โมดูลเล่มที่ 1 อาชีพนักพัฒนาระบบสมองกลฝังตัว

หนังสอื อิเล็กทรอนิกส์ e-book

อาชีพนกั พัฒนาระบบ
สมองกลฝังตัว

โมดลู ท่ี 1 เร่ือง พัฒนาฮาร์ดแวร์สาหรบั ระบบอิเล็กทรอนิกส์อตั โนมัติ

คณะครุศาสตรอ์ ตุ สาหกรรมและเทคโนโลยมี หาวิทยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลศรวี ชิ ยั
ทนุ อดุ หนนุ การวิจัยจากสานกั งานคณะกรรมการกองทนุ สง่ เสรมิ วทิ ยาศาสตรว์ จิ ยั และนวัตกรรม

ประจาปงี บประมาณ 2564

นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

บทเรยี นโมดลู หลกั สูตรอาชีพนกั ออกแบบและพฒั นาระบบอิเลก็ ทรอนิกส์อตั โนมัติ
โมดลู ท่ี 1 เร่ือง พฒั นาฮารด์ แวรส์ าหรบั ระบบอิเล็กทรอนิกส์อตั โนมัติ

คาแนะนาการใช้บทเรียนโมดลู

ขน้ั ตอนการใชบ้ ทเรียนโมดลู
1. ศกึ ษาคาแนะนาการใช้บทเรียนและโครงสร้างบทเรียนโมดูล
2. ทาแบบทดสอบกอ่ นเรียนเพอื่ ตรวจสอบความรู้พ้ืนฐานของตนเอง
3. การศึกษาบทเรยี นโมดลู นักเรยี นสามารถศกึ ษาเปน็ รายบคุ คลหรือรายกลมุ่ ยอ่ ยจานวน 3 – 5 คน
4. ศึกษารายละเอยี ดของเนอ้ื หาแต่ละตอน พร้อมทง้ั ทาตามกจิ กรรมต่าง ๆ ทีก่ าหนดในบทเรยี น เชน่
บนั ทกึ เน้อื หาทาการทดลอง ทาแบบฝกึ หัดหรอื กจิ กรรมอืน่ ๆ ตามทกี่ าหนดไวใ้ นโมดลู
5. ตรวจแบบฝึกหดั หรอื กิจกรรม จากแนวคาตอบท้ายโมดูลเพอ่ื ตรวจสอบว่านักเรียนมคี วามเขา้ ใจใน
เนื้อหานน้ั ๆ หรอื ไม่ ถ้าผิดนักเรยี นควรทาการศึกษาอีกครงั้ พร้อมทง้ั ปรกึ ษาเพื่อนในกล่มุ และซักถาม
ครูผู้สอนให้เกดิ ความเข้าใจก่อนทาการศึกษาต่อไป
6. ทาแบบทดสอบหลงั เรยี น เพอ่ื ตรวจสอบวา่ ตนเองมีความรผู้ า่ นเกณฑก์ ารประเมิน โดยมีเกณฑ์
การประเมินรอ้ ยละ 80 และ ใหผ้ ่านไปเรยี นโมดูลต่อไป
7. นกั เรยี นที่ไมผ่ า่ นเกณฑ์การประเมนิ ร้อยละ 80 ใหน้ ักเรียนเรยี นซ่อมเสริม และให้กลับไปศกึ ษา
เนอ้ื หาในโมดูลตามขนั้ ตอนอกี ครัง้ พรอ้ มท้งั ปรกึ ษาและซักถามครูจนเกดิ ความเข้าในเนือ้ หาแล้วจึงทา
แบบทดสอบหลังเรียนชดุ เดิมอกี ครั้ง ถา้ ผ่านเกณฑ์การประเมินจงึ เรียนโมดลู ต่อไป
8. ขณะทากิจกรรมนกั เรียนตอ้ งมีความซือ่ สัตย์ต่อตนเอง โดยต้องไมด่ ูแนวทางการตอบเพราะจะไม่มี
ประโยชนใ์ ด ๆ ต่อนกั เรียน
9. การเรียนรู้ดว้ ยวธิ นี ี้ นกั เรียนจาตอ้ งซื่อสัตย์ต่อตนเองและมีความเชอ่ื มนั่ ในตนเองวา่ ทกุ คนมีสามารถใน
การเรยี นและผ่านเกณฑ์การประเมินผลทกี่ าหนดไวไ้ ดห้ ากมคี วามตั้งใจจรงิ และมีความม่งุ มัน่

นกั พฒั นาระบบ สารบัญ

สมองกลฝังตัว

คาแนะนาการใชบ้ ทเรยี นโมดูล หน้า
ข้นั ตอนการใชบ้ ทเรียนโมดลู
อา่ นแบบวงจร อเิ ล็กทรอนกิ สส์ าหรับสมองกลฝงั ตัว 1
1
การอา่ นสญั ลกั ษณ์ทางอเิ ล็กทรอนิกส์ 11
การอา่ นแบบวงจร อิเลก็ ทรอนกิ สส์ าหรับสมองกลฝังตวั
15
เลอื กอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ และเลือก Footprint
ใหส้ อดคล้องกบั อุปกรณอ์ ิเล็กทรอนกิ ส์ตามแบบ 15
17
การตดิ ต้ังโปรแกรม Easy EDA
ขน้ั ตอนการเลือกอุปกรณ์และการเลอื ก Footprint 22
24
ออกแบบลายวงจรพิมพ์ ตามแบบทก่ี าหนด
ขั้นตอนการวาดลายวงจรและวงจร Schematic 28
28
จดั ทาแผ่นวงจรพมิ พ์ตามแบบ
ตรวจสอบความถกู ต้องและจดั ทาวงจรพมิ พโ์ ดยเทคนคิ ต่างๆ 36
จากลายวงจรพิมพ์กับวงจร Schematic 36

