คู่มือกิจกรรมการเรียนรู้อิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างสรรค์สิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับการศึกษาขั้นพื้นฐาน

แบบทดสอบกอ่ นเรียน

ใหเ้ ลือกคาํ ตอบทถ่ี กู ที่สดุ เพยี งคาํ ตอบเดียว

1) คําสัง่ ในข้อใด ใชอ้ ่านคา่ จากขาดจิ ิทลั ของ 5) คาํ สง่ั analogReference() ใช้เพือ่
บอรด์ Arduino วตั ถุประสงค์ในข้อใด
ก) analogReference() ก) อา่ นค่าจากขาแอนะล็อก-อินพตุ
ข) analogRead() ข) กาํ หนดแรงดนั อา้ งอิงสําหรบั การแปลง
ค) digitalRead() จากแอนะล็อกเปน็ ดิจิทัล
ง) analogWrite() ค) สรา้ งสญั ญาณแอนะลอ็ ก-เอาตพ์ ุต
ง) กาํ หนดแรงดนั อา้ งอิงสําหรบั สรา้ ง
2) คาํ สั่งในข้อใด ใช้เขียนคา่ จากขาดิจทิ ลั ของ สัญญาณเอาต์พุต
บอรด์ Arduino
ก) pinMode() 6) คําสง่ั ท่ใี ช้อา่ นคา่ จากขาแอนะลอ็ ก-อนิ พุตของ
ข) digitalWrite() บอร์ด Arduino จะใหค้ ่าอยู่ในชว่ งใด
ค) digitalRead() ก) LOW หรือ HIGH
ง) analogWrite() ข) 0 ถงึ 1
ค) 0 ถงึ 1023
3) คาํ สั่งในข้อใด ใชก้ าํ หนดทิศทางของขาดจิ ทิ ัล ง) -128 ถึง 127
ของบอรด์ Arduino
ก) pinMode() 7) PWM ยอ่ มาจากข้อใด
ข) digitalWrite() ก) Period-Width Modulation
ค) digitalRead() ข) Pulse-Width Modulation
ง) analogWrite() ค) Personal Wireless Modem
ง) Personal Wireless Module
4) คาํ สง่ั ในข้อใด ใชส้ รา้ งสญั ญาณแบบ PWM
เปน็ เอาต์พุต 8) ข้อใดควรหลีกเล่ยี งเมื่อใชง้ านบอรด์ Arduino
ก) analogReference() ก) ตอ่ แรงดนั ไฟฟ้าสงู กว่า +5V ทขี่ าดจิ ิทัล
ข) analogRead() ข) ตอ่ แรงดนั ไฟฟ้าตา่ํ กวา่ 0V ที่ขาดจิ ทิ ัล
ค) digitalRead() ค) ใช้ขาดจิ ทิ ัลจา่ ยกระแสมากกว่า 40mA
ง) analogWrite() ง) ถูกทกุ ข้อ

45

9) ขอ้ ใดกล่าวไดถ้ กู ตอ้ งเกย่ี วกบั การทํางานของ 13) สญั ญาณ PWM โดยทวั่ ไป สามารถนาํ ไปใช้
โปรแกรมสาํ หรับ Arduino งานในรูปแบบใดได้บา้ ง
ก) ฟงั กช์ นั setup() ถูกเรยี กใชห้ ลายครง้ั ก) ปรบั ความเรว็ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง
ข) ฟังก์ชนั loop() ถกู เรยี กใชค้ รงั้ เดียว ข) ปรับความสวา่ งของไดโอดเปลง่ แสง
ค) ฟังก์ชัน delay() คือคําสง่ั แรกทถ่ี ูกเรียกใช้ ค) ปรับมุมในการหมนุ ของเซอรโ์ ว-มอเตอร์
ง) ฟงั กช์ นั setup() และ loop() จะถูก ง) ถูกทุกข้อ
เรียกใชต้ ามลาํ ดับ
14) ถา้ คาํ สงั่ ทีอ่ า่ นคา่ จากขาแอนะล็อก-อนิ พุตของ
10) ชนดิ ข้อมลู แบบใดใชส้ ําหรบั ตวั แปรทีเ่ กบ็ คา่ บอรด์ Arduino ไดค้ า่ เท่ากบั 512 และใช้
เปน็ เลขทศนยิ ม แรงดนั อา้ งองิ +5V จะตรงกับแรงดันอินพุตท่ี
ก) byte ใกลเ้ คียงกับขอ้ ใดมากท่สี ุด
ข) float ก) 1.25V
ค) long ข) 2.5V
ง) int ค) 3.75V
ง) 5V
11) ชนิดข้อมลู แบบใดใชส้ าํ หรับค่าที่เปน็ true
หรอื false เทา่ นนั้ 15) อปุ กรณ์ในขอ้ ใดใชส้ รา้ งสญั ญาณดจิ ิทลั -อินพุต
ก) int ให้บอรด์ Arduino ได้
ข) float ก) ปุม่ กดและตวั ต้านทาน
ค) boolean ข) ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้แบบสามขา
ง) byte ค) ปมุ่ กด
ง) ไดโอดเปล่งแสง
12) คาํ ส่ัง analogWrite( 5, 255 ) สร้างสัญญาณ
PWM ทม่ี ีคา่ Duty Cycle ตรงกับขอ้ ใด
ก) 5%
ข) 10%
ค) 50%
ง) 100%

*******************

46

แบบทดสอบหลงั เรยี น

ให้เลอื กคาํ ตอบที่ถูกทสี่ ดุ เพยี งคําตอบเดยี ว

1) ขอ้ ใดกลา่ วไดถ้ กู ต้องทีส่ ดุ เกี่ยวกบั 5) คาํ สั่งในขอ้ ใด ใช้สรา้ งสญั ญาณแบบ PWM
สญั ญาณไฟฟ้าแบบแอนะล็อกและดิจิทัล เปน็ เอาตพ์ ุต
ก) สญั ญาณแอนะลอ็ กเปน็ สัญญาณไฟฟ้าท่ี ก) analogReference()
ไมต่ อ่ เนอื่ ง อยู่ระหวา่ ง 0 ถึง +5V ข) analogRead()
ข) สัญญาณดิจทิ ลั เปน็ ระดบั แรงดันไฟฟ้า ค) digitalRead()
ทจ่ี ะตอ้ งเท่ากับ 0V หรอื +5V เทา่ นนั้ ง) analogWrite()
ค) สญั ญาณดิจทิ ลั มคี ่าทางลอจกิ LOW หรอื
HIGH 6) ข้อใดกล่าวได้ถกู ต้อง เกีย่ วกับการใชค้ าํ สั่ง
ง) ไม่มขี ้อใดถกู สําหรับ Arduino
ก) คําสัง่ digitalRead() และ digitalWrite()
2) คาํ สง่ั สําหรับ Arduino ในข้อใด ใช้กําหนด ใชไ้ ดก้ ับขาดจิ ิทลั หมายเลข 0 ถงึ 13
ทศิ ทางของขาดิจทิ ลั ข) คําสง่ั analogRead() ใชก้ ับขา
ก) analogRead() แอนะล็อก-อนิ พตุ เชน่ A0 ถึง A5
ข) analogReference() ค) คําสง่ั analogWrite() ใช้ได้กับขาดิจทิ ลั
ค) pinMode() บางขา เช่น 3, 5, 6, 9, 10 และ 11
ง) digitalWrite() ง) ถกู ทกุ ข้อ

3) คาํ สง่ั ในข้อใด ใช้อา่ นคา่ ได้เป็นเลขจาํ นวนเตม็ 7) PWM ยอ่ มาจากข้อใด
จากขาแอนะลอ็ ก-อนิ พุต ก) Period-Width Modulation
ก) digitalRead() ข) Pulse-Width Modulation
ข) analogReference() ค) Personal Wireless Modem
ค) analogWrite() ง) Personal Wireless Module
ง) analogRead()
8) ถา้ ใชต้ วั แปรเกบ็ ขอ้ มูลท่ีมคี ่าอย่ใู นช่วง 0 ถงึ
4) คาํ สงั่ ท่ใี ชอ้ า่ นค่าจากขาแอนะลอ็ ก-อินพตุ ให้ 1000 จะเลอื กใช้ชนิดข้อมลู แบบใดในภาษา
เปน็ เลขจาํ นวนเตม็ จะให้คา่ อยูใ่ นช่วงใด Arduino C/C++ จึงจะเหมาะสมมากท่สี ุด
ก) 0 หรอื 1 ก) byte
ข) 0 ถึง 255 ข) int
ค) 0 ถงึ 1023 ค) float
ง) -128 ถึง 127 ง) boolean

47

9) ชนิดข้อมลู แบบใดใชส้ าํ หรบั ค่าทเ่ี ปน็ true 13) ขอ้ ใดกล่าวไดถ้ กู ต้อง เกยี่ วกบั การทาํ งานของ
หรอื false เท่านั้น โปรแกรมสําหรับ Arduino
ก) int ก) ฟังก์ชัน setup() และ loop() จะถกู
ข) float เรยี กใชต้ ามลาํ ดับ
ค) boolean ข) ฟังก์ชัน loop() จะถูกเรียกใช้เปน็
ง) byte อนั ดบั แรก
ค) ฟงั กช์ ัน setup() และ loop() จะถกู
10) คําส่ัง analogWrite( 5, 127 ) สรา้ งสญั ญาณ เรียกใชง้ านซ้าํ หลายคร้ัง
PWM ทข่ี าดิจิทัลหมายเลข 5 และมีค่า Duty ง) ถกู ทกุ ขอ้
Cycle ใกลเ้ คยี งข้อใดมากทีส่ ุด
ก) 0% 14) ถ้าคําสัง่ ท่ีอา่ นค่าจากขาแอนะล็อก-อินพุตของ
ข) 25% บอรด์ Arduino ได้ค่าเท่ากับ 255 และใช้
ค) 50% แรงดนั อา้ งองิ +5V จะตรงกับแรงดนั อนิ พุตที่
ง) 100% ใกล้เคียงกบั ขอ้ ใดมากท่ีสุด
ก) 1.25V
11) สัญญาณแบบ PWM ที่สร้างได้จากบอร์ด ข) 2.5V
Arduino มคี วามถใี่ กล้เคียงกบั ขอ้ ใดมากทสี่ ดุ ค) 3.75V
ก) 100 Hz ง) 5V
ข) 500 Hz
ค) 1k Hz 15) ขอ้ ใดควรหลีกเลย่ี ง เม่อื ใช้งานบอรด์ Arduino
ง) 10 kHz ก) ต่อแรงดนั ไฟฟ้าสงู กว่า +5V ทข่ี าดิจิทัล
ข) ต่อแรงดันไฟฟ้าตํ่ากว่า 0V ทข่ี าดจิ ทิ ลั
12) อปุ กรณ์ในขอ้ ใดใช้สร้างสัญญาณแอนะล็อก ค) ใช้ขาดิจทิ ัลจ่ายกระแสมากกว่า 40mA
ทป่ี รบั ระดบั แรงดันได้ ง) ถกู ทกุ ขอ้
ก) ตวั ต้านทานคงท่ี
ข) ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้แบบสามขา
ค) ปุม่ กด
ง) สวติ ช์เลอ่ื นแบบสามขา

********************

48

เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี นและหลังเรยี น

แบบเฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรียน 6) ค 11) ค
7) ข 12) ง
1) ค 8) ง 13) ง
2) ข 9) ง 14) ข
3) ก 10) ข 15) ก
4) ง
5) ข 11) ข
12) ข
แบบเฉลยแบบทดสอบหลงั เรยี น 6) ง 13) ก
7) ข 14) ก
1) ค 8) ข 15) ง
2) ค 9) ค
3) ง 10) ค
4) ค
5) ง

*******************

49

50

แนวทางวเิ คราะห์และสรปุ ผลการทดลอง

ใบมอบหมายงานที่ 3.1

การทดลองนเ้ี ปน็ การสาธติ การทาํ งานของวงจรปุ่มกด ซง่ึ มีรูปแบบการตอ่ วงจร 2 แบบ คอื การต่อ
ป่มุ กดรว่ มกับตัวตา้ นทานแบบ Pull-up และ การต่อปมุ่ กดรว่ มกบั ตัวต้านทานแบบ Pull-down แรงดันหรือ
สญั ญาณเอาต์พุตทไี่ ด้จากวงจรป่มุ กดเปน็ แบบดิจทิ ัล และนําไปต่อที่ขาดจิ ทิ ลั -อนิ พุตของบอรด์ Arduino ได้
ค่าทไ่ี ดจ้ ากการอา่ นโดยคาํ สง่ั digitalRead() เปน็ ดงั นี้

 การตอ่ ปุม่ กดและตัวตา้ นทานแบบ Pull-up: เมื่อยังไมไ่ ด้กดปุ่ม แรงดนั ทไี่ ดจ้ ะอย่ทู ี่ประมาณ +5V ซ่งึ
หมายถึงค่าทางลอจกิ เปน็ HIGH แตถ่ า้ กดปุ่มคา้ งไวจ้ ะไดแ้ รงดนั ประมาณ 0V ซ่ึงหมายถงึ คา่ ทางลอจกิ
เปน็ LOW

 การต่อป่มุ กดและตวั ต้านทานแบบ Pull-down: เมอ่ื ยงั ไม่ไดก้ ดป่มุ แรงดันทไี่ ดจ้ ะอยู่ท่ีประมาณ 0V
ซ่ึงหมายถงึ คา่ ทางลอจิกเปน็ LOW แตถ่ า้ กดป่มุ ค้างไว้จะไดแ้ รงดนั ประมาณ 0V ซง่ึ หมายถงึ ค่าทาง
ลอจิกเปน็ HIGH

ในโค้ดตัวอย่างสาํ หรบั Arduino คา่ ทีไ่ ด้จากขาดจิ ทิ ลั -อินพตุ D3 จะนาํ ไปใชเ้ ป็นค่าสําหรับขาดจิ ิทลั -
เอาตพ์ ุตทข่ี า D5 ซง่ึ ต่อกบั LED ในภาคเอาตพ์ ุต ถา้ อินพุตท่อี า่ นได้เปน็ LOW จะทาํ ใหเ้ อาตพ์ ตุ ที่ขา D5 เป็น
LOW เชน่ กัน และ LED ไม่ตดิ แต่ถ้าอนิ พตุ ทอี่ า่ นไดเ้ ป็น HIGH จะทาํ ใหเ้ อาต์พุตทีข่ า D5 เป็น HIGH เช่นกนั
และ LED สวา่ ง

เม่อื เอาตพ์ ตุ เป็น LOW จะไมม่ กี ระแสไหลทข่ี า D5 แต่ถ้าเอาต์พตุ เป็น HIGH จะมีกระแสไหล (จา่ ย
กระแส) จากขา D5 ผา่ นไปยังตัวต้านทานและ LED ทําให้ LED สวา่ ง

ใบมอบหมายงานท่ี 3.2

การทดลองนีเ้ ปน็ การสาธติ การทํางานของวงจรแบ่งแรงดันท่ีใช้ตวั ต้านทานปรบั คา่ ไดแ้ บบ 3 ขา แล้ว
นําแรงดนั ทีไ่ ด้มาใชเ้ ปน็ สัญญาณแบบแอนะลอ็ ก เพ่อื ป้อนให้บอรด์ Arduino ท่ีขาแอนะลอ็ ก-อินพุต ขา A0
และสามารถหมนุ ท่ปี ุ่มของตัวต้านทานปรบั คา่ ได้ เพอื่ ปรับเลอื กระดบั ของแรงดนั ท่ีขา A0

