การทดลองที่ 4.4

สัญญาณอินพุต-แอนะล็อก

และการใช้งานร่วมกับบอร์ด Arduino 

วัตถุประสงค์ในการทดลอง

1.    ฝึกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด อย่างถูกต้อง

2.   ฝึกการป้อนสัญญาณอินพุตเป็นแอนะล็อคให้กับบอร์ด Ardunio

3.   ฝึกทักษะในการเขียนโปรแกรม Ardunio เพื่อติด/ดับ ตามปริมาณแสง

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง  

1.    แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด)                                          1 อัน

2.   บอร์ด Ardunio (ใช้แรงดัน +5v.)                              1 บอร์ด

3.   ตัวต้านทานปรับค่าได้ 10kโอห์ม หรือ 20k โอห์ม     1 ตัว

4.   ตัวต้านทานไวแสง LDR                                             1 ตัว

5.   ไดโอดเปล่งแสงขนาด 5 มม.                                      1 ตัว

6.   ตัวต้านทาน 330 หรือ 470 โอห์ม                               1 ตัว

7.   ตัวต้านทาน 10k โอห์ม                                                1 ตัว

8.   สายไฟสำหรับต่อวงจร                                                1 ชุด

9.   มัลติมิเตอร์                                                                   1 เครื่อง

ขั้นตอนและผลการทดลอง

1.  ต่อวงจรตามผังวงจรในรูปที่4.4.1 บนเบรดบอร์ด ร่วมกับบอร์ด Arduino โดยใช้แรงดันไฟเลี้ยง

VCC=+5V และ Gnd จากบอร์ด Arduino เท่านั้น (ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดก่อน จากนั้นจึงเชื่อมต่อ

สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตของบอร์ด Arduino เมื่อตรวจสอบความถูกต้อง แล้วจึงป้อนแรงดันไฟ

เลี้ยงและ Gnd ตามลําดับ)

ผังวงจร  4.4.1 

 ภาพการต่อวงจรตามรูปที่ 4.4.1  

ภาพการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด

2.  เขียนโปรแกรมตามตัวอย่างโค้ดที่กําหนดให้และทําขั้นตอน Upload จากนั้นให้ทดลองหมุนปรับค่าที่

ตัวต้านทานปรับค่าได้หรือปิดบริเวณส่วนรับแสงของ LDR เปิดหน้าต่าง Serial Monitor ของ

Arduino IDE แล้วสังเกตข้อความที่ถูกส่งมาจากบอร์ด Arduino

โค้ดตัวอย่างสำหรับ Ardunio

3. ปรับแก้โค้ดตัวอย่าง เพื่อให้วงจรและบอร์ด Arduino แสดงพฤติกรรมดังนี้ถ้าปิดส่วนรับแสงของตัว

ต้านทานไวแสง LDR หรือมปรี ิมาณแสงนอยลง ้ จะทําให LED1 “ ้ สว่าง” แต่ถ้า LDR ได้รับแสงตาม

สภาวะแสงปรกติหรือได้รับปริมาณแสงมาก จะทําให LED1 “ ้ ไม่ติด” 

ภาพวงจร

บันทึกผลการทดลอง

จากการทดลองข้อที่ 2 : ผลคือ LED ไม่ติด เนื่องจากใน code คำสั่งไม่มีการกำหนดค่าให้ไฟให้ติด แต่เมื่อสังเกตจากข้อความที่ถูกส่งออกมาจาก Ardunio แล้วพบว่า ค่าที่ออกมา ยกตัวอย่างเช่น Read802, 954 ค่าตัวเลขข้างหลัง Read คือค่าความต้านทานของ LDR และตัวเลขข้างหลัง (,) คือ ค่าตัวต้านทานที่หมุนปรับค่าได้ (Trimport)  

จากการทดลองข้อที่ 3 : เราสามารถปรับแก้ code ตัวอย่างได้โดย สร้างเงื่อนไข ให้ LDR_PIN มีค่ามากกว่า 420 (ค่าที่ได้เกิดจากการสังเกตค่า LDR เมื่อใช้นิ้วปิดไร้แสง) ให้ LED1_PIN มี OUTPUT ที่ออกมามีค่าเป็น LOW และถ้าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 420 ให้แสดลงผลเป็น  HIGH

ดั่งเช่น Code ต่อไปนี้

const byte LDR_PIN = A1;

const byte VREF_PIN = A2;

const byte LED1_PIN = 5;

void setup() {

  pinMode (LED1_PIN, OUTPUT);

  digitalWrite (LED1_PIN, LOW);

  analogReference (DEFAULT);

  Serial.begin (9600);

}

void loop() {

  int value1 = analogRead (LDR_PIN);

  int value2 = analogRead (VREF_PIN);

  if (value1 >= 420) {

    digitalWrite (LED1_PIN, LOW);

  }

  else {

      digitalWrite (LED1_PIN, HIGH);

  }

  Serial.print ("Read");

  Serial.print (value1, DEC);

  Serial.print (",");

  Serial.println (value2, DEC);

  delay (200);

}

วีดิโอเมื่อปรับแก้ code ตามที่โจทย์บอกแล้ว

คำถามท้ายการทดลอง

       1. ค่าที่ได้ (เลขจํานวนเต็ม) จากบอร์ด Arduino สําหรับสัญญาณอินพุตที่ขา A1 มีค่าอยู่ในช่วงใด (ต่ําสุด-สูงสุด) 

      ตอบ  ต่ำสุด 0 ถึงสูงสุด 1023

      2. จะต้องปรับแก้โค้ดอย่างไรสําหรับบอร์ด Arduino ถ้าจะทําให้ LED1 มีความสว่างมากน้อยได้ตามปริมาณแสงที่ได้รับ เช่น ถ้า LDR ได้แสงสวางน้อย จะทําให้ LED1 สว่างมาก แต่ถ้า LDR ได้แสงสว่างมาก จะทําให้ LED1 สว่างน้อย หรือไม่ติดเลย

      ตอบ  สังเกตค่าที่ Ardunio ส่งออกมา โดยสร้างเงื่อนไข ให้ LDR_PIN มีค่ามากกว่า 420 ให้ LED1_PIN มี OUTPUT ที่ออกมามีค่าเป็น LOW และถ้าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 420 (ค่าที่ได้เกิดจากการสังเกตค่า LDR เมื่อใช้นิ้วปิดไร้แสง) ให้แสดลงผลเป็น  HIGH

ดั่งเช่น Code ต่อไปนี้

if (value1 >= 420) {
    digitalWrite (LED1_PIN, LOW);
  }
  else {
      digitalWrite (LED1_PIN, HIGH);
  }