
1. Function Generator GWINSTEK GFG – 8215A
2. Oscilloscope Tektronix TDS 1002
3. Multimiter YUGO M920
4.2.1 Person Mode
โหมดการทางานนใชหลกการทางานของเซนเซอรในการตรวจจบจานวนคนทเขา-ออก
แลวสงสญญาณไปยงไมโครคอนโทรลเลอรเพอทาการนบแลวเปรยบเทยบกบจานวนคนทตงคาไว
ในแตละระดบความดง ซงสามารถแกไขหรอปรบเปลยนจานวนคนไดตามตองการ จากการทดลอง
ไดตงคาจานวนคนในตวเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนดงน
ระดบท 1 จานวนคนตงแต 0 - 100
ระดบท 2 จานวนคนตงแต 101 - 200
ระดบท 3 จานวนคนตงแต 201 - 300
ระดบท 4 จานวนคนตงแต 301 - 400
ระดบท 5 จานวนคนตงแต 401 - 500
ภาพท 4-5 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-6 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-7 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-8 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-9 ผลการทดสอบระดบความดงเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ตารางท 4-1 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทแรงดนอนพต 1V ความถ 1 KHz
ระดบความดงเสยง แรงดนเอาตพต (V) 1 0.20 2 0.40 3 0.60 4 0.80 5 1.00
ตารางท 4-2 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบดจทล
ระดบความดงเสยง คาความตานทาน (KΩ) 1 7.45 2 5.61 3 3.77 4 1.93 5 0.09
จากภาพท 4-6 ถง 4-10 นามาสรปไดดงตารางท 4-1 แสดงใหเหนวา เมอกาหนดแรงดน
อนพต 1V ความถ 1 KHz เพมระดบความดงของเสยงมากขนเปนลาดบโดยการเพมจานวนคนผาน
เซนเซอรใหมากขน แรงดนเอาตพตกจะเพมขนตามระดบเสยงทเพมขนตามลาดบเชนกน
จนกระทงแรงดนมคาเทากบแหลงจายแรงดน
ตารางท 4-2 เปนการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบ
ดจทลมคา 10KΩโดยแบงออกเปน 5 ระดบ ซงเมอระดบเสยงเพมขน ความตานทานกจะลดลงตาม
กฎของโอหม
4.2.2 Timer Mode
โหมดการทางานนใชหลกการทางานโดยการตงคาเวลาตามทตองการในแตละชวงเวลาซง
สามารถทาการตงคาได 9 ชวงเวลาใน 1 วน โดยแตละชวงเวลานนสามารถกาหนดระดบเสยงไดอก
5 ระดบเสยงตามทตองการได ซงมผลการทดลองดงน
ภาพท 4-10 ผลการทดสอบระดบเสยงท 1 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-11 ผลการทดสอบระดบเสยงท 2 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-12 ผลการทดสอบระดบเสยงท 3 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-13 ผลการทดสอบระดบเสยงท 4 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ภาพท 4-14 ผลการทดสอบระดบเสยงท 5 แรงดน 1 โวลต ความถ 1 KHz
ตารางท 4-3 ผลการทดสอบแรงดนเอาตพตทแรงดนอนพต 1V ความถ 1 KHz
ชวงเวลา ระดบความดงเสยงทกาหนด แรงดนเอาตพต (V) 10.00 น.-10.59 น. 1 0.20 11.00 น.-11.59 น. 2 0.40 12.00 น.-12.59 น. 3 0.60 13.00 น.-13.59 น. 4 0.80 14.00 น.-14.59 น. 5 1.00 15.00 น.-15-59 น. 1 0.20 16.00 น.-16.59 น. 2 0.40 17.00 น.-17.59 น. 3 0.60 18.00 น.-18.59 น. 4 0.80
ตารางท 4-4 ผลการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบดจทล
ชวงเวลา ระดบความดงเสยงทกาหนด คาความตานทาน (KΩ) 10.00 น.-10.59 น. 1 7.44 11.00 น.-11.59 น. 2 5.60 12.00 น.-12.59 น. 3 3.76 13.00 น.-13.59 น. 4 1.93 14.00 น.-14.59 น. 5 0.09 15.00 น.-15-59 น. 1 7.44 16.00 น.-16.59 น. 2 5.60 17.00 น.-17.59 น. 3 3.76 18.00 น.-18.59 น. 4 1.92
