{

ความรู้��เบื้�องต้�นและการู้ทำ�างานของ

หุ่��นยนต้�โดย อ.วิ�ทยากร ยาสิ�งห์�ทอง

โรงเร�ยนฝางวิ�ทยายน อ.บ้�านฝาง จ.ขอนแก�น

ทำ�าไมต้�องเรู้�ยนรู้��หุ่��นยนต้�หุ่��นยนต้�ใหุ่�ทำ�กษะหุ่ล�ก ๆ ก�บื้เรู้า

3 ด้�าน1. ทำ�กษะทำางด้�านกลไก

2. ทำ�กษะทำางด้�านอ$เล%กทำรู้อน$กส์�3. ทำ�กษะทำางด้�านการู้เข�ยนโปรู้แกรู้ม

1. ทำ�กษะทำางด้�านกลไก 1.1 ล�อ ยาง ขา รู้ะบื้บื้

ข�บื้เคล)อน

1.3 เฟื+อง รู้ะบื้บื้ทำด้ก�าล�ง1.4 โครู้งส์รู้�าง ส์มด้�ล

1.2 มอเต้อรู้�

เข�าใจการู้ทำ�างานของรู้ะบื้บื้เฟื+อง ล�อ การู้ถ่�วงส์มด้�ล การู้ข�บื้เคล)อนมอเต้อรู้�ได้� น�าความรู้��ไปส์รู้�างส์$)งปรู้ะด้$ษฐ์�ใหุ่ม� ๆ

1.1 ล�อ ยาง ขา รู้ะบื้บื้ข�บื้เคล)อน

Beam มอเต้อรู้�ข�บื้ต้รู้ง

ล�อข�บื้เคล)อนธรู้รู้มด้า

ล�อปรู้ะคอง

ข�บื้เคล)อน 4 ล�อ

ข�บื้เคล)อน X ล�อ

ข�บื้เคล)อนด้�วยล�อส์ายพาน

TransWheel

Omni Robot 3 ล�อ

Omni Robot 4 ล�อ

Mecanum Wheels

หุ่��นยนต้�ทำ�)ใช้� Mecanum

Wheels

หุ่��นยนต้�ทำ�)ใช้� Mecanum

Wheels

หุ่��นยนต้� 6 ขา ใช้�เซอรู้�โว 3 ต้�ว

หุ่��นยนต้�เด้$นส์องขาเซอรู้�โว 2 ต้�ว

หุ่��นยนต้� 6 ขา ใช้�เซอรู้�โว 12 ต้�ว

หุ่��นยนต้� 6 ขา ใช้�เซอรู้�โว 18 ต้�ว

หุ่��นยนต้� Worm เด้$นโยก และหุ่ม�นต้�ว

หุ่��นยนต้� Worm เด้$นโยก และหุ่ม�นต้�ว

หุ่��นยนต้�ต้ะขาบื้

หุ่��นยนต้�เด้$นส์องขา ด้$จ$ต้อลเซอรู้�โว 16 ต้�ว

1.2 มอเต้อรู้�

มอเต้อรู้�ไฟืต้รู้งพ�นฐ์าน

มอเต้อรู้� Brushless

มอเต้อรู้� Brushless

มอเต้อรู้� Brushless

มอเต้อรู้� Stepper

หุ่��นยนต้� MicroMouse ใช้� Stepper Motor

หุ่��นยนต้� MicroMouse ใช้� Stepper Motor

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

เร�อใบ้

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

ห์��นยนต์�ขนาดเล็�ก

เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

โวิล็��ม

เฟื"อง

Inside เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

การู้ทำ�างานภายใน เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

หุ่ล�กการู้ทำ�างาน เซอรู้�โวมอเต้อรู้�

เอาเซอรู้�โวมอเต้อรู้�ไปทำ�าหุ่��นยนต้�

1.3 เฟื+อง รู้ะบื้บื้ทำด้ก�าล�ง

ช้�ด้เฟื+องข�บื้มอเต้อรู้�แบื้บื้ต้�างๆ

อ�ต้รู้าทำด้เฟื+อง

อ�ต้รู้าทำด้เฟื+องหุ่ลายช้��น

แกะเฟื+องมาค�านวณ

เข�าใจการู้ทำ�างานของรู้ะบื้บื้เฟื+อง ล�อ การู้ถ่�วงส์มด้�ล การู้ข�บื้เคล)อนมอเต้อรู้�ได้� น�าความรู้��ไปส์รู้�างส์$)งปรู้ะด้$ษฐ์�ใหุ่ม� ๆ