โคด้ ตวั อย่าง Arduino สําหรบั การทดลอง จะทาํ หนา้ ทีอ่ ่านค่าท่ขี า A0 ซงึ่ จะไดค้ า่ เป็นเลขจาํ นวนเต็ม
ในชว่ ง 0 ถึง 1023 และค่านจี้ ะนําไปใช้กาํ หนดระยะเวลาในการรอเมือ่ ใชค้ าํ สั่ง delay() ถา้ ระยะเวลาในการรอ
มากข้ึน อตั ราในการกระพริบของ LED จะลดลง (กระพริบชา้ ลง) ดังนน้ั ถ้าแรงดันที่ขา A0 เพิ่มขน้ึ จะทาํ ให้

51

LED กระพรบิ ชา้ ลง และ LED จะกระพริบดว้ ยความถต่ี ่ําสุด เมอื่ แรงดนั ท่ขี า A0 เท่ากับ +5V และจะกระพริบ
ดว้ ยความถสี่ ูงสุดเม่อื แรงดนั ที่ A0 เท่ากบั 0V

ใบมอบหมายงานท่ี 3.3
การทดลองนีเ้ ป็นการสาธติ การทาํ งานของวงจรปรบั แรงดันไดโ้ ดยใชต้ ัวต้านทานปรบั ค่าได้ (Trimpot)

และโคด้ ตวั อยา่ ง Arduino สําหรับการทดลอง จะทําหนา้ ท่อี า่ นค่าที่ขา A0 ซ่งึ จะไดค้ ่าเปน็ เลขจาํ นวนเตม็
ในชว่ ง 0 - 1023 นําคา่ ท่ีไดน้ ีม้ าแปลงตามอัตราส่วนเชงิ เส้นใหไ้ ด้ค่าในช่วง 0 – 255 และนาํ ไปกาํ หนดเปน็ คา่
Duty Cycle ใหส้ ญั ญาณแบบ PWM

สัญญาณแบบ PWM จะต่อกับ LED และตัวตา้ นทานในภาคเอาต์พุต ถา้ ค่า Duty Cycle เปลยี่ น จะ
ทําใหค้ วามสวา่ งของ LED เปลยี่ นตาม ในการทดลองนี้ ไดใ้ ช้ LED สองตัว คอื LED1 และ LED2 ซ่งึ จะมีความ
สว่างตรงข้ามกัน

ถ้าแรงดนั ทขี่ า A0 เริ่มต้นอยทู่ ่ี 0V จะเห็นไดว้ ่า LED1 จะไมต่ ิด และ LED2 จะสว่าง จากนนั้ ถ้าหมุน
ปุ่มทต่ี วั ต้านทานปรับคา่ ได้อยา่ งชา้ ๆ เพื่อเพ่มิ แรงดนั จะทําให้ LED1 เร่ิมสวา่ งข้ึน และ LED2 จะสว่างนอ้ ยลง
จนหมุนปุม่ ไปจนสดุ จะทาํ ให้ LED1 สว่างเต็มท่ี และ LED2 จะไมต่ ดิ ดังนน้ั ถา้ แรงดันท่ีขา A0 อยู่ที่ 0V หรอื
5V จะมี LED เพียงตัวเดียวท่ีติด LED อีกตัวจะไม่ติด

ใบมอบหมายงานที่ 3.4
การทดลองนเ้ี ปน็ การสาธิตการทํางานของวงจรปรบั แรงดนั ได้ โดยใชต้ วั ตา้ นทานปรับค่าได้ และโคด้

ตัวอยา่ ง Arduino สาํ หรับการทดลองจะทําหนา้ ที่อา่ นคา่ ที่ขา A0 ซ่งึ จะได้คา่ เปน็ เลขจํานวนเต็มในชว่ ง
0 - 1023 นําคา่ ที่ไดน้ ีม้ าเปรียบเทียบกับคา่ คงที่จาํ นวน 3 ค่า คือ 255, 511, 767 ตามลําดบั และใชก้ าํ หนด
เง่อื นไขสาํ หรับ LED ท้งั สามดวงดังน้ี

 ถ้าคา่ ท่อี า่ นได้นอ้ ยกวา่ หรือเท่ากบั 255 ผลทไ่ี ดค้ ือ LED ทัง้ สามดวงจะไมต่ ดิ
 ถ้าคา่ ที่อ่านได้มากกว่า 255 (หรือประมาณ 1.25V) ผลทไ่ี ด้คือ LED1 จะติด
 ถ้าค่าท่อี า่ นได้มากกวา่ 511 (หรอื ประมาณ 2.5V) ผลท่ไี ดค้ ือ LED1 และ LED2 จะติด
 ถ้าค่าท่อี ่านได้มากกว่า 767 (หรือประมาณ 3.75V) ผลท่ไี ดค้ อื LED1, LED2 และ LED3 จะติด

52

ใบมอบหมายงานท่ี 3.5
การทดลองน้ีเป็นการสาธิตการทํางานของวงจรปรับแรงดันได้ โดยใช้ตัวตา้ นทานปรับค่าได้ และนํา

แรงดันท่ไี ดไ้ ปใช้เปน็ สัญญาณอินพุตทีข่ า A1 ของบอร์ด Arduino และวงจรแบง่ แรงดนั ที่ใชต้ ัวตา้ นทานคงที่
(ตัวต้านทานสองตวั ต่ออนกุ รมกนั ) ซงึ่ นาํ แรงดนั ทไ่ี ดจ้ ากวงจรนไ้ี ปใช้เปน็ สญั ญาณอินพุตท่ขี า A0

โคด้ ตัวอยา่ ง Arduino สาํ หรบั การทดลอง จะทําหนา้ ทอี่ า่ นคา่ ท่ขี า A0 และ A1 ซึง่ จะได้ค่าเปน็ เลข
จํานวนเต็มในช่วง 0 - 1023 นาํ คา่ ที่ไดน้ มี้ าเปรยี บเทยี บกัน ถ้าแรงดนั ทขี่ า A1 มากกวา่ A0 จะทําให้ LED
สวา่ ง เรมิ่ ต้นถ้าแรงดนั ทข่ี า A1 อยทู่ ่ปี ระมาณ 0V จะทําให้ LED ไมต่ ิด แต่เมือ่ หมุนปมุ่ ปรบั แรงดนั แรงดนั จะ
เพ่มิ ขน้ึ ไปเร่ือยๆ จนทาํ ให้ LED เปลยี่ นจากสถานะ “ดับ” ไปยังสถานะ “ติด” (สว่าง)

*******************

53

54

หนว่ ยการเรียนรู้ที่ 4

การต่อวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสภ์ าคเอาตพ์ ุตสําหรับ Arduino

สาระการเรยี นรู้

บอรด์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino สามารถสรา้ งสัญญาณดิจิทัล-เอาต์พตุ ได้หลายช่องสญั ญาณ แต่
สามารถจา่ ยหรือรบั กระแสไดใ้ นปริมาณจํากดั ในการเขยี นโปรแกรมสาํ หรบั Arduino เพือ่ ควบคุมการทํางาน
ของอุปกรณ์อ่ืนๆ เชน่ มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง พัดลมระบายความรอ้ นขนาดเล็ก บซั เซอร์เสยี ง ซงึ่ เปน็
อปุ กรณ์ทต่ี อ้ งใช้แรงดนั สงู กว่า +5V หรือมกี ระแสโหลดไหลในระดบั สงู กว่าทข่ี าของไมโครคอนโทรลเลอร์จะ
ทนได้ จําเป็นต้องอาศยั วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ท่เี หมาะสมกบั งานดงั กล่าว ตัวอย่างของอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนิกสท์ ่ี
พบเหน็ ไดบ้ อ่ ยสาํ หรับวงจรดงั กล่าว ได้แก่ ทรานซิสเตอร์แบบตา่ งๆ รีเลย์ อุปกรณ์เชือ่ มต่อสญั ญาณทางแสง
ไอซที สี่ ามารถขบั กระแสได้สงู เป็นต้น

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้

 อธิบายถึงหลกั การทํางานของทรานซสิ เตอรแ์ บบรอยต่อคู่ และแบบมอสเฟต รวมถึงการตอ่ วงจร
เป็นสวติ ช์ไฟฟ้าเพอื่ จ่ายกระแสให้อุปกรณท์ ี่เป็นโหลดไฟฟา้ ได้

 ยกตัวอยา่ งความแตกตา่ งระหว่างทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคแู่ ละแบบมอสเฟตได้
 อธบิ ายถึงหลกั การทาํ งานของรีเลยแ์ ละการตอ่ วงจรเปน็ สวิตชไ์ ฟฟ้าได้
 ยกตัวอย่างไอซีท่นี าํ มาใชข้ บั กระแสโหลดสงู ได้
 อธิบายถึงหลกั การทาํ งานของอุปกรณเ์ ช่ือมตอ่ ทางแสงและรปู แบบการตอ่ วงจรได้
 ต่อวงจรโดยใช้ทรานซิสเตอร์เพือ่ ขับกระแสโหลด และใชบ้ อร์ด Arduino ควบคุมการทาํ งานได้
 ต่อวงจรโดยใช้ไอซีขับมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง และใชบ้ อรด์ Arduino ควบคุมการทาํ งานได้
 ควบคมุ เซอร์โวมอเตอร์ โดยใช้สญั ญาณ PWM จากบอรด์ Arduino ได้
 เขียนโคด้ Arduino สําหรบั ควบคุมการทํางานของวงจรภาคเอาตพ์ ตุ โดยใชป้ ระโยคคาํ สั่งเลือก

ทาํ หรอื ทาํ ซ้าํ ตามเง่ือนไขท่ีกําหนดได้

55

หัวข้อในการเรยี นรู้

เนือ้ หาสําหรับการเรียนรู้ในหน่วยการเรยี นรูท้ ่ี 4 แบง่ เป็นหัวขอ้ ย่อยดงั นี้

หวั ขอ้ ท่ี เรอ่ื ง
4.1 การใชง้ านอุปกรณโ์ หลดกระแสสูงในวงจร
4.2 ทรานซิสเตอรแ์ บบรอยตอ่ คู่
4.3 มอสเฟต
4.4 รเี ลย์
4.5 อุปกรณ์เชอื่ มตอ่ ทางแสง
4.6 ไอซีขับมอเตอร์กระแสตรง
4.7 การใช้งานเซอร์โวมอเตอร์
4.8 การเขียนโคด้ Arduino เพอื่ เลอื กทําหรือทําขนั้ ตอนซาํ้ ตามเง่ือนไข

ส่ือการเรียนรู้

 หนังสือ “เรยี นรอู้ ิเลก็ ทรอนกิ สพ์ น้ื ฐานและเขยี นโปรแกรมด้วย Arduino” (บทที่ 4)
 แบบทดสอบกอ่ นเรียนและหลังเรียน (พรอ้ มเฉลย)
 ชุดทดลองตอ่ วงจรอิเล็กทรอนกิ สแ์ ละบอร์ด Arduino
 ใบมอบหมายงาน + แนวทางวเิ คราะห์และสรุปผลการทดลอง (สําหรับครูผู้สอน)
 วดี ีโอสาธติ การต่อวงจรตามใบมอบหมายงาน (ใชเ้ ป็นแนวทางในการทาํ การทดลอง)
 วีดโี อสาธติ การทํางานของบอรด์ Arduino ร่วมกบั วงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ เพอ่ื ใช้เปน็ โจทย์ท้าทายในทาง

ความคิดของผู้เรยี น การออกแบบวงจรและเขียนโคด้ และอาจจะนําไปสูก่ ารปฏิบัตทิ ดลองจรงิ

กจิ กรรมนําเข้าสบู่ ทเรียนและกระตนุ้ ความสนใจ

 คําถาม: “นักเรียนร้จู กั ทรานซสิ เตอรห์ รือไม่ มลี กั ษณะเปน็ อย่างไร (ตัวถงั ) แบง่ เปน็ กี่ชนดิ และ
นาํ มาใช้ในวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เพื่อวตั ถปุ ระสงคใ์ ดได้บ้าง?”
o นําไปสูเ่ รื่องทรานซสิ เตอร์

56

 คําถาม: “นักเรยี นทราบหรอื ไมว่ ่า ในปจั จบุ นั ไอซีตา่ งๆ เชน่ หนว่ ยประมวลผล หรือ ซพี ียู (CPU) มี
ทรานซสิ เตอรข์ นาดเลก็ จาํ นวนมาก หลายล้านตวั อยภู่ ายใน เปน็ ส่วนประกอบที่สาํ คญั ของวงจรไอซี?”
o นาํ ไปสู่เรอื่ งความสําคัญของทรานซสิ เตอร์ในการสรา้ งไอซตี า่ งๆ และวงจรรวม

 คาํ ถาม: “ทรานซิสเตอร์ และ สวติ ชไ์ ฟฟา้ ต่างกันอยา่ งไร และนกั เรียนคดิ ว่า สามารถนาํ
ทรานซิสเตอรม์ าตอ่ วงจร เพื่อใช้เปดิ -ปิดหลอด LED แทนสวติ ช์ไฟฟา้ ไดห้ รือไม่”
o นาํ ไปสเู่ รอื่ งทรานซสิ เตอร์ และการใช้งานในวงจร

 คําถาม: “นักเรยี นรจู้ กั อปุ กรณท์ เี่ รยี กวา่ รเี ลย์ หรอื ไม่ มีกแี่ บบ และนักเรยี นคิดวา่ สามารถนํารเี ลย์มา
ใช้เปน็ สวติ ชเ์ ปิด-ปิดในวงจรได้หรือไม”่
o นาํ ไปสู่เร่ืองรเี ลย์ และการใชง้ าน

 คาํ ถาม: “มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรงมสี องขว้ั และถา้ ป้อนแรงดนั ไฟฟา้ ที่เหมาะสม (เชน่ จากแบตเตอร่)ี
ที่ขั้วทัง้ สองของมอเตอรจ์ ะทาํ ให้มอเตอรห์ มนุ ในทิศทางใดทศิ ทางหน่งึ นักเรียนคิดว่า ถ้าเราต้องการ
ปรับความเรว็ รอบของมอเตอรไ์ ด้ จะมีวธิ กี ารอย่างไรบา้ ง เพื่อให้มอเตอรห์ มนุ ชา้ หรอื เรว็ ได้”
o นําไปสู่เรอื่ งรีเลย์ ไอซขี ับมอเตอร์ และสญั ญาณแบบ PWM