ทดสอบแผน่ วงจรพิมพ์ 37
วิธกี ารตรวจวัดทางไฟฟ้าบนแผ่นวงจรพิมพด์ ว้ ยเครือ่ งมอื วัด 37

ประกอบชิ้นส่วนวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ 40
เตรยี มอปุ กรณ์ในการประกอบวงจรบนแผ่นวงจรพมิ พ์และ 41
ประกอบช้ินสว่ นวงจรอิเล็กทรอนิกสบ์ นแผ่นวงจรพมิ พ์
42
ใช้เครอ่ื งมือวดั ทางไฟฟา้ ท่สี าคัญ
การเลือกใชง้ านเครื่องมือวดั ในการทดสอบวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์

บรรณานกุ รม

1 นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

บทเรียนโมดลู หลกั สตู รอาชพี นักออกแบบและพฒั นาระบบอิเล็กทรอนกิ ส์อัตโนมตั ิ
โมดูลท่ี 1 เรอ่ื งพัฒนาฮาร์ดแวรส์ าหรบั ระบบสมองกลฝังตัว

1. การอา่ นแบบวงจร อิเล็กทรอนิกส์สาหรบั สมองกลฝังตัว
1.1 การอา่ นสญั ลักษณท์ างอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์

สัญลักษณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็น รูปสัญลักษณ์ท่ี ใช้แทน อุปกรณ์ไฟฟ้า และ อิเล็กทรอนิกส์ หรือ
ฟังก์ช่ันต่าง ๆ เช่น สาย แบตเตอรี่ ตัวต้านทาน และ ทรานซิสเตอร์ ใน แผนภาพวงจร ของ วงจร
ไฟฟ้าหรอื อเิ ลก็ ทรอนิกส์ สัญลักษณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นมาตรฐานสากลในปัจจุบัน แต่อาจแตกต่าง
กันไปในแตล่ ะประเทศหรือสาขาวิชาวิศวกรรมขึน้ อย่กู ับอนสุ ัญญาดงั้ เดมิ [1]

รปู ท่ี 1.1 สัญลกั ษณแ์ ผนภาพวงจรทั่วไป (สัญลักษณข์ องสหรฐั อเมรกิ า) [1]

2นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

1.1.1.1 มาตรฐานสาหรับสัญลักษณ์

สญั ลกั ษณก์ ราฟกิ ท่ีใช้สาหรับส่วนประกอบไฟฟ้าในไดอะแกรมวงจรครอบคลมุ โดย
มาตรฐานระดับชาติและนานาชาติโดยเฉพาะ

• IEC 60617 (หรอื ทรี่ จู้ กั ในชอื่ British Standard BS 3939)
• ANSI Y32.2-1975 (หรือทร่ี ู้จกั ในชื่อ IEEE Std 315-1975 หรอื CSA Z99-1975)
• IEEE Std 91 / 91a: สัญลักษณ์กราฟิกสาหรบั ฟงั กช์ ั่นลอจิก (ใชใ้ นอปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์ระบบ

ดจิ ิตอล) มันถูกอ้างถงึ ใน ANSI Y32.2 / IEEE Std 315
• มาตรฐานออสเตรเลีย AS 1102 (อิงตามรุ่น IEC 60617 ที่ได้รับการแก้ไขเล็กน้อยถอนออกโดย

ไมม่ กี ารเปลยี่ นพร้อมคาแนะนาในการใช้ IEC 60617)

การใช้สัญลักษณ์เป็นบางคร้ังเฉพาะกับสาขาวิชาวิศวกรรมและการเปลี่ยนแปลง
ระดบั ชาตหิ รอื ระดบั ทอ้ งถิน่ เพ่ือมาตรฐานสากลที่มีอยู่ ตวั อยา่ งเชน่ สัญลักษณแ์ สงและพลงั งานท่ใี ช้เป็น
ส่วนหนึ่งของภาพวาดสถาปัตยกรรมอาจแตกต่างจากสัญลักษณ์สาหรับอุปกรณ์ท่ีใช้ในอุปกรณ์
อิเลก็ ทรอนิกส์

1.1.1.2 สัญลกั ษณ์ท่แี สดงเป็นตัวอย่างท่วั ไป

จุดเชอื่ มตอ่

จุดเชื่อมตอ่ ตามมาตรฐาน IEC จุดข้าม

กราวด์

กราวด์ตามมาตรฐาน IEC กราวดส์ ัญญาณ

แชสซีกราวด์

3 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

แหล่งจา่ ย

แบตเตอร่ี เซลลเ์ ดียว แบตเตอรี่ หลายเซลล์

โซลาเซลล์ แหลง่ จ่ายกระแสตรง

แหลง่ จ่ายแบบบงั คับแรงดนั แหล่งจา่ ยกระแส

แหลง่ จ่ายแบบบงั คับกระแส แหล่งจา่ ยกระแสสลบั

4นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

ตวั ต้านทาน

(a) ตวั ต้านทาน (b) rheostat (a) ตัวต้านทาน (b) rheostat

(ตัวตา้ นทานผนั แปร) และ (c) โพเทน (ตัวต้านทานผันแปร) และ (c) โพ
ชอิ อมิเตอร์ มาตรฐาน ANSI เทนชอิ อมเิ ตอร์ มาตรฐาน IEC

เทอร์มสิ เตอร์ หรอื วาริสเตอร์

ตวั เก็บประจุ

ตวั เก็บประจตุ ามมาตรฐาน IEC ตวั เก็บประจโุ พลาไรซม์ าตรฐาน
ANSI

ตวั เกบ็ ประจุแบบปรับค่าได้ ตวั เก็บประจุหลายแบบปรบั ค่าได้
ตามมาตรฐานIEC

5 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

ตัวเก็บประจุ (ต่อ)