อ�ต้รู้าทำด้เฟื+องหุ่ลายช้��น

1.4 โครู้งส์รู้�าง

โครงสิร�างห์��นยนต์�ร$ปแบ้บ้ต์�างๆ

Robo-Circle Robo-PICA

Robo-BuilderRobo-Creator Rescue Robot

Micom-Car

Open Source Hardware

แบื้บื้ Laser Cut

แนะน�าhttp://www.thingiverse.com

Open Source Hardware

Electric Turtle

Open Source Hardware

Open Source Hardware

Open Source Hardware

Mini Servo Gripper

Open Source Hardware

Open Source Hardwareเค�าบื้อกว�า A better Pop-bot

DescriptionI bought a Pop-bot kit and was very dissapointed with the plastic platform that came with the kit. So I designed a better one.

2. ทำ�กษะทำางด้�านอ$เล%กทำรู้อน$กส์�

2.1 แหุ่ล�งจ�ายไฟื

2.3 วงจรู้ข�บื้มอเต้อรู้�2.4 วงจรู้ต้รู้วจจ�บื้ต้�างๆ

2.2 ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�

2.1 แหุ่ล�งจ�ายไฟื

Adaptor

เป5นแบื้บื้หุ่ม�อแปลงทำ�)วไป

เป5นแบื้บื้ส์ว$ต้ช้$)งส์�ญญาณรู้บื้กวนน�อย

กว�าจ�ายก�าล�งได้�มากกว�า

ถ่�านอ(ล็คาไล็น� / NiMH

1.5V 1.2V

ถ่�านช้ารู้�จแบื้บื้ Low Self Discharge การู้คายปรู้ะจ�น�อยเม)อไม�ได้�ใช้�

แบื้ต้เต้อรู้�)ต้ะก�)วกรู้ด้ ต้ะก�)วกรู้ด้ม�ซ�ลด้�

ป7องก�น

แบ้ต์เต์อร�*แบ้บ้ Lead-Acid

แบ้ต์เต์อร�*แบ้บ้ Li-PO

Lithium-Polymer Battery

แบ้ต์เต์อร�*แบ้บ้ Li-PO

ม�ขนาด้ใหุ่�เลอกใช้�งานค�อนข�างมาก

เคร�*องชาร�จ

แบื้บื้จ�ายกรู้ะแส์ต้�)าปรู้ะมาณ 800 mA

Battery Monitor

Lipo Alarm

เคร�*องม�อวิ(ดแบ้ต์เต์อร�*

เคร�*องชาร�จ

ช้ารู้�จได้�ทำ��ง NiMH,Pb และ Lipo

ควบื้ค�มด้�วยไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�

2.2 ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�

อ$นพ�ต้ เอาต้�พ�ต้

ปรู้ะมวลผล

ห์ล็(กการของระบ้บ้ควิบ้ค�ม

ป7อนกล�บื้

คอมพ$วเต้อรู้� คอ อ�ปกรณ์�ท�*ใช�ซอฟืต์�แวิร�เป/นต์(วิด0าเน�นการท0างาน วิ�าต์�องการให์�อ�ปกรณ์�ใดท0างานใดบ้�าง

การพั(ฒนาระบ้บ้คอมพั�วิเต์อร�ก�เป/นร$ปเป/นร�างมากข34นเม�*อ Intel ได�พั(ฒนาอ�ปกรณ์�สิ0าห์ร(บ้ประมวิล็ผล็ค0าสิ(*ง ท�*เร�ยกวิ�า ไมโ“ครโปรเซสิเซอร� ” "(Microprocessor)"

MPU 4004 (MCS-4)

