การพัฒนาเครื่องคัดแยกขนาดแตงกวา

การพฒั นาเคร่อื งคดั แยกขนาดแตงกวา

นายธารนิ ทร์ กะมุทา
นายนนทวัฒน์ ปญั ญาผอ่ งใส
นายจริ าวุฒิ วิเวกวนิ ย์

ปริญญานพิ นธ์น้เี ป็นสว่ นหนึง่ ของการศกึ ษาตามหลกั สูตรวศิ วกรรมศาสตรบณั ฑิต
สาขาวิชาวศิ วกรรมไฟฟา้ คณะวศิ วกรรมศาสตร์
มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลลา้ นนา ตาก
ปกี ารศึกษา พ.ศ. 2562

การพฒั นาเคร่อื งคดั แยกขนาดแตงกวา

นายธารินทร์ กะมุทา
นายนนทวฒั น์ ปญั ญาผอ่ งใส
นายจิราวุฒิ วิเวกวินย์

ปริญญานพิ นธ์น้เี ป็นสว่ นหน่งึ ของการศกึ ษาตามหลกั สูตรวศิ วกรรมศาสตรบณั ฑิต
สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟา้ คณะวศิ วกรรมศาสตร์
มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลลา้ นนา ตาก
ปกี ารศึกษา พ.ศ. 2562

DEVELOPMWNT OF CUCUMBER SORTING MACHINE

MR.THARIN KAMUTA
MR.NONTAWAT PANYAPONGSAI
MR.JIRAWOOT WIWEKWIN

A PROJECT REPORT SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS
FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF ENGINEERING

PROGRAM OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING
RAJAMANGALA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY LANNA TAK
ACADEMIC YEAR 2019

ปริญญานิพนธ์เร่ือง การพัฒนาเคร่ืองคดั แยกขนาดแตงกวา
ชอ่ื นักศกึ ษา
นายธารินทร์ กะมุทา รหัสนกั ศึกษา 59243207009-8
หลกั สตู ร
สาขาวิชา นายนนทวัฒน์ ปญั ญาผ่องใส รหัสนักศกึ ษา 59243207010-6
คณะ
อาจารย์ทีป่ รึกษา นายจริ าวุฒิ วเิ วกวนิ ย์ รหัสนักศกึ ษา 59243207039-5
ปกี ารศกึ ษา
วศิ วกรรมศาสตรบัณฑติ

วศิ วกรรมไฟฟ้า

วศิ วกรรมศาสตร์

อาจารยโ์ ชคชรตั น์ ฤทธิเ์ ย็น

2562

คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา อนุมัติให้ปริญญานิพนธ์น้ี
เป็นสว่ นหนึ่งของการศึกษาตามหลกั สตู รปรญิ ญาวิศวกรรมศาสตรบัณฑติ สาขาวชิ าวิศวกรรมไฟฟ้า

..……..................................................... รองคณบดี คณะวศิ วกรรมศาสตร์ ตาก
(อาจารยข์ วัญชัย เทศฉาย)

คณะกรรมการสอบปรญิ ญานิพนธ์

........................................................... ประธานกรรมการ
(ผศ.ดร.ณรงคฤ์ ทธ์ิ พมิ พ์คาวงศ์)

........................................................... กรรมการ
(อาจารย์ทศั นะ ถมทอง)

........................................................... กรรมการ
(อาจารย์โชคชรัตน์ ฤทธเิ์ ย็น)

ลขิ สทิ ธ์ขิ องคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลลา้ นนา

ง

ปรญิ ญานพิ นธ์เร่อื ง การพฒั นาเครือ่ งคดั แยกขนาดแตงกวา
ช่ือนกั ศึกษา
นายธารนิ ทร์ กะมุทา รหัสนกั ศกึ ษา 59243207009-8
อาจารย์ทีป่ รกึ ษา
หลักสูตร นายนนทวฒั น์ ปญั ญาผ่องใส รหสั นักศกึ ษา 59243207010-6
สาขาวชิ า
ปกี ารศกึ ษา นายจริ าวฒุ ิ วิเวกวนิ ย์ รหสั นกั ศกึ ษา 59243207039-5

อาจารยโ์ ชคชรตั น์ ฤทธเ์ิ ย็น

วิศวกรรมศาสตรบณั ฑิต

วศิ วกรรมไฟฟา้

2562

บทคัดย่อ

โครงงานนี้นาเสนอการพัฒนาเครื่องคัดแยกขนาดแตงกวา เนื่องจากเคร่ืองต้นแบบท่ีสร้างขน้ึ
น้ันมีปัญหาเก่ียวกับการประมวลผลภาพและในส่วนของการคัดแยกขนาด จึงได้มีแนวคิดท่ีจะพัฒนา
เครอื่ งตน้ แบบ ประกอบด้วย 4 สว่ น คือ ส่วนของระบบประมวลผลภาพ สว่ นของการลาเลยี งแตงกวา
ส่วนของการคัดแยกขนาดและการช่ังน้าหนักแตงกวาแต่ละขนาด โดยทาการวัดขนาดแตงกวาโดยใช้
วิธีการประมวลผลภาพ สามารถแยกแตงกวาได้ 3 ขนาด คือ ขนาดเล็ก ขนาดใหญ่ และลูกที่ไม่ได้
ขนาด แตงกวาขนาดเล็ก มคี วามยาวผล 8.50-10.49 เซนตเิ มตร ความกว้างผล 2.66-3.40 เซนติเมตร
แตงกวาขนาดใหญ่มี ความยาวผล 10.50-12.40 เซนติเมตร ความกว้างผล 2.66-3.40 เซนติเมตร
และลูกที่ไม่ได้ขนาดตามท่ีระบุในขนาดเล็กและขนาดใหญ่ โดยแบ่งการทดสอบเป็น 4 กรณี คือ กรณี
ท่ี 1 ทดสอบการคัดแยกขนาดแตงกวา โดยทดสอบความคลาดเคล่ือนในการคัดแยกจากโปรแกรม
ทัง้ หมด 3 ขนาด ขนาดละ 20 ลกู ทาการทดสอบลูกละ 50 ครั้ง กรณีท่ี 2 ทดสอบเคร่ืองคัดแยกขนาด
แตงกวา โดยใช้ลูกแตงกวาท้ังหมด 3 ขนาด จานวน 180 ลูก ทาการทดสอบขนาดละ 60 ลูก
กรณีที่ 3 การทดสอบการชั่งน้าหนัก มีท้ังหมด 3 ตัว โดยใช้น้าหนัก 3.30 กิโลกรัม เปรียบเทียบกับ
เคร่ืองชั่งน้าหนักที่สร้างขึ้น ทาการทดสอบ 10 คร้ัง ต่อเคร่ืองชั่งน้าหนัก 1 ตัว และกรณีที่ 4 การ
ทดสอบประสิทธิภาพการทางานของเครื่องคัดแยกขนาดแตงกวา โดยใช้ความเร็วรอบของสายพาน
ลาเลียงแบบร่องเท่ากบั 21 รอบต่อนาที และใช้ความเร็วรอบของมอเตอรส์ ายพานลาเลียงที่ใชใ้ นการ
คัดแยกเทา่ กับ 33 รอบต่อนาที

จากการทดสอบ กรณีท่ี 1 พบว่าแตงกวาขนาดเล็ก มีความคลาดเคลื่อนในการคัดแยก
ความกว้าง 0.10 เซนติเมตร ความยาว 0.08 เซนติเมตร ขนาดใหญ่ ความกว้าง 0.10 เซนติเมตร
ความยาว 0.07 เซนติเมตร ลูกที่ไม่ได้ขนาด ความกว้าง 0.07 เซนติเมตร ความยาว 0.06 เซนติเมตร
กรณีที่ 2 ขนาดเล็กมีความคลาดเคลอื่ นในการคัดแยก 1.66 เปอร์เซนต์ ขนาดใหญ่ 3.33 เปอร์เซนต์
ลูกท่ีไม่ได้ขนาด 1.66 เปอร์เซ็นต์ กรณีท่ี 3 เคร่ืองช่ังน้าหนักตัวท่ี 1 มีค่าความคลาดเคล่ือนเท่ากับ
0.67 เปอร์เซ็นต์ เคร่ืองช่ังน้าหนักตัวท่ี 2 มีค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 0.48 เปอร์เซ็นต์และเคร่ือง
ช่ังน้าหนักตัวท่ี 3 มีค่าความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 0.57 เปอร์เซ็นต์ และกรณีที่ 4 ผลการทดสอบ
แตงกวาขนาดเล็ก 130 ลูก น้าหนักรวม 10.05 กิโลกรัม การคัดแยกขนาดมีค่าความคลาดเคล่ือน

จ

4.61 เปอร์เซ็นต์ การช่ังน้าหนักมีความคลาดเคล่ือน 0.5 เปอร์เซ็นต์ ใช้เวลาในการคัดแยกขนาด
8 นาที 10 วินาที ผลการทดสอบแตงกวาขนาดใหญ่ 89 ลูก มีน้าหนักรวม 10.02 กิโลกรัม การคัด
แยกขนาดมคี ่าความคลาดเคลอื่ น 4.49 เปอร์เซน็ ต์ การชงั่ น้าหนกั มีความคลาดเคลื่อน 0.2 เปอรเ์ ซน็ ต์
ใช้เวลาในการคัดแยก 7 นาที 1 วินาที และผลการทดสอบแตงกวาที่ไม่ได้ขนาด 113 ลูก มีน้าหนัก
รวม 10.04 กิโลกรัม การคดั แยกขนาดมคี ่าความคลาดเคล่ือน 2.65 เปอร์เซ็นต์ การช่งั นา้ หนกั มีความ
คลาดเคล่อื น 0.4 เปอร์เซ็นต์ ใช้เวลาในการคดั แยก 6 นาที 1 วนิ าที

คาสาคญั : คัดแยกขนาด , แตงกวา , ประมวลผลภาพ , ช่งั นา้ หนกั

ช

กิตติกรรมประกาศ

ปริญญานพิ นธเ์ ล่มนไี้ ดด้ าเนินการสาเรจ็ ลลุ ่วงไปด้วยดี แม้วา่ จะมีอุปสรรคบา้ งแตก่ ็ไดร้ บั ความ
กรุณาจากผู้ที่ให้ความช่วยเหลือในด้านต่างๆ ซึ่งทาให้คณะผู้จัดทาสามารถทางานได้ออกมาตาม
ขอบเขตท่ีได้ตั้งไว้ และขอบพระคุณ อาจารย์โชคชรัตน์ ฤทธิ์เย็น อาจารย์ท่ีปรึกษาโครงงานท่ีได้ให้
คาแนะนาในการทาโครงงาน และขอขอบพระคุณอาจารย์ในสาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัย
เทคโนโลยีราชมงคลล้านนาตากทุกท่าน ท่ีได้ให้คาแนะนาและความช่วยเหลอื ในการจัดทาโครงงานนี้
อันเปน็ พระคณุ ทคี่ ณะผ้จู ดั ทาขอนอ้ มบูชาไวอ้ ยา่ งหาทส่ี ุดมิได้

ขอกราบขอบพระคุณบิดา มารดา ตลอดจนครอบครัวของผู้จัดทาที่ให้กาลังใจและคอยให้
ความช่วยเหลือในด้านค่าใช้จ่ายแก่คณะผู้จัดทา ประโยชน์และคุณค่าพึงมีจากโครงงานนี้ขอมอบบูชา
บิดา-มารดาและพระคุณครู-อาจารย์ทุกท่านที่ยังมีชีวิตอยู่และได้ล่วงลับไปแล้วตลอดจนผู้มีพระคุณ
ทุกท่านที่ไม่ได้เอ่ยนามมา ณ ที่น้ีที่ได้อบรมสั่งสอนและให้ความรู้ในศาสตร์แขนงต่างๆ ซ่ึงทาให้คณะ
ผจู้ ดั ทาสามารถประมวลความรูจ้ นสามารถจดั ทาปริญญานิพนธน์ ้ีสาเร็จได้

ธารนิ ทร์ กะมุทา
นนทวัฒน์ ปญั ญาผ่องใส
จิราวุฒิ วิเวกวินย์
20 กมุ ภาพันธ์ 2563

สารบัญ ซ

บทคดั ย่อ (ภาษาไทย) หน้า
บทคัดยอ่ (ภาษาอังกฤษ) ง
กิตติกรรมประกาศ ฉ
สารบัญ ช
สารบัญรปู ซ
สารบญั ตาราง ฎ
บทที่ 1 บทนา ด
1
1.1 ทม่ี าและความสาคัญของโครงงาน
1.2 วตั ถปุ ระสงคข์ องโครงงาน 1
1.3 ขอบเขตของโครงงาน
1.4 แผนการดาเนนิ งาน 2
1.5 ประโยชนท์ ่ีคาดวา่ จะได้รับจากโครงงาน 2
บทท่ี 2 ทฤษฎที เี่ ก่ยี วข้อง 3
2.1 บทนา 3
2.2 แตงกวา 4
2.3 ทฤษฎมี อเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง 4
2.4 ไมโครคอนโทรลเลอรต์ ระกลู AVR 4
2.5 จอแสดงผลดิจติ อล (LCD) 6
2.6 มอเตอรเ์ ซอร์โว (Servo Motor) 9
2.7 โหลดเซลล์ (Load Cell) 12
2.8 รเี ลย์ (Relay) 17
2.9 กลอ้ งเวบ็ คาเมรา่ (Web Camera) 21
2.10 เซนเซอร์ตรวจจบั วัตถุ 24
2.11 โปรแกรม LabVIEW 26
2.12 การประมวลผลภาพ (Image processing) 27
2.13 การวเิ คราะห์อนุภาคและวิธที ี่ใชใ้ นการคัดแยกขนาด 28
2.14 สูตรทใี่ ช้ในการทดสอบผลการทดลอง 50
66
77

สารบญั (ต่อ) ฌ

2.15 สเปกตรมั ของแสง หนา้
บทที่ 3 วธิ ีการดาเนนิ งาน 78
79
3.1 บทนา 79
3.2 การออกแบบโครงสร้าง 80
3.3 หลกั การออกแบบ 80
3.4 สว่ นประกอบของโครงสร้างแต่ละส่วน 81
3.5 แผนผังการทางานของโปรแกรม 88
3.6 บลอ็ กไดอะแกรมแสดงการทางานของระบบ 93
3.7 การออกแบบโปรแกรม LabVIEW 94
3.8 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ 101
3.9 วธิ ีการใช้งานของเครือ่ งคัดแยกขนาดแตงกวา 103
3.10 วธิ กี ารทดสอบของเครือ่ งคดั แยกขนาดแตงกวา 104
บทท่ี 4 ผลการทดลอง 107
4.1 ผลการทดสอบความคลาดเคล่ือนของการวัดขนาดจากโปรแกรม 107
4.2 ผลการทดสอบประสิทธภิ าพของมอเตอรเ์ ซอร์โวในการคดั แยก 111
4.3 ผลการทดสอบการชั่งนาหนัก 113
4.4 ผลการทดสอบประสิทธิภาพของระบบ 115
4.5 ตน้ ทุน 118
บทท่ี 5 สรุปผลของโครงงานและข้อเสนอแนะ 119
5.1 สรปุ ผลการดาเนินโครงงาน 119
5.2 ปญั หาและอุปสรรคในการดาเนนิ งาน 120
5.3 ขอ้ เสนอแนะในการพัฒนาโครงงาน 120
บรรณานุกรม 121
ภาคผนวก
ภาคผนวก ก. การสร้างเครื่องคดั แยกขนาดแตงกวา 123
ภาคผนวก ข. เครอ่ื งมอื ที่ใชใ้ นการทาปริญญานิพนธ์ 132
ภาคผนวก ค. รายละเอยี ดของโปรแกรมการประมวลผลภาพ 137
ภาคผนวก ง. ตารางผลการทดลอง 144