ตัวเกบ็ ประจุทรมิ เมอร์

ไดโอด

ไดโอดแบบเรยี งกระแส ไดโอดชอทท์กี้

ซีเนอร์ไดโอด ไดโอดแอลอดี ี
ไดโอด ทนั เนลไดโอด

6นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

ไดโอด(ต่อ)

วาแรกเตอร์ หรือ วาริแคป หรอื จนู ชอ็ คคลไี ดโอด
นงิ่ ไดโอด

ไดแอค วงจรเรยี งกระแสเตม็ คลื่นแบบบรดิ จ์

ตัวเหนี่ยวนา

ตัวเหนี่ยวนาแกนอากาศ ตวั เหนีย่ วนาแบบเม่เหลก็

เฟอร์ไรตบ์ ีด

7 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

หมอ้ แปลงไฟฟ้า

หมอ้ แปลงไฟฟ้า หมอ้ แปลงไฟฟา้ ทมี่ แี กนกลางแบบ
ขดลวดทุตยิ ภูมิ

หม้อแปลงไฟฟ้าทีม่ ขี ดลวดทุตยิ ภมู ิ หมอ้ แปลงวดั กระแส
สองเสน้

หม้อแปลงกระแสแกนสมดุล หมอ้ แปลงกระแสไฟฟ้าชนดิ บุชชิ่ง

หมอ้ แปลงไฟฟ้าที่มขี ดลวดทุติยภมู ิ
สองเสน้

นกั พัฒนาระบบ 8

สมองกลฝังตัว

ทรานซิสเตอร์ (แบบสนามไฟฟา้ )

JFET (N-channel) JFET (P-channel)

P-channel Enhancement Type N-channel Enhancement Type
MOSFET MOSFET

ทรานซิสเตอร์ (แบบไบโพลาร์)

NPN BJT PNP BJT

ทรานซิสเตอรด์ ารล์ ิงตัน แบบ NPN ทรานซิสเตอรด์ ารล์ ิงตนั แบบ PNP

9 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

หลอดสญุ ญากาศ

หลอดไดโอด หลอดไตรโอด

หลอดเททโทด หลอดเพนโทด

สวติ ซ์

สวิตซท์ างเดียว ขัว้ เดียว สวติ ซ์ 2 ทาง ขั้วเดียว

สวติ ซ์ 2 ทาง 2 ขว้ั สวิตซ์ แบบกดติดปล่อยดบั

10นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตวั

สวิตซ(์ ตอ่ )

สวติ ซ์ แบบกดดับปล่อยติด สวิตซ์ แบบกดตดิ กดดับ

ไฟแสดงสถานะ หลอดไสร้ ้อนแบบธรรมดา

หลอดไสร้ อ้ นแบบธรรมดา หลอดนอี อน

หลอดไส้รอ้ นแบบธรรมดา

ไอซี

ตวั ขยายสัญญาณเชิงดาเนินการ

11 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

1.2 การอ่านแบบวงจร อิเล็กทรอนิกส์ รปู ท่ี 1.2 เอกสารข้อมลู ไอซเี บอร์ LM555 [2]
สาหรับสมองกลฝัง
วงจรภายใน กรณีท่ีเป็นอุปกรณ์แบบ
1.2.1 เอกสารขอ้ มูล (Datasheet) Active ผู้ผลิตจะบอกวงจรท่ีอยู่ภายในตัวใอซี
เอาไว้เอาไว้ ถ้าผู้เรียนท่านใดไม่อยากใช้ไอซีก็
เ อ ก ส า ร ข้ อ มู ล คื อ ข้ อ มู ล สามารถซอ้ื อุปกรณม์ าทาตามวงจรได้
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นต้ังแต่ไอซีต่างๆ
ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเนี่ยวนา แม้แต่
หัวต่อ connector หัว 2.54 pin ที่ใช้กันก็ล้วน
แต่มี Datasheet เปน็ ของตวั เองทั้งสนิ้ [2]

ข้อมูลโดยสรุป หน้าแรกของ
เอกสารขอ้ มลู ทกุ ฉบับจะเป็นข้อมูลโดยสรุปของ
อุปกรณ์ตัวนน้ั ๆ ต้งั แต่ผ้ผู ลติ ชือ่ อปุ กรณ์ เบอร์
หรือรหัสของอุปกรณ์ คุณสมบัติ การนาไปใช้
งาน รายละเอยี ดอยา่ งยอ่ และหากมหี ลายตัวถัง
เช่นพวกไอซี จะทาตัวถังแบบ PDIP SOC SO
ไอซี ก็อาจจะมีเบอร์ย่อยที่ระบุไว้ เช่น เบอร์
555N เป็นตัวถังแบบ PDIP เบอร์ 555D เป็น
ตวั ถังแบบ SOC เปน็ ต้น

รปู ท่ี 1.3 ไดอาแกรมของไอซีเบอร์ LM555 [2]

12นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

ขาตา่ งๆ ขาของไอซีมหี ลายขา แตล่ ะขาของไอซตี า่ งกม็ ีหน้าทีท่ แี่ ตกต่างการไปตามแต่ละหน้าท่ี
ของวงจรด้านในที่เชอ่ื มตอ่ อยูก่ ับขา ดังนน้ั เอกสารขอ้ มลู จะบอกคณุ สมบตั ขิ องขาแต่ละขา

รูปท่ี 1.4 ไดอาแกรมของไอซเี บอร์ LM555 [2]

สเปคทางไฟฟ้า เม่ือรู้แล้วว่า
ขาแต่ละขามีหน้าท่ีอะไร ผู้เรียนจะใส่
ไฟก่ีโวลต์ก่ีแอมป์เข้าไป หรือไฟจะ
ออกมากโ่ี วลต์ก่ีแอมป์ จะบอกทง้ั ค่าท่ี
สามารถทนได้สูงสุด ค่าที่แนะนาให้ใช้
และค่าการทนอุณหภูมิความร้อน
ต่างๆ