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

ไมโครู้โปรู้เซส์เซอรู้�การู้ทำ�างานของไมโครู้โพรู้เซส์เซอรู้� จะทำ�าหุ่น�าทำ�)ปรู้ะมวลค�าส์�)งข�อม�ลในรู้�ปส์�ญญาณด้$จ$ต้อล มาเทำ�ยบื้ก�บื้ต้ารู้างช้�ด้ค�าส์�)ง เพ)อก�าหุ่นด้การู้ทำ�างานในแบื้บื้ต้�างๆ ส์�วนอ�ต้รู้าการู้ปรู้ะมวลผลน��น ข9�นอย��ก�บื้ความถ่�)ส์�ญญาณนาฬิ$กาทำ�)ป7อนใหุ่� ไมโครู้โพรู้เซส์เซอรู้� จ�าเป5นต้�องม�อ�ปกรู้ณ�รู้�วมอ)นๆปรู้ะกอบื้เข�าด้�วยก�น ไม�ว�าจะเป5นหุ่น�วยความจ�า อ�ปกรู้ณ�รู้�บื้-ส์�งส์�ญญาณต้�างๆ

Address

Data

Microprocessor

ROM

RAM

I/O

Address

Data

Address

Data

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ก�บื้ไมโครู้โปรู้เซส์เซอรู้�

Address

Data

Microprocessor

ROM

RAM

MicroController

I/O

Oscillator

Address

Data

Address

Data

Interrupt

Watchdog

จรู้$ง ๆ แล�วไมโครู้โปรู้เซส์เซอรู้�ส์ามารู้ถ่น�าไปปรู้ะย�กต้�ใช้�ในงานต้�างๆ มากมาย แต้�ด้�วยขนาด้ของรู้ะบื้บื้ซ9)งม�ขนาด้ใหุ่ญ� รู้วมถ่9งล�กษณะงานบื้างอย�างไม�จ�าเป5นต้�องใช้�ความส์ามารู้ถ่ในการู้ปรู้ะมวลผลมากน�กไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�จ9งได้�ถ่อก�าเน$ด้ข9�น โด้ยได้�ทำ�าการู้รู้วมอ�ปกรู้ณ�พ�นฐ์านต้�างๆเข�ามาอย��ในไอซ�ต้�วเด้�ยว เพ)อลด้ขนาด้และความซ�บื้ซ�อนของวงจรู้ลง ทำ�าใหุ่�รู้าคาของรู้ะบื้บื้ถ่�กลง

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ทำ�)ม�ใช้�งานทำ�)ว ๆ ไป

ไมโครู้โปรู้เซส์เซอรู้�

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้� PIC

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้� MCS-51

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้� BASIC Stamp

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้� AVR

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ทำ�)ม�ใช้�งานทำ�)ว ๆ ไป

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

ต้�วอย�างการู้ใช้�งานไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ในเครู้)องปรู้�บื้อากาศ

ต้ รู้ ว จ ส์ อ บื้ ก า รู้ เ ป< ด้จ า ก รู้� โ ม ต้ หุ่ รู้ อ ส์ ว$ ต้ ช้�

รู้ ะ บื้ บื้ ค ว บื้ ค� ม ข อ ง เ ค รู้) อ ง ป รู้� บื้ อ า ก า ศ

ส์�) ง ใ หุ่� ค อ ม เ พ รู้ ส์ เ ซ อ รู้� ทำ�า ง า น

ต้ รู้ ว จ ส์ อ บื้ อ� ณ หุ่ ภ� ม$ จ า ก เ ซ น เ ซ อ รู้� ก� บื้ ค� า ทำ�) ต้�� ง ไ ว�

ส์�) ง ใ หุ่� ค อ ม เ พ รู้ ส์ เ ซ อ รู้� หุ่ ย� ด้ ทำ�า ง า น

ม า ก ก ว� าค� า ทำ�) ต้�� ง ไ ว�

น� อ ย ก ว� าค� า ทำ�) ต้�� ง ไ ว�

+V

220V

C om pressor

Microcontroller

A/D in

D ig ita l In

D ata In

D ig ita l O ut

สิ$�โล็กไมโครคอนโทรล็เล็อร�

รู้�ปแบื้บื้ทำ�) 1 ใช้�ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ม�ต้�วแปลภาษา• โมด้�ลส์�าเรู้%จรู้�ป ไม�ต้�องพ9)งอ�ปกรู้ณ�

ภายนอก• ม� อ$นเต้อรู้�พรู้�ต้เต้อรู้� (ต้�วแปลภาษาในต้�ว)