 คาํ ถาม: “นักเรยี นร้จู กั เซอรโ์ วมอเตอร์หรอื ไม่ มอเตอรช์ นดิ นม้ี ักนิยมใชก้ บั เคร่ืองบนิ ขนาดเลก็ หรอื รถ
บงั คับวิทยุ เช่น ใชใ้ นการบงั คบั กลไกลในการเลี้ยวรถ หรอื ปรับมุมของปกี เลก็ หรอื แพนหางของ
เครอื่ งบิน นักเรียนพอจะทราบหรอื ไมว่ า่ เซอรโ์ วมอเตอรช์ นิดนี้มหี ลกั การทํางานอยา่ งไร?”
o นาํ ไปสู่เร่ืองเซอรโ์ วมอเตอรข์ นาดเล็ก และการใช้สญั ญาณ PWM ในการควบคุม
o ครูผสู้ อนอาจจะคน้ หารปู ภาพตวั อยา่ งของรถบงั คบั วทิ ยหุ รอื เครือ่ งบินบังคบั วิทยุมาประกอบ
ในการตั้งคาํ ถาม และใหน้ ักเรยี นสํารวจดูว่า มเี ซอรโ์ วมอเตอรก์ ีต่ ัวและอยู่ในส่วนใดของรถ
บังคบั วิทยุหรือเคร่อื งบนิ บังคับวิทยบุ า้ ง

 คําถาม: “นักเรยี นคดิ ว่า ห่นุ ยนต์เคลอื่ นทไี่ ด้แบบมีล้อ หรอื แบบตีนตะขาบ มีกลไกลในการขับเคลือ่ น
อยา่ งไร ใชม้ อเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรงได้หรือไม่ และต้องมีชดุ เกยี ร์หรอื กลไกลอืน่ ๆ รวมดว้ ยหรือไม่
และใช้อะไรเป็นแหลง่ พลงั งานไฟฟ้า ถ้าเปน็ แบตเตอรี่ เป็นแบตเตอร่ีชนิดใดได้บ้าง”
o นําไปสู่เรือ่ งการประยกุ ต์ใชง้ านมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง และแบตเตอรีไ่ ฟฟ้า

 คาํ ถาม: “นกั เรียนรจู้ กั แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์หรือไม่ ถา้ จะทาํ ให้แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์หมนุ ตามดวง
อาทิตยท์ เี่ คล่อื นตัวจากตําแหน่งหนงึ่ ไปยงั อีกตําแหน่งหน่ึงบนท้องฟ้าในแต่ละวัน จะออกแบบกลไกล
และใชม้ อเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงในการขบั เคล่ือนอย่างไร”
o นาํ ไปสู่เรอื่ งการประยุกตใ์ ชง้ านมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง

57

กจิ กรรมค้นควา้ และสืบคน้ ขอ้ มูล

 ครผู ูส้ อนมอบหมายให้ผู้เรียนอ่านทาํ ความเขา้ ใจเนอื้ หาในหวั ข้อท่ี 4.1 – 4.8
 ครผู ู้สอนมอบหมายใหผ้ เู้ รียนแบง่ กลุ่ม เพอ่ื สบื ค้นขอ้ มูลและรปู ประกอบเก่ียวกับทรานซิสเตอร์ทีม่ ี

ตัวถงั แบบต่างๆ จากเว็บไซต์
 ครูผู้สอนมอบหมายให้ผเู้ รยี นแบ่งกลมุ่ เพอื่ สบื คน้ รูป วดี โี อ และขอ้ มูลเกยี่ วกบั การทํางานของเซอร์โว

มอเตอร์และตวั อยา่ งการใชง้ าน เช่น ในระบบหนุ่ ยนต์ มอื จับกลขนาดเลก็ จากอินเทอร์เน็ต เชน่ จาก
เว็บไซตต์ า่ งๆ และจาก YouTube
 ครูผสู้ อนมอบหมายให้ผู้เรียนสบื ค้นขอ้ มูลเกีย่ วกบั มอเตอร์ประเภทท่เี รียกว่า สเตป็ เปอร์มอเตอร์
(Stepper Motor) รปู ภาพและตวั อย่างการทาํ งานของมอเตอร์ประเภทนี้ จากเว็บไซต์ตา่ งๆ และจาก
YouTube รวมถึงวิธกี ารและวงจรในการควบคุมการหมุนของมอเตอรป์ ระเภทนี้
 ครผู สู้ อนมอบหมายใหผ้ เู้ รียนสืบค้นข้อมลู เก่ยี วกบั หุ่นยนตเ์ คล่อื นท่ีได้ และการใช้มอเตอร์ไฟฟา้ เป็น
สว่ นหนง่ึ ของกลไกลในการขบั เคลื่อนหนุ่ ยนต์ ใหห้ ารปู ภาพ หรอื วีดโี อ มาเป็นตวั อย่างที่การทํางาน
ของมอเตอร์ประเภทนี้ จากเวบ็ ไซตต์ า่ งๆ และจาก YouTube รวมถงึ บอรด์ ขบั มอเตอร์ไฟฟา้ กระแส
ตรงท่เี ป็นสินค้าจําหนา่ ยตามเว็บไซต์และสามารถนํามาใชข้ บั มอเตอรไ์ ฟฟา้ ได้

กจิ กรรมแบง่ กลุ่มระดมความคิดและอภิปราย

 ครูผ้สู อนตงั้ ประเดน็ ดงั น้ี “ถ้ามีเซอรโ์ วมอเตอร์ จาํ นวนกต่ี ัวก็ได้ นกั เรยี นคดิ ว่า จะนาํ มาออกแบบ
สง่ิ ประดิษฐ์อะไรบ้างในชีวติ ประจาํ วนั หรอื นาํ ไปสรา้ งเป็นสิ่งประดษิ ฐเ์ ชิงศลิ ปะทีเ่ คลื่อนไหวได้
โตต้ อบกบั ผู้ชมได้ พร้อมอธบิ ายการทาํ งาน”

กิจกรรมฝึกปฏบิ ัติ

 ครูผูส้ อนแบ่งกลมุ่ นกั เรยี นเปน็ กลมุ่ ๆละ 2-3 คน และให้ทาํ การทดลองตามใบมอบหมายงานในบทที่ 4
และเมือ่ ทาํ การทดลองเสรจ็ แล้วให้ครผู ู้สอนและนักเรยี นสรุปและวิเคราะหผ์ ลการทดลองร่วมกัน

 ครูผู้สอนเปดิ วดี โี อสาธติ การตอ่ วงจร ให้นกั เรยี นทาํ เข้าใจดว้ ยตนเองก่อน และตอบข้อซักถามของ
ผู้เรียนเกย่ี วกบั ใบมอบหมายงาน

58

กิจกรรมทา้ ทายความสามารถ

 ครผู ู้สอนมอบหมายให้ผเู้ รยี นทาํ งานเป็นกล่มุ ๆละ 2-3 คน และทาํ งานโครงงาน (2 – 3 สปั ดาห์) เช่น
ออกแบบกลไกลการบงั คับแพนหางหรอื ปกี เล็กของเครื่องบินจาํ ลอง โดยใชเ้ ซอร์โวมอเตอร์ในการปรบั
มุมของปีกเลก็ และแพนหาง และควบคมุ ไดจ้ ากบอร์ด Arduino เป็นกล่องสมองกล

 ครผู ู้สอนมอบหมายใหผ้ เู้ รียนทาํ งานเป็นกล่มุ ๆละ 2-3 คน และทํางานโครงงาน (2 – 3 สัปดาห์) เช่น
ออกแบบกลไกลโดยใช้เซอรโ์ วมอเตอรใ์ นการหมนุ กล้อง Webcam ทตี่ อ่ กบั คอมพิวเตอร์ทางพอรต์
USB และใช้บอรด์ Arduino เป็นกล่องสมองกลในการควบคมุ และกาํ หนดตาํ แหนง่ เชิงมุมของเซอรโ์ ว
มอเตอรเ์ พ่ือเปลีย่ นมุมกล้อง และใชต้ ัวตา้ นทานปรับค่าได้เปน็ อุปกรณ์อนิ พุตเพ่ือกาํ หนดตําแหน่งมมุ

 ครูผูส้ อนมอบหมายใหผ้ ู้เรยี นทํางานเป็นกลมุ่ ๆละ 2-3 คน และทาํ งานโครงงาน (2 – 3 สัปดาห์) เช่น
ออกแบบวงจรทใ่ี ชร้ ีเลย์และทรานซสิ เตอร์ในการกําหนดทศิ ทางการหมุนให้มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
และควบคุมการจ่ายกระแสให้มอเตอรไ์ ด้ (เปิด-ปิด หรอื ใชส้ ญั ญาณแบบ PWM ควบคุม)

การประเมนิ ผเู้ รยี น

 ความรู้ (K): ประเมนิ จากการทาํ แบบทดสอบของผเู้ รียน (แบบทดสอบกอ่ นเรียนและหลงั เรียน)
 ทักษะกระบวนการ (P): ประเมินจากใบงานในการทดลองของผ้เู รยี นแต่ละกลุม่ และสงั เกตพฤตกิ รรม

ระหว่างเรียนและปฏบิ ัติ
 คณุ ลักษณะทพี่ ึงประสงค์ (A): ประเมินจากพฤติกรรมของผู้เรียนแต่ละคนหรือกลมุ่ ทแ่ี สดงออก เช่น

การอภิปรายนําเสนอ รายงาน และการปฏบิ ตั ิทดลอง

*******************

59

60

แบบทดสอบกอ่ นเรยี น

ให้เลือกคาํ ตอบทถี่ กู ทสี่ ดุ เพยี งคาํ ตอบเดยี ว

1) ทรานซสิ เตอรร์ อยตอ่ คูแ่ บ่งเป็นชนิดใดบา้ ง 5) ขอ้ ใดเปน็ สัญลกั ษณท์ างไฟฟ้าของ
ก) NPN และ PNP ทรานซิสเตอร์ pMOSFET
ข) NP และ PN
ค) pMOSFET และ nMOSFET ก)
ง) MOSFET และ BJT
ข)

2) ขาใดคอื ขาทใ่ี ช้ควบคุมการทํางานของ ค)
ทรานซสิ เตอรแ์ บบ NPN
ก) ขาเบส (Base) ง)
ข) ขาคอลเลคเตอร์ (Collector)
ค) ขาอมิ ติ เตอร์ (Emitter) 6) ข้อใดแสดงความสัมพันธ์ของกระแสท่ีไหลผา่ น
ง) ขาเดรน (Drain) ขาของทรานซิสเตอร์ NPN
ก) IC = IB + IE
3) ขาใดคือขาท่ีใช้ควบคมุ การทาํ งานของ ข) IE = IC + IB
ทรานซิสเตอรแ์ บบมอสเฟต ค) IB = IC + IE
ก) ขาเดรน (Drain) ง) IC = IB - IE
ข) ขาคอลเลคเตอร์ (Collector)
ค) ขาซอรส์ (Source) 7) ไอซี L293D ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ใด
ง) ขาเกต (Gate) ก) ขบั มอเตอรก์ ระแสตรงได้เพยี งหนง่ึ ตวั
ข) ขับมอเตอรก์ ระแสตรงได้สองตัว
4) ข้อใดเปน็ สญั ลกั ษณ์ทางไฟฟ้าของ ค) ควบคุมการทํางานของเซอรโ์ วมอเตอร์
ทรานซสิ เตอรร์ อยต่อคชู่ นิด NPN ง) ขับกระแสโหลดไดถ้ งึ 8 ช่อง

ก) 8) ข้อใดคอื สว่ นประกอบท่ีอยภู่ ายในอุปกรณ์

ข) เชื่อมต่อทางแสง
ก) ไดโอดเปลง่ แสงและโฟโตท้ รานซิสเตอร์

ค) ข) ไดโอดและทรานซสิ เตอร์ NPN

ค) ไดโอดเปล่งแสงและทรานซสิ เตอร์ NPN
ง) ง) ตัวตา้ นทานไวแสงและโฟโตท้ รานซสิ เตอร์

61

9) ขาใดของรเี ลย์ตอ่ ไปนีเ้ ช่ือมต่อถงึ กันทางไฟฟ้า 13) ทาํ ไมจงึ ใช้ทรานซสิ เตอร์ NPN ควบคุมการ
เมือ่ รีเลยย์ งั ไม่ทํางาน ทํางานของรเี ลย์แทนการควบคมุ โดยตรงดว้ ย
ก) ขา N.O. และขา COMMON ขาดจิ ิทลั -เอาต์พตุ ของบอรด์ Arduino
ข) ขา N.C. และขา COMMON ก) ใช้ในการจ่ายกระแสใหค้ อยลข์ องรเี ลย์ซึง่
ค) ขา COMMON และขาของคอยล์ อาจจะมกี ระแสไหลสงู กวา่ 40 mA
ง) ขา N.C. และขา N.O. ข) ควบคุมการทํางานรเี ลย์ไดร้ วดเร็วขน้ึ
ค) ยืดอายุการใชง้ านของรเี ลย์
10) เครือ่ งมือชนิดใดใช้คน้ หาตาํ แหน่งขาต่างๆ ง) ทําใหง้ ่ายต่อการควบคมุ รีเลย์
ของรีเลยไ์ ด้ถูกต้อง
ก) โวลตม์ เิ ตอร์ 14) ไดโอดป้องกนั ที่ตอ่ คร่อมขดลวดของรเี ลยท์ ใ่ี ช้
ข) โอหม์ มเิ ตอร์ ทรานซิสเตอร์ NPN เปน็ ตวั ควบคุม มีไว้เพือ่
ค) แอมมเิ ตอร์ วตั ถปุ ระสงค์ใด
ง) วัตตม์ ิเตอร์ ก) เป็นทางผ่านของกระแสไหลตรง
เมอ่ื ทรานซสิ เตอร์ทาํ งานปกติ
11) ถา้ วัดคา่ ความตา้ นทานระหว่างขาคู่หนงึ่ ของ ข) เปน็ ทางผ่านของกระแสไหลตรง
รีเลย์ได้ 100Ω ขาทั้งสองคอื ขาในข้อใด เมื่อทรานซิสเตอร์หยดุ การทํางาน
ก) ขาของคอยลท์ ่อี ย่ภู ายในรเี ลย์ ค) เปน็ ทางผ่านของกระแสไหลย้อนกลบั
ข) ขา N.C. และขา COMMON เม่ือทรานซิสเตอรท์ าํ งานปกติ
ค) ขา N.O. และขา COMMON ง) เปน็ ทางผา่ นของกระแสไหลย้อนกลับ
ง) ขาของคอยลข์ าหนึง่ และขา COMMON เมอ่ื ทรานซสิ เตอรห์ ยดุ การทาํ งาน

12) ข้อใดเปน็ สัญลกั ษณท์ างไฟฟา้ ของรีเลย์ 15) ถ้าวัดกระแส IC ของทรานซิสเตอร์ได้ 100mA
และทรานซิสเตอรม์ ีอตั ราขยายการะแสเท่ากับ
ก) 50 แล้วกระแส IB จะเท่ากับข้อใด
ก) 1.5 mA
ข) ข) 2.0 mA
ค) 100 mA
ค) ง) 150 mA

ง)

*******************

62

แบบทดสอบหลงั เรียน

ให้เลือกคําตอบที่ถูกทสี่ ุดเพยี งคําตอบเดยี ว

1) ขอ้ ใดเป็นสัญลกั ษณท์ างไฟฟ้าของ 4) ข้อใดเป็นสญั ลกั ษณ์ทางไฟฟ้าของอปุ กรณ์
ทรานซสิ เตอรร์ อยตอ่ คู่ชนดิ PNP เช่อื มตอ่ ทางแสง