สารบญั (ต่อ) ญ

ภาคผนวก จ. คู่มอื การใช้งานและขอ้ มูลประกอบการทาโครงงาน หน้า
ประวัติผจู้ ดั ทา 238
269

สารบญั รปู ฎ

รูปท่ี หน้า
1.1 โครงสร้างเคร่ืองต้นแบบการคดั แยกขนาดแตงกวา 1
1.2 โครงสรา้ งเคร่อื งการพัฒนาคดั แยกขนาดแตงกวา 2
2.1 แตงกวาพันธ์ุสาหรบั รับประทานสด 4
2.2 แตงกวาพนั ธุ์อุตสาหกรรม 5
2.3 บอรด์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ATmega2560 9
2.4 Pin ต่าง ๆ บนบอรด์ Arduino ATmega2560 10
2.5 บอรด์ Arduino UNO 11
2.6 Pin ต่าง ๆ บนบอร์ด Arduino UNO 11
2.7 Pin ต่าง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบขนาน (Parallel) 13
2.8 Pin ตา่ ง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบอนุกรม (Serial) 14
2.9 การเชอ่ื มต่อจอ LCD กบั บอร์ด Arduino แบบขนาน (Parallel) 15
2.10 การเช่ือมตอ่ จอ LCD กับบอรด์ Arduino แบบอนุกรม 16
2.11 ลกั ษณะโดยท่ัวไปของมอเตอรเ์ ซอร์โว 17
2.12 สว่ นประกอบภายนอกของมอเตอรเ์ ซอรโ์ ว 17
2.13 ส่วนประกอบภายในของมอเตอร์เซอร์โว 18
2.14 บล็อกไดอะแกรมของมอเตอร์เซอร์โว 18
2.15 มมุ หรอื องศาหมนุ ขน้ึ อยู่กบั ความกว้างของสญั ญาณพัลซ์ 19
2.16 มอเตอรเ์ ซอรโ์ ว หมุนไปที่ 45 องศา 20
2.17 มอเตอร์เซอร์โวเชอ่ื มต่อกบั บอร์ดอาดยุ โน่ 20
2.18 โหลดเซลล์ 21
2.19 ลกั ษณะของวงจร Wheatstone Bridge 21
2.20 แสดงการใชง้ าน Strain Gauge 23
2.21 การต่อวงจรโหลดเซลล์ 23
2.22 โครงสรา้ งของโหลดเซลล์ 24
2.23 รีเลย์ ( Relay ) 24
2.24 หน้าสัมผสั ภายในรเี ลย์ 24
2.25 ลกั ษณะการทางานของรีเลย์แบบ SPDT 25
2.26 คณุ สมบตั ิของรเี ลย์ 26

สารบญั รปู (ต่อ) ฏ

รปู ที่ หน้า
2.27 กลอ้ งเว็บคาเมรา่ แบบมีสาย 26
2.28 กล้องเว็บคาเมร่าแบบไร้สาย 27
2.29 เซนเซอรต์ รวจจับวตั ถุ 27
2.30 ตวั อย่างเครื่องมือวดั เสมือนที่สรา้ งจาก LabVIEW 29
2.31 การเข้าสู่โปรแกรม LabVIEW 2010 30
2.32 หนา้ จอการเขยี นโปรแกรมและหน้าจอแสดงผล 31
2.33 บล็อกไดอะแกรมของ LabVIEW 33
2.34 บล็อกไดอะแกรมเครอ่ื งมอื วัดท่ีสร้างจาก LabVIEW 33
2.35 หนา้ ปทั ม์ ของ LabVIEW 34
2.36 วัตถทุ ่ีอยู่บนหน้าปทั ม์ ของ LabVIEW 35
2.37 Controls Palette ทใ่ี ชใ้ นการออกแบบหน้าปัทม์ 35
2.38 เครือ่ งมอื ในการพัฒนาโปรแกรมท่ีใช้ในการออกแบบหน้าปดั 36
2.39 ตวั อยา่ ง บล็อกไดอะแกรม (Block Diagram Node) 36
2.40 ลกั ษณะท่ัวไปของ Icon และ Connector 37
2.41 บอกถงึ ข้อมูลประเภทตัวเลข 38
2.42 ตัวอย่างฟงั ก์ชันใน LabVIEW 40
2.43 ฟังกช์ ันการคานวณทางคณิตศาสตร์ใน LabVIEW 40
2.44 ฟังก์ชันการเปรียบเทยี บใน LabVIEW 40
2.45 ฟังกช์ ันการใชง้ านกล้อง 41
2.46 ระนาบท่ีบรรจุภาพสี 46
2.47 Chromaticity Diagram และ CIELAB 47
2.48 เปรียบเทยี บการแสดงสีในปริภมู ิ CMYK และ RGB 48
2.49 แสดงปรภิ ูมิสี HSL HSV 49
2.50 ตัวอยา่ ง ภาพแบบบิตแมป และภาพแบบเวกเตอร์ 51
2.51 ตัวอยา่ ง ภาพขาวดา 51
2.52 ตัวอย่าง ภาพระดับสเี ทา 52
2.53 ตัวอยา่ ง ภาพสี 52
2.54 ภาพแบบดชั นี 53

สารบญั รูป (ตอ่ ) ฐ

รูปที่ หน้า
2.55 ความสวา่ งของภาพ 54
2.56 ความแตกต่างระหวา่ งความสว่างกับความมืดของภาพ 54
2.57 ฮิสโตรแกรมของภาพ 55
2.58 แสดงแม่สี (R G B) 55
2.59 จานวนคา่ สีเทียบกบั จานวนพกิ เซล 56
2.60 การแบ่งโซนของฮิสโตรแกรม 56
2.61 ภาพคอนทราสต์ตา่ (Low Contrast Image) 58
2.62 ภาพคอนทราสตส์ ูง (High Contrast Image) 58
2.63 ตวั อยา่ งการคานวณพิกเซลของภาพ 59
2.64 การฟลิ เตอร์ภาพ 59
2.65 ฟลิ เตอรแ์ บบมเี ดยี น 60
2.66 ตวั อยา่ งภาพอนิ พุต 60
2.67 ตวั อย่างระดับความเข้มสีเทาของพิกเซล 61
2.68 ตัวอยา่ งรูปภาพการหาค่าผลตา่ งเคล่อื นที่ 62
2.69 ตัวอยา่ งหนา้ กาก Pixel Difference 63
2.70 ตัวอยา่ งหน้ากาก Separated Pixel Difference 63
2.71 ตัวอยา่ งหน้ากาก Roberts 63
2.72 ตัวอย่างหน้ากาก Prewitt 63
2.73 ภาพอินพุต I(x,y) 64
2.74 ทฤษฎีการหาขอบภาพ Pixel Difference 64
2.75 การเติมค่าศูนย์เพือ่ ขยายขอบภาพ 64
2.76 วิธีการคานวณหาขอบภาพ 65
2.77 ผลลัพธ์การหาขอบภาพ 65
2.78 ฟังก์ช่ันอารเ์ รย์ 66
2.79 ตวั อยา่ งการสรา้ งอาร์เรย์ 66
2.80 รูปแบบของฟงั ก์ชนั่ Format Into String 66
2.81 รูปแบบของฟังกช์ ั่น Bundle 67
2.82 รปู แบบของ IMAQ Overlay Rectangle VI 67

สารบัญรูป (ตอ่ ) ฑ

รูปท่ี หน้า
2.83 รูปแบบของ IMAQ Overlay Text VI 68
2.84 แสดงการใช้ฟงั กช์ ่ัน Color Plane Extraction 69
2.85 แสดงการใช้ฟงั กช์ ัน่ Image Calibration 70
2.86 แสดงการใช้ฟงั ก์ชั่น Threshold 71
2.87 แสดงการใช้ฟงั ก์ชั่น Lookup table 73
2.88 แสดงการใช้ฟังกช์ นั่ Particle Filter 74
2.89 การกาหนดระยะในการวเิ คราะหอ์ นุภาค 75
2.90 การวัดระยะ 76
2.91 การวดั ขนาดลูกแตงกวา 76
2.92 สเปกตรัมของแสง 78
3.1 แผนผงั แสดงขน้ั ตอนการดาเนินโครงงาน 79
3.2 สว่ นประกอบของโครงสร้างเครอ่ื งการพฒั นาเครื่องคัดแยกขนาดแตงกวา 80
3.3 สายพานลาเลยี งแบบร่อง 81
3.4 ระยะห่างระหว่างตวั ทบี าร์ 82
3.5 ระยะของสายพานลาเลยี ง 82
3.6 ระยะโครงเหล็ก 82
3.7 การตดิ ตัง้ เซนเซอรแ์ ละกลอ่ งใหแ้ สงสว่าง 83
3.8 การติดตั้งกลอ้ งและหลอดไฟภายในกล่อง 83
3.9 สว่ นของการคัดแยกขนาด 84
3.10 ถาดรองรบั แตงกวา 84
3.11 ระยะของถาดรองรบั แตงกวา 85
3.12 ฐานเครอื่ งช่งั นา้ หนัก 85
3.13 ฐานรองเครื่องชัง่ น้าหนัก 86
3.14 โครงโหลดเซลล์ 86
3.15 โครงสร้างส่วนการแสดงผล 87
3.16 การวางจอแสดงผลดจิ ิตอล 87
3.17 แผนผงั การทางานของโปรแกรม 88
3.18 โฟลวช์ าร์ตการประมวลผลภาพ 89

สารบญั รูป (ตอ่ ) ฒ

รปู ที่ หน้า
3.19 โฟลว์ชารต์ การทางานไมโครคอนโทรลเลอร์ 90
3.20 โฟลวช์ ารต์ การวดั ขนาดรปู แตงโดยใช้การวิเคราะห์อนุภาค 91
3.21 การควบคุมสว่ นของการช่ังน้าหนกั 92
3.22 บล็อกไดอะแกรมการทางานของระบบ 93
3.23 บลอ็ กไดอะแกรมการทางานโปรแกรม LabVIEW ในส่วนการเช่ือมตอ่ กลอ้ ง 94
3.24 บล็อกไดอะแกรมการทางานโปรแกรม LabVIEW ในส่วนการเช่อื มบอร์ดอาดุยโน่ 95
3.25 บล็อกไดอะแกรมการทางานโปรแกรม LabVIEW ในส่วนการประมวลผลภาพ 96
3.26 รปู ทไ่ี ด้รับมาจากกล้อง 97
3.27 การแปลงภาพสเี ปน็ ภาพขาวดา 97
3.28 การสรา้ งหนว่ ยความจา 98
3.29 การคาลเิ บรทรปู ภาพ 98
3.30 การแยกรูปภาพกับภาพพ้ืนหลังออกจากกนั 99
3.31 การสลบั สีของภาพและพ้ืนหลงั 99
3.32 การลบสญั ญาณรบกวนที่ไมต่ ้องการออก 100
3.33 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ มอเตอร์เซอรโ์ วและเซนเซอร์ 101
3.34 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร์ ควบคมุ เครอ่ื งชั่งน้าหนักและมอเตอรป์ ดั น้าฝน 102
3.35 หนา้ ต่าง LINX Firmware WiZard 103
3.36 โค้ดโปรแกรม LabVIEW 106
4.1 เครอื่ งพัฒนาการคดั แยกขนาดแตงกวา 107
4.2 ผลเฉลย่ี ความกวา้ งของแตงกวาขนาดใหญ่ 108
4.3 ผลเฉลี่ยความยาวของแตงกวาขนาดใหญ่ 108
4.4 ผลเฉลย่ี ความกว้างของแตงกวาขนาดเล็ก 109
4.5 ผลเฉลย่ี ความยาวของแตงกวาขนาดเลก็ 109
4.6 เฉลีย่ ความกว้างของแตงกวาที่ไม่ได้ขนาด 110
4.7 เฉล่ยี ความยาวของแตงกวาท่ไี ม่ได้ขนาด 111
4.8 ผลการทดสอบแตงกวาขนาดเลก็ 112
4.9 ผลการทดสอบแตงกวาขนาดใหญ่ 112
4.10 ผลการทดสอบแตงกวาลกู ท่ไี ม่ได้ขนาด 113

สารบญั รูป (ต่อ) ณ

รปู ทห่ี นา้ 114
4.11 คา่ เฉลีย่ ของเคร่ืองชง่ั ตวั ท่ี 1 ทใ่ี ชน้ ้าหนกั ทดสอบ 3.30 กโิ ลกรัม 114
4.12 ค่าเฉล่ยี ของเครอื่ งชงั่ ตัวที่ 2 ท่ีใชน้ ้าหนักทดสอบ 3.30 กโิ ลกรมั 115
4.13 คา่ เฉลี่ยของเคร่อื งชงั่ ตัวท่ี 3 ทใ่ี ช้น้าหนักทดสอบ 3.30 กิโลกรมั 116
4.14 ผลการทดสอบประสทิ ธิภาพแตงกวาขนาดเล็ก 116
4.15 ผลการทดสอบประสทิ ธิภาพแตงกวาขนาดใหญ่ 117
4.16 ผลการทดสอบประสทิ ธิภาพแตงกวาที่ไม่ได้ขนาด

สารบญั ตาราง ด

ตารางที่ หน้า

1.1 แผนการดาเนนิ งานสาหรับโครงงานน้ี 3
2.1 Pin ตา่ ง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบขนาน (Parallel) 13
2.2 Pin ตา่ ง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบอนุกรม (Serial) 15
2.3 การเชื่อมต่อจอ LCD กับบอรด์ Arduino แบบขนาน (Parallel) 16
2.4 จานวนไบท์ทีใ่ ช้ในแต่ละพกิ เซลของภาพประเภทต่าง ๆ 44
2.5 รปู แบบตวั อกั ษร 69
4.1 ราคาต้นทนุ 118

บทที่ 1
บทนำ

1.1 ทีม่ ำและควำมสำคญั ของโครงงำน
เนื่องจากเกษตรกรปลูกแตงกวา ในขั้นตอนหลังเก็บเกี่ยวผลผลิตนั้น เกษตรกรต้องคัดแยก

ขนาดแตงกวาให้ได้ขนาดใหญ่ เล็กและไม่ได้ขนาด โดยเกษตรกรต้องคัดแยกด้วยมือ เช่น
ฌานณุพงศ์ แวงวนั และคณะ ไดท้ าการสร้างเคร่ืองคัดแยกแตงกวา แสดงดังรปู ท่ี 1.1 เมอ่ื วางแตงกวา
ลงบนสายพานลาเลียง แตงกวาไหลผ่านเซนเซอร์ เซนเซอร์จะเป็นตัวสั่งการให้กล้องทาการถ่ายภาพ
แตงกวา จากน้ันทาการส่งข้อมูลภาพไปยังโปรแกรม LabVIEW เพ่ือทาการประมวลผลภาพ เมื่อผ่าน
การประมวลผลแลว้ จงึ จะส่งคาสัง่ ผา่ นไมโครคอนโทรลเลอรเ์ พอ่ื สั่งโซลนี อยดว์ าล์วและกระบอกสูบให้
ทางาน จากน้ันจึงทาการคัดแยกแตงกวาตามขนาดท่ีต้องการ แตงกวาที่ทาการคัดแยกจะมี 3 ขนาด
คือ ขนาดใหญ่ มีความยาวผล 10.50-12.50 เซนติเมตร ความกว้างผล 2.60-3.50 เซนติเมตร
ขนาดเล็ก มีความยาวผล 8.50-10.49 เซนติเมตร ความกว้างผล 2.60-3.50 เซนติเมตร และลูก
แตงกวาทไี่ ม่ไดข้ นาดตามทก่ี าหนด

