Lab 2.2: การควบคุมอุปกรณ์ภายนอกด้วย Microcontroller

เอกสารประกอบ

• Output Control Principles

โจทย์

ให้นักศึกษาควบคุมการทำงานของมอร์เตอร์โดยใช้วิธีการต่างๆ ตามที่กำหนด และทำความเข้าใจความแตกต่างของแต่ละวิธีดังนี้

• ขับโดยใช้ไฟจากขา PIC โดยตรง
• ขับโดยอาศัย Transistor
• ขับโดยใช้ Relay
• ขับโดยใช้ H-bridge

ประเด็นการเรียนรู้

1. การขับอุปกรณ์ภายนอกโดยใช้แต่ละวิธีข้างต้นมีจุดเด่นจุดด้อยอย่างไร
2. เมื่อใดควรจะเลือกใช้วิธีใดในการควบคุม

ขั้นตอนการทำ Lab

1. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ไฟจากขา PIC โดยตรง

ขอให้นักศึกษาลองต่อวงจรเพื่อเปิดปิดมอร์เตอร์โดยอาศัยไฟจากขา PIC โดยตรง การต่อจะเหมือนต่อ LED เพียงแต่จะไม่ต้องใช้ตัวต้นทาน

2. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ Transistor ช่วยเพิ่มกระแส

ขอให้นักศึกษาปรับวงจรขับมอร์เตอร์ตาม Schematic ต่อไปนี้ แล้วทดลองขับมอร์เตอร์ดูว่าต่างจากเดิมหรือไม่อย่างไร

3. ขับมอร์เตอร์โดยใช้ Relay

ขอให้นักศึกษาปรับวงจรขับมอร์เตอร์ให้ใช้ Relay ตาม Schematic ต่อไปนี้ แล้วทดลองขับมอร์เตอร์ดู

Datasheet ของ Relay ที่ใช้ใน lab เปิดดูได้ที่นี่

4. ใช้รีเลย์ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ

จากขอดีอย่างหนึ่งของรีเลย์คือสามารถควบคุมการจ่ายไฟกระแสสลับ เช่นไฟบ้านได้ ขอให้ลองต่อวงจรควบคุมหลอดไฟ 220V โดยใช้รีเลย์โมดูลตามแบบต่อไปนี้

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