ก) ก)
ข)
ค) ข)
ง)
2) ขอ้ ใดเปน็ สัญลกั ษณท์ างไฟฟา้ ของ ค)
ทรานซิสเตอร์ nMOSFET
ก) ง)
ข)
5) ทรานซิสเตอรเ์ บอร์ PN2222A เป็น
ค) ทรานซสิ เตอรช์ นิดใด
ง) ก) NPN
3) ขอ้ ใดเป็นสัญลกั ษณท์ างไฟฟ้าของรีเลย์ ข) PNP
ค) nMOSFET
ก) ง) pMOSFET
ข)
ค) 6) ข้อใดไมใ่ ชข่ าของทรานซิสเตอร์ NPN
ง) ก) อิมิตเตอร์ (Emitter)
ข) เบส (Base)
ค) คอลเลคเตอร์ (Collector)
ง) เดรน (Drain)

7) ข้อใดเป็นขาท่ใี ช้ควบคุมการทาํ งานของ
ทรานซสิ เตอรแ์ บบมอสเฟต
ก) ซอรส์ (Source)
ข) เบส (Base)
ค) เกต (Gate)
ง) ไมม่ ขี ้อใดถูก

63

8) ข้อใดเป็นขาท่ใี ช้ควบคมุ การทาํ งานของ 12) ข้อใดกลา่ วไดถ้ ูกตอ้ งมากท่ีสุด เกี่ยวกบั การ
ทรานซิสเตอรแ์ บบ NPN ทํางานของทรานซิสเตอร์
ก) ซอรส์ (Source) ก) ปริมาณของกระแสเบสของทรานซสิ เตอร์
ข) เบส (Base) NPN มีผลตอ่ ปรมิ าณการไหลของกระแส
ค) เกต (Gate) คอลเลคเตอร์
ง) ไมม่ ีข้อใดถกู ข) กระแสท่ีไหลเขา้ ทขี่ าคอลเลคเตอร์จะ
เทา่ กับกระแสที่ไหลออกทข่ี าอิมิตเตอร์
9) ขอ้ ใดเปน็ อุปกรณ์ท่นี าํ มาใช้ควบคุมการขับ ของทรานซสิ เตอร์ NPN
กระแสให้โหลดไฟฟา้ ได้ ค) อัตราสว่ นของกระแสคอลเลคเตอร์ต่อ
ก) รเี ลย์ กระแสเบสในเชงิ ปรมิ าณจะต้องนอ้ ยกว่า
ข) ทรานซสิ เตอรแ์ บบมอสเฟต 1 เสมอ
ค) ทรานซิสเตอรแ์ บบดาร์ลิงตนั ง) ปรมิ าณกระแสทีไ่ หลเข้าท่ีขาเกตของ
ง) ถกู ทกุ ข้อ มอสเฟตเป็นตัวกาํ หนดปริมาณกระแส
(กระแสเดรน) ทไี่ หลผา่ นทรานซิสเตอร์
10) โหลดไฟฟา้ ในขอ้ ใด ควรมไี ดโอดปอ้ งกันต่อ เมอ่ื นําไฟฟ้าได้
ครอ่ มอยดู่ ว้ ย
ก) รเี ลย์ 13) ข้อใดกล่าวได้ถกู ตอ้ งมากที่สุด เกี่ยวกบั การ
ข) มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง ทาํ งานของเซอร์โวมอเตอร์ โดยทัว่ ไป
ค) โซลินอยด์ ก) ใช้สัญญาณ PWM ความถ่คี งท่ปี ระมาณ
ง) ถกู ทุกขอ้ 50 Hz และปรบั ค่า Duty Cycle (ความ
กวา้ งของพัลส์) ได้เพอ่ื กําหนดตาํ แหน่ง
11) อปุ กรณใ์ นข้อใด มีโฟโตท้ รานซสิ เตอรเ์ ปน็ เชิงมุมของเซอรโ์ วมอเตอร์
ส่วนประกอบอยูภ่ ายในตัวถัง ข) ใชส้ ญั ญาณแอนะลอ็ กจากบอรด์
ก) อปุ กรณเ์ ชื่อมตอ่ ทางแสง ไมโครคอนโทรลเลอร์เพือ่ กําหนดตําแหน่ง
ข) รเี ลย์ เชงิ มมุ ของเซอรโ์ วมอเตอร์
ค) ทรานซิสเตอรแ์ บบมอสเฟต ค) หมุนได้หลายรอบตอ่ เนอ่ื งกัน
ง) ไม่มีขอ้ ใดถกู ง) หมนุ ได้ครบรอบ 360 องศา

64

14) ขอ้ ใดไม่ใช่ ไอซีสาํ หรบั ขบั มอเตอร์กระแสตรง
ก) L293D
ข) LM358
ค) L298N
ง) ไมม่ ขี อ้ ถกู

15) ถ้าป้อนแรงดนั 5V ท่ีจดุ VIN ในวงจรตามรปู
ต่อไปนี้ แลว้ แรงดนั ท่ีจดุ VOUT จะได้
ใกลเ้ คียงขอ้ ใดมากท่ีสดุ
ก) 0V
ข) 5V
ค) 6V
ง) 12V

ผงั วงจรสาํ หรบั โจทย์ขอ้ 15

*******************

65

66

เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี นและหลังเรยี น

แบบเฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรียน 6) ข 11) ก
7) ข 12) ค
1) ก 8) ก 13) ก
2) ก 9) ข 14) ง
3) ง 10) ข 15) ข
4) ค
5) ข 6) ง 11) ก
7) ค 12) ก
แบบเฉลยแบบทดสอบหลงั เรยี น 8) ข 13) ก
9) ง 14) ข
1) ง 10) ง 15) ก
2) ก
3) ค
4) ข
5) ก

*******************

67

68

แนวทางวิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง

ใบมอบหมายงานที่ 4.1

การทดลองน้ีเปน็ การสาธิตการทํางานของทรานซิสเตอรแ์ บบ NPN โดยใช้ตวั ตา้ นทานขนาด 330Ω
เปน็ โหลดไฟฟ้าในวงจร และการทํางานของโค้ดตวั ยอย่างสําหรับ Arduino มีดงั นี้ อา่ นค่าท่ีขาดิจิทัล D3 ที่ต่อ
กบั วงจรปมุ่ กด (ตอ่ ตัวต้านทานแบบ Pull-up) เม่อื กดปมุ่ จะได้คา่ LOW แตถ่ ้าไมไ่ ด้กดปมุ่ จะได้คา่ HIGH และ
นาํ ค่าทไี่ ดม้ าเขยี นคา่ เอาต์พตุ ทข่ี า D5 สาํ หรบั วงจรในภาคเอาตพ์ ุตดังน้ี

 ถ้ากดป่มุ ค้างไว้ จะได้คา่ อนิ พตุ เปน็ LOW และเอาตพ์ ตุ จะเปน็ HIGH (ทาํ ให้ LED “ติด”)
 ถ้าไมก่ ดปุ่ม จะได้คา่ อนิ พตุ เปน็ HIGH และเอาต์พตุ จะเป็น LOW (ทาํ ให้ LED “ดบั ”)

ขา D5 ของบอร์ด Arduino ยังใชใ้ นการควบคมุ การทาํ งานของทรานซิสเตอรแ์ บบ NPN อกี ด้วย
ถ้าเอาตพ์ ุตเป็น HIGH (เมอ่ื กดปมุ่ ค้างไว้) จะทําให้แรงดนั ทข่ี า D5 ไดป้ ระมาณ +5V และมีกระแสไหลผ่านตัว
ตา้ นทาน 10kΩ เข้าไปยงั ขาเบสของทรานซสิ เตอร์ ถ้าวดั แรงดันที่ VBE จะได้ประมาณ 0.7V และทรานซสิ เตอร์
จะอยู่ในโหมดทาํ งาน ถ้าวดั แรงดนั VCE จะไดป้ ระมาณ 0.1 – 0.2V และมีกระแสไหลผา่ นตวั ต้านทาน 330Ω ที่
ใช้เป็นโหลดในวงจร นอกจากน้นั เม่อื วดั กระแสท้งั สามทข่ี าของทรานซสิ เตอร์ จะเรยี งลําดบั จากน้อยไปมากได้
ดังน้ี IB, IC, IE ตามลําดบั (ตามทฤษฏี ควรจะวดั กระแส IB ไดป้ ระมาณ 0.4 มลิ ลแิ อมป์ และ IC ไดป้ ระมาณ
14.5 มลิ ลิแอมป์ และคํานวณอัตราการขยายกระแสของทรานซสิ เตอร์ ไดป้ ระมาณ 36 เทา่ )

แตถ่ ้าเอาตพ์ ตุ เปน็ LOW (เม่ือไมไ่ ดก้ ดปุม่ คา้ งไว้) จะทําให้แรงดนั ทีข่ า D5 ได้ใกลเ้ คียง 0V และ
ทรานซสิ เตอรจ์ ะอยู่ในโหมดไมท่ าํ งาน ถา้ วัด VBE จะได้ 0V และ VCE จะได้ประมาณ 5V

ใบมอบหมายงานที่ 4.2

การทดลองนี้ เปน็ การสาธติ การทาํ งานของอปุ กรณเ์ ชื่อมต่อทางแสง และทรานซสิ เตอรแ์ บบ p-
channel MOSFET และใชบ้ อรด์ Arduino ในการสร้างสัญญาณเอาตพ์ ตุ เพ่ือควบคมุ การจา่ ยกระแสให้
มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง

การทาํ งานของอุปกรณเ์ ช่ือมตอ่ ทางแสงทาํ หนา้ ท่เี หมือนทรานซสิ เตอรแ์ บบ NPN ทว่ั ไป แต่ใช้แสงใน
การแยกสญั ญาณไฟฟ้าภายใน เมือ่ ทรานซสิ เตอรภ์ ายในอปุ กรณ์เช่ือมตอ่ ทางแสงทาํ งาน แรงดนั VCE จะอยทู่ ่ี
ประมาณ 0.1V ทําใหแ้ รงดนั VSG ของมอสเฟต อยูท่ ีป่ ระมาณ 7 – 8 โวลต์ ซึ่งมากพอทจ่ี ะทาํ ใหม้ อสเฟตอย่ใู น
โหมดทํางาน

69

ขอ้ สังเกต: ในกรณที ี่มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงใชก้ ระแสในระดบั 100 มิลลิแอมป์ หรอื มากกว่า และใช้
แบตเตอรี่กอ้ น 9V เป็นแหลง่ จ่ายสาํ หรบั +VM ถา้ แบตเตอร่ไี ด้ถกู ใช้งานไประยะเวลาหน่งึ แลว้ อาจจะทาํ ให้
ความตา่ งศกั ย์ระหวา่ งขัว้ บวกและลบของแบตเตอรีล่ ดลง และวัดแรงดันไดต้ ่าํ กวา่ 9V ในขณะทจี่ า่ ยกระแส
แตถ่ า้ ลดตํ่าลงมาก (แบตเตอร่ใี กล้หมด) จะทําใหม้ อสเฟตไม่ทาํ งาน และส่งผลใหม้ อเตอรไ์ มห่ มนุ

ใบมอบหมายงานที่ 4.3
การทดลองนีเ้ ปน็ การสาธิตการทํางานของไอซขี บั มอเตอร์ L293D เพอ่ื ควบคมุ การหมุนของมอเตอร์

ไฟฟา้ กระแสตรง เชน่ เลอื กทศิ ทางการหมนุ และใชส้ ญั ญาณ PWM ปรับความเรว็ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้
ขา D6 และ D7 ของบอรด์ Arduino เปน็ สญั ญาณเอาตพ์ ตุ จากบอรด์ Arduino ทไี่ ปต่อกบั ขา 2 (1A)

และขา 7 (2A) ของไอซี L293D และค่าทางลอจกิ ทขี่ า D6 และ D7 จะตอ้ งเป็น “LOW และ HIGH” หรือ
“HIGH และ LOW” จึงจะทาํ ให้มอเตอรห์ มุนทางใดทางหนง่ึ (กําหนดทิศทางการหมนุ ) และคา่ Duty Cycle
ของสัญญาณ PWM ทข่ี า D5 ซึง่ ต่อกบั ขา 1 ของไอซี L293D ใชก้ ําหนดความเร็วในการหมุนของมอเตอรไ์ ฟฟา้

การหมุนท่ปี ุ่มของตัวต้านทานปรับค่าได้เป็นการกําหนดคา่ Duty Cycle ของสัญญาณ PWM สามารถ
ปรับความเร็วของมอเตอรไ์ ด้ และคา่ ทางลอจกิ ทีข่ า D6 และ D7 จะต้องเป็น “LOW และ HIGH” หรือ “HIGH
และ LOW” แตถ่ า้ คา่ ทางลอจกิ ทีข่ า D6 และ D7 เป็น “LOW และ LOW” หรอื “HIGH และ HIGH”
มอเตอร์ไฟฟ้าจะไมห่ มนุ และการหมนุ ทีป่ มุ่ ของตัวตา้ นทานปรับคา่ ได้ จะไม่มผี ลตอ่ การมอเตอรไ์ ฟฟา้

ใบมอบหมายงานที่ 4.4
การทดลองน้เี ป็นการสาธิตการทํางานของเซอร์โวมอเตอรข์ นาดเล็ก โดยมบี อรด์ Arduino ทําหนา้ ที่

รับคา่ จากสัญญาณแอนะล็อก (จากวงจรแบ่งระดนั ปรบั ระดบั ได้) และนาํ ค่าท่ีได้ไปกําหนดตาํ แหน่งของมมุ ให้
เซอรโ์ วมอเตอร์ (กําหนดความกว้างของพัลส์ในชว่ ง 700 ถึง 2300 ไมโครวินาท)ี ดังน้ันถ้าแรงดนั ท่ี A0 อยทู่ ่ี
ระดับ 0V 2.5V และ 5V ตามลาํ ดบั จะได้ตําแหนง่ เชงิ มุมคือ ซ้ายสุด กึ่งกลาง และขวาสดุ ตามลาํ ดบั

กระแสทเี่ ซอรโ์ วมอเตอร์ใช้น้นั ถ้าเซอรโ์ วมอเตอรห์ ยดุ นง่ิ จะใช้กระแสตาํ่ สดุ แต่ในขณะที่เซอรโ์ วหมนุ
ไปมา จะใชก้ ระแสมากขนึ้ (ปริมาณกระแสทใ่ี ช้ ข้ึนอยู่กับเซอวโ์ วมอเตอร์แตล่ ะตัวทไ่ี ดท้ ดลองใช้ และโดยทั่วไป
แล้ว เซอร์โวมอเตอรต์ วั ใหญจ่ ะใชก้ ระแสมากกว่าตัวเล็ก)