จากโครงงานข้างต้นจะพบว่าเครือ่ งคดั แยกแตงกวามปี ญั หาในการลาเลยี งแตงกวาโดยจะต้อง
ใช้คนวางแตงกวาบนสายพานทีละลูกแล้วต้องรอจนกว่าจะคัดแยกเสร็จ จึงจะสามารถใส่แตงกวาลูก
ต่อไปได้จึงทาให้เกิดความล่าช้าและแตงกวาช้าจากแรงกระแทก ซึ่งเกิดจากอุปกรณ์ท่ีทาการคัดแยก
โดยใช้โซลินอยด์วาล์วกับกระบอกสูบในการคัดแยกนั้นค่อนข้างแรง และเมื่อคัดแยกแตงกวาแล้วไม่มี
สว่ นที่ช่ังนา้ หนกั ของแตงกวาแต่ละขนาด

ดังน้ันกลุม่ ของขา้ พเจา้ จงึ ไดค้ ิดค้นและพัฒนา ด้วยการใชม้ อเตอร์เซอร์โวแทนกระบอกสูบใน
การคัดแยกเพ่ือลดการกระแทกไม่ให้เกิดรอยช้ากับแตงกวา เพ่ิมระบบสายพานลาเลียงแบบร่อง
เพ่ือที่จะสามารถกาหนดระยะห่างในการลาเลียงและสามารถลาเลียงแตงกวาได้อย่างต่อเนื่อง
เพ่ิมส่วนของการชั่งน้าหนักและพัฒนาโปรแกรม LabVIEW ให้มีประสิทธิภาพในการประมวลผลภาพ
ให้ดีขึ้นกวา่ เดมิ แสดงดงั รปู ที่ 1.2

รูปท่ี 1.1 โครงสรา้ งเคร่ืองตน้ แบบการคัดแยกขนาดแตงกวา
ทีม่ า : [4]

2

5

4
3

1
2

รูปที่ 1.2 โครงสร้างเคร่ืองการพฒั นาคัดแยกขนาดแตงกวา

จากรปู ท่ี 1.2 จะแสดงสว่ นประกอบของโครงสรา้ งเคร่อื งการพฒั นาคัดแยกขนาดแตงกวา
หมายเลขที่ 1 เครื่องช่งั นา้ หนัก
หมายเลขที่ 2 สายพานลาเลียงแบบรอ่ ง
หมายเลขท่ี 3 จอแสดงผลดจิ ิตอล
หมายเลขท่ี 4 มอเตอรเ์ ซอรโ์ ว
หมายเลขที่ 5 ถาดรองรบั แตงกวา
1.2 วตั ถปุ ระสงคข์ องโครงงำน

1.2.1 เพอ่ื พัฒนาเคร่ืองคัดแยกแตงกวาไมใ่ หแ้ ตงกวาเกิดรอยช้า
1.2.2 เพอ่ื สามารถชั่งนา้ หนักแตงกวาได้ 10 กิโลกรมั
1.2.3 เพื่อกาหนดระยะห่างในการลาเลียงแตงกวา
1.2.4 เพื่อปรบั ปรุงประสิทธิภาพของโปรแกรม LabView ท่ีใชก้ ระบวนการแยกแตงกวาให้ดขี ้นึ
1.3 ขอบเขตโครงงำน
1.3.1 ใช้มอเตอร์เซอร์โวแทนกระบอกสบู ในส่วนคัดแยกขนาดแตงกวา
1.3.2 ใชโ้ หลดเซลลช์ ่งั นา้ หนักได้ 10 กโิ ลกรัม คา่ ผิดพลาดไมเ่ กิน ± 1 เปอร์เซน็ ต์
1.3.3 ใชร้ ะบบสายพานลาเลียงแบบร่องเพือ่ ลาเลยี งแตงกวาเขา้ สู่กระบวนการคัดแยกขนาด
1.3.4 ปรบั ปรงุ ในส่วนของโปรแกรม LabVIEW ให้มคี า่ ความผดิ พลาดในการคัดแยกไมเ่ กิน
± 5 เปอรเ์ ซน็ ต์

3

1.4 แผนกำรดำเนนิ งำน
ตำรำงที่ 1.1 แผนการดาเนนิ งานสาหรับโครงงานนี้

ลาดับ รายละเอียดของงาน พฤศจกิ ายน ธันวาคม มกราคม กุมภาพนั ธ์
ที่ 1234123412341234

ศึกษาข้อมูล หลักการทางาน
1 ข อ ง อุ ป ก ร ณ์ ท่ี ใ ช้ ส า ห รั บ

โครงงาน

ซือ้ อุปกรณ์มอเตอร์เซอรโ์ ว ,
arduino ,
2 ระบบสายพานลาเลยี ง,

โหลดเซลล์และอุปกรณอ์ ่นื ๆ

3 เขียนโปรแกรม LabVIEW ,
มอเตอร์เซอร์โว และโหลดเซลล์

4 สร้างระบบสายพานลาเลยี ง
แบบร่อง

ทดสอบการทางานของระบบ
5 ซอฟแวร์

6 ประกอบ แกไ้ ขปัญหาและเก็บ
ผลการทดลอง

7 จัดทารปู เลม่ ปรญิ ญานพิ นธ์

8 สอบจบ

1.5 ประโยชน์ที่คำดวำ่ จะได้รับจำกกโครงงำน
1.5.1 ไดเ้ คร่อื งคดั แยกแตงกวาท่ีมปี ระสทิ ธภิ าพเร็วขนึ้
1.5.2 ได้ความรู้เก่ยี วกับการเขียนโปรแกรม LabView และ Arduino
1.5.3 ได้ความรู้เก่ียวกบั การออกแบบการสร้างสายพานลาเลียง
1.5.4 การประยุกต์ใชม้ อเตอร์เซอรโ์ วในการคดั แยกขนาดแตงกวา

บทท่ี 2
ทฤษฎแี ละเอกสารท่เี ก่ียวขอ้ ง

2.1 บทนา
บทนจ้ี ะกลา่ วถึงเน้ือหาของทฤษฎีต่าง ๆ ที่เก่ยี วข้องกับการสร้างเคร่ืองคัดแยกขนาดแตงกวา

ซ่ึงประกอบด้วยความรู้เก่ียวกับแตงกวา มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล AVR
จอแสดงผลดิจิตอล มอเตอร์เซอร์โว โหลดเซลล์ รีเลย์ กล้องเว็บคาเมร่า เซนเซอร์ตรวจจับวัตถุ
โปรแกรม (LabVIEW) การประมวลผลภาพ การวิเคราะห์อนุภาคและวิธีที่ใชใ้ นการคัดแยกขนาดและ
สูตรท่ใี ช้ในการทดสอบผลการทดลอง ซง่ึ มรี ายละเอยี ดดงั ต่อไปน้ี
2.2 แตงกวา

แตงกวาเป็นพืชเถาเลื้อยท่ีมีมือเกาะ ช่วยพยุงลาต้น ลาต้นเป็นเหลี่ยมมีขนขึ้นปกคลุมอยู่
ทว่ั ไป ลาต้นยาวประมาณ 2-3 เมตร มีรากแกว้ ใบเปน็ ใบเด่ียว มมี มุ แหลม 3-5 แฉก ดอกเปน็ ดอกตัว
ผู้ และตัวเมียแยกกันแต่อยู่บนต้นเดียวกัน ดอกตัวผู้จะเกิดเป็นกลุ่ม 3-5 ดอก ดอกตัวเมียจะเกดิ เดี่ยว
ๆ มีสีเหลือง สังเกตได้ง่าย คือมีลักษณะคล้ายแตงกวาผลเล็ก ๆ ติดกับกลีบดอก ส่วนดอกตัวผู้จะมี
เฉพาะก้านดอกเท่านั้น ในการปลูกแตงกวา ถ้ามีดอกตัวเมียมากจะทาให้ได้ผลผลิตสูง ผลในขณะยัง
เล็กจะสังเกตเห็นหนามได้อย่างชัดเจน หนามของแตงกวาจะมีสีขาวและสีดา แตงกวาหนามสีดาจะ
เก็บได้เพียง 3-4 วัน หลังเก็บจากต้น ผลจะเปล่ียนเป็นสีเหลือง นิ่ม ไม่กรอบ ส่วนแตงกวาท่ีมีหนาม
สีขาวจะมีคุณสมบัติพิเศษ เก็บไว้ได้นานประมาณ 7 วัน โดยไม่นิ่ม และไม่เปล่ียนเป็นสีเหลืองเร็ว
พันธุ์แตงกวาที่ใช้ปลูกโดยทั่วไปจาแนกได้ 2 พันธุ์ คือ พันธุ์สาหรับรับประทานสด และพันธุ์สาหรับ
อตุ สาหกรรม

รูปท่ี 2.1 แตงกวาพันธ์สุ าหรับรับประทานสด
ทมี่ า : [5]

จากรูปที่ 2.1 เป็นพันธุ์แตงกวาสาหรับรับประทานสด เป็นพันธ์ุท่ีมีเน้ือบางและไส้ใหญ่
สีเปลือกเป็นสีเขียวอ่อน ผลมีน้าหนักมากเป็นพันธุ์ท่ีมีทั้งผลเล็กและผลใหญ่ เมื่อผลยังอ่อนอยู่จะมี
หนามทั่ว ทง้ั ผล แต่เมอ่ื โตเต็มทห่ี นามจะหลุดออกเอง ซ่งึ แบง่ ตามขนาดไดด้ งั น้ี

5

2.2.1 แตงกวาผลยาว (long cucumber) ที่รู้จักกันในช่ือของแตงร้านซง่ึ มีความยาวผลอย่าง
น้อย 15 เซนติเมตร และมีความกว้างผลมากกว่า 2.5 เซนติเมตร ส่วนใหญ่จะมีเนื้อหนาไส้แคบ
กรณีที่เป็นพันธ์ุของไทยนั้น จะมีสีผลสีเขียวแก่ตรงส่วนใกล้ขั้วผลประมาณ 1/3 ของผลที่เหลือมีจุด
ประสีเขียวอ่อนหรือขาว และ เส้นสีขาวเป็นแถบเล็ก ๆ ตลอดความยาวไปถึงปลายผล ส่วนพันธ์ุของ
ต่างประเทศน้นั จะมสี เี ขยี วเขม้ สม่าเสมอทัง้ ผล

2.2.2 แตงกวาผลสั้น (short cucumber) ท่ีรู้จักกันในชื่อของแตงกวา ซึ่งมีความยาวผล
8-12 เซนตเิ มตร และมคี วามกวา้ งผลมากกว่า 2.5 เซนตเิ มตร ส่วนใหญ่จะมเี นอื้ น้อยไสก้ วา้ ง

รูปท่ี 2.2 แตงกวาพนั ธ์อุ ุตสาหกรรม
ทีม่ า : [5]

จากรูปท่ี 2.2 เป็นแตงกวาพันธ์ุอุตสาหกรรม เป็นพันธุ์ที่มีเนื้อหนา ไส้เล็ก บางพันธุ์ไม่มีไส้
เปลอื กสเี ขยี วเข้ม เมือ่ นาไปดองจะคงรปู ร่างได้ดี ไมเ่ ห่ยี วยน่ แตงกวาพนั ธนุ์ ี้มกั จะเป็นลูกผสม ผลมักมี
รูปร่างผอมยาว ซ่งึ แบง่ ตามขนาดไดด้ งั นี้

2.2.3 แตงกวาผลยาว (long cucumber) เป็นแตงชนดิ ทใ่ี ช้ทาแตงกวาดองของญี่ปนุ่ และจีน
ซ่ึงจะตอ้ งมี ความยาวผล 20-30 เซนติเมตร และมีความกว้างผล 2-3 เซนตเิ มตร มีเน้อื หนาไส้แคบผิว
สเี ขียวเข้มตลอดความยาวของผล มักใชด้ องโดยมกี ารใชน้ า้ ปรุงรสดว้ ยส่วนผสมของซีอ๊วิ

2.2.4 แตงกวาผลส้ัน (short cucumber) เป็นแตงชนิดที่ใช้ทาแตงกวาดองขอ ง
สหรัฐอเมริกาและยุโรป ซึ่งมีความยาว 8-12 เซนติเมตร และมีความกว้างผล 1.0-5.1เซนติเมตร
โดยท่ัวไปจะมีอัตราส่วนความยาวต่อความกว้าง (L/D ratio) มีค่าอยู่ระหว่าง 2.8-3.1 มีเนื้อหนาและ
แน่น ไสแ้ คบ ผิวสีเขยี วเข้มตลอดความยาวของผล มกั ใช้ดองท้งั ผล ผา่ ตามความยาวและห่ันเป็นช้ิน ๆ
ตามความกวา้ งของผลมกั ดองโดยมีการใชน้ าปรงุ รสด้วยส่วนผสมของซีอิ๊ว

6

2.3 ทฤษฎมี อเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง
มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าชนิดหนึ่งท่ีเปล่ียนแปลงพลังงานไฟฟ้ามาเป็นพลังงานกล

มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นพลังงานกลมีทั้งพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับและพลังงาน
ไฟฟา้ กระแสตรง

2.3.1 ส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง มสี ่วนประกอบทส่ี าคญั ดังน้ี

2.3.1.1 ขดลวดสนามแม่เหล็ก คือขดลวดที่ถูกพันอยู่กับข้ัวแม่เหล็กที่ยึดติดกับโครง
มอเตอร์ ทาหน้าท่ีกาเนิดข้ัวแม่เหล็กขั้วเหนือ (N) และขั้วใต้ (S) แทนแม่เหล็กถาวรขดลวดท่ีใช้เป็น
ขดลวดอาบนา้ ยาฉนวน สนามแม่เหลก็ จะเกดิ ขน้ึ เม่ือจ่ายแรงดนั ไฟตรงให้มอเตอร์

2.3.1.2 ขั้วแม่เหล็ก (Pole Pieces) คือแกนสาหรับรองรับขดลวดสนามแม่เหล็กถูกยึด
ติดกับโครงมอเตอร์ด้านใน ข้ัวแม่เหล็กทามาจากแผ่นเหล็กอ่อนบาง ๆ อัดซ้อนกัน
(Lamination Sheet Steel) เพ่อื ลดการเกิดกระแสไหลวน (Eddy Current) ทจ่ี ะทาให้ความเข้มของ
สนามแม่เหล็กลดลง ข้ัวแม่เหล็กทาหน้าท่ีให้กาเนิดขั้วสนามแม่เหล็กมีความเข้มสูงสุด แทนข้ัว
สนามแม่เหลก็ ถาวร ผิวดา้ นหนา้ ของข้วั แมเ่ หล็กทาใหโ้ คง้ รบั กับอารเ์ มเจอร์พอดี

2.3.1.3 โครงมอเตอร์ (Motor Frame) คือส่วนเปลือกหุ้มภายนอกของมอเตอร์ และ
ยึดส่วน อยู่กับท่ีสเตเตอร์ (Stator) ของมอเตอร์ไว้ภายในร่วมกับฝาปิดหัวท้ายของมอเตอร์
โครงมอเตอร์ทาหน้าที่เป็นทางเดินของเส้นแรงแม่เหล็กระหว่างขั้วแม่เหล็กให้เกิดสนามแม่เหล็กครบ
วงจร

2.3.1.4 อาร์เมเจอร์ (Armature) คือส่วนเคลื่อนที่โรเตอร์ (Rotor) ถูกยึดติดกับ
แกนเพลา (Shaft) และรองรับการหมุนด้วยแบร่ิง ตัวอาร์เมเจอร์ทาจากเหล็กแผ่นบาง ๆ อัดซ้อนกัน
ถูกเซาะร่องออกเป็นส่วน ๆ เพื่อไว้พันขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Winding) ขดลวดอาร์เมเจอร์
เป็นขดลวดอาบน้ายาฉนวน ร่องขดลวดอาร์เมเจอร์จะมีขดลวดพันอยู่และมีล่ิมไฟเบอร์อัดแน่นกับ
ขดลวดอาร์เมเจอร์ไว้ ปลายขดลวดอาร์เมเจอร์ต่อถึงกันกับซ่ีคอมมิวเตเตอร์ อาร์เมเจอร์สามารถหมุน
เคลื่อนท่ไี ด้โดยอาศัยแรงผลักเสรมิ กนั ของสนามแม่เหลก็