• ซอฟืต้�แวรู้�ภาษาเบื้ส์$กเข�ยนง�าย ม�ใหุ่�ใช้�งานฟืรู้�• ใช้�เวลาในการู้เรู้�ยนรู้��น�อย พ�ฒนางานได้�เรู้%ว

รู้าคาค�อนข�างส์�งเมอเทำ�ยบื้ก�บื้ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ต้รู้ะก�ลอ)น

การพั(ฒนาไมโครคอนโทรล็เล็อร�ในป6จจ�บ้(น

รู้�ปแบื้บื้ทำ�) 2 ใช้�ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้�ผ�านคอมไพเลอรู้�• ต้�องใช้�เครู้)องโปรู้แกรู้มภายนอกในการู้

โปรู้แกรู้ม• คอมไพเลอรู้�ภาษา C แจกฟืรู้�• ทำ�างานด้�วยความเรู้%วส์�ง• รู้าคา(ไมโครู้คอนโทำรู้ลเลอรู้� ) ไม�แพง

ส์�าหุ่รู้�บื้ผ��เรู้$)มต้�น ใช้�รู้ะยะเวลาในการู้เรู้�ยนรู้��นานกว�ารู้�ปแบื้บื้ทำ�) 1

การพั(ฒนาไมโครคอนโทรล็เล็อร�ในป6จจ�บ้(น

Arduin

o

คอมไพเลอรู้� Opensource

Edit + Compile + Download

POP-XT

www.arduino.cc

ต์�นก0าห์นด Arduino

• ค��มออ�างอ$งการู้ใช้�งาน• ต้�วอย�างฮารู้�ด้แวรู้�• จ�ด้ก�าเน$ด้ IDEA• ทำ�)ด้าวน�โหุ่ลด้โปรู้แกรู้ม• ทำ�)ซ�กถ่ามป?ญหุ่า

• ช้�ด้ค�าส์�)ง• ไลบื้รู้ารู้�)• ต้�วแปรู้• ค�าส์งวน

ข�อม$ล็อ�างอ�งสิ0าห์ร(บ้เข�ยนโปรแกรม

โครู้งการู้ Opensource จาก Arduino

POP-XT ของ inex

HARDWARE

ต์�นก0าเน�ด POP-XT

2.3 วงจรู้ข�บื้มอเต้อรู้�

BATTERY

+-

M

BATTERY

-+

M

ต้ามเข%มนาฬิ$กา ทำวนเข%มนาฬิ$กา

การข(บ้มอเต์อร�

M

BATTERY

+-

BATTERY

+-

S1

S2

การข(บ้มอเต์อร�

ไส์�ส์ว$ต้ช้�เพ)อกล�บื้ทำ$ศทำางมอเต้อรู้�

Q3R3

IN2

Q2R2

Q4R4

Q1R1

IN1

M

+V

เม�*อต์�องควิบ้ค�มท�ศทางด�วิยไมโครฯ

ใช� IC ข(บ้มอเต์อร�สิ0าเร�จร$ป

P12

P13

P14

P15

1213

11

12 3

910

8 54

6

9

2

7

1

15

10

16

13 12 5 4

I C6L293DNE

1A

2A

12EN

4A

3A

Vcc1

34EN

1Y

2Y

4Y

3Y

3

6

14

11

8

+Vm

25

24

23

22

M

M

• L293D ข(บ้มอเต์อร�ได� 2 ต์(วิ• ควิบ้ค�มท�ศทางการห์ม�นได�• ปร(บ้ควิามเร�วิการห์ม�นได�

ใช� IC ข(บ้มอเต์อร�สิ0าเร�จร$ป

Dual VNH2SP30 Motor Driver Carrier MD03A

Pololu

ใช� IC ข(บ้มอเต์อร�สิ0าเร�จร$ป

วิงจรข(บ้มอเต์อร�ของ POP-XT

4.8V 4.8V

2.4V

Volt

Time

Volt

Time

4.8V3.6V

Volt

Time

4.8V

1.2V

Volt

Time

• จ�ายไฟืเป5นแบื้บื้พ�ลส์�• ช้�วงบื้วกมากหุ่ม�นเรู้%ว• ช้�วงบื้วกน�อยหุ่ม�นช้�า

ปร(บ้ควิามเร�วิมอเต์อร� PWM

2.4 วงจรู้ต้รู้วจจ�บื้ต้�างๆ

5 ปรู้ะส์าทำรู้�บื้รู้��ของมน�ษย�การู้ส์�มผ�ส์

การู้มองเหุ่%นการู้ได้�ย$นเส์�ยง

การู้รู้�บื้รู้��รู้ส์การู้รู้�บื้รู้��กล$)น

1. เซนเซอรู้�ต้รู้วจจ�บื้แส์งด้�วยต้�วต้�านทำานแปรู้ค�าต้ามแส์ง

ได้�รู้�บื้แส์ง มาก ค�าทำ�)ต้รู้วจว�ด้ได้� มากได้�รู้�บื้แส์ง น�อย ค�าทำ�)ต้รู้วจว�ด้ได้� น�อย

GN D

+ 5V

O U TLD R

R 24k7

A nalog to D ig ita lC onverter M icrocontro lle r

Analog0-5V

D ig ital Value

0-1023 (10 b it)

0-255 (8 b it)

1. เซนเซอรู้�ต้รู้วจจ�บื้แส์งด้�วยต้�วต้�านทำานแปรู้ค�าต้ามแส์ง

ได้�รู้�บื้แส์ง น�อย ค�าทำ�)ต้รู้วจว�ด้ได้� มากได้�รู้�บื้แส์ง มาก ค�าทำ�)ต้รู้วจว�ด้ได้� น�อย

GN D

+ 5V

O U T

LD R

R 24k7 A nalog to D ig ita l

C onverter M icrocontro lle rAnalog

0-5V

D ig ital Value

0-1023 (10 b it)

0-255 (8 b it)

การู้แข�งข�นหุ่��นยนต้�

Robot Camp พรู้ะจอมเกล�าพรู้ะนครู้เหุ่นอ 2546

Robot Camp พรู้ะจอมเกล�าพรู้ะนครู้เหุ่นอ 2546 (Interactive C)

ค�ายเยาวช้นส์มองแก�ว ป@ 2547

หุ่��นยนต้�ว$)งต้ามเส์�นแบื้บื้ม�เส์�นต้�ด้ขวาง แข�งความเรู้%ว

หุ่��นยนต้� ซ�โม�

หุ่��นยนต้� ว$)งเป@� ยว

หุ่��นยนต้� ด้�บื้เพล$ง

แข�งข�นหุ่��นยนต้� ส์ส์วทำ ป@ 2549

แข�ง Micom Car พรู้ะจอมเกล�าพรู้ะนครู้เหุ่นอ ป@ 2549

แข�ง TPA Junior Robot 2008 ถ่นนส์�ขาว

แข�ง TPA Junior Robot 2009 หุ่��นยนต้�ส์องต้�วช้�วยก�นขนย�ายกรู้ะปAอง

แข�งข�นหุ่��นยนต้�ย�าโมโรู้บื้อทำ ป@ 2009

แข�งข�นหุ่��นยนต้�เก%บื้ของใต้�น��า Singapore Robot Games 2010

แข�งข�นหุ่��นยนต้� RoboFest ป?ญญาภ$ว�ฒน� 2554 (Relay Rover )

แข�งข�นหุ่��นยนต้� TPA Robot 2554

แข�งข�นหุ่��นยนต้� TPA Robot 2555

แข�งข�นหุ่��นยนต้� Balloon War

แข�งข�นหุ่��นยนต้� Balloon War

แข�งข�นหุ่��นยนต้� ว�ายน��าควบื้ค�มด้�วย Android

แข�งข�นหุ่��นยนต้� TPA Robot 2556

แข�งข�นหุ่��นยนต้� TPA Robot 2556

กฤษด้า ใจเย%นบื้รู้$ษ�ทำ อ$นโนเวต้�ฟื เอ%กเพอรู้$เมนต้� จ�าก�ด้

108 ซอยส์�ข�มว$ทำ 101/2 ถ่.ส์�ข�มว$ทำแขวงบื้างนา เขต้บื้างนา กรู้�งเทำพฯ 10260โทรศ(พัท� 02-7477001-4 โทรสิาร 02-7477005www.inex.co.th

ขอขอบื้ค�ณ