การทดลองที่ 5.3
การต่อวงจรสวิตช์ควบคุมด้วยแสง
วัตถุประสงค์
- ฝึกต่อวงจรโดยใช้อุปกรณ์สวิตช์ควบคุมด้วยแสง (Opto-Interrupter) เช่น เบอร์ H21A1
- ประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์ชนิดนี้ร่วมกบับอร์ด Arduino
รายการอุปกรณ์
แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
อุปกรณ์สวิตช์ควบคุมด้วยแสง H21A1 หรือ TCST2202 1 ตัว
ไดโอดเปล่งแสงสีแดงหรือสีเขียว 1 ตัว
ตัวต้านทาน 220Ω 1 ตัว
ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω 1 ตัว
ตัวต้านทาน 10kΩ 1 ตัว
บัซเซอร์แบบเปียโซ (Piezo Buzzer) 1 ตัว
สายไฟสําหรับต่อวงจร 1 ชุด
มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง
ขั้นตอนการทดลอง
1. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามรูปที่ 5.3.1 โดยใช้แรงดันไฟเลี้ยง +5V และ GND จากบอร์ด Arduino
2. เขียนโค้ด Arduino เพื่อรับค่าอินพุตแบบดิจิทัลที่ขา D3 (จากสัญญาณ Vout ของวงจรบนเบรด บอร์ด) แล้วสรา้งสัญญาณเอาต์พุตที่ขา D5 เพื่อแสดงค่าของอินพุตที่รับโดยใช้ LED เป็นตัวแสดง สถานะทางลอจิก (ถ้าไม่มีวัตถุมาปิดกั้นช่องรับแสง LED จะต้องไม่ติด)
3. ใช้กระดาษสีดําปิดกั้น (หรือวัตถุอื่น เช่น ไม้บรรทัดเหล็ก) บริเวณช่องรับแสงของอุปกรณ์สวิตช์ ควบคุมด้วยแสง สังเกตความแตกต่างระหว่างกรณีที่มีวัตถุปิดก้ันและไม่มี (เช่น ใช้มัลติมเิตอร์วัด แรงดัน Vout)
4. ทดลองต่อบัซเซอร์แบบเปียโซ (สร้างเสียงเตือน) แทนวงจร LED ในวงจรบนเบรดบอร์ด (โดยนําไปต่อ อนุกรมกับตัวต้านทานขนาด 330Ω และใหส้ังเกตว่า บัซเซอร์แบบเปียโซมีขาบวกและขาลบ)
5. แก้ไขโค้ด Arduino เพื่อนับเวลาตั้งแต่เริ่มนํากระดาษไปปิดกั้นจนถึงเมื่อนํากระดาษออกในแต่ละครั้ง โดยวัดช่วงเวลาเป็นหน่วยมิลลิวินาที (msec) และให้แสดงผลออกทางพอร์ตอนุกรมผ่านทาง Serial Monitor ของ Arduino IDE (ให้ศึกษาการใช้คําสั่ง millis() สําหรับการเขียนโค้ด Arduino)
6. เขียนรายงานการทดลอง ซงึ่ประกอบด้วยคําอธบิายการทดลองตามขั้นตอน ผงัวงจรที่ถูกต้อง ครบถ้วนตามหลักไฟฟา้ (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการตอ่วงจรบน เบรดบอร์ด และตอบคําถามท้ายการทดลอง
คำถามท้ายการทดลอง
1.จากการทดลองพบว่า จะวัดแรงดัน Vout ได้เท่ากับ 0.001 โวลต์ เมื่อไม่มีวัตถุไปปิดกั้นช่องรับแสง ของอุปกรณ์ H21A1และจะวัด Vout ได้เท่ากับ 1.73 โวลต์ เมื่อมีวัตถุไปปิดกั้นช่องรับแสง ของอุปกรณ์ดังกล่าว
2. ถ้านำกระดาษสีขาวและกระดาษสีดำ ไปปิดกั้นช่องรับแสง ในแต่ละกรณี จะให้ผลการทำงานของ
วงจรที่แตกต่างกันหรือไม่ จงอธิบาย
ตอบ ไม่มีผลเนื่องจากวัตถุทั้งสองชนิดที่ใช้เป็นวัตถุทึบแสงทำให้เมื่อนำไปกั้นระหว่างช่องรับแสงแล้วจะทำให้แสงอินฟาเรดไม่สามารถผ่านไปฝั่งรับแสงได้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น