2.3.1.5 คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) คือส่วนเคลื่อนท่ีอีกหน่ึงส่วน ถูกยึดติดเข้า
กับอาร์เมเจอร์และเพลาร่วมกัน คอมมิวเตเตอร์ทาจากแท่งทองแดงแข็งประกอบเข้าด้วยกันเป็นรูป
ทรงกระบอก แต่ละแท่งทองแดงของคอมมิวเตเตอร์ถูกแยกออกจากกันด้วยฉนวนไมก้า (Mica)
อาร์เมเจอร์คอมมิวเตเตอร์ทาหน้าที่เป็นข้ัวรับแรงดันไฟตรงที่จ่ายมาจากแปรงถ่าน เพ่ือส่งไปให้
ขดลวดอาร์เมอร์

7

2.3.1.6 แปรงถ่าน (Brush) คือตัวสัมผัสกับคอมมิวเตเตอร์ เป็นแท่งส่ีเหล่ียมผลิต
มาจากคารบ์ อนหรอื แกรไฟต์ผสมผงทองแดง เพื่อใหแ้ ขง็ และนาไฟฟา้ ได้ดี มีสายตวั นาตอ่ ร่วมกบั แปรง
ถา่ น เพือ่ ไปรบั แรงดันไฟตรงทจี่ ่ายเข้ามา แปรงถา่ นทาหน้าที่รับแรงดันไฟตรงจากแหลง่ จา่ ย จ่ายผา่ น
ไปใหค้ อมมวิ เตเตอร์

2.3.2 หลกั การของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
เม่ือจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในมอเตอร์ กระแสจากแปรงถ่านจะผ่านเข้า
คอมมิวเตเตอร์เข้าไปในขดลวดอาร์เมเจอร์เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขึ้น และกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหน่ึง
จะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก สร้างขั้วเหนือข้ัวใต้ข้ึน ทาให้เกิดสนามแม่เหล็กสองส่วน
ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเส้นแรงแม่เหล็กจะไม่ตัดกัน ทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกัน และ
ทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทาให้เกิดแรงบิดในตัวอาร์เมเจอร์ ซ่ึงวางแกนเพลาและแกนเพลาน้ี สวม
อยู่กับตลับลูกปืนของมอเตอร์ ทาให้อาร์เมเจอร์น้ีหมุนได้ ขณะท่ีตัวอาร์เมเจอร์ทาหน้าท่ีหมุนได้น้ี
เรยี กว่า โรเตอร์ ซึ่งหมายความว่าตัวหมนุ การทีอ่ านาจเส้นแรงแม่เหล็กทง้ั สองมีปฏิกิริยาต่อกัน ทาให้
ขดลวดอารเ์ มเจอร์ หรอื โรเตอรห์ มนุ ไปนนั้ เปน็ ไปตามกฎมือซ้ายของเฟลมมง่ิ
2.3.3 สมการ
แรงบดิ หมายถึง โมเมนตข์ องแรงท่ีทาให้เกิดการหมุนหรือการบิดรอบแกนๆ หน่งึ ซง่ึ สามารถ
วัดได้โดยใชผ้ ลคณู ของแรงกบั รศั มี ณ จุดท่ีแรงกระทาสามารถหาไดด้ ังสมการ (2.1)

 = Fr ……….(2.1)

เมือ่  คอื แรงบิด : [N-m]
r คอื รศั มี : [m]
F คือ แรงท่ีกระทาต่อวัตถุ : [N]

แรงในทางฟิสิกส์ คือ การกระทาจากภายนอกที่ก่อให้เกิดการเปล่ียนแปลงของระบบ ทาง
กายภาพ โดยแรงเปน็ ผลมาจากการใช้พลังงาน สามารถหาไดด้ งั สมการ (2.2)

F = mg ……….(2.2)

เมอ่ื F คือ แรงที่กระทาต่อวัตถุ : [N]
คือ มวล : [Kg]
m คอื แรงโน้มถ่วงของโลก : [m/s2]

g

8

กาลงั ไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง สามารถคานวณไดโ้ ดยใช้สมการ (2.3)

P = 2N ……….(2.3)
60

เม่อื P คอื กาลังไฟฟ้า : [W]
N คือ ความเร็วรอบ : [rpm]
 คอื แรงบดิ : [N-m]
การหาค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถคานวณได้เช่นเดียวกับการ

คานวณหาค่ากาลังไฟฟ้าสญู เสยี ในเครื่องกาเนิดไฟฟ้า โดยมีกาลังไฟฟา้ สญู เสียดังนี้
2.3.3.1 ความสูญเสียขณะไม่มีโหลด (no-load losses) ถึงแม้มอเตอร์จะไม่มีโหลด

การใช้งานหรือไมม่ ีโหลดแตก่ จ็ ะยังคงมคี า่ ความสญู เสยี เกิดขึ้นตลอดเวลาเมื่อมอเตอร์ทางานแบ่งเป็น
1) ความสูญเสียทางกล (Mechanical losses) เช่น ความสูญเสียเกิดจาก

ความเสียดทาน ในตลับลูกปนื ของมอเตอรแ์ ละแรงตา้ นของครบี ระบายอากาศของตัวมอเตอร์
2) ความสูญเสียทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Magnetic losses) เช่น ความสูญเสียท่ี

แกนเหลก็ (Corelosses) ซง่ึ ประกอบดว้ ยความสูญเสียเน่ืองจากการเปล่ยี นทิศทางของสนามแม่เหล็ก
ในแกนเหล็ก (Hysteresis losses) และการสูญเสียจากกระแสไหลวน (Eddy current losses) ใน
วงจร แม่เหล็กของมอเตอร์การสูญเสียเมื่อมอเตอร์ไม่มีโหลดจะมีค่าประมาณ 30 % ของค่าความ
สูญเสียรวม (ในอัตราท่ีมอเตอร์ทางานเต็มพิกัด) และเกิดขึ้นไม่ว่ามอเตอร์จะหมุนตัวเปล่าหรือใช้งาน
อยูก่ ็ตาม

2.3.3.2 ความสญู เสยี เมอ่ื มอเตอรต์ อ้ งรับภาระหรือโหลดที่เกดิ ขนึ้
1) ความสูญเสยี ทางไฟฟ้า (Electrical losses) คือการสูญเสียในรูปความร้อน

ท่สี เตเตอร์ และโรเตอร์เป็นผลของความต้านทานของวัสดุที่ใช้เป็นตวั นาท่ีสเตเตอร์และตัวนาที่โรเตอร์
ซ่งึ เราสามารถควบคุมค่าความสูญเสียนไ้ี ด้ดว้ ยการเลอื กใชว้ ัสดุทเี่ หมาะสม

2) การสูญเสียจากภาระการใช้งานของมอเตอร์ (Stray load losses) เป็นผล
ที่เกดิ จาก กระแสฮารม์ อนกิ (Harmonic current) ในตวั นาของโรเตอรข์ ณะทีม่ อเตอร์มีโหลดและการ
สูญเสียทเี่ กดิ จากกระแสไหลวนในขดลวดสเตเตอร์

2.3.4 การเร่ิมเดนิ และควบคมุ ความเรว็ ของมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
การสตาร์ทมอเตอร์จะเร่ิมจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปยังขดลวดอาร์เมเจอร์ ทาให้
เกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้าตกคร่อมท่ีขดลวดอาร์เมเจอร์ ขดลวดอาร์เมเจอร์จึงมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็น
จานวนมาก จึงอาจทาให้เกิดอันตรายกับมอเตอร์ได้ เน่ืองจากตัวต้านทานของขดลวดอาร์เมเจอร์มคี ่า
มาก ดังน้ันจึงต้องต่อตัวต้านทานอนุกรมกับขดลวดอาร์เมเจอร์ เพ่ือให้กระแสไฟฟ้าถูกควบคุมใน

9

ปรมิ าณท่ีพอเหมาะ เม่ือมอเตอรเ์ ริ่มหมนุ จะมแี รงดันไฟฟ้าเหนยี่ วนาเกดิ ขนึ้ ในขดลวดอาร์เมเจอร์ หรือ
ท่ีเรียกว่า แรงดันไฟฟ้า มีทิศทางต้านกลับแรงดันไฟฟ้าท่ีจ่ายมา ทาให้กระแสไฟฟ้าท่ีไหลในขดลวด
อารเ์ มเจอร์ลดลง แล้วจงึ สามารถลดค่าความต้านทานเพ่ือให้มอเตอรเ์ ร่มิ เดินได้ และตัดออกจากวงจร
เม่อื มอเตอร์มคี วามเรว็ รอบตามพกิ ัด
2.4 ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกลู AVR

2.4.1 Mega2560 เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์ตระกูล AVR ที่ใช้ชิป ATmega2560 ซ่ึงมี
คุณสมบัติต่าง ๆ คือ หน่วยความจาแฟลช 256 กิโลไบต์ แรม 8 กิโลไบต์ ใช้แรงดันไฟฟ้า 7 ถึง
12 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าของระบบอยู่ท่ี 5 โวลต์ มี ดิจิตอลอินพุต/เอาต์พุต มากถึง 54 ขา (สามารถใช้
เป็น PWM ได้ 14 ขา) มีแอนะลอกอินพุต 16 ขา Serial UART 4 ชุด I2C 1 ชุด SPI 1 ชุด เขียน
โปรแกรม บน Arduino IDE และโหลดโปรแกรมผ่าน USB ซึ่งโครงสร้างของ Arduino ATmega2560
แสดงดงั รปู ที่ 2.3

รูปที่ 2.3 บอรด์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ATmega 2560
ทม่ี า : [19]

2.4.1.1 การใช้งาน Pin ในการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือเรียกส้ัน ๆ ว่า MCU
(Micro Controller Unit) หลักการพ้ืนฐานคือการใช้ MCU เพ่ือควบคุมพอร์ตต่าง ๆ ให้สามารถ
ทางานได้ตามที่ต้องการ สามารถกาหนดให้เป็นได้ท้ังอินพุตพอร์ตหรือเอาต์พุตพอร์ต MCU ทั่วไปจะ
กาหนดช่ือพอร์ต เป็น A , B , C ในหน่ึงพอร์ตจะแบ่งออกเป็น 8 ขา ตัวอย่างเช่น PORT A
จะประกอบไปดว้ ย A0 - A7 เปน็ ต้น แตบ่ อร์ดอาดุยโน่ จะเรียกเปน็ Pin โดยแต่ละรนุ่ จะมจี านวน Pin
ไมเ่ ทา่ กัน ตวั อย่างเช่น รนุ่ ATmega2560 มีทั้งหมด 53 Pin จะแบ่งออกได้ โดยแสดงดงั รปู ที่ 2.4

10

รปู ท่ี 2.4 Pin ตา่ ง ๆ บนบอร์ด Arduino ATmega2560
ท่ีมา : [19]

1) Analog pins คือสามารถกาหนดการรับหรือส่งค่าได้ต้ังแต่ 0–5 โวลต์
หากเทียบค่าแล้วจะได้เท่ากับ 0–1,023 เช่น 2.5 โวลต์ จะได้ค่า 511 (เทียบบัญญัติไตรยางค์)
ประกอบไปด้วย A0–A15

2) Digital pins ดิจิตอล คือกาหนดให้มีสองสถานะคือ HIGH (5 โวลต์) กับ
LOW (0 โวลต)์ ประกอบไปด้วย แถบพินดจิ ติ อลสีเขียว

3) Power pins เช่น 3.3 โวลต์ , 5 โวลต์ , Vin , Gnd , Reset รวมไปถึง
ช่องเสียบ USB Interface ระหว่างคอมพิวเตอร์กับบอร์ดอาดุยโน่ และช่องเสียบ Jack Power
Supply จากแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟฟา้ หรืออะแดปเตอร์

4) ข้อมูลจาเพาะของ Arduino ATmega2560
- ชปิ ไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega2560
- ใชแ้ รงดนั ไฟฟ้า 5 โวลต์
- รองรบั การจ่ายแรงดนั ไฟฟ้า (ท่ีแนะนา) 7 - 12 โวลต์
- รองรบั การจ่ายแรงดันไฟฟา้ (ท่ีจากัด) 6 - 20 โวลต์
- พอร์ต ดจิ ติ อลอนิ พตุ /เอาตพ์ ุต 54 ขา
- พอร์ต แอนะลอกอนิ พตุ 16 ขา
- กระแสไฟทจี่ ่ายได้ในแต่ละพอรต์ 40 มลิ ลแิ อมป์แปร์
- กระแสไฟท่ีจ่ายได้ในพอร์ต 3.3 V 50 มิลลแิ อมป์แปร์
- พ้ืนท่ีโปรแกรมภายใน 256 กิโลไบต์ ใช้บตู โหลดเดอร์
- พน้ื ทีแ่ รม 8 กิโลไบต์
- พ้ืนท่หี นว่ ยความจาถาวร (EEPROM) 4 กิโลไบต์
- ความถคี่ ริสตลั 16 เมกกะเฮิรตซ์

11

2.4.2 Arduino Uno เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ ATmega328 (แผ่นข้อมูล) มี
อินพุต / เอาต์พุต 14 อินพุต (6 สามารถใช้เป็นเอาต์พุต PWM), 6 อินพุตแบบอนาล็อก, ตัวเรโซเน
เตอร์เซรามิก 16 MHz, การเชื่อมต่อ USB, แจ็คไฟ, ส่วนหัว ICSP และปุ่มรีเซ็ต มันมีทกุอย่างท่ี
จาเป็น ในการสนับสนนุ ไมโครคอนโทรลเลอร์ เพยี งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ดว้ ยสายเคเบลิ USB หรือ
ใช้อะแดปเตอร์หรือแบตเตอร่ี AC-to-DC เพื่อเรม่ิ ตน้ ใช้งาน Uno แสดงดังรปทู ี่ 2.5

รูปที่ 2.5 บอรด์ Arduino UNO
ทม่ี า : [19]

2.4.2.1 ส่วนต่างๆและการใช้งาน Pin ในการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือเรียก
ส้ัน ๆ ว่า MCU (Micro Controller Unit) หลักการพื้นฐานคือการใช้ MCU เพื่อควบคุมพอร์ตต่าง ๆ
ให้สามารถทางานได้ ตามที่ต้องการ สามารถกาาหนดให้เป็นได้ท้ังอินพุตพอร์ตหรือเอาต์พุตพอร์ต
MCU ทั่วไปจะกาหนดช่ือพอร์ต เป็น A , B , C ในหน่ึงพอร์ตจะแบ่งออกเป็น 8 ขา ตัวอย่างเช่น
PORT A จะประกอบไปดว้ ย A0 - A7 เป็นตน้ แต่บอรด์ Arduino จะเรยี กเป็น Pin โดยแต่ละรุ่นจะมี
จานวน Pin ไม่เท่ากนั ตวั อยา่ งเชน่ รุ่น UNO มีจานวน Pin จะแบง่ ออกได้ โดยแสดงดังรปู ที่ 2.6

3. พอรต์ ICSP : สาหรับ USB interface 4. I/O Port
2. Reset Button

1. USB Port 5.ICSP Port Atmega328
10. MCU : Atmega16U2 6. MCU Atmega328
9. ชอ่ ง Power Jack 7-12 V

8. Power Port 7. I/O Port

รปู ที่ 2.6 Pin ต่าง ๆ บนบอร์ด Arduino UNO

ท่ีมา : [18]