******************

70

หนว่ ยการเรยี นร้ทู ี่ 5

การใชง้ านเซนเซอร์รว่ มกับบอรด์ Arduino

สาระการเรยี นรู้

การนาํ บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ เชน่ บอรด์ Arduino ทที่ าํ หนา้ ท่ีเป็น “กล่องสมองกล” หรือ
“ระบบคอมพิวเตอรฝ์ งั ตัว” ไปประยุกตใ์ ชง้ านเพอ่ื ให้เกิดความหลากหลายในงานด้านต่างๆ ได้นัน้ จําเปน็ ตอ้ ง
อาศัยวงจรภาคอินพุตและเซนเซอร์ (Sensor) หลายชนดิ โดยนาํ มาประยกุ ต์ใช้รว่ มกบั กลอ่ งสมองกล Arduino
และนาํ ไปควบคุมอุปกรณ์ภายนอกตามการทาํ งานของโปรแกรม กล่องสมองกลมหี นา้ ทีอ่ ่านได้จากเซนเซอร์
ตา่ งๆ แลว้ นาํ คา่ ทไี่ ด้ไปประมวลผล จากนนั้ จงึ ส่ังการไปยงั วงจรภาคเอาต์พุต เช่น การเปดิ -ปดิ รเี ลย์ มอเตอร์
ไฟฟา้ หลอดไฟ อุปกรณ์แสดงผล หรอื อุปกรณ์อนื่ ๆ เปน็ ต้น ดงั นั้นการเรยี นรู้หลักการทํางานและการ
ประยกุ ตใ์ ชง้ านของอุปกรณเ์ ซนเซอร์ประเภทตา่ งๆ จึงเปน็ สงิ่ สาํ คัญ แตเ่ น่ืองจากวงจรภาคอินพุตและเซนเซอร์
ท่เี ลอื กใชง้ านได้มคี วามหลากหลาย จงึ เลือกเฉพาะอปุ กรณบ์ างชนดิ เท่าน้นั สาํ หรับการเรยี นรู้ เช่น เซนเซอร์
สัมผสั เซนเซอรว์ ัดอณุ หภูมิ เซนเซอรท์ ่ีทาํ งานโดยใช้แสง เซนเซอร์ตรวจจับการเคล่ือนไหว เซนเซอร์วดั
ระยะห่างหรือตรวจจับสงิ่ กดี ขวาง เปน็ ตน้

จดุ ประสงค์การเรียนรู้

 อธบิ ายถึงความหมายของคําวา่ เซนเซอร์ และยกตวั อย่างเซนเซอรใ์ นชีวติ ประจาํ วันได้
 อธิบายถึงหลักการทํางานของตัวต้านทานไวแสงและเทอร์มิสเตอร์ และนําไปประยุกต์ใชง้ านได้
 ยกตวั อยา่ งไอซีวดั อณุ หภูมิ และนาํ ไปต่อวงจรเพ่ือทดลองใชง้ านได้
 อธิบายถึงหลักการทํางานของอปุ กรณท์ ี่ทํางานดว้ ยแสงได้ เชน่ ไดโอดเปล่งแสงอนิ ฟราเรด

โฟโต้ทรานซิสเตอรไ์ ด้ สวิตช์ควบคุมด้วยแสง และเซนเซอรแ์ สงอนิ ฟราเรดแบบสะทอ้ น
 บอกความแตกต่างของอุปกรณท์ ่ีทํางานด้วยแสงประเภทต่างๆ ได้
 อธบิ ายถงึ หลกั การทาํ งานของเซนเซอรว์ ัดระยะทางด้วนคลืน่ เสียงอลั ตราโซนกิ ได้
 ตอ่ วงจรแบ่งแรงดันโดยใชต้ วั ต้านทานไวแสงหรือเทอร์มสิ เตอร์ เพ่ือสร้างสัญญาณแอนะลอ็ กและ

นํามาใช้งานร่วมกับบอร์ด Arduino ได้
 ต่อวงจรโดยใช้เซนเซอรต์ รวจจับสงิ่ กดี ขวางด้วยแสงอนิ ฟราเรด รว่ มกับบอรด์ Arduino ได้

71

หัวข้อในการเรยี นรู้

เน้ือหาสําหรบั การเรียนรู้ในหน่วยการเรยี นรู้ท่ี 5 แบ่งเป็นหวั ขอ้ ยอ่ ยดงั นี้

หัวขอ้ ที่ เร่ือง
5.1 ความสําคญั ของวงจรภาคอนิ พุตและเซนเซอร์
5.2 เซนเซอรแ์ ละทรานสดวิ เซอร์
5.3 สวิตช์สัมผัส
5.4 ตวั ต้านทานไวแสง
5.5 เทอรม์ ิสเตอร์
5.6 ไอซีวดั อณุ หภมู ิ
5.7 เซนเซอรแ์ สงอินฟราเรด
5.8 โมดลู ตรวจจบั ความเคล่อื นไหวด้วยแสงอนิ ฟราเรด
5.9 โมดลู วดั ระยะห่างดว้ ยแสงอินฟราเรด
5.10 โมดูลวดั ระยะทางด้วยคล่นื อลั ตราโซนิก

สือ่ การเรียนรู้

 หนังสือ “เรียนรอู้ ิเล็กทรอนิกสพ์ ื้นฐานและเขียนโปรแกรมด้วย Arduino” (บทท่ี 5)
 แบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลงั เรยี น (พรอ้ มเฉลย)
 ชุดทดลองตอ่ วงจรอิเลก็ ทรอนิกสแ์ ละบอรด์ Arduino
 ใบมอบหมายงาน + แนวทางวเิ คราะห์และสรปุ ผลการทดลอง (สําหรับครูผู้สอน)
 วดี ีโอสาธิตการต่อวงจรตามใบมอบหมายงาน (ใช้เป็นแนวทางในการทาํ การทดลอง)
 วีดีโอสาธติ การทาํ งานของบอรด์ Arduino รว่ มกบั วงจรอิเล็กทรอนกิ ส์ เพอ่ื ใชเ้ ป็นโจทยท์ ้าทายในทาง

ความคิดของผเู้ รียน การออกแบบวงจรและเขียนโค้ด และอาจจะนาํ ไปสูก่ ารปฏิบตั ิทดลองจรงิ

กจิ กรรมนาํ เขา้ สบู่ ทเรียนและกระตุ้นความสนใจ

 ให้ครผู สู้ อนอภปิ รายหน้าชนั้ เรยี น โดยยกประเด็นทางดา้ นประสาทสมั ผสั ของรา่ งกายท่ีทําหนา้ ท่รี ับรู้
ทางกายภาพ เชน่ ผิวหนังเป็นประสาทสมั ผสั ทที่ าํ หน้าทรี่ บั ความรู้สกึ ทาํ ให้เรารสู้ ึกหนาวหรอื รอ้ น
รวมถึงการรบั ความรู้สึกจากการสัมผสั ต่างๆ เชน่ ตาเป็นประสาทสมั ผสั ทางภาพ หูเป็นประสาทสมั ผสั
ทางเสียง จมกู เปน็ ประสาทสัมผสั ทางกลิ่น และลิ้นเปน็ ประสาทสมั ผสั ทางรสชาติ ครูผ้สู อนสามารถ
ยกตวั อย่างประกอบการอธบิ ายเกีย่ วกับความเชื่อมโยงของประสาทสัมผสั ทที่ าํ หน้าทีร่ บั ส่ิงสัมผัสเพื่อ

72

ทําให้ร่างกายมีความร้สู กึ ตา่ งๆ ครูผสู้ อนยกตัวอยา่ งเพมิ่ เตมิ ทเี่ กย่ี วขอ้ งกับสงิ่ ประดิษฐ์ เครือ่ งมอื
เครอื่ งใช้ ในชีวิตประจาํ วันทีม่ กี ารใชง้ านเซนเซอร์ เชน่

o ในหอ้ งท่ีมกี ารตดิ ตัง้ เครื่องปรับอากาศ จะเห็นไดว้ า่ สามารถปรบั ความเยน็ หรอื ระดบั
อณุ หภูมภิ ายในห้องได้ แสดงวา่ ระบบเคร่ืองปรบั อากาศนน้ั สามารถรับทราบข้อมูลท่ีเปน็
อุณหภูมขิ องหอ้ งได้ (เชอ่ื มโยงไปสูเ่ ซนเซอรว์ ัดอณุ หภมู ิ)

o หากพิจารณาระบบลิฟต์ (Elevator) ตามอาคาร เม่อื มผี ู้โดยสารในลิฟต์มากเกินไป ลฟิ ต์จะ
สง่ เสียงเตอื นว่า มผี ู้โดยสารเกินพกิ ัด ซึ่งนนั้ กแ็ สดงว่า ระบบลฟิ ต์สามารถทราบข้อมลู ทเี่ ปน็
นา้ํ หนักหรือความจขุ องลิฟตโ์ ดยสารได้ (เชื่อมโยงไปสู่เซนเซอร์วดั นา้ํ หนักหรือแรงกด)

o ในรถยนตท์ ม่ี ีระบบความปลอดภัยแบบถุงลมนิรภัย จะเหน็ ไดว้ ่า เม่อื เกดิ เหตุการณ์ทร่ี ถยนต์
ชนวตั ถุกดี ขวางอยา่ งรนุ แรง ถงุ ลมนิรภยั จะพองออกมาเพื่อป้องกันผู้โดยสาร แตห่ ากรถยนต์
ไปชนกบั วัตถทุ ่ีไมร่ ุนแรง ถุงลมนิรภยั จะไมพ่ องออกมา น้นั กห็ มายความว่า รถยนต์จะต้อง
ทราบขนาดของแรงกระแทกท่ีมากระทบกบั รถยนต์ (เชอ่ื มโยงไปสเู่ ซนเซอรว์ ัดแรงกระแทก
หรือความความเร่ง)

 คาํ ถาม: “นกั เรยี นเคยเดินเขา้ รา้ นสะดวกซ้ือแลว้ สงั เกตบ้างไหมวา่ ที่ประตทู างเขา้ จะมีเสียงเตอื น และ
ประตูจะเลอื่ นเปดิ ออกได้โดยอตั โนมตั ิ และเมื่อไมม่ ีคนอยู่ทบี่ ริเวณประตู ประตูก็จะเล่อื นปิดไดโ้ ดย
อัตโนมตั ิ นกั เรียนคดิ ว่า ระบบนใ้ี ชอ้ ะไรในการตรวจจบั คนทเี่ ดนิ เขา้ ออกผ่านประตู?”
o นําไปส่เู ร่อื งเซนเซอร์ตรวจจับการเคลอื่ นไหวหรือวัดระยะหา่ งจากวตั ถุดว้ ยแสงอนิ ฟราเรด

 คาํ ถาม: “ระบบป้องกันขโมยหรือผู้บุกรุกในอาคารบา้ นเรือน มหี ลกั การทาํ งานอยา่ งไร และใชอ้ ะไร
เป็นอุปกรณต์ รวจจบั ผูบ้ ุกรกุ หรอื การเคล่ือนไหวในหอ้ งต่างๆ?”
o นําไปสเู่ ร่อื งเซนเซอร์ตรวจจบั การเคลอ่ื นไหวของคน เชน่ เซนเซอรแ์ บบ PIR

 คาํ ถาม: “ค้างคาวเปน็ สัตวท์ มี่ คี วามสามารถในการตรวจจับวตั ถุและระบุตาํ แหน่งได้โดยการใชค้ ลนื่
ความถี่สูง โดยทค่ี า้ งคาวจะปลอ่ ยคลน่ื ความถี่สงู น้อี อกไป แล้วเม่อื คล่นื ไปกระทบวัตถุ กจ็ ะสะทอ้ น
กลับมา นักเรยี นทราบบ้างไหมวา่ มอี ปุ กรณอ์ ะไรบ้างทีใ่ ช้คลืน่ เสยี งความถี่สูงหรอื คลืน่ อลั ตราโซนกิ ใน
การตรวจจับวัตถุหรอื วัดระยะห่างได้?”
o นําไปสเู่ รื่องเซนเซอรห์ รือโมดูลวดั ระยะห่างดว้ ยคลื่นอัลตราโซนกิ

 คําถาม: “ถา้ เราจะจําแนกสภาพแวดลอ้ มตามระดบั อุณหภมู ิ โดยแบง่ เปน็ 3 ระดับคือ เย็น ปรกติ
และร้อน จะเลอื กใช้เซนเซอรช์ นดิ ใด”
o นาํ ไปสู่เรื่องเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ

 คําถาม: “รถยนตใ์ นปจั จุบันมกี ารตดิ ตั้งอปุ กรณต์ รวจจบั ส่ิงกีดขวางทอ่ี ยู่ดา้ นท้ายรถ (เช่น สงู จากพ้นื
ประมาณ 30-40 ซม.) ในขณะที่ถอยหลัง ถา้ มวี ตั ถุหรือสิ่งกดี ขวางอยู่ด้านหลงั ในระยะใกล้ จะเร่มิ มี
เสยี งเตอื น และเมอ่ื ระยะหา่ งนอ้ ยลงเสียงเตือนจะมคี วามถีส่ ูงขึ้นเพ่อื เตอื นผ้ขู บั ขร่ี ถยนต์ นักเรียนคดิ
ว่า อปุ กรณท์ ่ใี ช้ในการตรวจจบั สิ่งกดี ขวางหรือวดั ระยะห่างของรถยนต์นน้ั ใชห้ ลักการอะไร?”
o นําไปสเู่ ร่ืองเซนเซอรว์ ัดระยะหา่ งจากวัตถุด้วยแสงอินฟราเรด

73

 คําถาม: “นักเรียนเคยเห็นหุ่นยนต์ทีว่ งิ่ ตามเส้นไดโ้ ดยอตั โนมัตบิ ้างหรือไม่ เช่น ห่นุ ยนตว์ งิ่ ไปตามเสน้ สี
ดําบนพ้นื สีขาว และไมห่ ลดุ ออกจากเสน้ ในขณะทเี่ คล่ือนท่ไี ปตามทาง หนุ่ ยนตเ์ คล่อื นท่ไี ดแ้ บบน้ใี ช้
อะไรเปน็ ตัวตรวจจบั เสน้ สดี าํ บนพืน้ ขาว และจะตอ้ งมีการเขยี นโปรแกรมควบคมุ หนุ่ ยนตอ์ ย่างไร?”
o ครผู ูส้ อนสามารถหารปู ของหุ่นยนต์วิง่ ตามเส้น (Line Following/Tracking Mobile
Robots) จากอินเทอร์เนต็ เพ่ือใชป้ ระกอบการตั้งคาํ ถามในช้นั เรยี น
o นําไปสู่เรือ่ งเซนเซอร์แสงอนิ ฟราเรดแบบสะท้อน

กิจกรรมคน้ ควา้ และสบื คน้ ข้อมูล

 ครูผสู้ อนมอบหมายใหผ้ เู้ รียนอา่ นทําความเขา้ ใจเน้อื หาในหวั ขอ้ ท่ี 5.1 – 5.10
 ครูผู้สอนมอบหมายให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม เพื่อศึกษาเก่ียวกับความหมายของคําว่า เซนเซอร์ ชนิดของ

เซนเซอร์ และยกตัวอยา่ งของงานทีน่ าํ เซนเซอรไ์ ปประยุกตใ์ ช้
 ครผู สู้ อนมอบหมายให้ผเู้ รยี นแบง่ กลมุ่ เพอื่ สืบค้นรูป วดี โี อ และขอ้ มูลเก่ียวกับหุ่นยนตว์ งิ่ ตามเส้นได้