รูปที่ 1.5 ข้อมลู คุณสมบตั ิการทางานของไอซีเบอร์ LM555 [2]

13 นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

กราฟคุณสมบัติทางไฟฟ้า คุณสมบัติ
ทางไฟฟ้าเมอ่ื จ่ายไฟเขา้ ไปค่าตา่ งๆ อุปกรณ์จะ
ทางานออกมาอย่างไร อุณหภูมิเปล่ียนไปทาให้
การทางานเปล่ียนอย่างไร ไม่ต้องเรียนรู้เองให้
เสียเวลา ทางผู้ผลิตเขาทดสอบและพิมพ์ไว้ใน
เอกสารข้อมูลไว้ให้แลว้

รูปที่ 1.6 กราฟการทางานของไอซีเบอร์ LM555 [2]

ขน้ั ตอนการทางาน (Block
Diagram) บอกถึงขน้ั ตอนการ

ทางานของอปุ กรณ์นั้นๆ

รูปท่ี 1.7 บล็อกไดอาแกรมในการทางานของไอซีเบอร์ LM555 [2]

14นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

การออกแบบวงจรเพ่ือใช้งานและ
สูตรคานวณต่างๆ รวมถึงตัวอย่างการ
ออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ตรงน้ีถือเป็น
หัวใจสาคัญ การออกแบบเองคานวณเองจาก
สูตรพื้นฐานทางไฟฟ้าย่อมทาได้ แต่การใช้
วงจรท่ีผู้ผลิตแนะนา ใช้สูตรคานวณสาเร็จท่ี
ผู้ผลิตให้มาก็จะทาให้ลดเวลาการทางานลงได้
อยา่ งมาก

รูปท่ี 1.8 ฟังกช์ ั่นการใชง้ านเพื่อการออกแบบ [3]

รปู ท่ี 1.9 ตัวอย่างการออกแบบจากเอกสารข้อมลู [3]

15 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

คุณสมบัติทางกายภาพ ตรง
ส่วนนี้จะบอกข นาดของอุปกรณ์
กว้าง ยาว สูง ระยะห่างของขา ขนาด
ของขา ฯลฯ เพื่อเป็นประโยชน์ในการ
ออกแบบ PCB รวมถึงการแพ็คออก
จากโรงงาน ขนาดถาด ขนาดกล่อง
บรรจกุ ่ตี ัวกชี่ ้ินต่อถาดต่อกลอ่ ง

รปู ท่ี 1.10 คณุ สมบัตทิ างกายภาพ [3]
ท่ีกล่าวมาเป็นเพียงส่วนพื้นฐาน ท่ีสามารถเห็นได้ใน Datasheet ท่ัวๆไป ส่วน
อุปกรณแ์ บบ Passive อย่างตัวต้านทานหรือหัวต่อต่างๆอาจมีการแสดงเพียงคุณสมบัติทางไฟฟ้า
และขนาดทางกายภาพ หากเป็นในส่วนของอุปกรณ์ MCU ,CPU หรือชิปโลจิกต่างๆ เช่น ไอซีตระกูล
45xx 74xx กจ็ ะบอกความเร็วในการทางาน Address วิธีการโปรแกรม การเซ็ตค่าต่างๆ ที่มีความ
จาเปน็ ต่อการใช้งานเพ่ิมขน้ึ มาอีกดว้ ย

2. เลือกอุปกรณอ์ ิเล็กทรอนกิ ส์ และเลือก Footprint ใหส้ อดคลอ้ งกับอุปกรณอ์ เิ ล็กทรอนิกส์

2.1 การตดิ ตัง้ โปรแกรม Easy EDA

คุณสมบัติโปรแกรม EasyEDA
EasyEDA เป็นเคร่ืองมอื ฟรี ท่ีไมต่ อ้ งตดิ ตง้ั ก่อนใช้งาน เพราะทางานได้บนคลาวด์ และออกแบบมา
เพอื่ ประสบการณ์การใช้งาน EDA ทงี่ ่ายขน้ึ สาหรับ วศิ วกรไฟฟา้ ผูส้ อน นักเรยี นวศิ วกรรม และผู้
ทางานอิเล็กทรอนกิ สเ์ ปน็ งานอดเิ รก ให้ง่ายสาหรับการออกแบบวงจร จาลองการทางาน และ
ออกแบบ PCB โดยทตี่ วั โปรแกรมรันอยู่บนเวบ็ เบราวเ์ ซอร์ [3]

16นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

จดุ เด่นของ EasyEDA

สามารถออกแบบวงจร (Schematic) EasyEDA ไดอ้ อกแบบสว่ นการใช้งาน คล้ายกับ โปรแกรม
ออกแบบวงจรไฟฟ้าอ่ืนๆ ท่คี ุ้นเคย อยา่ งเช่น Kicad , Eagle และ Protel99se
ค้นหาชน้ิ ส่วน โปรแกรมจะมี Component สาหรับช้ินสว่ น แตท่ ไ่ี มม่ ีในชนิ้ ส่วนมาตราฐาน สามารถ
ใช้ปุ่ม More Libraries ที่อยู่ด้านล่างหน้าจอ ปุ่มนี้จะค้นหาอุปกรณ์เพ่ิมเติมจากฐานข้อมูลนับ
100,000 ชิ้น โดยช้ินส่วนพวกน้ีมาจาก Libraries ที่เปิดฟรีของ Kicad และ Eagle หมายความ
ว่า Libraries จาก Sparkfun ,Seeeds ,Adafruits และ อื่นๆ อีกมากมาย สามารถเอามาใช้บน
EasyEDA ได้ทันที และ ถ้ายังหาชิ้นส่วน(Part) ที่จะใช้ยังไม่เจออีก สร้างขึ้นมาเองได้อีก ดูจาก
EasyEDA tutorial page
เข้าถึงโปรเจค Open-Source ทาง Hardware เป็นมิติใหม่ของวงการอิเล็กทรอนิกส์ เพราะ
EasyEDA เป็น platform ที่เหมือนโปรแกรมออกแบบวงจร แต่หากรันบน cloud จะสามารถใช้
ประโยชน์อน่ื ๆ อกี ดว้ ย ตวั อยา่ งเช่นสามารถแชร์ วงจรท่ีออกแบบไว้ ให้บุคคลอ่ืนไปพัฒนาต่อได้
และ ยังมีชุมชนคนสร้างวงจงอิเล็กทรอนิกส์ ท้ังแบบ แบบอิสระ และ ระดับบริษัท hardware
อยา่ งเชน่ Seeedstudio แชร์วงจรไว้ ซง่ึ สามารถเอาบางสว่ น หรอื ทัง้ หมดไปตอ่ ยอด ดัดแปลงได้
คณุ สมบัติ Photo view ดภู าพของแผงวงจรก่อนที่จะผลิต สามารถเลือกสีของแผงวงจร กับ สี
ของ soldermask ได้ กอ่ นที่จะสัง่ ทาได้
ส่ังทา PCB ได้ทันท่ี Easy EDA มีบริการจัดทา PCB ด้วย เม่ือออกแบบเสร็จ สามารถกดส่ังได้
เลย ในหน้าเว็บไซต์ และยงั เปดิ ให้ download ไฟล์ Gerber ส่งใหโ้ รงงานทค่ี ุ้นเคยได้อกี เชน่ กนั

การดาวน์โหลดโปรแกรม Easy EDA

โปรแกรม Easy EDA พฒั นาข้นึ ให้ผู้มคี วาม
สนใจสามารถดาวนโ์ หลดโปรแกรมมาทดลอง

ใชไ้ ด้ฟรีโดยสามารถเขา้ ไดจ้ ากเวบ็ ไซต์
https://easyeda.com/page/download

17 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

รูปที่ 1.11 แสดงหน้าหลกั เวบ็ ไซต์ [3]
ซึ่งจะได้รับไฟล์สาหรับติดตั้งโปรแกรมตัวโปรแกรม EasyEDA มาซึ่งมีช่ือว่า easyeda-
windows-x64-6.4.19.4.exe มีขนาด ประมาณ 72.6 MB ซ่ึงโปรแกรมรองรับระบบปฏิบัติติการ
Windows, Linux, Mac
ขัน้ ตอนในการตดิ ตั้งโปรแกรม EasyEDA

1. ดาวน์โหลดโปรแกรมมาไว้

ในเครื่อง ดังรปู ท่ี 1.12 แลว้ ให้
ดบั เบิ้ลคลิกเข้าไปในไฟล์

รปู ที่ 1.12 ดบั เบิล้ คลกิ เขา้ ไปในโฟลเดอร์ [3]

18นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตวั

2. เข้ามาแล้วใหค้ ลิกท่ี Next

แต่หากต้องการเลือกที่ติดตง้ั
โปรแกรมสามารถคลกิ ท่ี

Browse ดงั รปู ที่ 1.13 โปรแกรม
ก็จะเข้าสขู่ นั้ ตอน Install เพ่ือ
ตดิ ตั้งโปรแกรม ดังรูปท่ี 1.14

รปู ท่ี 1.13 เขา้ สูห่ นา้ แรกของโปรแกรมติดตั้ง [3]

รูปท่ี 1.14 โปรแกรมเข้าสขู่ ้นั ตอน Install [3]

19 นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝังตวั

3. เมื่อทาการติดตั้งเสร็จจะปรากฏหน้าหลักของโปรแกรม Easy EDA เป็นอันว่าขั้นตอนการ

ตดิ ตั้งโปรแกรมเสร็จสมบรู ณ์ จากน้ันกส็ ามารถทางานไดเ้ ลยดงั รปู ที่ 1.15

รูปที่ 1.15 หนา้ หลกั โปรแกรม Easy EDA [3]
2.2 ข้ันตอนการเลือกอุปกรณ์และ
การเลือก Footprint
ก า ร ส ร้ า ง แ บ บ ว ง จ ร
อิเล็กทรอนิกส์และเลือก Footprint
ผู้เรียนสามารถเลือกแบบการสร้าง
วงจรโดยเปน็ แบบ Schematไอซี, PCB,
Symbol, Footprint, 3D Model, Sp
ไอซีe Symbol, Schematไอซี Module
,PCB Module

รปู ที่ 1.16 เลือกแบบการสร้างวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ [5]

20นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

ถา้ ตอ้ งการเลอื กอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้คลิกท่ีแถบ EELib (ลูกศรสีแดง) จะมีแถบ
ของไลบรารี Easy EDA แสดงออกมา (ไฮไลทส์ ีฟา้ ) ซ่ึงตัวไลบรารีจะมาพร้อมกับโมเดล Simulation
โดยพัฒนามาสาหรับโปรแกรม Easy EDA โดยเฉพาะ

รปู ที่ 1.17 การเลอื กอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ [3]
ในส่วนไลบรารีแต่ละตัว อาจจะมีรายละเอียดให้เลือกใช้งานตามความแตกต่างของขนาด footprint
เราสามารถคลกิ ทล่ี ูกศรชี้ลง เพ่อื เลือก footprint ของอุปกรณ์ทเี่ ราตอ้ งการใชง้ านดังรูปดา้ นล่าง

รูปที่ 1.17 การเลือกอปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนกิ ส์ [3]