จากภาพท 4-11 ถง 4-15 นามาสรปไดดงตารางท 4-3 แสดงใหเหนวา เมอกาหนดแรงดน
อนพต 1V ความถ 1 KHz ทาการตงคาในแตละชวงเวลา โดยกาหนดระดบความดงของเสยงในแต
ละชวงเวลา แรงดนเอาตพตกจะมคาการเปลยนแปลงทเหมอนกบตารางท 4-1
ตารางท 4-4 เปนการทดสอบความตานทานทตวควบคมความตานทานปรบคาไดแบบ
ดจทลมคา 10KΩโดยแบงออกเปน 5 ระดบ ซงกาหนดชวงเวลาเปน 9 ชวงเวลา คาความตานทานก
จะเปลยนแปลงเหมอนกบตารางท 4-2 ขนอยกบระดบเสยงทกาหนดไวในแตละชวงเวลา
จากการทดสอบเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ปรากฏวาเครอง
ควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนทไดสรางขนนนตรงตามขอบเขตทกาหนดไว
คอ สามารถทางานได 3 โหมดคอ 1) โหมดผใชเปนผควบคม โดยใชตวตานทานปรบคาไดในการ
ควบคมระดบความดงของเสยง 2) โหมดอตโนมต ไดออกแบบซอฟตแวรใหสามารถตงคาระดบ
ความดงของเสยงตอจานวนคนทตองการได 3) โหมดตงเวลา ไดออกแบบซอฟตแวรใหสามารถตง
คาได 9 รายการตอ 1 วน ในระดบความดงเสยงของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและ
จานวนคนซงไดแบงออกเปน 5 ระดบความดง นอกจากนเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตาม
เวลาและจานวนคนยงสามารถตงเวลาและระดบความดงของเสยงดวยคยบอรด บนทกรายการและ
รายงานสถตคนเขา-ออก ระยะเวลา 1 สปดาหและสามารถสงพมพโดยใชคอมพวเตอรได
บทท 5
สรป ปญหาและขอเสนอแนะ
5.1 สรปผลโครงงาน
โครงงานปรญญานพนธเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน ม
วตถประสงคเพอนาไปใชงานตามสถานทตองการควบคมระดบเสยงเชน หางสรรพสนคา โรงงาน
อตสาหกรรมตางๆ เปนตน โดยใชเวลาหรอจานวนคนเปนตวแปรในการควบคมระดบความดงของ
เสยง
เครองควบคมระดบเสยงนไดผลสรปตามวตถประสงคและขอบเขตตามทกลาวไวตามบท
ท 1 โดยเครองสามารถทาการเลอกการทางานได 3 โหมดดวยกนคอ 1)โหมดผใชเปนผควบคม
(Manual mode) โดยผใชสามารถปรบระดบความดงของเสยงไดตามความตองการ ในการทางานจะ
ใชตวตานทานปรบคาเพอลดหรอเพมระดบเสยง 2) โหมดอตโนมต (Automatic mode) ในโหมดน
ไดจาลองแบบทางเขาและทางออกเพอนบจานวนคนโดยใชเซนเซอรตรวจจบคนททางเขาและ
ทางออกและ 3) โหมดตงเวลา (Preset mode) จะสามารถตงเวลาไวลวงหนาเปนระยะเวลา 1
สปดาห คอวนอาทตยถงวนเสารและในแตละวนกสามารถตงชวงเวลาได 9 ชวงเวลา การทางาน
ของโหมดอตโนมตและโหมดตงเวลา จะมระดบความดงทงหมดดวยกน 5 ระดบความดงคอระดบ
ความดงท 1 ถงระดบความดงท 5 ซงระดบความดงท 5 จะเปนระดบทดงมากทสด โดยใช IC
สาเรจรปเบอร MCP 42010 เปนตวควบคมระดบความดงของเสยงทสงการทางานมาจากไมโคร
คอลโทรลเลอรตามเงอนไขทกาหนด
จากการทดสอบการทางานในสวนตางๆของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาผล
ปรากฎวา สามารถควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาทกาหนดได บนทกรายการได 7 วนคอวน
อาทตยถงวนเสาร ตงคาเวลาได 9 รายการตอ 1 วนโดยใชคยบอรดในการตงคา มการแสดงผลโดย
ใช LCD การทางานของตวเครองสามารถทางานได 3 โหมดคอผใชเปนผควบคม โหมดอตโนมต
โหมดตงเวลาตวเครองสามารถจดจาและนบเวลาตอไดเมอหยดจายไฟ
มการรายงานสถตคนเขา-ออกได 1 สปดาหโดยรายงานเปนตารางและกราฟซงสามารถสงพมพคน
เขา-ออกไดโดยใชคอมพวเตอร
5.2 ปญหาและแนวทางการแกไข
ปญหาทเกดขนในระหวางการดาเนนการ เปนปญหาทจาเปนตองไดรบการแกไข โดยจะม
ลกษณะของปญหาและวธการแกไขดงตอไปน
1. เมอทาการเลอกโหมดอตโนมตเปลยนเปนโหมดผใชเครองเกดอาการคางไมสามารถ