โดยอตั โนมัตจิ ากอินเทอร์เนต็ เชน่ จากเว็บไซตต์ ่างๆ และจาก YouTube ครูผสู้ อนอาจจะกาํ หนด
เงื่อนไขเพมิ่ เติมคือ ใหเ้ ลอื กเฉพาะหุ่นยนตท์ ่ีใช้บอร์ด Arduino เปน็ กล่องสมองกลควบคุมการทํางาน
ของหุน่ ยนต์
 ครผู ู้สอนมอบหมายให้ผู้เรยี นแบ่งกลุ่ม เพอื่ สืบคน้ ขอ้ มลู และรูปประกอบ เกีย่ วกบั สนิ คา้ ทีเ่ ปน็ เซนเซอร์
แบบตา่ งๆ จากเวบ็ ไซต์และคาดวา่ จะนํามาใช้กับหุน่ ยนตเ์ คล่อื นทไ่ี ด้
 ครูผู้สอนมอบหมายให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม เพื่อสืบค้นข้อมูลในการท่ีจะนําเซนเซอร์มาทําหน้าที่ปิด-เปิด
หลอดไฟ โดยใหห้ ลอดไฟติดเม่ือไม่มีแสง และดับเมื่อมีแสงสว่าง ให้นักเรียนหาข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต
เก่ียวกับชนิดของเซนเซอร์ที่จะเลือกใช้ ความสัมพันธ์ของเซนเซอร์กับงานที่จะนําไปใช้ควบคุม แล้ว
สรปุ ในรปู แบบรายงานหรือนําเสนอหน้าช้นั เรียน

กจิ กรรมแบ่งกลุ่มระดมความคดิ และอภปิ ราย

 ครผู ูส้ อนมอบหมายใหผ้ ้เู รยี นแบง่ กลุ่ม เพอ่ื สืบค้นข้อมูลและรูปประกอบ เกยี่ วกับสินคา้ ทเี่ ปน็ เซนเซอร์
แบบต่างๆ ทคี่ าดวา่ จะนํามาใช้กับห่นุ ยนตเ์ คลอื่ นทไ่ี ด้ และอภปิ รายดว้ ยว่า อปุ กรณ์เซนเซอร์ท่ีไดเ้ ลอื ก
มาน้นั จะนํามาใชอ้ ย่างไรกับหุ่นยนต์ เพ่อื วัตถุประสงค์ใด ใช้จาํ นวนเทา่ ไหรส่ ําหรับเซนเซอร์แต่ละชนิด
และติดต้ังท่ีตาํ แหนง่ ใดของตวั หุ่นยนต์ เปน็ ตน้

74

 ครผู ู้สอนตัง้ ประเด็นดงั นี้ “ทา่ นคิดวา่ เซนเซอร์อัลตราโซนิกใช้วดั ระดบั นํ้าได้หรือไม่ และถา้ ใช้ได้
จะนาํ มาใชอ้ อกแบบสร้างระบบเตอื นน้าํ ท่วมฉับพลนั ได้หรอื ไม่ และถ้าเปลี่ยนเป็นเซนเซอร์แสง
อนิ ฟราเรดทว่ี ัดระยะหา่ งไดใ้ นชว่ ง 10 ถึง 80 ซม. จะใชแ้ ทนไดห้ รอื ไม?่ ”
o ถ้ามเี ซนเซอร์อลั ตราโซนิกหรอื เซนเซอรแ์ สงอนิ ฟราเรดวัดระยะห่าง ครูผสู้ อนสามารถ
มอบหมายให้ผเู้ รียนทําการทดลองได้ (โจทย์ทา้ ทาย)

 ครูผู้สอนต้ังประเดน็ ดงั นี้ “ถ้าทา่ นจะต้องออกแบบระบบนบั คนเขา้ ออกห้องสมดุ โดยอัตโนมตั ิ โดยใช้
เซนเซอร์แสงวัดระยะห่าง หรือเซนเซอร์แสงอืน่ ๆ และใชบ้ อร์ด Arduino เป็นกลอ่ งสมองกล ท่านจะ
เลือกใช้เซนเซอร์ชนดิ ใด ใช้กต่ี วั และตดิ ตั้งอย่างไร (สมมตุ วิ ่า ทางเขา้ และทางออกของห้องสมุด เป็น
ช่อง 2 ชอ่ ง มีความกวา้ งประมาณ 50 ซม. ใหค้ นเดนิ เข้าและออกแยกกนั )?”

 ครูผู้สอนตง้ั ประเดน็ ดังนี้ “ท่านคิดว่า ถา้ ตอ้ งการนับจํานวนรถท่จี อดในลานจอดรถยนต์ใน
ห้างสรรพสินคา้ และจํานวนท่จี อดรถยนตท์ ยี่ งั ว่างอยโู่ ดยอตั โนมตั ิ จะต้องเลอื กใชเ้ ซนเซอรแ์ บบใด
ตดิ ต้งั อย่างไร จะมีขอ้ ดแี ละขอ้ จํากัดอยา่ งไรบา้ ง”

 ครผู ู้สอนตัง้ ประเดน็ ดงั น้ี “ทา่ นคิดวา่ จะใชเ้ ซนเซอร์สวติ ชค์ วบคุมดว้ ยแสง (Opto-Interrupter) และ
บอรด์ Arduino มาใช้วดั ความเรว็ รอบของมอเตอร์ไฟฟ้า หรอื ความเรว็ รอบของกังหันลมขนาดเลก็ ได้
อยา่ งไร?”

 ครูผู้สอนตัง้ ประเด็นดังนี้ “ท่านคดิ วา่ จะใช้เซนเซอรส์ วติ ชค์ วบคมุ ด้วยแสง (Opto-Interrupter)
อย่างนอ้ ย 2 ตัว และบอร์ด Arduino มาใชว้ ัดความเร็วเฉล่ียของวัตถทุ ่เี คลอ่ื นทไ่ี ปตามรางเสน้ ตรงได้
อยา่ งไร?”

กิจกรรมฝกึ ปฏบิ ัติ

 ครผู ูส้ อนแบง่ กลมุ่ นักเรียนเปน็ กลุม่ ๆละ 2-3 คน และให้ทาํ การทดลองตามใบมอบหมายงานในบทท่ี 5
และเมอื่ ทาํ การทดลองเสร็จแลว้ ใหค้ รูผู้สอนและนักเรยี นสรุปและวิเคราะห์ผลการทดลองร่วมกัน

กิจกรรมทา้ ทายความสามารถ

 ครผู ้สู อนมอบหมายใหผ้ เู้ รียนทํางานเป็นกลมุ่ ๆละ 2-3 คน และทํางานโครงงาน (ระยะเวลา 2 - 3
สปั ดาห)์ ตามโจทยต์ อ่ ไปนี้ “ถา้ จะใชเ้ ซนเซอร์วัดอุณหภมู ิ เช่น ไอซี LM35DZ และบอร์ด Arduino
ในการบันทกึ อณุ หภูมิในหอ้ งท่มี เี ครอื่ งปรบั อากาศ (เชน่ ห้องคอมพิวเตอร์) เป็นระยะๆ เช่น ทกุ ๆ
1 นาที ในช่วงเวลา 8 - 10 ชม. ของแต่ละวัน จะออกแบบวงจรและเขียนโคด้ สําหรับบอรด์ Arduino
อย่างไร และเม่อื ได้ข้อมลู ดงั กล่าว จะนํามาวเิ คราะหไ์ ดห้ รอื ไมว่ ่า มกี ารเปดิ ใชเ้ ครอื่ งปรับอากาศ
หรอื ไม่ในแตล่ ะวนั เปน็ ชว่ งเวลาใดบา้ ง และมีระดบั อุณหภมู เิ ท่าใดในชว่ งเวลาดงั กล่าว”

75

 ครูผู้สอนมอบหมายให้ผู้เรียนทํางานเป็นกลุ่มๆละ 2-3 คน โดยให้ออกแบบระบบต้นแบบ เพื่อทําการ
ควบคมุ ระดบั น้ําในถงั น้ํา โดยให้นกั เรียนหาเซนเซอรท์ ่ีวดั ระดบั น้ําแบบไม่สมั ผัสกับนํ้า ในกิจกรรมน้ีจะ
ให้นักเรียนค้นคว้าและใช้ความคิดในการเลือกใช้เซนเซอร์ รวมถึงการหาท่ีจําหน่าย การมองความ
เป็นไปได้ในการออกแบบใช้งานจริง

การประเมนิ ผเู้ รยี น

 ความรู้ (K): ประเมินจากการทําแบบทดสอบของผู้เรียน (แบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลังเรยี น)
 ทกั ษะกระบวนการ (P): ประเมินจากใบงานในการทดลองของผู้เรียนแตล่ ะกลุ่ม และสงั เกตพฤติกรรม

ระหวา่ งเรยี นและปฏิบัติ
 คุณลกั ษณะทพี่ งึ ประสงค์ (A): ประเมนิ จากพฤตกิ รรมของผูเ้ รยี นแต่ละคนหรือกลมุ่ ทแี่ สดงออก เชน่

การอภปิ รายนําเสนอ รายงาน และการปฏบิ ตั ทิ ดลอง
******************

76

แบบทดสอบกอ่ นเรยี น

ให้เลือกคาํ ตอบทีถ่ กู ท่สี ดุ เพยี งคาํ ตอบเดยี ว

1) ข้อใดกล่าวได้ถูกตอ้ งมากท่สี ดุ เกี่ยวกับเซนเซอร์ 5) ขอ้ ใดกล่าวได้ถกู ต้องเกี่ยวกบั ตัวตา้ นทานไวแสง
ก) เป็นอปุ กรณท์ แี่ ปลงสัญญาณทางกายภาพ ก) ความต้านทานเป็น 0 Ω เมื่อไม่ได้รับแสง
ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟา้ ได้ ข) ความต้านทานเพ่มิ ขึ้นเม่ือได้รบั แสงมากขนึ้
ข) ใชร้ ับสญั ญาณเอาต์พตุ จากบอร์ด ค) ความต้านทานเพมิ่ ขึ้นเม่ือไดร้ บั แสงนอ้ ยลง
ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ ง) การเปล่ยี นแปลงของปริมาณแสงมผี ลตอ่ ค่า
ค) สร้างสัญญาณแบบแอนะล็อกเป็นเอาต์พตุ ความตา้ นทานน้อยมาก
ไดเ้ ท่าน้ัน
ง) สามารถแปลงพลงั งานไฟฟ้าเปน็ พลงั งานกล 6) ขอ้ ใดกล่าวถกู ต้องเกีย่ วกบั เทอร์มิสเตอร์ท่ีมี
สัมประสิทธ์ิของอณุ หภูมเิ ป็นลบ
2) ในการสรา้ งหนุ่ ยนต์ ควรเลอื กใช้อุปกรณ์ใด ก) ความต้านทานเพมิ่ ขน้ึ เม่ืออุณหภูมิสูงขึ้น
ตอ่ ไปนเ้ี พือ่ ตรวจจบั การชนสง่ิ กีดขวาง ข) ความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิสงู ขึ้น
ก) ไดโอดเปลง่ แสง ค) ความตา้ นทานเปล่ยี นแปลงแบบเชิงเสน้
ข) รเี ลย์ ง) การเปลยี่ นแปลงของอณุ หภูมมิ ีผลตอ่ คา่
ค) สวิตช์สมั ผัส (ลิมิตสวิตช์) ความตา้ นทานนอ้ ยมาก
ง) โฟโตท้ รานซสิ เตอร์
7) ข้อใดกลา่ วถูกตอ้ งเกยี่ วกบั เทอรม์ ิสเตอรแ์ บบ
3) อุปกรณ์ในขอ้ ใดเหมาะสาํ หรบั นํามาสรา้ งเป็น NTC 10kΩ ที่อุณหภูมิ 25 °C
อุปกรณค์ วบคมุ การเปิดแสงไฟอตั โนมตั ิเม่อื ก) ความตา้ นทานเทา่ กบั 10kΩ ที่ 20°C
สภาพแสงลดต่าํ ลง ข) ความตา้ นทานมากกว่า 10kΩ ที่ 40°C
ก) เซนเซอร์วดั ความเร็ว ค) ความต้านทานนอ้ ยกว่า 10kΩ ที่ 40°C
ข) ตวั ต้านทานไวแสง ง) ความตา้ นทานน้อยกวา่ 10kΩ ที่ 20°C
ค) ไอซวี ดั อณุ หภมู ิ
ง) เทอรม์ ิสเตอร์ 8) ขอ้ ใดคือขาของโฟโตท้ รานซสิ เตอร์
ก) ขาคอลเลคเตอร์ (C) และขาเบส (B)
4) ข้อใดคือตัวต้านทานไวแสง ข) ขาเบส (B) และขาอิมติ เตอร์ (E)
ก) LED ค) ขาคอลเลคเตอร์ (C) และขาอมิ ิตเตอร์ (E)
ข) LDR ง) ขาแอโนด (A) และขาแคโทด (K)
ค) LCD
ง) LPT

77

9) ข้อใดกลา่ วไดถ้ ูกตอ้ งมากทสี่ ุด 13) ขอ้ ใดคือสญั ลกั ษณข์ องโฟโต้ทรานซสิ เตอร์
ก) แสงอนิ ฟราเรดเป็นแสงที่มองไมเ่ ห็นได้ดว้ ย
ตาเปลา่ ก)
ข) รโี มตคอนโทรลสําหรบั เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้า
โดยทัว่ ไปใช้แสงอินฟราเรดในการทาํ งาน ข)
ค) เซนเซอรแ์ สงอนิ ฟราเรดบางประเภทใช้ใน
การวดั ระยะห่างจากส่งิ กดี ขวาง ค)
ง) ถูกทกุ ข้อ
ง)
10) ขอ้ ใดคอื สัญลกั ษณข์ องเทอรมิสเตอร์
14) ขาเอาต์พตุ ของวงจรแบง่ แรงดนั ทไ่ี ดจ้ ากการ
ก) ต่อเทอรม์ สิ เตอรแ์ ละตวั ตา้ นทานคงที่แบบ
ข) อนุกรมกนั จะนําไปต่อกบั ขาของบอร์ด
Arduino อยา่ งไร
ค) ก) ต่อกับขาดิจิทลั เอาตพ์ ุตแบบ PWM
ข) ต่อกับขา +5V
ง) ค) ตอ่ กับขาแอนะล็อก-อนิ พตุ
ง) ต่อกบั ขาดิจทิ ลั -อินพตุ
11) ข้อใดคอื สญั ลกั ษณ์ของตัวต้านทานไวแสง
15) ขอ้ ใดกลา่ วไดถ้ กู ตอ้ งมากทส่ี ุด
ก) ก) วัตถุสีดําจะสะทอ้ นแสงอินฟราเรดไดด้ ีกว่า
ข) วตั ถุสขี าว
ข) แสงท่ีมีความยาวคลน่ื 950 นาโนเมตร เปน็
ค) แสงอินฟราเรด
ค) แสงทมี่ คี วามยาวคล่นื 950 นาโนเมตร
ง) เทา่ นน้ั จึงจะทําใหโ้ ฟโต้ทรานซสิ เตอร์
12) อปุ กรณข์ ้อใดมหี ลกั การทํางานตา่ งจากข้ออ่ืน ทาํ งานได้
ง) ถกู ทกุ ขอ้
ก) อุปกรณเ์ ช่อื มตอ่ ทางแสง
ข) สวติ ช์ควบคุมได้ด้วยแสง
ค) เซนเซอรแ์ สงอินฟราเรดแบบสะท้อน
ง) ตัวตา้ นทานไวแสง