21 นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝังตัว

ถ้าต้องการเลอื กอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้คลิกท่ีแถบ EELib (ลูกศรสีแดง) จะมีแถบ
ของไลบรารี Easy EDA แสดงออกมา (ไฮไลท์สีฟา้ ) ซง่ึ ตัวไลบรารีจะมาพร้อมกับโมเดล Simulation
โดยพฒั นามาสาหรบั โปรแกรม Easy EDA โดยเฉพาะ

รูปท่ี 1.19 การเลอื ก Footprint ของอุปกรณ์(ต่อ) [3]
ผู้เรียนสามารถคลิกท่ีแถว Library (ลูกศรสีแดง) จะมีหน้าต่าง Library โชว์ขึ้นมา
(ไฮไลทส์ ีฟา้ ) ซง่ึ เราสามารถคน้ หาอปุ กรณ์ตา่ งๆ โดยใสค่ ีย์เวริ ์ดลงไป

รปู ท่ี 1.20 เลอื กอปุ กรณ์เพ่มิ เตมิ [3]

22นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝังตัว

3. การออกแบบลายวงจรพิมพต์ ามแบบทก่ี าหนด

ในการออกแบบลายวงจร Arduino
Standalone ต้องรู้ขาการทางานของ
ATmega328Pโดยหน้าท่ีและตาแหน่งขา
ตา่ ง ๆ ของไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmega
328 มีดังน้ี [4]

รปู ที่ 1.21 ภาพแสดงตาแหนง่ ขาตา่ งๆ ขา VCC เป็นขาไฟเล้ียง 1.8 โวลต์ ถึง 5.5
ของ ATmega328P [4] โวลต์
ขา GND เปน็ ขากราวนด์
แบบที่ 1 นาไอซีวิธีการใชง้ าน Arduino PortB(PB7:0)XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOS
Standalone C2มีทั้งหมด 8 พอร์ต ตั้งแต่พอร์ต PB0
มาเสียบแทน ไอซตี วั เดิม แลว้ ใชง้ าน ถึงพอร์ต PB7 แต่ละพอร์ตสามารถเป็นได้
ทั้งพออินพุตและเอาต์พุต เป็นพอร์ตท่ีมีตัว
ไดแ้ บบปกติเลย ต้านทานพูลอัปอยู่ภายใน และสามารถต่อ
แบบที่ 2 ในกรณที ีไ่ ม่ได้ใช้บอรด์ Arduino สามารถ วงจรเอาตพ์ ุตขบั ไดท้ งั้ กระแสซิงคแ์ ละกระแส
ซอร์ซ
ใช้ โมดลู USB TTL เพ่ือโปรแกรม Port C (PC [6:01) มีทั้งหมด 7 พอร์ต
Arduino ผ่ ่านทาง USB TTL ได้ ต้ังแต่พอร์ต PC0 ถึงพอร์ต PC6 แต่ละ
1. นาไอซี Arduino Atmega8หรือ ไอซี พอร์ตสามารถเป็นได้ท้ังพอร์ต กระแสซิงค์
Atmega328 มาเสยี บแทนบนบอร์ด Arduino Uno และกระแสซอร์ซ อินพุตและเอาต์พุต เป็น
2.เลือกบอรด์ ใหต้ รงกบั ไอซี ถ้าเปน็ ไอซี Arduino พอร์ตที่มีตัวต้านทานพูลอัปอยู่ภายใน และ
Atmega328 เลอื กบอร์ดเป็น Arduino Uno ส่วน สามารถต่อวงจรเอาต์พุตขับไดท้ งั้
เปน็ ไอซี Arduino Atmega8 เลือกบอร์ดเป็น Port D (PD [7:0]) มีท้ังหมด 8 พอร์ต
Arduino NG/Atmega8 ต้ังแต่พอร์ต PD0 ถึงพอร์ต PD7 แต่ละ
3. อพั โหลดโปรแกรมลง พอร์ตสามารถเป็นได้ท้ังพอร์ต อินพุตและ
เมอ่ื ได้ ไอซี Arduino ท่ีลงโปรแกรมตามทต่ี ้องการ เอาต์พุต เป็นพอร์ตที่มีตัวต้านทานพูลอัป
แลว้ ถอดไอซอี อกมาแล้วตอ่ วงจรตามรปู อยู่ภายใน และสามารถต่อวงจรเอาต์พุตขับ
ได้ทงั้ กระแสซงิ ค์และกระแสซอร์ซ
AVCC เป็นขาแรงดันไฟฟ้าสาหรับ AND
คอนเวอร์เตอร์
AREF เป็นขาอ้างอิงสัญญาณอนาล็อก
สาหรับ A/D คอนเวอร์เตอร์

23 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

รูปท่ี 1.22 ไดอาแกรมของวงจร Arduino Standalone [4]

โดยอุปกรณท์ ่ตี ้องใช้ในการทาระบบสมองฝงั ตัว Arduino แบบ Standalone ไดแ้ ก่

- Arduino UNO R3 1

- MCU ATmega 328PU 1

- Crystal 16.00 MHz 1

- ตัวเกบ็ ประจุ 22 pF 2

- ตวั เกบ็ ประจุ 10 uF 2

- LED (สแี ดง, เขียว) 2

- ตัวตา้ นทาน 10K โอหม์ 1

- ตัวตา้ นทาน 220 โอห์ม 2

- 7805 Voltage regulator 1

- DC Jack 1

แบบ Schematic วงจร Arduino Standalone กบั เซ็นเซอรว์ ดั ระยะทาง ซงึ่ จะใช้เป็นแบบในการวาด

ลายวงจง

รูปที่ 1.23 ไดอาแกรมการวงจร Arduino Standalone
กบั เซ็นเซอร์วัดระยะทาง [4]

24นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝังตัว

3.1 ขั้นตอนการวาดลายวงจร
1) สรา้ งโปรเจคใหมโ่ ดยการกดปุ่ม New Project

สรา้ งโปรเจคใหม่

รูปท่ี 1.24 การสร้างโปรเจคใหม่ [5]
2) กรอกช่ือโปรเจคในช่อง Title และลายละเอียดของโปรเจคไดใ้ นช่อง Description ผู้เรียนสามากรอก
ช่ือและลายละเอียดเป็นภาษาไทยได้

Title
Descriptio
n

รปู ที่ 1.25 กรอกช่อื และลายละเอยี ดโปรเจค [5]

25 นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

3) หน้าเรม่ิ ต้นโปรเจคเป็นหน้าในการออกแบบวงจรแบบ Schematic

รปู ท่ี 1.26 หนา้ เรม่ิ ต้นโปรเจค [5]
4) ผู้เรยี นสามารถค้นหาอปุ กรณไ์ ด้จาก Library ซงึ่ เป็นแหลง่ รวมอุปกรณ์ต่าง ๆ

ปมุ่ Place : เปน็ การวางอุปกรณใ์ นวงจร
ปมุ่ Edit : สาหรบั การแกไ้ ขว้ งจรอุปกรณ์ที่ผู้เรยี นเลอื กใช้

Place
Edit

รปู ที่ 1.27 หนา้ เมนอู ุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์ Library [5]

26นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตัว

5) เมอ่ื ผ้เู รียนเลอื กอุปกรณด์ ังรปู ที่ 1.26 แลว้ ให้ผู้เรยี นนามาจัดเรียงให้เป็นไปตามวงจรท่ีกาหนดดังรูป
ที่ 1.27 โดยการลากลายวงจรจะใชเ้ ครื่องมอื ทช่ี ่ือ Wire หรือ กดคยี ล์ ัด W นามาลากลายวงจร

Wire

รูปท่ี 1.28 การจดั วางอปุ กรณ์ตามแบบที่กาหนด [5]
6) เมื่อวาดลายวงจรตามแบบที่กาหนด ขั้นต่อไปเป็นการเปลี่ยนจาก Schematic เป็น PCB เป็นการ
วาดลายทองแดง เพื่อนาไปจัดทาแผ่นวงจรพิมพ์ต่อไปโดยปุ่มเมนูจะช่ือว่า Convert Schematic to
PCB

Convert Schematic to PCB

รูปท่ี 1.29 เมนู Convert Schematic to PCB [5]

27 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

3.1.1 การตรวจสอบความถูกต้องของวงจร
1) ขน้ั แรกคลิกไปท่ี Design Manager ดงั รปู ท่ี 1.30
2) คลิกท่ี Net ผเู้ รียนจะเหน็ เครือ่ งหมาย
: ขาไมไ่ ดล้ ากลายวงจร
: ขาทไ่ี ด้รับการลากลายวงจรแลว้

Design Maneger

Net

รปู ที่ 1.30 การตรวจความถกู ต้องของวงจร [5]
3.3 ออกแบบลายวงจรพมิ พ์จากวงจร Schematic
1) หน้าแรกของการวาดลายวงจรพมิ พผ์ เู้ รียนตอ้ งกาหนดคา่ ตา่ งๆ ของPCB โดยท่ีต้องกาหนดมดี งั น้ี

Unit : กาหนดหนว่ ยวัด
Copper Layer : หนา้ ของทองแดงโดยปกตจิ ะใช้ 2 Layer
Board outline : เป็นการกาหนดขอบลายทองแดง โดยจะแบง่ ออกเปน็ 4 แบบ

- Rectangular : สเี่ หลี่ยม
- Circular : วงกลม
- Round Rectangular : ส่ีเหลี่ยมมมุ มน
- Custom : ปรบั ขนาดด้วยตนเอง
Width : ความกวา้ งของบอร์ด PCB
Height : ความสูงของบอรด์ PCB

28นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตวั

รปู ท่ี 1.31 กาหนดค่าบอรด์ PCB [5]
8) เมื่อนาอุปกรณ์วางลงในกรอบ PCB ท่ีกาหนดเรียบร้อยแล้ว ผู้เรียนสามารถลากลายวงจรได้เอง
จากเครื่องมือท่ีช่ือว่า Track “ ” หรือให้ซอฟแวร์วางอัตโนมัติโดยเมนูจะเข้าได้จาก Route – Auto
Router …

4. จดั ทาแผน่ วงจรพมิ พ์ ตามแบบ
4.1 ขั้นตอนในการทาไฟลแ์ ผน่ วงจรพิมพ์

ผ้เู รียนสามารถตรวจสอบได้จากเมนู Check DRC

รูปที่ 1.32 เมนู Check DRC [6]

29 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

เมื่อคลิกแล้วจะมีโฟลเดอร์ช่ือ “DRC
Errors” ถ้าลายวงจรเกิดข้อผิดพลาดโปรแกรมจะโชว์
เคร่ืองหมาย X ดงั รปู ท่ี 1.32

รูปที่ 1.32 เมนู Check DRC [6]

ทาการคลกิ ท่ีเครื่องหมาย
X โปรแกรมจะนาผเู้ รียน

ไปยังจดุ ที่ผิดพลาด

รูปที่ 1.34 ลายวงจรทผ่ี ดิ พลาด [6]

นกั พัฒนาระบบ 30

สมองกลฝังตวั

4.1.1 จดั ทาวงจรพิมพ์โดยเทคนิคต่างๆ
1) Export Schematics in PDF/PNG/SVG [6]
ไปท่ี File > Export > PDF/PNG/SVG…

รปู ท่ี 1.35 การแปลงไฟล์ Schematic เปน็ PDF/PNG/SVG [6]
โปรแกรมจะให้เราติ๊ก
อุปกรณท์ ีต่ ้องการ
ส่งออกไฟล์ ดังรูปที่ 1.32

รูปที่ 1.36 รายการอปุ กรณ์ท่ตี ้องการสง่ ออกไฟล์ [6]