12

1) USB Port: ใช้สาหรบั ต่อกบั Computer เพ่ืออับโหลดโปรแกรม เขา้ MCU
และจ่ายไฟใหกบั บอรด์

2) Reset Button: เป็นปุ่ม Reset ใช้กดเมื่อต้องการให้ MCU เริ่มการทางาน
ใหม่

3) ICSP Port ของ Atmega16U2 เป็นพอร์ตท่ีใช้โปรแกรม Visual Com
port บน Atmega16U2

4) I/O Port Digital I/O ต้ังแต่ขา D0 ถึง D13 นอกจากน้ี บาง Pin จะทา
หน้าที่อ่ืน ๆเพ่ิมเติมด้วย เช่น Pin0,1 เป็นขา Tx, Rx Serial, Pin3,5,6,9,10 และ 11 เป็นขา PWM

5) ICSP Port Atmega328 เป็นพอร์ตที่ใช้โปรแกรม Bootloader
6) MCU Atmega328 เปน็ MCU ท่ีใช้บนบอรด์ Arduino
7) I/O Port นอกจากจะเปน็ Digital I/O แล้ว ยงั เปลี่ยนเปน็ ชอ่ งรับ สญั ญาณ
อนาล็อก ตัง้ แต่ขา A0-A5
8) Power Port ไฟเลี้ยงของบอร์ดเม่ือต้องการจ่ายไฟให้กับวงจร ภายนอก
ประกอบดว้ ยขาไฟเลยี้ ง +3.3 โวลต์, +5 โวลต์, GND, Vin
9) Power Jack รับไฟจาก Adapter โดยท่ีแรงดันอยู่ระหว่าง 7-12 โวลต์
10) MCU ของ Atmega16U2 เป็น MCU ที่ทาหน์าท่ีเป็น USB to Serial โดย
Atmega328 จะติดตอ่ กบั Computer ผา่ น Atmega16U2
2.5 จอแสดงผลดิจิตอล (LCD)
คาว่า LCD ย่อมาจากคาว่า Liquid Crystal Display ซึ่งเป็นจอแสดงผลแบบ (Digital) เป็น
จอท่ีทามาจากผลึกคริสตอลเหลว หลักการคือด้านหลังจอจะมีไฟส่องสว่าง หรือที่เรียกว่า Backlight
อยู่ เมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปกระตุ้นท่ีผลึก ก็จะทาให้ผลึกโปร่งแสง ทาให้แสงท่ีมาจากไฟ
Backlight แสดงข้ึนมาบนหน้าจอ ส่วนอื่นท่ีโดนผลึกปิดก้ันไว้ จะมีสีที่แตกต่างกันตามสีของผลึก
ครสิ ตอล เชน่ สเี ขียว หรอื สีฟา้ ทาใหเ้ มือ่ มองไปท่จี อก็จะพบกบั ตวั หนังสือสขี าว แล้วพบกบั พน้ื หลังสี
ต่างๆกัน จอ LCD จะแบ่งเปน็ 2 แบบใหญๆ่ ตามลักษณะการแสดงผลดงั น้ี
Character LCD เป็นจอที่แสดงผลเป็นตัวอักษรตามช่องแบบตายตัว เช่น จอ LCD ขนาด
16x2 หมายถึงใน 1 แถว มีตัวอักษรใส่ได้ 16 ตัว และมีท้ังหมด 2 บรรทัดให้ใช้งาน ส่วน 20x4 จะ
หมายถงึ ใน 1 แถว มตี ัวอักษรใสไ่ ด้ 20 ตวั และมีท้งั หมด 2 บรรทดั
Graphic LCD เปน็ จอทส่ี ามารถกาหนดไดว้ ่าจะใหแ้ ต่ละจดุ บนหนา้ จอกนั้ แสง หรอื ปลอ่ ยแสง
ออกไป ทาให้จอน้ีสามารถสรา้ งรปู ขน้ึ มาบนหน้าจอได้ การระบุขนาดจะระบใุ นลักษณะของจานวนจุด
(Pixels) ในแต่ละแนว เช่น 128x64 หมายถึงจอท่ีมีจานวนจุดตามแนวนอน 128 จุด และมีจุดตาม
แนวตงั้ 64 จุด

13

2.5.1 ส่วนต่างๆ และ Pin ของจอ LCD
จอ LCD 16x2 Character ทนี่ ิยมใช้งานจะมีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ LCD แบบปกตทิ ี่เชื่อมต่อ
แบบขนาน (Parallel) และ LCD แบบที่เช่ือมต่ออนุกรม (Serial) แบบ I2C โดยท้ัง 2 แบบตัวจอมี
ลักษณะเดยี วกนั เพยี งแต่แบบ I2C จะมบี อรด์ เสริมทาให้สือ่ สารแบบ I2C ได้เชื่อมตอ่ ได้สะดวกขน้ึ

2.5.1.1 แบบขนาน (Parallel) จอ LCD ประเภทนี้จะมีขา Pin ท้ังหมด 16 ขา แสดง
ดังรปู 2.7

รปู ท่ี 2.7 Pin ต่าง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบขนาน (Parallel)
ท่มี า : [21]

ตารางที่ 2.1 Pin ตา่ ง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบขนาน (Parallel)

Pin No. Symbol Description
1 VSS/GND
2 VDD Ground
3 VO/VEE +5VDC

4 RS LCD Control สาหรบั ปรับความเข้มของตัวอกั ษร

5 RW Register Select เปน็ ขาอนิ พุตสาหรับเลือกเขียนย่านข้อมูลในรจี ติ -
6 E/EN เตอร์

Read/Write เปน็ ขาอินพุตสาหรบั เลอื กโหมดเขียนหรืออ่านขอ้ มูล

Enable เปน็ ขาอินพุตสาหรับสญั ญาณ Pulse เม่อื ต้องการเขยี นหรอื
อา่ นข้อมูล

14

Pin No. Symbol Description
7 DB0
8 DB1

9 DB2 Data Pins
8-Bit
10 DB3
(LED+) เปน็ ขา Vcc สาหรบั LED backlight (5V)
11 DB4 (LED-) เป็นขา Gnd สาหรับ LED backlight (Gnd)
12 DB5
13 DB6
14 DB7
15 A
16 K

จากตารางท่ี 2.1 วิธีการส่ังงานจะแตกต่างกันไปโดย LCD Controller สามารถรับรหัสคาส่งั
จาก อาดุยโน่ ได้จากสัญญาณ RS R/W และ DB0-DB7 ในขณะท่ีสัญญาณ E มีค่า Logic เป็น “1”
ซ่ึงสัญญาณเหล่านี้จะใช้ร่วมกันเพ่ือกาหนดเป็นรหัสคาสั่งสาหรับส่ังงาน LCD โดยหน้าที่ของแต่ละ
สัญญาณสรุปได้ดังน้ี (1) E เป็นสัญญาณ Enable เมื่อมีค่าเป็น “1” เป็นการบอกให้ LCD ทราบว่า
อุปกรณ์ภายนอกต้องการติดต่ออ่านหรือเขียนข้อมูล “0” ให้ LCD ไม่สนใจสัญญาณ RS R/W และ
DB7-DB0 (2) RS เป็นสัญญาณสาหรับกาหนดให้ LCD ทราบว่าอุปกรณ์ภายนอกต้องการติดต่อกับ
LCD ในขณะน้ันเปน็ รหัสคาส่งั หรอื ข้อมลู (3) R/W เปน็ สัญญาณสาหรับบอกให้ LCD ทราบวา่ อุปกรณ์
ภายนอกต้องการอา่ นหรือเขียนกับ LCD โดย R/W = “0” หมายถึง เขียน R/W = “1” หมายถงึ อ่าน
(4) DB0-DB7 เป็นสัญญาณแบบ 2 ทิศทาง โดยจะสัมพันธ์กับสัญญาณ R/W ใช้สาหรับรับคาสั่งและ
ข้อมูลระหว่าง LCD กับอุปกรณ์ภายนอก โดยถ้า R/W = “0” สัญญาณ DB7-DB0 จะส่งจากอุปกรณ์
ภายนอกมาท่ี LCD แตถ่ า้ R/W = “1” สัญญาณ DB7-DB0 จะส่งจาก LCD ไปยังอปุ กรณ์ภายนอก

2.5.1.2 อนุกรม (Serial) แบบ I2C จอ LCD ประเภทนี้จะมีบอร์ดเสริมเพ่ือสะดวกใน

การใช้งาน จะมีขา Pin ทัง้ หมด 4 ขา แสดงดังรูป 2.8

รปู ท่ี 2.8 Pin ตา่ ง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบอนุกรม (Serial)
ท่ีมา : [21]

15

ซึ่งแต่ละขา Pin ของจอ LCD แบบอนุกรม (Serial) ที่มีบอร์ด I2C Serial Interface Board
Module เสริม จะประกอบไปด้วย Pin หมายเลข 1 คือ GND Pin หมายเลข 2 คือ VCC Pin

หมายเลข 3 คือ SDA Pinหมายเลข 4 คอื SCL แสดงดังตารางที่ 2.2

ตารางที่ 2.2 Pin ต่าง ๆ ของจอ LCD 16x2 แบบอนกุ รม (Serial)

Pin No. Symbol Description
1 GND Ground
2 VCC +5VDC
3 SDA Serial Data
4 SCL
Serial Clock

2.5.2 การเช่อื มต่อสัญญาณขาข้อมลู ระหวา่ ง Microcontroller กับ LCD Controller
การเช่ือมต่อสัญญาณขาข้อมูลระหว่าง Microcontroller กับ LCD Controller สามารถทา
ได้ 2 ลักษณะ คือ การเช่ือมต่อแบบ 8 บิต (DB0-DB7) และการเชื่อมต่อแบบ 4 บิต (DB4-DB7) ทั้ง
สองแบบแตกต่างกันเพียงจานวนขาที่ใช้คือ 8 หรือ 4 ขา และยังสามารถทางานได้เหมือนกัน อย่างท่ี
แน่นอนในการส่งข้อมูลแบบ 4 ขา ย่อมทาได้ช้ากว่า 8 ขา แต่ไม่ได้ช้ามากจนสังเกตุได้ด้วยสายตา ใน
การต่อกับ Arduino นน้ั จึงนิยมตอ่ เพยี ง 4 ขา หรือ 4 บิตเทา่ นั้น เพ่อื เปน็ การประหยัดขาในการต่อใช้
งานไปไว้ตอ่ กบั อปุ กรณอ์ ่ืน ตัวอย่างเชน่ Arduino UNO R3 นน้ั มขี าใหใ้ ช้งานคอ่ นขา้ งนอ้ ย

2.5.2.1 การเชอ่ื มต่อแบบขนาน (Parallel) การเช่ือมต่อแบบขนานแบบ 4 บิต การต่อ
วงจรจะมีอยู่ 3 สว่ น คอื ส่วนที่ 1 เป็นบอรด์ อาดุยโน่ ส่วนท่ี 2 เปน็ VR 10 KOhm และสว่ นที่ 3 เป็น
ส่วนของจอ LCD แสดงวงจรดังรูป 2.9 และดังตาราง 2.3

13

2

รูปท่ี 2.9 การเชอ่ื มตอ่ จอ LCD กับบอร์ด Arduino แบบขนาน (Parallel)
ท่ีมา : [21]

16

ตารางท่ี 2.3 การเชอ่ื มตอ่ จอ LCD กับบอร์ด Arduino แบบขนาน (Parallel)

ตัวต้านทานปรบั คา่ ได้ จอแสดงผลดจิ ติ อล (LCD) Arduino Uno

GND VCC/GND Ground

VCC VDD +5VDC

Signal VO/VEE -

- RS Digital Pin 12

- RW Ground (เพราะเราต้องการเขยี น)

- E/EN Digital Pin 11

- DB4 Digital Pin 4

- DB5 Digital Pin5

- DB6 Digital Pin 6

- DB7 Digital Pin 7

-A +5VDC

-K Ground

2.5.2.2 การเช่ือมต่อแบบอนุกรม โดยจะมอี ยู่ 3 ส่วนของการเช่อื มตอ่ ซง่ึ ส่วนท่ี 1 เป็น
บอร์ดาดุยโน่ ส่วนที่ 2 เป็นโมดูล I2C Serial Interface Board Module มาเช่ือมต่อระหว่าง
Arduino กับจอ LCD และสว่ นที่ 3 เป็นจอ LCD วงจรทเ่ี ช่อื มต่อจะแสดงดังรูป 2.10

2

13

รปู ท่ี 2.10 การเชื่อมต่อจอ LCD กับบอร์ด Arduino แบบอนุกรม
ทีม่ า : [21]

17

2.6 มอเตอรเ์ ซอรโ์ ว (Servo Motor)
Servo เป็นคาศัพท์ที่ใช้กันทั่วไปในระบบควบคุมอัตโนมัติ มาจากภาษาละตินคาว่า Sevus

หมายถงึ “ทาส” (Slave) ในเชงิ ความหมายของมอเตอร์เซอรโ์ ว กค็ ือ มอเตอร์ที่สามารถสัง่ งานหรือตั้ง
ค่า แล้วตัวมอเตอร์จะหมุนไปยังตาแหน่งองศาท่ีเราส่ังได้เองอย่างถูกต้อง โดยใช้การควบคุมแบบ
ปอ้ นกลับ (Feedback Control)

การควบคมุ แบบปอ้ นกลับ (Feedback Control) คือ ระบบการควบคุมทรี่ กั ษาคา่ เอาต์พุตได้
ใกล้เคียงกับค่าอินพุต โดยมีการเปรียบเทียบสัญญาณทั้งสองน้ี ผลจากการเปรียบเทียบจะเป็นค่า
ผดิ พลาด (Error) ซึ่งเป็นสญั ญาณท่ใี ชป้ ้อนเขา้ สู่ตวั ควบคมุ (Control) และมลี กั ษณะทั่วไปแสดงดังรูป
2.11

รูปท่ี 2.11 ลักษณะโดยท่วั ไปของมอเตอร์เซอรโ์ ว
ท่มี า : [8]

2.6.1 สว่ นประกอบภายนอกของมอเตอรเ์ ซอร์โว

Servo Horns Output Shaft Connector

Cable
Case

Mounting Tab

รปู ท่ี 2.12 สว่ นประกอบภายนอกของมอเตอร์เซอร์โว
ทม่ี า : [8]

18

จากรปู 2.12 ส่วนประกอบภายนอกของมอเตอรเ์ ซอร์โว จะประกอบไปด้วย
- Case ตวั ถัง หรือ กรอบของตวั มอเตอร์เซอรโ์ ว
- Mounting Tabs ส่วนจบั ยึดตัวมอเตอร์เซอร์โว กบั ช้นิ งาน
- Output Shaft เพลาสง่ กาลงั
- Servo Horns สว่ นเชอื่ มต่อกับ Output shaft เพื่อสร้างกลไกล
- Cable สายเชื่อมต่อเพื่อ จา่ ยไฟฟา้ และ ควบคุม RC Servo Motor จะประกอบดว้ ย

สายไฟ 3 เสน้ และ สายสแี ดง คอื ไฟเล้ยี ง (4.8-6V) สายสดี า หรอื น้าตาล คอื กราวด์ สายสเี หลอื ง
(ส้ม ขาว หรือฟ้า) คือ สายส่งสญั ญาณพลั ซ์ควบคุม (3-5V)

- Connector จดุ เชอื่ มตอ่ สายไฟ
2.6.2 สว่ นประกอบภายในของมอเตอรเ์ ซอรโ์ ว

รูปท่ี 2.13 ส่วนประกอบภายในของมอเตอรเ์ ซอรโ์ ว
ที่มา : [8]