******************

78

แบบทดสอบหลงั เรียน

ให้เลือกคาํ ตอบทถ่ี กู ท่ีสดุ เพยี งคําตอบเดียว

1) ขอ้ ใดกลา่ วถูกตอ้ งเกีย่ วกบั เทอรม์ ิสเตอร์แบบ วงจรสําหรบั โจทย์ขอ้ 3
NTC
ก) เม่ืออณุ หภูมิสงู ขึ้น คา่ ความต้านทานของ 4) ข้อใดเปน็ การประยกุ ต์ใช้งานเซนเซอร์แบบ
เทอร์มสิ เตอรจ์ ะลดลง PIR ทีเ่ หมาะสมมากทส่ี ดุ
ข) เม่อื อณุ หภูมิสงู ข้ึน ค่าความต้านทานของ ก) ตรวจจบั การเคลอ่ื นไหวของบุคคลใน
เทอรม์ สิ เตอร์จะเพ่มิ ขึน้ อาคารหรอื การใช้งานในห้องตา่ งๆ
ค) ความสมั พันธ์ระหวา่ งค่าความต้านทาน ข) วัดความสว่างภายในหอ้ ง
และอณุ หภูมเิ ป็นแบบเชิงเส้น ค) วัดอณุ หภมู ภิ ายในหอ้ ง
ง) คา่ ความต้านทานไมเ่ ปลยี่ นแปลงตาม ง) วัดระยะหา่ งเมื่อมคี นเดินผา่ น
อณุ หภมู ิ
5) ไอซีวดั อุณหภมู ิตัวหนง่ึ สามารถวดั อณุ หภูมิได้
2) ขอ้ ใดกลา่ วถกู ตอ้ งเกยี่ วกบั LDR ในชว่ ง 0 ถึง 100°C มีอัตราขยายแบบเชงิ เส้น
ก) เมื่อไดร้ ับแสงน้อยลง ค่าความต้านทาน เทา่ กับ 10mV/°C และไดแ้ รงดนั ในช่วง 0 ถึง
จะเพมิ่ ข้นึ 1V ข้อใดเปน็ แรงดันท่ีวดั ไดส้ ําหรบั อุณหภูมิ
ข) เมอ่ื ได้รบั แสงน้อยลง คา่ ความต้านทาน 25°C
จะลดลง ก) 2.5 มลิ ลโิ วลต์
ค) เมอ่ื อยู่ในท่มี ดื จะไดค้ ่าความตา้ นทาน ข) 25 มิลลโิ วลต์
ใกล้เคยี ง 0 โอหม์ ค) 250 มลิ ลิโวลต์
ง) สภาพแสงแวดล้อมแสงมผี ลตอ่ ค่าความ ง) ไมม่ ขี ้อใดถูก
ตา้ นทานน้อยมาก

3) ถ้าไดร้ ับแสงนอ้ ยลงและอุณหภมู เิ พมิ่ ขนึ้
แรงดัน V1 และ V2 ในวงจรตอ่ ไปน้ี จะ
เปลยี่ นแปลงอย่างไร
ก) V1 และ V2 เพมิ่ ข้ึน
ข) V1 และ V2 ลดลง
ค) V1 เพ่มิ ขน้ึ แต่ V2 ลดลง
ง) V1 ลดลง แต่ V2 เพมิ่ ขนึ้

79

6) ข้อใดเปน็ ไอซวี ัดอณุ หภมู ิแบบแอนะลอ็ ก 10) ขอ้ ใดเป็นการประยกุ ตใ์ ช้เซนเซอรว์ ดั ระยะห่าง
ก) เทอรม์ สิ เตอร์ ด้วยแสงอินฟราเรดไดอ้ ยา่ งเหมาะสม
ข) LM35DZ ก) ตรวจจบั ส่ิงกีดขวางสําหรบั ห่นุ ยนต์
ค) 7805 ข) วดั ระยะหา่ งจากวัตถุ
ง) DS1820 ค) ตรวจจบั การเดินผา่ นเข้าออกของคนใน
ร้านสะดวกซอ้ื
7) ข้อใดเป็นส่วนประกอบที่สาํ คัญของสวติ ช์ ง) ถูกทกุ ขอ้
ควบคุมด้วยแสง
ก) ไดโอดเปลง่ แสงอนิ ฟราเรดและ 11) ขอ้ ใดกลา่ วไดถ้ ูกตอ้ งมากทส่ี ุดเกยี่ วกับ
โฟโต้ทรานซสิ เตอร์ เซนเซอร์แสงอินฟราเรดแบบสะท้อน
ข) ตัวส่งแสงเลเซอรแ์ ละตวั ต้านทานไวแสง ก) สามารถวัดระยะทางไดไ้ กลกว่าโมดลู วดั
ค) ไดโอดเปลง่ แสงสแี ดงและมอสเฟต ระยะทางดว้ ยคล่นื อลั ตราโซนกิ
ง) ไมม่ ขี อ้ ถูก ข) ตรวจจับการเดินผ่านเข้าออกของคนได้
ค) ใช้จาํ แนกวตั ถุสดี ําและสีขาวได้ใน
8) ข้อใดกลา่ วได้ถูกต้องมากที่สุด ระยะใกล้ เชน่ ประมาณ 5 มลิ ลิเมตร
ก) วัตถสุ ีดาํ จะสะท้อนแสงอนิ ฟราเรดได้ ง) ตรวจจบั การเคล่อื นไหวของคนในหอ้ งได้
ดกี ว่าวัตถุสขี าว ในบริเวณกว้าง
ข) แสงอนิ ฟราเรดมองเห็นได้ด้วยตาเปลา่
ค) แสงทมี่ ีความยาวคลนื่ 950 นาโนเมตร 12) อปุ กรณ์ในข้อใดทนี่ ิยมนํามาใช้เป็น
เป็นแสงอนิ ฟราเรด สว่ นประกอบที่สาํ คัญของหุ่นยนตว์ ่ิงตามเส้นสี
ง) แสงทม่ี ีความยาวคลื่น 950 นาโนเมตร ดาํ บนพื้นขาว
เท่านัน้ จงึ จะทําใหโ้ ฟโตท้ รานซสิ เตอร์ ก) โมดูลวัดระยะทางด้วยคลนื่ อัลตราโซนิก
ทาํ งานได้ ข) ตัวตา้ นทานไวแสง
ค) เซนเซอรแ์ สงอนิ ฟราเรดแบบสะท้อน
9) เซนเซอรท์ ใี่ ชเ้ ตือนว่ามสี ิ่งกดี ขวางอย่ดู า้ นหลัง ง) เซนเซอรว์ ัดระยะหา่ งดว้ ยแสงอนิ ฟราเรด
ขณะท่ถี อยรถ เปน็ เซนเซอร์ในข้อใด
ก) เซนเซอร์คลนื่ อลั ตราโซนิก 13) ข้อใดกล่าวถึงการใช้งานไอซี LM35DZ ได้
ข) เซนเซอรแ์ สงอนิ ฟราเรด ถกู ตอ้ ง
ค) เซนเซอร์แสงเลเซอร์ ก) ใชส้ าํ หรบั วดั ความเขม้ แสง
ง) เซนเซอรค์ ล่ืนไมโครเวฟ ข) ใช้สําหรับวดั ความช้นื และอณุ หภมู ิ
ค) ใชส้ ําหรับตรวจจบั การเคลื่อนไหว
ง) ใชว้ ัดอณุ หภูมใิ นช่วง 0 ถึง 100°C

80

14) คลนื่ อตั ราโซนกิ ใชเ้ วลาเดินทางจากตัวสง่ ไป
สะทอ้ นที่วตั ถุ แล้วกลับไปยังตวั รบั ของ
เซนเซอร์ ใชเ้ วลาท้งั ส้นิ 1 มลิ ลิวนิ าที จงหา
ระยะทางระหว่างเซนเซอร์และวตั ถุ (ให้
ความเรว็ คลน่ื เท่ากับ 346 เมตร/วนิ าท)ี
ก) 1.73 ซม.
ข) 17.3 ซม.
ค) 34.6 ซม.
ง) 346 ซม.

15) ถา้ ต้องการเปิดระบบให้แสงสว่างอัตโนมตั ิ เมอ่ื
มคี นเดินเข้ามาในห้อง หรอื เปิดระบบแสง
สวา่ งนอกบ้านในยามคํ่าคืน ทา่ นจะเลอื กใช้
เซนเซอร์ในขอ้ ใดได้บ้าง
ก) เซนเซอร์ตรวจจบั การเคลื่อนไหวแบบ PIR
ข) ตวั ต้านทานไวแสง
ค) เซนเซอรแ์ สงอินฟราเรดวัดระยะหา่ งไดถ้ งึ
5 เมตร
ง) ถกู ทกุ ข้อ

******************

81

82

เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลงั เรยี น

แบบเฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน 6) ข 11) ง
7) ค 12) ง
1) ก 8) ค 13) ง
2) ค 9) ง 14) ค
3) ข 10) ข 15) ข
4) ข
5) ค 6) ข 11) ค
7) ก 12) ค
แบบเฉลยแบบทดสอบหลังเรียน 8) ค 13) ง
9) ข 14) ข
1) ก 10) ง 15) ข
2) ก
3) ง
4) ก
5) ค

******************

83

84

แนวทางวิเคราะห์และสรปุ ผลการทดลอง

ใบมอบหมายงานที่ 5.1
การทดลองนีเ้ ปน็ การสาธิตการทาํ งานวงจรตรวจจับการเปลย่ี นแปลงสภาพแสงแวดลอ้ ม โดยนําตวั

ต้านทานไวแสง (LDR) มาต่ออนุกรมกบั ตวั ตา้ นทานคงที่ 10kΩ และจะไดแ้ รงดนั ท่เี ปลย่ี นแปลงตามปรมิ าณ
แสง ชว่ งของแรงดันทไี่ ด้จะขึ้นอยู่กับค่าความตา้ นทานสงู สดุ และตา่ํ สดุ ของ LDR ตามสภาพแสงแวดล้อม เช่น
ได้คา่ ความต้านทานประมาณ 40kΩ เมอื่ ปดิ สว่ นรบั แสงของ LDR และไดป้ ระมาณ 1kΩ หรอื ต่ํากวา่ เมอื่ ไดร้ ับ
แสงมาก ดงั นั้นแรงดันที่ A0 จะอย่ใู นชว่ งประมาณ 1.0V ถึง 4.5V

ค่าทีอ่ ่านไดจ้ ากขา A0 ซงึ่ ต่อกบั วงจรแบ่งแรงดนั (LDR และตวั ตา้ นทานคงท่ีแบบตอ่ อนุกรมกนั )
จะถูกนํามาใชเ้ ปรียบเทียบกับค่าท่ีไดจ้ ากขา A1 ซ่งึ ตอ่ กบั วงจรแบ่งแรงดนั (ตัวต้านทานปรับคา่ ได้) ถ้าคา่ ท่ีอ่าน
จากขา A1 มากกวา่ คา่ ทไี่ ด้ที่อ่านไดจ้ ากขา A0 จะทําให้ LED สว่าง

ใบมอบหมายงานที่ 5.2
การทดลองนเี้ ป็นการสาธติ การทํางานวงจรตรวจจับการเปลยี่ นแปลงอุณหภมู ิ โดยนําเทอรม์ สิ เตอร์

แบบ NTC มาตอ่ อนกุ รมกบั ตวั ตา้ นทานคงท่ี 10kΩ และจะไดแ้ รงดันที่เปลีย่ นแปลงตามระดบั อณุ หภมู ิ ช่วง
ของแรงดันทไี่ ด้จะขน้ึ อยูก่ บั คา่ ความต้านทานสูงสุดและตา่ํ สุดของเทอรม์ สิ เตอร์ เชน่ ถ้านาํ เทอรมสิ เตอรไ์ ปใส่
ในถุงนา้ํ แข็ง จะได้คา่ ความต้านทานประมาณ 25kΩ (หรือสูงกว่าเลก็ นอ้ ย) ถา้ อยูใ่ นหอ้ งปรับอากาศที่ 25 องศา
จะได้ประมาณ 10kΩ แตถ่ า้ ถูกเป่าด้วยลมรอ้ น จะไดค้ ่าความต้านทานประมาณ 1.5kΩ ดงั นั้นถ้าใชค้ า่ ความ
ตา้ นทานดังกล่าวคาํ นวณ แรงดนั ทขี่ า A0 จะมคี า่ อย่ใู นชว่ ง 1.4V ถึง 4.3V โดยประมาณ

ค่าทอ่ี ่านไดจ้ ากขา A0 ซง่ึ ตอ่ กบั วงจรแบ่งแรงดนั (เทอรม์ สิ เตอร์และตัวต้านทานคงท่ตี ่ออนกุ รมกัน)
จะถกู นาํ มาใชเ้ ปรียบเทยี บกบั ค่าทีไ่ ดจ้ ากขา A1 ซึ่งตอ่ กบั วงจรแบง่ แรงดัน (ตัวต้านทานปรับคา่ ได)้ ถ้าคา่ ทีอ่ ่าน
ไดจ้ ากขา A0 มากกว่าค่าทอ่ี ่านไดจ้ ากขา A1 จะทาํ ให้บัซเซอร์มีเสยี งเตอื น

ใบมอบหมายงานท่ี 5.3
การทดลองนเี้ ปน็ การสาธติ การแยกวตั ถสุ ขี าวหรอื สีดําในระยะใกล้ (เช่น ในช่วง 1–10 ซม.) ด้วยแสง

อินฟราเรดโดยใชไ้ ดโอดเปล่งแสงอนิ ฟราเรดเป็นตัวส่งและใช้โฟโต้ทรานซิสเตอรเ์ ป็นตัวรบั เมอ่ื มวี ตั ถุมาอยู่ใกล้
จะทาํ ให้บางส่วนของแสงจากตวั สง่ ถูกสะทอ้ นไปยงั ตัวรับ ทําใหโ้ ฟโต้ทรานซสิ เตอรเ์ รมิ่ ทํางานและมกี ระแสไหล

85

จากขาคอลเลคเตอรไ์ ปยังขาอิมิตเตอร์ (เรยี กว่า กระแสคอลเลคเตอร์) ปริมาณกระแสคอลเลคเตอร์นจี้ ะ
สัมพันธก์ บั ปรมิ าณแสงท่ไี ด้รบั

วัตถตุ ่างสกี นั จะมกี ารสะท้อนหรือดูดกลนื แสงได้แตกตา่ งกนั วตั ถสุ ดี ําสามารถดดู กลนื แสง (ทีม่ องเห็น
ได้ด้วยตาเปล่า และอาจจะรวมถงึ แสงอนิ ฟราเรดดว้ ย) ได้ดกี ว่าวัตถุสขี าว ดงั นนั้ ท่ีระยะห่างเทา่ กนั ปรมิ าณ
แสงที่สะทอ้ นกลบั จากวัตถสุ ขี าวจะมีมากกว่าในกรณีของวตั ถสุ ดี าํ และแรงดนั ท่วี ดั ได้จากเซนเซอร์ (ต่อกบั ขา
A0) ในกรณขี องวัตถสุ ขี าว จะตํ่ากว่าในกรณีของวัตถุสีดํา จากตารางท่ีเป็นข้อมูลตัวอย่างจากการทดลอง
พบวา่ การแยกวัตถุสขี าวและสดี าํ ให้ไดถ้ กู ตอ้ งแมน่ ยํามากทส่ี ดุ ควรทําในระยะใกล้ เพราะจะมีความแตกตา่ ง
ของแรงดันที่วัดไดค้ ่อนขา้ งมาก เมอื่ เปรยี บเทียบกันท้ังสองกรณี

ระยะหา่ งระหวา่ ง แรงดันทข่ี า A0 แรงดันท่ขี า A0
วัตถุและเซนเซอร์ (วตั ถสุ ีขาว) (วตั ถสุ ดี ํา)
4.83V
1 ซม. 3.90V 4.94V
5 ซม. 4.75V 4.96V
10 ซม. 4.90V

คาํ แนะนาํ : ใหล้ องเปลย่ี นคา่ ความต้านทาน R1 จาก 330Ω เป็น 150Ω แล้วเปรียบเทยี บผลท่ไี ด้ (จะทาํ ให้ตัว
ส่งปล่อยพลังงานไดม้ ากขึน้ ซ่ึงก็หมายถึง ความเขม้ ของแสงอนิ ฟราเรดจะไดเ้ พิ่มมากข้ึน)

******************

86

ภาคผนวก ก.