ทางานตอได เนองจากมการดงกระแสจากวงจรรเลย
แนวทางการแกไข ใช Opto couple เพอแยกชดแหลงจายไฟออกจากภาครเลยไมใหไป
รบกวนในวงจรไมโครคอนโทรลเลอร
2. มสญญาณรบกวนทาใหสญญาณเสยงเพยน
แนวทางการแกไข แยกสญญาณกราวดเปน 2 ชดคอกราวดของวงจรรเลยกบกราวดของ
ไมโครคอนโทรลเลอร
5.3 ขอเสนอแนะในการพฒนาโครงงาน
ในการทาโครงงานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนเพอใหเครอง
มคณภาพและประสทธภาพดขนไดมขอเสนอแนะในการพฒนาโครงการดงตอไปน
1. ควบคมการทางานผานระบบไรสายได
2. ออกแบบฟงกชนการใชงานในรปแบบทงายขน เชน เมนการตงคา
3. เขยนซอฟตแวรในระดบทสงขน เชน สามารถควบคมตวเครองไดโดยควบคมผาน
คอมพวเตอร
บรรณานกรม ภาษาไทย
จลพจน สจรตธรรมและศราวฒ วรรณชาต “เครองชงนาหนกระบบดจตอล”
ปรญญานพนธอตสาหกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยอเลกทรอนกส ภาควชา
ไฟฟาวทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ,
2548
ชยธช ชสมา, ดนย จนทราภย “นาฬกาบอกเวลาดวยเสยงสาหรบผพการทางสายตา”
ปรญญานพนธอตสาหกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยอเลกทรอนกส ภาควชา
เทคโนโลยวศวกรรมไฟฟา วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนทคโนโลยพระจอม
เกลาพระนครเหนอ, 2548
ชาต อธอาภานนท, ชานนท อรสาร, ศภชย เวชวนช “เครองบนทกรปคลนสญญาณไฟฟา”
ปรญญานพนธวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยวศวกรรมอเลกทรอนกส
ภาควชาเทคโนโลยวศวกรรมไฟฟา วทยาลยเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลย
พระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2549
นกร แทนแกว, สทธชน แกวแสงทอง “เครองเตอนภยแบบไรสายภายในบาน”
ปรญญานพนธครศาสตรอตสาหกรรมบณฑต สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา ภาควชาครศาสตร
ไฟฟา สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, 2548
นคร ภกดชาต และ ชยวฒน ลมพรจตรวไล “ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51”
วศรต ศรรตนะ “เซนเซอรและทรานดวเซอรในงานอตสาหกรรม”โรงพมพวฒนาพานช, 2530
ภาษาองกฤษ
PC - Serial port Interfaceing text-lab manual nd2 Edition, www.inex.co.th/books/books.html
Microchip Technology lnc, Datasheet for electronic components, www.datasheetcatalog.com
ภาคผนวก ก รายละเอยดคาใชจาย
ตารางท ก -1 วสดสาหรบโครงงานปรญญานพนธ
ลาดบท
รายการ จานวน จานวนเงน (บาท)
หนวยละ รวม 1 IC เบอร P89V51RD2 1 128 128 2 IC เบอร MCP42010 1 78 78 3 IC เบอร 24LC02 1 11 11 4 IC เบอร DS1302 1 40 40 5 IC เบอร ULN2003 1 6 6 6 IC เบอร MC7805 1 8 8 7 LCD Module 1 250 250 8 ET-USB RS232 mini 1 440 440 9 R fix 10 1 10 10 VR 1 20 20 11 C fix 30 3 90 12 Relay 2 55 110 13 Bridge 2 4 8 14 Photo Transistor 2 5 10 15 Photo Diode 2 3 6 16 Crystal 18.432 MHz 1 10 20 17 Socket IC 6 10 60 18 สายไฟ 220 V AC 1 50 50 19 สวตช 1 35 35 20 หมอแปลง 2 107 214 21 หวตอไฟ AC 1 110 110 22 แผนวงจรลายวงจรพมพคยบอรด 1 300 300 23 แผนวงจรลายวงจรพมพเครองควบคมระดบเสยง 1 500 500 24 แผนอะครลก 1 120 120 25 กลองอเนกประสงค 1 250 250 รวม 2,878
ภาคผนวก ข คมอการใชงานเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