จากรปู ท่ี 2.13 สว่ นประกอบภายในของมอเตอร์เซอรโ์ ว จะประกอบไปดว้ ย
หมายเลข 1 คือ ดีซีมอเตอร์
หมายเลข 2 คือ ชดุ เฟอื งเกยี รท์ ดแรงมอเตอร์
หมายเลข 3 คือ ชุดควบคุมและปรับแต่งให้ค่าเอาต์พุตมีค่าเท่ากับหรือใกล้เคียงกับค่า

อนิ พตุ
หมายเลข 4 คือ สว่ นท่คี วบคมุ และประมวลผล

2.6.3 บล็อกไดอะแกรมของมอเตอรเ์ ซอรโ์ ว

Servo input Electronic Control Moto Gear Train Servo output
System r

Position Sensor

รูปท่ี 2.14 บลอ็ กไดอะแกรมของมอเตอรเ์ ซอรโ์ ว
ที่มา : [8]

19

จากรปู ท่ี 2.14 จะมสี ่วนประกอบและการทางานดังต่อไปน้ี

Motor เปน็ สว่ นของตัวมอเตอร์

Gear Train หรอื Gearbox เปน็ ชดุ เกียร์ทดแรง

Position Sensorเป็นเซ็นเซอรต์ รวจจบั ตาแหนง่ เพ่ือหาค่าองศาในการหมุน
Electronic Control System เป็นส่วนทค่ี วบคมุ และประมวลผล
2.6.4 หลกั การทางานของมอเตอร์เซอร์โว
เม่ือจ่ายสัญญาณพัลซ์เข้ามายังเส่วนวงจรควบคุม (Electronic Control System) ภายใน
มอเตอร์เซอร์โว จะทาการอ่านและประมวลผลค่าความกว้างของสัญญาณพัลซ์ท่ีส่งเข้ามาเพื่อแปลค่า
เป็นตาแหน่ง องศาท่ีต้องการให้ มอเตอร์หมุนเคล่ือนที่ไปยังตาแหน่งน้ัน แล้วส่งคาสั่งไปทาการ
ควบคุมให้มอเตอร์หมุนไปยังตาแหน่งที่ต้องการ โดยมีตาแหน่งเซ็นเซอร์ (Position Sensor) เป็นตัว
เซ็นเซอรค์ อยวัดค่ามมุ ท่ีมอเตอร์กาลังหมุนเป็น Feedback กลับมาให้วงจรควบคุมเปรยี บเทียบกับค่า
อินพตุ เพื่อควบคมุ ให้ได้ตาแหน่งทต่ี ้องการอย่างถูกต้องแมน่ ยา
ตัวอย่าง เช่น หากกาหนดความกว้างของสัญญาณพัลซ์ไว้ท่ี 1 มิลลิวินาที ตัวมอเตอร์เซอร์โว
จะหมุนไปทางด้ายซ้ายจนสุด ในทางกลับกันหากกาหนดความกว้างของสัญญาณพัลซ์ไว้ที่ 2
มิลลิวินาที ตัวมอเตอร์เซอร์โวจะหมุนไปยังตาแหน่งขวาสุด แต่หากกาหนดความกว้างของสัญญาณ
พัลซ์ไว้ท่ี 1.5 มิลลิวินาที ตัวมอเตอร์เซอร์โว ก็จะหมุนมาอยู่ท่ีตาแหน่งตรงกลางพอดี แสดงดังรูปที่
2.15

1 ms 1.5 ms 2 ms

รูปที่ 2.15 มุมหรอื องศาหมุนขึ้นอยูก่ บั ความกวา้ งของสญั ญาณพัลซ์
ที่มา : [8]

ดังนั้นสามารถกาหนดองศาการหมุนของมอเตอร์เซอร์โว ได้โดยการเทียบค่า เช่น มอเตอร์
เซอร์โว สามารถหมุนได้ 180 องศา โดยท่ี 0 องศา ใช้ความกว้างพัลซ์เท่ากับ 1000 ไมโครวินาที ที่
180 องศาความกว้างพัลซ์เท่ากับ 2000 ไมโครวินาที เพราะฉะนั้นค่าท่ีเปลี่ยนไป 1 องศา จะใช้ความ
กว้างพัลซ์ต่างกัน (2000-1000)/180 เท่ากับ 5.55 ไมโครวินาที จากการหาค่าความกว้างพัลซท์ ี่มุม 1
องศาข้างต้น หากต้องกาหนดให้ มอเตอร์เซอร์โว หมุนไปท่ีมุม 45 องศา จะหาค่าพัลซ์ท่ีต้องการได้
จาก 5.55 x 45 เท่ากับ 249.75 ไมโครวินาที แต่ท่ีมุม 0 องศาเราเริ่มท่ีความกว้างพัลซ์ 1 มิลลิวินาที
หรือ 1000 ไมโครวินาที เพราะฉะนั้นความกว้างพัลซ์ที่ใช้กาหนดให้ มอเตอร์เซอร์โวหมุนไปที่ 45
องศา คือ 1000 + 249.75 เท่ากับประมาณ 1250 ไมโครวินาที แสดงดังรูปที่ 2.16

20

1.250 ms

รปู ที่ 2.16 มอเตอรเ์ ซอร์โว หมุนไปท่ี 45 องศา
ทม่ี า : [8]

2.6.5 การเชื่อมต่อ มอเตอร์เซอร์โวเข้ากบั บอรด์ อาดยุ โน่
โดยมอเตอร์เซอร์โวจะมี 3 สาย สายสีดาคือ GND สายสีแดงคือ 5 โวลต์ สายสีเหลืองคือ
สายสัญญาณ แสดงดงั รูป 2.17

รูปที่ 2.17 มอเตอร์เซอรโ์ วเช่ือมตอ่ กับบอรด์ อาดุยโน่
ที่มา : [8]

2.6.6 การคานวณ RC Servo motor
2.6.6.1 ความเร็ว (Speed) ในมอเตอร์เซอร์โว จะนิยมวัดความเร็วเป็นเชิงมุม คือ

ความเร็วในการหมุนเป็นองศา นิยมวัดเป็น 60° เช่น 0.1 วินาที/60° หมายถึง ใช้เวลา 0.1 วินาที ใน
การหมนุ 60° ดงั นน้ั ย่ิงองศานอ้ ย กจ็ ะยิ่งหมุนเร็วมาก

2.6.6.2 Torque หรือแรงบิด เป็นหัวใจสาคัญที่เราได้จากมอเตอร์เซอร์โว แรงท่ี
มอเตอร์เซอร์โวสง่ มาให้เรา เพอ่ื นาไปหมนุ ยก ลาก ดงึ ของต่างๆ นัน่ ก็คอื แรงบิด ถ้าแรงบดิ นอ้ ย กจ็ ะ
ไม่สามารถหมุนของต่างๆได้ แรงบิดของมอเตอร์เซอร์โว นิยมวัดในหน่วย กิโลกรัมเซนติเมตร (kgcm)
หรือ ออนซ์น้ิว (ozin) ซึ่งจริงๆแล้ว มาจากสูตรโมเมนต์ M = FxS ท่ีมีหน่วยเป็น นิวตันเมตร (Nm)
แต่มีการแปลงมาเป็นกิโลกรัมเซนติเมตร (kgcm) เพ่ือให้ผู้ใช้งานทั่วไปมองภาพออกมากขึ้น ควร
คานวณแรงบิดคร่าวๆก่อน เช่น มอเตอร์เซอร์โวมีแรงบิด 10 กิโลกรัมเซนติเมตร (kgcm) หมายถึงถ้า
แขนของมนั ยาว 1 เซนตเิ มตร (cm) จะมีแรงบิด 10 กโิ ลกรัม (kg) , ถ้าแขนยาว 0.5 เซนตเิ มตร (cm)
จะมแี รงบิด 20 กโิ ลกรัม (kg) , แขนยาว 2 เซนตเิ มตร (cm) จะมีแรงบิด 5 กโิ ลกรัม (kg)

21

2.7 โหลดเซลล์ (Load Cell)
โหลดเซลล์ คือ เซ็นเซอร์สาหรับตรวจชั่งน้าหนัก แรงกระทาทางกล หรือปริมาณของ Load

ท่ีต้องการทราบค่า โดยใช้ Strain Gauge มาติดต้ังในบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของ
Load Cell เมื่อมีแรงมากระทากับตัว Load Cell จะทาให้ Strain Gauge ท่ีติดอยู่ในบริเวณที่มีการ
เปล่ียนรูปทรง ยืด หรือ หด ตัว ทาให้ค่าความต้านทานท่ีตัว Strain Gauge เปลี่ยนไป แสดงดังรูปท่ี
2.18

รูปที่ 2.18 โหลดเซลล์
ที่มา : [10]

ในจุดท่ี Strain Gauge ได้รับแรงกด (Compression) จะทาให้ Strain Gauge หดตัวเข้าหา
กัน และในจุดท่ีได้รับแรงดึง (tension) จะทาให้ strain gauge ถูกยืดออก จึงทาให้ค่าความต้านทาน
ของ Strain Gauge เปล่ียนแปลงไป Strain Gauge ท้ัง 4 ตัวท่ีอยู่บน Load Cell แบบ Straight Bar
จะถูกตอ่ อยดู่ ว้ ยกนั ในลักษณะของวงจร Wheatstone Bridge แสดงดังรปู ที่ 2.19

10V

รปู ที่ 2.19 ลักษณะของวงจร Wheatstone Bridge
ท่ีมา : [10]

2.7.1 เอาต์พุตของโหลดเซลล์ (Rated Output) สัญญาณเอาต์พุตของโหลดเซลล์เป็น
สัญญาณอนาล็อก โดยที่นิยมใช้มี 2 สัญญาณคือ 2mV/V และ 3mV/V คือ หากจ่ายแรงดัน 10 V.
ให้กับโหลดเซลล์ท่ีมี Rated Output 2 mV/V ท่ี Full load สมมติว่าเป็น 500 กิโลกรัม ดังนั้นเมื่อมี
แรงกระทาต่อโหลดเซลลท์ น่ี ้าหนกั 500 กิโลกรมั สัญญาณท่ีออกมาจะไดเ้ ทา่ กับ 20 มิลลโิ วลต์

22

2.7.2 ข้อระมัดระวังอะไรบ้างในการช่ังน้าหนัก

2.7.2.1 การเสียหายของโหลดเซลล์ คือ การที่โหลดเซลล์ไม่สามารถวัดค่าได้หรือวัด
คา่ ได้ไมต่ รงโดยสญั ญาณเอาท์พุตทส่ี ่งออกมาสูงเกินไป Overload หรือสญั ญาณเอาท์พุตทจ่ี ่ายออกมา
ไมน่ ่งิ สาเหตทุ ท่ี าให้โหลดเซลลเ์ สียได้ คอื

–การใชน้ า้ หนกั หรือแรงกดเกนิ พกิ ัดของโหลดเซลล์
–การทีม่ ีแรงกระแทกลงบนโหลดเซลลเ์ กินพกิ ัดของโหลดเซลล์
–การติดต้ังโหลดเซลล์ไมส่ มดุล
–การตดิ ตั้งโหลดเซลล์ในทศิ ทางกลับกัน
–การต่อสายสญั ญาณสลบั กัน
–การเช่อื มโครงสร้างด้วยการเช่ือมไฟฟ้า โดยท่ีมีโหลดเซลล์ติดตั้งอยู่และการเกิดฟ้าผ่า

2.7.2.2 วิธีการป้องกัน คือ ต้องหาทางหลีกเลี่ยงสาเหตุดังกล่าว ส่วนสาเหตุข้อ
สุดท้ายแก้โดยการติดต้ังสาย Shield ระหว่าง Mounting บนและล่างของโหลดเซลล์เพื่อเป็นการ
Bypass กระแสไฟฟา้ ท่เี กดิ จากการเชอื่ มเพ่ือปอ้ งกนั โหลดเซลล์ ไมไ่ หเ้ กดิ ความเสียหาย

2.7.2.3 การล้าของโหลดเซลล์ เชน่ โหลดเซลล์ใหส้ ัญญาณ output ที่ไมเ่ ป็นเชงิ เส้น
วิธแี ก้ คือ การเปลยี่ นโหลดเซลล์ใหมห่ รอื การเลือก indicator ทีส่ ามารถทาฟังก์ช่นั ชดเชยความไม่เป็น
เชิงเส้นได้ เชน่ มิเตอรอ์ ัจฉรยิ ะ คณุ ภาพสูงยี่ห้อ RED LION CONTROLS รุ่น PAXS (ผลติ จากประเทศ
อเมริกา) ถูกออกแบบมาเฉพาะสาหรับการแก้ปัญหาดังกล่าว ด้วยโปรแกรมตั้งค่าความเป็นเชงิ เสน้ ได้
ถงึ 16 จุด ซ่งึ ช่วยใหค้ ่า error ลดลง

2.7.3 สูตรการสาหรับคานวณน้าหนักโหลดเซลล์ คืออุปกรณ์ท่ีเปล่ียนค่าความเครียด
(Strain) ที่เปล่ียนแปลงไปอันเนื่องมาจากน้าหนักของวัตถุ ซ่ึงเอาท์พุตท่ีได้จาก Strain Gauges คือ
ค่าความต้านทานที่เปล่ียนแปลง (Ohm) มีหลักการทางานของ Strain Gauges จะอาศัยการเปลี่ยน
รปู ของเส้นลวดอนั เน่ืองมาจากแรงท่ีมากระทา ซง่ึ การเปลย่ี นรูปไดน้ ้ี จะเป็นสัดสว่ นกันแรงท่ีมากระทา
ซึ่งแรงที่มากระทาอาจทาให้ลวดยืดออกหรือหดเข้าหากัน โดยอาศัยความสัมพันธ์จากสมการความ

ต้านทานของเสน้ ลวดดังสมการท่ี (2.4)

= ⁄ หนว่ ยโอห์ม .....(2.4)

ให้ คอื ค่าความตา้ นทานของเส้น
คอื สมั ประสิทธ์ิความต้านทานของลวดตวั นา
คือ ความยาวของเส้นลวด
คือ พน้ื ท่หี น้าตดั ของเส้นลวด

จากสมการพบว่าเมอ่ื เส้นลวดมีการเปล่ียนแปลง ไม่ว่าจะเปน็ ผลใหเ้ สน้ ลวดหดตวั หรอื ยืดออก
ก็จะมผี ลต่อค่าความตา้ นทานของลวดตวั นา ตวั อยา่ งการใช้งาน Strain Gauge แสดงในรปู ท่ี 2.20

23

Strain gauge #1 R R gauge#1 Strain gauge #1 FORCE R gauge#1
R

Strain gauge #2 R R gauge#2 Strain gauge #2 R R gauge#2
BBrriiddggee bbaallaanncceedd Bridge balanced

รูปท่ี 2.20 แสดงการใชง้ าน Strain Gauge
ที่มา : [10]

จากรูปที่ 2.20 พบว่า เม่ือเส้นลวดอยู่ในสภาวะปกติน้าหนักมีค่าเท่ากับ 0 กรัม ค่าความ

ต้านทานของเส้นลวดเท่ากับ 120 โอห์ม เม่ือมีแรงมากระทาต่อเส้นลวด 100 กรัม ค่าความต้าน

ทานบนเส้นลวดมีค่าเท่ากับ 125 โอห์ม ดังน้ันจะได้ความไวของตัว Strain Gauge เท่ากับ

5/100=0.05 โอหม์ /กรมั

2.7.4 การพิจารณาเลือกพิกัดใช้ งานโหลดเซลล์น้ัน ต้องคานึงถึงน้าหนักของส่ิงของรวมกับ

น้าหนักของภาชนะช่ัง และเลือกโหลดเซลล์ที่สามารถรับน้าหนักได้มากกว่าประมาณ 2 เท่าของ

