เอกสารประกอบ
โจทย์
ให้นักศึกษาควบคุมการทำงานของมอร์เตอร์โดยใช้วิธีการต่างๆ ตามที่กำหนด และทำความเข้าใจความแตกต่างของแต่ละวิธีดังนี้
- 1. ขับโดยใช้ไฟจากขา PIC โดยตรง
- 2. ขับโดยอาศัย Transistor
- 3. ขับโดยใช้ Relay
- 4. ใช้รีเลย์ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ
- 5. ขับโดยใช้ H-bridge
ประเด็นการเรียนรู้
- การขับอุปกรณ์ภายนอกโดยใช้แต่ละวิธีข้างต้นมีจุดเด่นจุดด้อยอย่างไร
- เมื่อใดควรจะเลือกใช้วิธีใดในการควบคุม
ขั้นตอนการทำ Lab
1. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ไฟจากขา PIC โดยตรง
ขอให้นักศึกษาลองต่อวงจรเพื่อเปิดปิดมอร์เตอร์โดยอาศัยไฟจากขา PIC โดยตรง การต่อจะเหมือนต่อ LED เพียงแต่จะไม่ต้องใช้ตัวต้านทาน
อุปกรณ์ที่ต้องใช้
- มอเตอร์กระแสตรง 1 ตัว
2. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ Transistor ช่วยเพิ่มกระแส
ขอให้นักศึกษาปรับวงจรขับมอร์เตอร์ตาม Schematic ต่อไปนี้ แล้วทดลองขับมอร์เตอร์ดูว่าต่างจากเดิมหรือไม่อย่างไร
อุปกรณ์ที่ต้องใช้
- มอเตอร์กระแสตรง 1 ตัว
- Transistor เบอร์ 2N3904 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 1 ตัว
3. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ Relay
ขอให้นักศึกษาปรับวงจรขับมอร์เตอร์ให้ใช้ Relay ตาม Schematic ต่อไปนี้ แล้วทดลองขับมอร์เตอร์ดู
อุปกรณ์ที่ต้องใช้
- มอเตอร์กระแสตรง 1 ตัว
- Transistor เบอร์ 2N3904 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 1 ตัว
- รีเลย์ 1 ตัว
4. ใช้รีเลย์ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ
จากขอดีอย่างหนึ่งของรีเลย์คือสามารถควบคุมการจ่ายไฟกระแสสลับ เช่นไฟบ้านได้ ขอให้ลองต่อวงจรควบคุมหลอดไฟ 220V โดยใช้รีเลย์โมดูลตามแบบต่อไปนี้
อุปกรณ์ที่ต้องใช้
- มอเตอร์กระแสตรง 1 ตัว
- Transistor เบอร์ 2N3904 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 1 ตัว
- รีเลย์โมดูล 1 ตัว
- ชุดปลั๊กและหลอดไฟฟ้า 1 ชุด
รีเลย์โมดูลจะมี input สามขาคือ ไฟ, ดิน, และสัญญาณควบคุม (in) โดยโมดูลที่ใช้ในปฏิบัติการนี้จะทำงานเมื่อได้รับ logic low
5. สร้างวงจร H-bridge เพื่อควบคุมทิศทางการหมุนของมอร์เตอร์
ขอให้นักศึกษาสร้างวงจร h-bridge ขึ้นมาโดยใช้ transistor 4 ตัวเพื่อควบคุมทิศทางการหมุนของมอร์เตอร์
- Schematic แสดงให้เห็นว่า Transistor 4 ตัวถูกแบ่งเป็นคู่ทะแยงมุมสองคู่ โดยแต่ละคู่ถูกควบคุมโดยขาของ mcu (เลือกขาบน mcu เอง)
- mcu จะสั่ง high ที่ขาหนึ่งและ low อีกขาหนึ่งเพื่อให้ transistor ทำงานทีละคู่
- ระวังอย่าสั่งเปิด transistor พร้อมกันทั้งสองคู่ เพราะจะทำให้ไฟช๊อตลงดิน และหากทิ้งไว้นานอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้
อุปกรณ์ที่ต้องใช้
- มอเตอร์กระแสตรง 1 ตัว
- Transistor เบอร์ 2N3904 4 ตัว
- ตัวต้านทาน 100 โอห์ม 4 ตัว
- ปัญหาอันดับ 1 คือ การต่อวงจรผิดพลาด แนะนำให้ต่อวงจรให้สมมาตร จะทำให้หาจุดผิดได้ง่ายขึ้น
- Transistor เสีย – เนื่องจาก Transistor อาจถูกใช้งานมาก่อน ให้ลองสลับตำแหน่ง Transistor หรือหายืมของกลุ่มอื่นมาทดสอบให้แน่ใจว่า Transistor ของตนใช้งานได้จริงทุกตัว
- ค่าตัวต้านทานไม่ถูกต้อง – อาจทำให้มอเตอร์หมุนช้ากว่าปกติ หรือหมุนไปกลับด้วยความเร็วที่ไม่เท่ากัน
- โปรแกรมไม่ถูกต้อง – การทำงานของข้อนี้ต้องเขียน Firmware ใหม่ให้สอดคล้องกับพฤติกรรมที่ต้องการ