หนาทการทางานของปมและวธการใชงาน
ภาพท ข-1 ลกษณะดานหนาของเครองควบคมระดบเสยงตามเวลาและจานวนคน
1. สวนทใชในการปอนคา
2. ปม เปนสวนทใชตกลง
3. ปม เปนปมทใชในการออกจากโหมดการทางานหรอวนกลบครงละ 1 ขนตอน
ภาพท ข-2
4. ปม เปนปมทใชในการเลอกโหมดการทางานทง 3 โหมดการทางาน เมอกดปมจะ
ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-2
ภาพท ข-3
4.1 เมอตองการเลอกโหมดการทางานตามเวลา ใหทาการกดปมตามหมายเลข 1 จะปรากฏ
หนาจอดงภาพท ข-3
ภาพท ข-4
4.2 เมอตองการเลอกโหมดการทางานตามจานวนคน ใหทาการกดปมตามหมายเลข 2 จะ
ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-4
ภาพท ข-5
4.3 เมอตองการเลอกโหมดการทางานแบบปรบคาเอง กดปมตามหมายเลข 1 จะปรากฏ
หนาจอดงภาพท ข-5
ภาพท ข-6
5. ปม เปนปมทใชในการตงคาโหมดการทางานตางๆของเครองควบคมระดบเสยง
อตโนมตตามเวลาและจานวนคน เมอกดปมจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-6
ภาพท ข-7
5.1 เมอตองการตงคาโหมดการทางานแบบ Preset mode ใหทาการกดปม จะปรากฏ
หนาจอดงภาพท ข-7
ภาพท ข-8
5.1.1 ทาการเลอกวนทตองการตงระดบเสยงโดยกดปมหมายเลข 1-7 จะปรากฏ
หนาจอดงภาพท ข-8
5.1.2 ทาการตงคาเวลาซงสามารถตงได 9 ชวงเวลา และระดบเสยงสามารถตงได
ตงแตระดบ 1-5 ระดบ โดยมสญญาณกระพรบทตาแหนงแรก จากนนกกดปมตวเลขเวลา
และระดบเสยงทตองการ
5.1.3 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม
ภาพท ข-9
5.1.4 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอยจนกระทง
วนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-9
5.1.5 ทาการตงคาวนถดไปตามตองการตามขนตอนท 5.1.1-5.1.4
ภาพท ข-10
5.2 เมอตองการทาการตงคาโหมดการทางานแบบ Auto mode ใหทาการกดปม จะ
ปรากฏหนาจอดงภาพท ข-10
ภาพท ข-11
5.2.1 เมอตองการเปลยนแปลงคาจานวนคน ใหกดปมตวเลขลงบรเวณทม
สญญาณกระพรบอยดงภาพท ข-11
5.2.2 เมอปอนคาจานวนคนแลว สญญาณกระพรบจะเลอนลงมาบรรทดถดไปโดย
ระดบความดงจะคงทตงแตระดบ 1-5
5.2.3 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม
ภาพท ข-12
5.2.4 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอยจนกระทง
วนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-12
ภาพท ข-13
5.3 เมอตองการตงคาโหมดการทางาน System mode ใหทาการกดปม จะปรากฏ
หนาจอดงภาพท ข-13
ภาพท ข-14
5.3.1 เมอตองการตงคาวนและเวลาจรงใหทาการกดปม จะปรากฏหนาจอดง
ภาพท ข-14
5.3.1.1 สามารถทาการเปลยนแปลงวนโดยกดปมดงน
เปน Sun
เปน Mon
เปน Tue
เปน Wed
เปน Thu
เปน Fri
เปน Sat
5.3.1.2 หลงจากนนสญญาณกระพรบจะเลอนไปยงสวนของ Date กทา
การปอนคาวน เดอน ป ทตองการ
5.3.1.3 หลงจากนนสญญาณกระพรบจะเลอนไปยงสวนของ Time กทา
การปอนคาเวลา ทตองการ
5.3.1.4 เมอตองการแกไขหรอวนกลบใหทาการกดปม
ภาพท ข-15
5.3.1.5 เมอไมตองการเปลยนแปลงคาเดมใหกดปม ไปเรอย
จนกระทงวนกลบมายงหนาจอการตงคาโหมดการทางานดงภาพท ข-15
ภาพท ข-16
5.3.2 เมอตองการตงคาความเรวในการรบสงขอมล Baud rate โดยกดปม
จะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-16
5.3.2.1 การกาหนดทความเรวไมเกน 57600 bps หรอ 57600 bps
ภาพท ข-17
5.3.3 การโหลดขอมลไปยงคอมพวเตอรโดยกดปม เมอตองการเชคจานวน
คนและระดบเสยงในชวงเวลาในแตละวนจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-17
ภาพท ข-18
6. ปม เปนปมกดเพอกาหนดระยะเวลาในการเกบขอมล โดยกาหนดระยะเวลา
