การทดลองที่ 5.4
การเชื่อมต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยแสง
วัตถุประสงค์ของการทดลอง
- ฝึกต่อวงจรโดยใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อทางแสง เช่น เบอร์ PC817
- ประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์ชนิดนี้ร่วมกับบอร์ด Arduino และใช้ควบคุมการจ่ายกระแสให้โหลด
อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง
- แผงต่อวงจร(เบรดบอร์ด) 1 อัน
- อุปกรณ์เชื่อมต่อทางแสง PC817 1 ตัว
- ไดโอดเปล่งแสงสีแดงหรือสีเขียว 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 220Ω หรือ 330Ω 1 ตัว
- ทรานซิสเตอร์ NPN เบอร์ PN2222A 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 1 kΩ 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 4.7 kΩ 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 10 kΩ 1 ตัว
- ตัวต้านทานปรับค่าได้ 10 kΩ หรือ 20 kΩ 1 ตัว
- ไดโอด 1N400x 1 ตัว
- มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก 1 ตัว
- สายไฟสําหรับต่อวงจร 1 ชุด
- มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง
- แหล่งจ่ายแรงดันควบคุม 1 เครื่อง
- ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัล 1 เครื่อง
1. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามรูปที่ 5.4.1 ให้สังเกตว่า ในผังวงจรมี GND1 และ GND2 แยกกันซึ่งจะต้องไม่นํามาต่อเข้าด้วยกันโดยเด็ดขาด
2. ให้ใช้แรงดันไฟเลี้ยง +5V และ GND1 ให้ใช้จากบอร์ด Arduino แต่สาหรับ +9V และ GND2
ให้ใช้จากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม
3. เขียนโค้ด Arduino โดยสร้างสัญญาณแบบ PWM โดยใช้คาสั่ง analogWrite() เพื่อสร้างสัญญาณ
เอาต์พุตที่ขา D5 โดยปรับค่า Duty Cycle ของสัญญาณเอาต์พุตตามค่าที่อ่านได้จากตัวต้านทาน
ปรับค่าได้ ซึ่งต่อเป็นอินพุตที่ขา A1
ให้ใช้จากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม
3. เขียนโค้ด Arduino โดยสร้างสัญญาณแบบ PWM โดยใช้คาสั่ง analogWrite() เพื่อสร้างสัญญาณ
เอาต์พุตที่ขา D5 โดยปรับค่า Duty Cycle ของสัญญาณเอาต์พุตตามค่าที่อ่านได้จากตัวต้านทาน
ปรับค่าได้ ซึ่งต่อเป็นอินพุตที่ขา A1
4. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณที่ขา E ของ PC817 เทียบกับ GND2 แล้วทดลองหมุนปรับที่
ตัวต้านทานปรับค่าได้ เพื่อปรับค่า Duty Cycle เป็น 0% 25% 50% และ 100% ตามลาดับ
บันทึกรูปคลื่นสัญญาณที่ได้ในแต่ละกรณี
Duty Cycle เป็น 0%
Duty Cycle เป็น 25%
Duty Cycle เป็น 50%
Duty Cycle เป็น 100%
5. ทดลองเปลี่ยนจาก LED และตัวต้านทาน เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก (ปรับแรงดันไฟเลี้ยง
จาก +9V ให้เป็นแรงดันไฟเลี้ยงที่เหมาะสมกับมอเตอร์ไฟฟ้า +VM) โดยต่อวงจรตามรูปที่ 5.4.2 และ
ทดลองปรับค่า Duty Cycle
6. เขียนรายงานการทดลอง ซึ่งประกอบด้วยคาอธิบายการทดลองตามขั้นตอน ผังวงจรที่ถูกต้อง
ครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบน
เบรดบอร์ด
5. ทดลองเปลี่ยนจาก LED และตัวต้านทาน เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก (ปรับแรงดันไฟเลี้ยง
จาก +9V ให้เป็นแรงดันไฟเลี้ยงที่เหมาะสมกับมอเตอร์ไฟฟ้า +VM) โดยต่อวงจรตามรูปที่ 5.4.2 และ
ทดลองปรับค่า Duty Cycle
ครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบน
เบรดบอร์ด