น้าหนักรวม เพ่ือป้องกันความเสียหายจากค่าน้าหนักเกินอันเกิดจากการแกว่ง หรือการกระแทกของ

นา้ หนัก ดังน้ี

[ (นา้ หนกั ท่ตี ้องการชัง่ + นา้ หนักของภาชนะ) x 2 ] / จานวนของโหลดเซลล์

2.7.5 โครงสร้างและการต่อวงจรกับบอร์ดอาดุยโน่
Dual-Channel Weight Sensor Module HX711 โมดูลขยายสัญญาณจาก load

cell สาหรับส่งให้อาดุยโน่ เป็นสัญญาณแบบดิจิตอล 24 bit เป็นบอร์ดภาคขยายสัญญาณจาก load
cell มีช่องอินพุตสาหรับกับต่อกับโหลดเซลล์ได้โดยตรง ใช้ไฟเลี้ยง 2.6-5.5 โวลต์ แสดงดังรูป 2.21
และมีโครงสร้างท่ีประกอบไปด้วยแผ่นอะคริลิคประกบทั้งบนและล่าง ด้านบนสาหรับรับโหลดที่มี
นา้ หนัก และด้านล่างสาหรับเป็นฐานของโครงสร้าง แสดงดงั รูป 2.22

รปู ที่ 2.21 การต่อวงจรโหลดเซลล์
ทมี่ า : [10]

24

รูปท่ี 2.22 โครงสรา้ งของโหลดเซลล์
ทมี่ า : [10]

2.8 รีเลย์ (Relay)

รปู ที่ 2.23 รีเลย์ ( Relay )
ทีม่ า : [4]

รีเลย์ (Relay) คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่ง โดยแสดงดังรูปท่ี 2.23 ซ่ึงทาหน้าท่ีตัดต่อ
วงจรไฟฟ้าแบบเดียวกับสวิตช์ โดยควบคุมการทางานด้วยไฟฟ้า รีเลย์มีหลายประเภท ตั้งแต่รีเลย์
ขนาดเล็กที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป จนถึงรีเลย์ขนาดใหญ่ท่ีใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูง โดยมีรูปร่าง
หน้าตาแตกต่างกันออกไป แต่มีหลักการทางานที่คล้ายคลึงกัน สาหรับการนารีเลย์ไปใช้งานจะใช้ใน
การตัดตอ่ วงจรไฟฟา้

Coil จดุ ขดลวด Normally Close
Common
Normally Open

รปู ท่ี 2.24 หน้าสัมผัสภายในรเี ลย์
ทมี่ า : [4]

25

2.8.1 ส่วนประกอบภายในรเี ลย์จากรปู ที่ 2.24 มีดงั นี้
2.8.1.1 หน้าสัมผัส N.C. (Normally Close) เป็นหน้าสัมผัสปกติปิด โดยในสภาวะ

ปกติหน้าสัมผัสน้ีจะต่อเข้ากับขา COM (Common) และจะลอยหรือไม่สัมผัสกันเม่ือมีกระแสไฟฟ้า
ไหลผ่านขดลวดหน้าสัมผัส N.O. (Normally Open) เป็นหน้าสัมผัสปกติเปิด โดยในสภาวะปกติจะ
ลอยอยู่ ไม่ถกู ตอ่ กับขา COM แตจ่ ะเชอ่ื มตอ่ กันเม่อื มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านขดลวด

2.8.1.2 ขา COM เป็นขาท่ีถูกใช้งานร่วมกันระหว่าง N.C. และ N.O. ข้ึนอยู่กับว่า
ขณะนั้นมกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านขดลวดหรือไม่ หนา้ สมั ผสั ในรีเลย์ 1 ตวั อาจมีมากกว่า 1 ชดุ ขน้ึ อยู่กับ
ผู้ผลิตและลักษณะของงานท่ีถูกนาไปใช้

2.8.2 หน้าสัมผัสของรีเลย์จะถูกแยกประเภทตามจานวน Pole และจานวน Throw ซ่ึง
จานวน Pole (SP-Single Pole , DP-Double Pole , 3P-Triple Pole , etc.) จะบอกถึงจานวน
วงจรที่ทาการเปิด-ปิด หรือ จานวนของขา COM น่ันเอง และจานวน Throw (ST, DT) จะบอกถึง
จานวนของตัวเลือกของ Pole ตัวอย่างเช่น SPST- Single Pole Single Throw สวิตช์จะสามารถ
เลือกได้เพียงอย่างเดียวโดยจะเป็นปกติเปิดหรือปกติปิด แต่ถ้าเป็น SPDT Single Pole Double
Throw สวติ ชจ์ ะมีหนงึ่ คเู่ ปน็ ปกตเิ ปิด และอีกหนึง่ คเู่ ปน็ ปกติปดิ เสมอ ดงั รปู ท่ี 2.25

SPST คอื Single Pole Single DPST คอื Double Pole Single

Throw Throw

SPDT คอื Single Pole Double DPDT คอื Double Pole Double

Throw รปู ท่ี 2.25 ลกั ษณะการทางานขThอrงoรwเี ลย์แบบ SPDT

ที่มา : [4]

2.8.3 การทางานของรเี ลยแ์ บบ SPDT
หลักการทางานของรีเลย์น้ัน ในส่วนของขดลวด เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะทาให้

ขดลวดเกิดการเหน่ียวนาและทาหน้าท่ีเสมือนแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผลให้ขา COM ที่เช่ือมต่ออยู่กับ
หนา้ สมั ผัส N.C. (ในสภาวะทยี่ ังไม่เกิดการเหนี่ยวนา) ยา้ ยกลบั เชอ่ื มต่อกับหน้าสัมผสั N.O. แทน และ
ปล่อยให้ขา N.C. ลอย เม่ือมองท่ีขา N.C. กับ COM และ N.O. กับ COM จะเห็นว่ามีการทางานติด
ดบั ลกั ษณะคลา้ ยการทางานของสวิตช์ จงึ สามารถอาศยั คุณสมบตั นิ ้ไี ปประยุกต์ใชง้ านได้

26

รปู ที่ 2.26 คุณสมบัติของรเี ลย์
ทม่ี า : [4]

จากรปู ที่ 2.26 แสดงคณุ สมบัติของรีเลย์
หมายเลข 1 ยห่ี ้อ ร่นุ ของผผู้ ลิต (Brand) รวมถึงสญั ลักษณม์ าตรฐานต่างๆ
หมายเลข 2 รายละเอยี ดของไฟฟ้ากระแสสลบั ทีร่ องรบั การทางานได้ (VAC)
หมายเลข 3 รายละเอยี ดของไฟฟา้ กระแสตรงทีร่ องรบั การทางานได้ (VDC)
หมายเลข 4 โมเดล ระดับแรงดันไฟฟ้าฝ่ังขดลวด ชนิดและโครงสร้าง และข้อมูลด้าน Coil

Sensitivity
2.9 กล้องเว็บคาเมรา่ (Web Camera)

เ ว็ บ แ ค ม ( Webcam) ห รื อ ช่ื อ เ รี ย ก เ ต็ ม ๆ ว่ า Web Camera แ ต่ ใ น บ า ง ค รั้ ง นิ ย ม
เรียกว่า Video Camera หรือ Video Conference ก็แล้วแค่ความเข้าใจแต่ละคน เว็บแคมเป็น
อุปกรณ์อินพุตที่ สามารถจับภาพเคล่ือนไหวของเราไปปรากฏในหน้าจอมอนิเตอร์ และสามารถส่ง
ภาพเคล่ือนไหวน้ีผ่านระบบเครือข่ายเพื่อให้คนอีกฟากหน่ึงสามารถเห็นตัวเราเคลื่อนไหว ได้เหมือน
อยู่ต่อหน้า ถือว่าเป็นอุปกรณ์ท่ีมีประโยชน์อีกตัวหน่ึง และเริ่มมีความจาเป็ นมากข้ึนเรื่อยๆ
กลอ้ งเว็บคาเมรา่ แบง่ ออกได้ 2 ชนดิ คือ

2.9.1 กล้องเว็บคาเมร่าแบบมีสายจะมีความยุ่งยากในเรื่องการใช้สายต่อพ่วงเข้ากับเครื่อง
คอมพิวเตอร์แต่จะมีราคาถูกกว่าแบบไร้สายมาก ทาให้คนส่วนใหญ่นิยมซื้อกล้องเว็บคาเมร่าแบบมี
สายมาใช้งาน แสดงดังรูปที่ 2.27

รปู ที่ 2.27 กล้องเวบ็ คาเมร่าแบบมสี าย
ท่ีมา : [24]

27

2.9.2 กล้องเว็บคาเมร่าแบบไร้สาย จะมีราคาที่ค่อนข้างแพง เม่ือเทียบกับแบบมีสาย
เนื่องจากตวั กลอ้ งต้องใช้เทคโนโลยแี บบไรส้ ายทีเ่ รียกวา่ Wireless WiFi หรือ IEEE 802.11 ที่ค่อนขา้ ง
มีต้นทุนสูงจึงส่งผลให้ตัวกลองมีราคาแพง จึงไม่ค่อยได้รับความนิยมมากนัก แต่จุดเด่นของกล้องเว็บ
คาเมร่าแบบไร้สายคือ สามารถนาไปติดตั้งที่จุดใดก็ได้โดยไม่ต้องคานึงระยะห่างระหว่างตัวกล้องกับ
เคร่ืองคอมพิวเตอร์ แสดงดังรูปท่ี 2.28

รปู ที่ 2.28 กล้องเว็บคาเมรา่ แบบไรส้ าย
ท่มี า : [24]

2.10 เซนเซอรต์ รวจจับวัตถุ (Photoelectric Sensor Infrared Reflectance Sensor Switch
for Arduino)

เซ็นเซอร์สวิตช์อินฟราเรด มีระยะการทางานที่ 3 - 80 เซนติเมตร สามารถปรับระยะทางได้
จากตัวต้านทานปรับค่าได้ ใช้แรงดันไฟฟ้าเลี้ยงวงจร 5 โวลต์ ทางานแบบแสงอินฟราเรดจึงไม่ถูก
รบกวนได้ง่าย สะดวกในการนาไปประกอบวงจร สามารถนาไปประยุกต์ใช้กับงานหุ่นยนต์หลบสิ่งกีด
ขวาง และงานระบบอตั โนมตั ิอ่นื ๆ เมอื่ มวี ตั ถุผา่ นเซนเซอรจ์ ะให้คา่ ออกมาเป็น 1 และเมอื่ ไม่มีวัตถุมา
บงั สง่ คา่ ออกเป็น 0 แสดงดังรปู ที่ 2.29

รปู ที่ 2.29 เซนเซอร์ตรวจจบั วัตถุ
ท่ีมา : [4]

2.10.1 เซ็นเซอร์ที่ใช้ลาแสงในการตรวจจับวัตถุ (Photoelectric Sensorเซ็นเซอร์ท่ีใช้
ลาแสงในการตรวจจับวัตถุ เป็นเครื่องเซ็นเซอร์ท่ีใช้ลาแสงในการตรวจจับโดยที่ไม่ต้องมีการสัมผัส มี
คณุ สมบตั ิพิเศษคือ มกี ารตอบสนองอย่างรวดเรว็ ระยะการตรวจจับไกล และทีส่ าคญั ไม่วา่ วตั ถุใด ๆ ก็
จะสามารถตรวจจับได้ เหมาะสาหรับการใช้งานที่ต้องการความเร็วในการตรวจจบั และไม่มีการสัมผัส

28

กับตัววัตถุ แต่การใช้งานเซ็นเซอร์ประเภทน้ี จะไม่ค่อยเหมาะกับการติดตั้งในบริเวณท่ีมีฝุ่น หรือ
สารเคมีท่สี ามารถกดั กร่อนอยา่ งรุนแรงได้ เนอื่ งจากจะทาให้ระยะในการตรวจจับ และความแมน่ ยาใน
การตรวจจับลดลงเป็นอย่างมาก โดยเซ็นเซอร์ที่ใช้ลาแสงในการตรวจจับวัตถุ มีหลากหลายแบบให้
เลอื ก ซ่งึ แตล่ ะประเภทมฟี งั กช์ ันการทางานที่แตกต่างกนั ไป

2.10.2 หลักการทางานของเซ็นเซอร์ที่ใช้ลาแสงในการตรวจจับวัตถุ จะอาศัยหลักการ
สะท้อนหรือการหักเหของแสง จากตัวสง่ ไปยงั ตวั รบั โดยภายในโครงสรา้ งของตัวเซ็นเซอร์ทใี่ ชล้ าแสง
ในการตรวจจับวัตถุ จะประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ภาคส่งสัญญาณ (Emitter) และภาครับ
สัญญาณ (Receiver) ซ่ึงภาคส่งสัญญาณแสงน้ัน จะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ท่ีเรียกว่า
ไดโอดเปล่งแสง (Light Emitting Diode) หรือ LED โดย LED จะมีหน้าท่ีสร้างแสงท่ีเป็นพัลส์ เพื่อ
ส่งออกไป โดยแสงท่ีส่งออกไปนั้น จะขึ้นอยู่กับชนิดของ LED ว่าจะเป็นแบบ แสงที่มองเห็น (Visible
Light) หรือ แสงท่ีมองไม่เห็น (Non Visible Light) โดย แสงที่มองเห็น จะเป็นแสงท่ีเราสามารถ
มองเห็นไดด้ ว้ ยตาเปล่า เชน่ แสงสีแดง แสงสีเขียว แสงสขี าว แสงสีน้าเงิน

โดยทั่วไปน้ัน แสงสีแดงจะได้รับความนิยมสูงสุดในกลุ่มแสงท่ีมองเห็น และในส่วนของแสงที่
มองไม่เห็น ก็จะเป็นแสงท่ีเราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งได้แก่ แสงอินฟราเรด ซ่ึงเป็นแสง
ชนดิ ท่ีใช้ในการผลิตตวั โฟโต้เซน็ เซอรม์ ากท่สี ุด

เม่ือแสงท่ีถูกส่งออกมาจากตัว LED ของภาคส่งสัญญาณถูกส่งต่อไปยังตัวภาครับสัญญาณ
โดยภายในประกอบด้วยตัว Photo Diode หรือ อีกช่ือหนึ่ง คือ Photo Transistor ซึ่งทาหน้าท่ีใน
การรับแสง และเปลี่ยนพลังงานแสงท่ีได้รับใหเ้ ป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อถูกส่งไปยังวงจรฟิลเตอร์ความถี่
PLL หรอื (Phase Lock Loop) ตอ่ จากนน้ั จะเป็นการกรองเฉพาะความถี่ ใหต้ รงกบั แสงทต่ี ัวส่งเป็นผู้
สง่ มาเทา่ น้ัน โดยจะตัดตวั ความถอ่ี ืน่ ๆ ทไ่ี มเ่ กี่ยวขอ้ งออกไป

เมื่อมีวัตถุหรือชิ้นงานว่ิงผ่าน จะทาให้ตัวรับไม่สามารถรับสัญญาณแสงได้ ซ่ึงทาให้ภาควงจร
ตรวจจับสามารถรับรู้ได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงแล้วจะส่งต่อไปยังภาคขับเอาต์พุต เพื่อเปลี่ยนแปลง
สถานะเอาตพ์ ตุ ตอ่ ได้
2.11 โปรแกรม LabVIEW

LabVIEW ย่ อ ม า จ า ก ( Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)
โปรแกรมทพ่ี ัฒนาขนึ้ โดยใช้ LabVIEW จะเรียกว่า (Virtual Instrument) หรอื จะเรียกย่อ ๆ วา่ VI ซง่ึ
หมายถึงเคร่ืองมือวัดเสมือนดังตัวอย่างจากรูปท่ี 2.30 เป็น Oscilloscope ท่ีได้ทาการสร้างข้ึนบน
หน้าจอคอมพวิ เตอร์