ตงแต 1นาทจนถง 254 นาท ซงจะปรากฏหนาจอดงภาพท ข-18
ขนตอนในการอพโหลดผานคอมพวเตอร 1. นาเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนเชอมตอกบคอมพวเตอรผานพอรต USB และทาการลงไดรฟเวอร
ภาพท ข-19
2. เปดโปรแกรม HyperTerminal โดยจะมอยในคอมพวเตอรแตละเครองดงภาพท ข-19
ภาพท ข-20
3.หนาตางโปรแกรมนนจะปรากฏดงภาพท ข-20
ภาพท ข-21
4.ตงชอไฟลงานทตองการลงไปในชองวางแลวกดปม OK จะปรากฏดงภาพท ข-21
ภาพท ข-22
5.ทาการเลอกพอรตทจะทาการเชอมตอกบเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนดงภาพท ข-22 แลวกด OK
ดงภาพท ข-23
6.หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-23 แลวทาการเลอก Bits per second ใหตรงกบ Baud Rateของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนแลวกด OK
ภาพท ข-24
7.โปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-24
ภาพท ข-25
8.ตงคาของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคนโดยกดปม 3 ดงภาพท ข-25
ภาพท ข-26
9.หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-26 แลวตงคา Baud rate ใหตรงกบ Bits per second ของ
โปรแกรม HyperTerminal โดยกดปมเลข 2
ภาพท ข-27
10. หนาตางโปรแกรมจะปรากฏดงภาพท ข-27 โดยการกาหนดทความเรวไมเกน 57600 bps หรอ
57600 bps
ภาพท ข-28
11. จากนนจะปรากฏหนาตางโปรแกรมดงภาพท ข-28 แลวกดปมเลข 3 เพอทาการอพโหลดคา
ภาพท ข-29
12.หนาตางโปรแกรม HyperTerminal จะปรากฏดงภาพท ข-29 ซงแตละสวนจะมความหมาย
ดงตอไปน
1. จานวนททาการเกบคา
2. วนททาการเกบคา
3. เวลาททาการเกบคา
4. จานวนคนทอยภายในอาคาร
5. ระดบเสยงทตงคาไว
6. จานวนคนทเขาใชในแตละวน
13. จากขอมลขางตนสามารถแสดงผลโดยใช Microsoft Excel ในการแสดงผลเปนกราฟหรอตาราง
ไดโดยงาย
ภาคผนวก ค ลายวงจรพมพและการวางอปกรณ
ภาพท ค-1 วงจรพมพของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน (ดานลาง)
ภาพท ค-2 วงจรพมพของเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน (ดานบน)
ภาพท ค-3 วงจรพมพของคยบอรดเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
(ดานลาง)
ภาพท ค-4 วงจรพมพของคยบอรดเครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
(ดานบน)
ภาคผนวก ง ขอมลทางเทคนคอปกรณทสาคญ
ประวตผเขยน
ชอ : นายสรศกด ขอเพชร นายทรพยทว สขพรรษกจ ชอปรญญานพนธ : เครองควบคมระดบเสยงอตโนมตตามเวลาและจานวนคน
An Automatic Sound Level Controller Adjusted by Time and
Population
สาขาวชา : วศวกรรมไฟฟา
ประวตผเขยนคนท 1
ประวตสวนตว นายสรศกด ขอเพชร เกดวนท 20 สงหาคม 2529 ประวตการศกษา ประถมศกษา โรงเรยนรตนศกษา จงหวดสพรรณบร (2541) มธยมศกษาตอนตน โรงเรยนรตนศกษา จงหวดสพรรณบร (2544) ระดบประกาศนยบตรวชาชพ สาขาอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคสพรรณบร (2547) สถานทตดตอ บานเลขท 14 ม.4 ตาบลอทอง อาเภออทอง จงหวดสพรรณบร 72160 ประวตผเขยนคนท 2 ประวตสวนตว นายทรพยทว สขพรรษกจ เกดวนท 10 กมภาพนธ 2530 ประวตการศกษา ประถมศกษา โรงเรยนบานคลองปรง จงหวดชลบร (2541) มธยมศกษาตอนตน โรงเรยนบอทองวงษจนทรวทยา จงหวดชลบร (2544) ระดบประกาศนยบตรวชาชพ สาขาอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคชลบร (2547) สถานทตดตอ บานเลขท 270 ม.5 ตาบลเกษตรสวรรณ อาเภอบอทอง จงหวดชลบร 20270