ชุดอปุ กรณ์สาํ หรบั การเรียนรอู้ ิเล็กทรอนิกส์พ้ืนฐาน

ชุดอปุ กรณส์ ําหรบั การเรยี นรู้อเิ ลก็ ทรอนิกสพ์ ้ืนฐาน 1 ชุด ประกอบดว้ ยกล่องอุปกรณ์ 2 กล่อง ได้แก่
กลอ่ ง DuinoLite Box และกลอ่ งอุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกสพ์ น้ื ฐาน ทาํ ใหส้ ะดวกในการใช้งานและจัดเกบ็ อปุ กรณ์
อย่างเปน็ ระเบียบ เหมาะสําหรับการเรียนรแู้ ละปฏบิ ัติทดลองสําหรับผเู้ รยี นรายบุคคลหรือเป็นกลุ่ม 2-3 คน

กล่อง DuinoLite Box
กลอ่ ง DuinoLite Box เป็นกล่องพลาสติก (รูปที่ ก.1) ภายในแบ่งเป็นชอ่ งสาํ หรบั เกบ็ อปุ กรณ์และ

ชิน้ สว่ นอิเล็กทรอนกิ ส์ต่างๆ และใชใ้ นการทดลองสําหรบั Arduino ในเบ้ืองต้นได้ แต่ถ้าใช้ควบคูก่ บั กลอ่ ง
อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์พน้ื ฐาน ซงึ่ มอี ปุ กรณ์ทมี่ ลี กั ษณะเปน็ ชนิ้ ส่วนขนาดเลก็ หลายชนิด จะครอบคลมุ รายการ
อุปกรณ์ท้งั หมดทจ่ี ําเป็นตอ้ งใช้สําหรับการทดลองตามที่ได้ออกแบบไว้

กล่อง DuinoLite Box มอี ปุ กรณ์ตา่ งๆ ตามรายการดงั น้ี (ตามตวั อย่างในรูปที่ ก.2)
1) บอรด์ DuinoLite 1 บอร์ด
2) สาย USB (สําหรับเชอ่ื มตอ่ บอรด์ DuinoLite ไปยังคอมพวิ เตอร์) 1 เสน้
3) เบรดบอร์ด (แผงตอ่ วงจร) ขนาดสั้น (Half Size) 1 อนั
4) โมดูลรเี ลย์ 1 อัน
5) โมดลู แสดงผล 16x2 LCD 1 อัน
6) เซอร์โวมอเตอร์ขนาดเล็ก (R/C Servo) 1 ตวั
7) มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor) ขนาดเลก็ 1 ตัว
8) รังถา่ นสาํ หรับแบตเตอร่สี ําหรับ 2 ก้อน (ขนาด AA) 2 อนั
9) ข้วั ตอ่ แบตเตอรี่ชนิดก้อน 9V 1 อนั
10) ลวดสายไฟเชื่อมต่อ ขนาดส้ัน 1 ถุง (20 เส้น)
11) ลวดสายไฟเชื่อมต่อ ขนาดยาว 13 เส้น
12) ลวดสายไฟเช่ือมตอ่ (แบบตัวผแู้ ละตวั เมยี ) ขนาดยาว 6 เสน้

ก-1

รปู ท่ี ก.1: กลอ่ งอุปกรณ์ DuinoLite Box

รูปท่ี ก.2: อุปกรณ์ตา่ งๆ ในกล่อง DuinoLite Box

บอรด์ DuinoLite
บอรด์ DuinoLite เป็นบอร์ด Arduino ทพี่ ฒั นาโดยทีมวจิ ยั จากหอ้ งปฏบิ ตั ิการระบบสมองกลฝังตวั

(ESL) ภาควชิ าวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพวิ เตอร์ คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้า
พระนครเหนือ บอร์ด DuinoLite สามารถใชไ้ ฟเล้ยี งจากพอร์ต USB ของคอมพวิ เตอรไ์ ด้ และใชแ้ ทนบอร์ด

ก-2

Arduino Uno ได้ รปู ที่ ก.3 – ก.4 แสดงบอรด์ DuinoLite จากมมุ มองด้านบน และภาพโครงรา่ งของบอร์ด
และมีการระบขุ าต่างๆ ดว้ ยตัวหนังสอื ไวอ้ ย่างชัดเจน

ในการเลอื กบอรด์ DuinoLite เพ่ือใช้งาน เม่ือสรา้ ง Sketch แล้ว กอ่ นทจ่ี ะทาํ ขน้ั ตอน Verify และ
Upload ให้เลอื กเมนคู ําส่งั ของโปรแกรม Arduino IDE ดงั น้ี

Tools > Board > Arduino Pro or Pro Mini (5V, 16MHz) w/ ATmega168

ไมโครคอนโทรลเลอร์ ขอ้ มูลเชิงเทคนิคเก่ยี วกบั บอรด์ DuinoLite
ความถี่ของคริสตอล ATmega168 (+5V)
แรงดนั ไฟเล้ียง 16MHz
ขาเช่ือมต่อ จากพอรต์ USB หรือ แหลง่ จา่ ยแรงดนั คงที่ +5V
ขาดจิ ทิ ลั แบบตัวเมีย (Female Pin-Header) ระหว่าง 2.54 มม.
ขาแอนะล็อก-อินพตุ D0 – D10
การเช่ือมตอ่ กับ A0 – A7
คอมพวิ เตอร์ ชปิ FT232RL (ทาํ หนา้ ที่แปลงพอรต์ USB เป็นพอร์ตอนกุ รม)

รูปที่ ก.3: บอรด์ DuinoLite

ก-3

รปู ที่ ก.4: ภาพโครงรา่ งของบอรด์ DuinoLite (มุมมองดา้ นบน)

โมดลู รีเลย์
โมดูลรีเลยใ์ นกลอ่ ง DuinoLite Box เปน็ ตวั อย่างของอุปกรณห์ รือวงจรท่ไี ด้มกี ารจดั ทําเปน็ แผงวงจร

หรอื โมดูล ทําให้สะดวกในการใชง้ าน ไม่ตอ้ งเสยี เวลาตอ่ วงจรบนเบรดบอรด์ สามารถนําไปเชอื่ มต่อกับบอรด์
DuinoLite และเขยี นโปรแกรมควบคมุ การทาํ งานของรีเลย์ได้

รูปที่ ก.5 แสดงมมุ มองด้านบนของโมดูลรีเลย์ วงจรของโมดลู รเี ลยใ์ ชท้ รานซสิ เตอร์แบบ NPN ในการ
ควบคุมการทาํ งานของรเี ลยซ์ งึ่ ใช้คอยลท์ ่แี รงดัน +5V ด้านซา้ ยมอื เปน็ จดุ เช่อื มต่อสําหรับไมโครคอนโทรลเลอร์
ขา + สําหรับตอ่ ไฟเลี้ยง +5V ขา S คือขาสญั ญาณควบคมุ (เปดิ -ปิดการทํางานของรีเลย์) และขา – สําหรับต่อ
กบั GND ของวงจร ด้านขวาเป็นจุดเช่ือมตอ่ แบบ Terminal Block สามช่องสําหรับหน้าสมั ผสั ของรีเลย์คือ
N.C. COM และ N.O.

รปู ที่ ก.5: โมดูลรีเลย์

ก-4

รปู ท่ี ก.6 เปน็ ตัวอยา่ งสาธิตการใชง้ านโมดูลรีเลย์รว่ มกบั บอรด์ DuinoLite เพ่ือขับกระแสใหม้ อเตอร์
ไฟฟ้ากระแสตรง 12VDC และใช้แบตเตอรี่แบบ SLA 12V เปน็ แหลง่ จ่าย เมอื่ กดปมุ่ จะทาํ ใหม้ อเตอร์ไฟฟ้า
หมนุ การตอ่ วงจรไฟฟา้ สาํ หรบั มอเตอร์และแบตเตอร่มี ดี ังน้ี

 ตอ่ ขั้วลบของแบตเตอร่กี ับขัว้ ของมอเตอร์ (สายสดี ํา)
 ต่อข้ัวบวกของแบตเตอรท่ี ่ีขา N.O. ของโมดลู รีเลย์
 ต่อข้ัวของมอเตอร์ (สายสแี ดง) ทีข่ า COM ของโมดลู รเี ลย์

รปู ท่ี ก.6: บอร์ด DuinoLite และโมดลู รีเลย์ขับมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง 12VDC

กล่องอปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์
กล่องอปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์ เป็นกล่องพลาสตกิ แบง่ เปน็ ช่องขนาดเล็ก จํานวน 3x6 ช่อง ตามตัวอยา่ ง

ในรูปที่ ก.7 เพื่อใช้แยกเก็บอุปกรณ์หรือช้ินส่วนอเิ ล็กทรอนกิ ส์ขนาดเล็กตา่ งๆ ทําใหส้ ะดวกในการหยบิ ใชง้ าน
และการจดั เก็บ กลอ่ งอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนกิ สพ์ ื้นฐานมอี ปุ กรณต์ า่ งๆ ตามรายการในตาราง (แยกตามหมายเลข
ช่อง 1-18 โดยเริ่มต้นทีช่ ่องในคอลมั น์ซา้ ยสดุ นบั ชอ่ งจากบนลงลา่ งในแตล่ ะคอลัมน แล้วตามด้วยคอลัมน์
ถดั ไปจากซา้ ยไปขวา)

ก-5

รูปที่ ก.7: กล่องอุปกรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์พ้นื ฐาน

ช่องที่ อุปกรณ์ จํานวน

1 ตัวต้านทาน 150Ω / 0.25W 10
ตัวตา้ นทาน 220Ω / 0.25W 10

2 ตวั ต้านทาน 330Ω / 0.25W 10
ตัวต้านทาน 470Ω / 0.25W 10

3 ตัวตา้ นทาน 1kΩ / 0.25W 10
ตวั ตา้ นทาน 4.7kΩ / 0.25W 10

4 ตวั ตา้ นทาน 10kΩ / 0.25W 10
ตัวตา้ นทาน 20kΩ / 0.25W 10

5 ตัวเกบ็ ประจุแบบมขี ว้ั ชนิดอเิ ล็กโทรไลตกิ 2200uF 2

ตัวเกบ็ ประจแุ บบไม่มีขั้ว 0.1uF 2
2
6 ตวั เกบ็ ประจุแบบมขี ัว้ ชนิดอิเลก็ โทรไลติก 1uF 2
ตวั เกบ็ ประจุแบบมีขั้ว ชนิดอิเล็กโทรไลตกิ 10uF 2

ตัวเก็บประจุแบบมขี ัว้ ชนิดอิเล็กโทรไลตกิ 100uF 2
3
ปมุ่ กดแบบ 4 ขา (ขนาดใหญ)่ 1
ปมุ่ กดแบบ 4 ขา (ขนาดเล็ก) 1
7 สวิตช์เล่ือน (DIP Switch) 4 ชอ่ ง 8 ขา 2
สวิตช์เลอ่ื น (DIP Switch) 8 ช่อง 16 ขา
สวติ ชก์ ด (Limit switch) 3 ขา 2
2
8 ไดโอดเปลง่ แสงอินฟราเรด (Infrared LED)
โฟโต้ทรานซสิ เตอร์ (Phototransistor)

ก-6

สวิตช์ควบคุมทางแสง (Opto-Interrupter) เบอร์ TCST 2202 2
เซนเซอร์แสงอนิ ฟราเรดแบบสะท้อน TCRT5000L 1

ตวั ตา้ นทานปรบั ค่าได้ 10kΩ (ใชม้ ือหมุนปรบั ) 1
1
9 ตวั ต้านทานปรบั คา่ ได้ 10kΩ (สขี าว) 2
ตัวตา้ นทานปรับคา่ ได้ 20kΩ (สขี าว) 2

ตัวตา้ นทานปรบั คา่ ได้ 20kΩ (สีฟา้ ) 4
4
ไดโอดเปลง่ แสง ขนาด 5 มม. สีแดง 2
10 ไดโอดเปลง่ แสง ขนาด 5 มม. สีเขยี ว
2
ไดโอดเปล่งแสง ขนาด 5 มม. สีเหลือง 1

11 บัซเซอรเ์ สียง (Buzzer) 2
รีเลย์ (Relay) แบบ 6 ขา แรงดนั คอยล์ 3V 1
1
อุปกรณ์เชอื่ มตอ่ ทางแสง (Optocoupler) เบอร์ CNY17-3 1
ไอซีเปรียบเทียบแรงดัน (Voltage Comparator) เบอร์ LM393 1
ออปแอมป์ (Op-amp) เบอร์ LM358N 2
12 ไอซขี ับกระแสโหลด เบอร์ ULN2803A 1
ไอซขี ับมอเตอร์ เบอร์ L293D
Socket สาํ หรบั ไอซแี บบ DIP 8 ขา 1
Socket สําหรบั ไอซแี บบ DIP 16 ขา 2
2
สวิตซเ์ ลอ่ื น (Slide switch)
13 Pin Header (10-pin) 2
2
Pin Header (3-pin) + Jumper 1

ตวั ตา้ นทานไวแสง (LDR) 4
14 เทอร์มิสเตอร์ (Thermistor) แบบ NTC 10kΩ @ 25C 1
1
ไอซีวัดอณุ หภมู ิ เบอร์ LM35DZ
4
ทรานซิสเตอร์ NPN เบอร์ PN2222A ตัวถงั TO-92 2
15 ทรานซสิ เตอร์ Power p-channel MOSFET เบอร์ IRF9540N
1
ทรานซิสเตอร์ n-channel MOSFET เบอร์ IRF510 1

16 ไดโอด (Diode) เบอร์ 1N4001 1
ไดโอด (Diode) เบอร์ 1N4148 1

17 ไอซีควบคุมแรงดันคงท่ี +5V (Voltage Regulator) เบอร์ L7805CV
ไอซีควบคุมแรงดันปรับได้ (Adj. Voltage Regulator) เบอร์ LM317T

18 Terminal box (2-position)
Terminal box (3-position)

ก-7

ก-8