29

รูปท่ี 2.30 ตัวอยา่ งเครื่องมอื วัดเสมือนทีส่ ร้างจาก LabVIEW
ทีม่ า : [9]

LabVIEW มีจุดกาเนิดข้ึนในปี 1983 โดยทางบริษัท National Instrument ได้เริ่มการ
ค้นคว้าเพื่อจะหาวิธีการท่ีจะลดเวลาในการเขียนโปรแกรมเพื่อใช้ในงานด้านระบบเคร่ืองมือวัดซึ่งเปน็
จุดเร่ิมของแนวความคิดการสร้าง LabVIEW หลังจากการใช้เวลาวิจัยอยู่ 3 ปี ในปี 1986 บริษัทได้
ปล่อย LabVIEW Version 1 สู่ตลาดเพื่อใช้กับคอมพิวเตอร์ Macintosh เท่าน้ัน เพราะแม้ว่าเครื่อง
Macintosh จะไม่เป็นที่ใช้อย่างกว้างขวางในงานด้านวิศวกรรมแต่ด้วยลักษณะการแสดงผลแบบ
กราฟฟิกของเครื่อง Macintosh ทาให้เหมาะสมกับการประยุกต์ใช้กับ LabVIEW สาหรับ
ระบบปฏิบัติการอื่นท่ีไม่ใช่ GUI นั้นยังไม่มีความเหมาะสมท่ีจะใช้กับ LabVIEW ดังน้ันสาหรับเครื่อง
คอมพวิ เตอร์สว่ นบคุ คล (PC) ทาง NI ต้องรอจนกระท่งั ระบบปฏบิ ัตกิ าร Windows เกดิ ขึน้ เสียก่อน

ในปี 1990 ทาง NI ได้ประสบผลสาเร็จในการนา LabVIEW version 2 ออกสู่ตลาด โดยได้
ปรับแก้และเขียนระบบควบคุมใหม่ท้ังหมด ตามคาแนะนาของผู้ใช้งาน โดยเฉพาะการเขียน
Compiler ที่ทาให้เวลาการทางานของโปรแกรมรวดเร็วขึ้น ทัดเทียมกับการเขียนด้วยภาษาขั้น
พ้ืนฐาน เช่น C และต่อมาเม่ือเทคโนโลยีด้านระบบปฏิบัติของ PC มีความพร้อมที่จะใช้งานกับ GUI
ทางบริษัทจึงได้ผลิต LabVIEW for Windows และ LabVIEW for SUN เข้าสู่ตลาดในปี 1992
หลังจากนั้นบริษัทก็ได้พัฒนาโปรแกรมให้เหมาะสมกับเทคโนโลยีย่ิงขึ้น ตามรูปแบบปฏิบัติการท่ี
เปลี่ยนแปลงไปเช่น LabVIEW สาหรับ Windows NT, Windows 95 รวมถึงการสร้าง Version ใหม่
เพ่ือจัดระบบและการเขียนโปรแกรมให้สะดวกมากขึ้น ตลอดจนสามารถเช่ือมต่อกับอุปกรณ์ต่าง ๆ
มากขึ้น พร้อมทั้งสร้างฟังก์ชันต่าง ๆ เพ่ือให้เหมาะสมกับการใช้งานมากขึ้น นอกจากนี้ยังสร้าง
โปรแกรมท่ีสามารถทางานบนระบบปฏิบัติการอ่ืนท่ีไม่ได้เขียนบนระบบปฏิบัติการน้ันได้ โดยเร่ิมจาก
LabVIEW 3 ในปี ค.ศ. 1993, LabVIEW 4 ในปี ค.ศ. 1996 และล่าสุด LabVIEW 2018 ในปี
ค.ศ. 2019 ซง่ึ เปน็ โปรแกรมล่าสดุ แสดงดงั รปู ท่ี 2.31

30

รูปท่ี 2.31 การเข้าสู่โปรแกรม LabVIEW 2010
ทมี่ า : [9]

โปรแกรม LabVIEW เป็นโปรแกรมทีส่ ร้างเพ่ือนามาใช้ในดา้ นการวัดและเครื่องมือวัดสาหรับ
งานทางวิศวกรรม LabVIEW ซ่ึงหมายความว่าเป็นโปรแกรมท่ีสร้าง เครื่องมือวัดเสมือนจริงใน
ห้องปฏิบัติการทางวิศวกรรม ดังน้ันจุดประสงค์หลักของการทางานของโปรแกรมนี้ก็คือการจัดการใน
ด้านการวดั และเครอื่ งมอื วัด อยา่ งมีประสิทธภิ าพ และในตัวของโปรแกรมจะประกอบไปด้วยฟังก์ชันท่ี
ใช้ช่วยในการวัดมากมายและแน่นอนที่สุด โปรแกรมนี้จะมีประโยชน์อย่างสูงเม่ือใช้ร่วมกับเครื่องมือ
วัดทางวิศวกรรมต่างๆ สิ่งท่ี LabVIEW แตกต่างจากโปรแกรมอ่ืนอย่างเห็นได้ชัดท่ีสุดก็คือ LabVIEW
น้ีเปน็ โปรแกรมประเภท GUI (Graphic User Interface) โดยสมบูรณน์ ่ันคอื ไมจ่ าเปน็ ตอ้ งเขยี น code
หรือคาส่ังใด ๆ ท้ังส้ิน และท่ีสาคัญลักษณะภาษาที่ใช้ในโปรแกรมนี้เราจะเรียกว่าเป็น ภาษารูปภาพ
หรอื เรียกอกี อย่างวา่ ภาษา G (Graphical Language) ซง่ึ จะแทนการเขียนโปรแกรมเป็นบรรทัดอย่าง
ท่ีเราคุ้นเคยกับภาษาพื้นฐาน เช่น C, BASIC หรือ FORTRAN ด้วยรูปภาพหรือสัญลักษณ์ท้ังหมด ซึ่ง
แม้ว่าในเบ้ืองต้นอาจจะสับสนอยู่บ้างแต่เม่ือคุ้นเคยกับการใช้โปรแกรมนี้แล้วจะพบว่า LabVIEW น้ีมี
ความสะดวกและสามารถลดเวลาในการเขียนโปรแกรมลงไปได้มาก โดยเฉพาะในงานเขียนโปรแกรม
คอมพิวเตอร์เพื่อเช่ือมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อใช้ในการวัดและการควบคุม โดยจุดประสงค์หลักแล้ว
บริษัท National Instrument ได้เริ่มพัฒนาโปรแกรมที่จะนามาใชก้ ับระบบเคร่ืองมือวดั ที่มีความง่าย
ในการเขียนโปรแกรมและมีฟังก์ชันเพ่ือจะช่วยในการวัดทางวิศวกรรมให้มากท่ีสุดเพราะด้วยความ
เป็นมาบริษัท National Instrument เร่ิมจากการผลิตอุปกรณ์ท่ีใช้กับการวัดทางวิศวกรรม ไม่ใช่
บริษัทที่เริ่มต้นมาจากการผลิต Software เป็นหลัก ดังนั้นคงไม่ผิดนักสาหรับผู้ที่ต้องการจะใช้
ประโยชน์สูงสุดจากโปรแกรม LabVIEW คือผู้ท่ีต้องการจะนาข้อมูลจากภายนอกเครื่องคอมพิวเตอร์
เข้ามาในเครื่องเพ่ือทาการการวิเคราะห์ข้อมูล ประมวลค่า แสดงผลและในหลายกรณีใช้ในระบบ
ควบคุมอัตโนมัติด้วยคอมพิวเตอร์ ข้อได้เปรียบสูงสุดของ LabVIEW คือการพยายามทาให้เคร่ือง

31

ค อ ม พิ ว เ ต อ ร์ เ ม่ื อ ร ว ม กั บ LabVIEW แ ล ะ อุ ป ก ร ณ์ เ ช่ื อ ม ต่ อ เ พื่ อ ก า ร เ ก็ บ ข้ อ มู ล
(Data Acquisition Card) แล้วสามารถเปล่ียนเคร่ืองคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลให้กลายเป็นเคร่ืองมือ
วัดในหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็น Oscilloscope, Multi-meter, Function Generator, Strain
meter Thermometer หรอื เคร่ืองมือวัดอน่ื ๆ ตามทต่ี อ้ งการ ทาให้สามารถใช้คอมพวิ เตอร์ในการทา
การวัดและเครื่องมือวัดได้อย่างกว้างขวาง ซึ่งจุดน้ีเองที่เป็นที่มาของช่ือ เคร่ืองมือวัดเสมือนจริง
(Virtual Instrument) และข้อได้เปรียบเหนือการใช้อุปกรณ์จริงเหล่าน้ันคือ Virtual Instrument
สามารถปรับเปล่ยี นให้เหมาะสมกับการใชง้ านของผู้ใช้แต่ละกลุ่มได้ โดยการเปล่ียน VI ให้เป็นไปตาม
ต้องการเปน็ เรือ่ งที่ไม่ยงุ่ ยากนัก

รปู ที่ 2.32 หน้าจอการเขยี นโปรแกรมและหน้าจอแสดงผล
ท่ีมา : [9]

จากรูปท่ี 2.32 ข้อดีอีกประการหนึ่งในการใช้คอมพิวเตอร์เป็นเคร่ืองมือวัดก็คือ สามารถใช้
ทาเป็น Data Logger และ PLC (Programmable Logical Controlled) ได้พร้อมกัน ซ่ึงโดยปกติ
แล้วระบบควบคุมมักจะไม่มีในเคร่ืองมือวัดจริงขั้นพ้ืนฐาน หรือ Data Logger แม้จะเก็บข้อมูลได้ แต่
การส่ังการทางานกับอุปกรณ์ตัวอ่ืน จะมีความยุ่งยากในการส่ังการมากสาหรับผู้ที่เคยใช้โปรแกรม
ประเภทที่ใช้ตัวหนังสือ หรือที่เรียกว่า Text Base ท้ังหลาย คงจะทราบถึงความยุ่งยากในการจัดการ
กับตาแหน่งการส่งผ่านข้อมูลตามอุปกรณ์เช่ือมต่อเช่น Port หรือ Card ต่าง ๆ รวมถึงการจัดวาง
ตาแหน่งในหน่วยความจาเพ่ือที่จะสามารถรวบรวมข้อมูลมาใช้ในการคานวณและเก็บข้อมูลให้ได้
ประโยชน์สูงสุด ปัญหาเหล่าน้ีได้รับการแก้ไขใน LabVIEW โดยได้มีการบรรจุโปรแกรมจานวนมาก
หรือ Libraries ไว้สาหรับจัดการกับปัญหาเหล่าน้ัน ไม่ว่าอุปกรณ์การเชื่อมต่อจะเป็น DAQ (Data
Acquisition), GPIB (General Purpose Interface Bus หรือก่อนหน้านี้รู้จักกันในช่ือ Hewlett
Packard Interface Bus, HP-IB), พอร์ตอนุกรม หรือ Serial Port เพื่อใช้ติดต่อกับอุปกรณ์ที่ส่งผ่าน
ข้อมูลแบบอนุกรม (Serial Instrument) รวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูลท่ีได้ด้วยวิธีการต่างๆ นอกจากนี้
ใน Libraries เหล่าน้ันยังได้บรรจุฟังก์ชันการทางานท่ีสาคัญอีกหลายประการเช่น Signal

32

Generation, Signal Processing, Filters, สถิติ, พีชคณิต และคณิตศาสตร์อ่ืน ๆ ดังน้ัน LabVIEW
จึงทาให้การวัดและการใช้เครื่องมือวัดกลายเป็นเรื่องง่ายลงไปมาก และทาให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
กลายเปน็ เครอื่ งมือทางด้านการวดั หลายชนิดอยใู่ นเคร่ืองเดียว

2.11.1 ข้อมลู และการเขยี นโปรแกรม (DATA FLOW AND PROGRAMING)
เน่ืองจาก LABVIEW เป็นโปรแกรมท่ีใช้รูปภาพ หรือสัญลักษณ์แทนการเขียนด้วยตัวอักษร
เหมือนโปรแกรมปกติทั่วไป ซ่ึงข้อดีข้อแรกก็คือการลดความผิดพลาดด้านการสะกดผิดหรือพิมพ์ผิด
ออกไป ข้อแตกต่างอีกประการหนึ่งท่ีสาคัญของการเขียนโปรแกรมแบบ G กับการเขียนด้วย
ตัวหนังสือก็คือ การเขียนด้วยภาษา G นี้เป็นการเขียนโดยใช้หลักการของ Data Flow ซ่ึงเมื่อเริ่มส่ง
ข้อมูลเข้าสู่โปรแกรม จะต้องกาหนดทิศทางไหลของข้อมูลว่าจะไปท่ีส่วนใด ผ่านการประเมินผลและ
คานวณในส่วนใดบ้าง และจะให้แสดงผลอย่างไร ซ่งึ ลักษณะการเขียนภาษา G หรอื Data Flow นีจ้ ะ
มีลักษณะเหมือนกับการเขียนบล็อกไดอะแกรม ซ่ึงทาให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถให้ความสนใจกับ
การเคล่ือนท่ีและเปล่ียนแปลงข้อมูลได้โดยไม่ต้องจดจารูปแบบคาสั่งที่ยุ่งยากเนื่องจาก LabVIEW ใช้
ลกั ษณะการเขยี นแบบบล็อกไดอะแกรม ซงึ่ วศิ วกรส่วนใหญ่มีความคนุ้ เคยอยูแ่ ลว้ จงึ เป็นการงา่ ยที่จะ
ทาความเข้าใจและนาไปพัฒนาใช้ต่อไปได้และถ้าหากสามารถจาได้ถึงข้ันตอนการเขียนโปรแกรมว่า
ก่อนท่ีจะเขียนโปรแกรม จะต้องเขียน Flow Chart ให้เสร็จสิ้นก่อน หลังจากตรวจสอบ Flow Chart
เรียบรอ้ ยแล้วจึงนาไปเขยี นโปรแกรม ซึง่ จะมีความสะดวกมากขน้ึ ถา้ หากการเขยี น Flow Chart ของ
LabVIEW ก็คอื การเขยี นโปรแกรมน่นั เองซึ่งเป็นการลดขั้นตอนการทางานลงไปได้เปน็ อย่างมากแม้ว่า
การเขียนโปรแกรมใน LabVIEW ไม่จาเป็นต้องมีความรู้ด้านการเขียนโปรแกรมใด ๆ มาก่อนเลย แต่
การมีความรู้ด้านการเขียนโปรแกรมหรือใช้โปรแกรมสาเร็จรูปอื่น ๆ จะสามารถนามาใช้ประโยชน์ได้
เป็นอย่างดี LabVIEW จะมี Front Panel ซึ่งเปรียบเสมือนได้กับส่ิงท่ีผู้ใช้จะเห็นและควบคุมการ
ทางาน ผู้ใช้สามารถสร้างรูปแบบขึ้นเองได้อย่างรวดเร็วเพราะ LabVIEW มีส่วนประกอบต่าง ๆ ที่ใช้
สาหรับออกแบบหน้าจอมากมาย เช่น จอแสดงผลแบบออสซิลโลสโคป, ปุ่มหมุน (Dial) และ สวิทช์
เป็นต้น โดย LabVIEW จะแสดงผลและควบคุมการทางานผ่านทางคอมพิวเตอร์ พ้ืนท่ีส่วนเขียน
โปรแกรมจะเรียกว่าบล็อกไดอะแกรมเปรียบเสมือนกับ Hardware ภายในเครื่องมือวัด โดย
LabVIEW จะเขียนโปรแกรมโดยอาศยั รูปภาพ แสดงดังรปู ที่ 2.33