31 นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

ในหน้าตา่ งการเลอื กรายการที่ตอ้ งการสง่ ออกไฟลป์ ระกอบไปดว้ ยเมนู ดงั นี้
Export to: สามารถเลอื กท่จี ะส่งออกงานออกแบบเป็นรปู แบบไฟล์ SVG, PNG หรือ PDF
Size: สาหรับไฟล์ทเ่ี ปน็ รปู ภาพเทา่ นัน้ โดยจะกาหนดความกว้างของรปู ตวั อยา่ งเช่น 1x เทา่ กบั

600 pixels
Wire Width: ปรับขนาดความหนาของลายวงจรพมิ พ์

รูปท่ี 1.37 ตัวอย่างปรับขนาดลายวงจรพมิ พ์ [6]
Engine:

- Local: สรา้ ง PDF โดย โปรแกรม
- Cloud: สร้าง PDF โดย ระบบคลาวด์
Type:
- Merged sheet: ถ้าไฟล์ Schematic มีหลายวงจร จะถกู รวมเป็นไฟล์เดียว
- Separated sheet: ถ้าไฟล์ Schematic มหี ลายวงจร จะถกู แบ่งออกเปน็ หลายๆไฟล์
2) Export PCB in PDF/PNG/SVG

การส่งออกไฟล์ PCB จะคล้ายกับขั้นตอนของ Schematic โดยไปท่ี File > Export >
PDF/PNG/SVG… หลังจากน้ันโปรแกรมจะให้เราตั้งค่าลายวงจรพิมพ์ก่อนจะส่งออกไฟล์ท่ีผู้เรียนได้
กาหนดดังรปู ท่ี 1.34 [6]

32นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตัว

ในหน้าตา่ งโปรแกรมเลือกรายการที่ต้องการสง่ ออกไฟลป์ ระกอบไปด้วยเมนู ดังนี้

Export to: สามารถเลือกท่ีจะส่งออกงานออกแบบเป็นรูปแบบไฟล์ SVG, PNG หรือ
PDF ถา้ ตอ้ งการไฟลข์ นาด 1:1 ตอ้ งเลือก เป็นการสง่ ออกไฟล์ PDF

Engine:
•Local: สรา้ ง PDF โดย โปรแกรม
•Cloud: สรา้ ง PDF โดย ระบบคลาวด์
Graphics:
•Full Graphics: รูปภาพอุปกรณ์ แผ่น
พมิ พ์วงจร และ ลายวงจรจะถูกส่งออก
เปน็ ไฟล์เดียวกัน
•Assembley Drawings: ส่งออกไฟล์
เฉพาะแผ่นวงจรพิมพ์ และ Footprint
(ภาพขาวดา)
•Object Outline: ส่งออกไฟล์เฉพาะ
โครงอุปกรณ์

รปู ที่ 1.38 ลายวงจรพมิ พท์ ่ีต้องการสง่ ออกไฟล์ [6]

33 นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

รปู ท่ี 1.39 ส่งออกไฟลแ์ บบ Full Graphics [6] Type:
• Merged layer: เลเยอรท์ ่ีเลอื กทง้ั หมดท่ี
ต้องการสง่ ออกจะรวมอยใู่ นหน้าเดียว
• Paged layer: เลเยอรท์ ่เี ลือกท้ังหมดท่ีตอ้ งการ
สง่ ออกจะถูกเพจในไฟล์เดียว
• Separated layer: เลเยอรท์ ีเ่ ลอื กทงั้ หมดที่
ตอ้ งการสง่ ออกจะถูกแยกออกเปน็ หลายไฟล์
สง่ ออกเป็นไฟล์ ZIP

Color: สามารถเลอื กเปน็ ขาวดา หรือ สี

Layer: สามารถเลอื กท่ีจะพิมพ์แต่ละเลเยอร์

หรอื บางเลเยอร์ ไวใ้ นไฟลเ์ ดยี ว

Mirror: กลบั ขา้ งลายวงจรเพอื่ นาไปทา

รูปที่ 1.40 ส่งออกไฟลแ์ บบ Assembley Drawings [6] สตกิ๊ เกอรบ์ อกอปุ กรณ์ หรือ ลายวงจร

รปู ที่ 1.41 สง่ ออกไฟล์แบบ Object Outline [6]

34นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝังตวั

3) การส่ังพิมพ์วงจรพิมพจ์ ากโรงงาน
เม่ือออกแบบเสร็จแล้ว ผู้เรียนสามารถกดสั่งแผ่นวงจรพิมพ์ได้โดยเข้าไปที่ File>

Generate PCB Fabrication File (Gerber) หรือ Fabrication> PCB Fabrication File (Gerber)
[7]

รปู ที่ 1.42 เมนู PCB Fabrication File (Gerber) [7]

ในหน้าตา่ งโปรแกรมเลือกรายการที่ต้องการส่งออกไฟลป์ ระกอบไปด้วยเมนู ดังนี้
PCB Qty: จานวนทตี่ ้องการส่งั ทาแผน่ วงจรพิมพ์
PCB Thickness: ความหนาของแผน่ วงจรพิมพ์
PCB Color: สีพนื้ ของแผน่ วงจรพิมพ์
Surface Finish: สารทเ่ี คลือบผวิ ทองแดง
HASL(with lead) / Lead Free HASL

ข้อดีของ HASL (Lead, Lead Free)
1. ใหผ้ ลการบดั กรที ด่ี มี าก
2. Surface Finish ท่ไี ดม้ คี วามแขง็ แรงทนทาน
3. ราคาไม่แพง
4. มีอายุการเกบ็ รกั ษานาน (Shelf Life) 12 เดือน
5. การตรวจสอบพ้นื ผวิ Surface Finish ทาได้ง่าย

35 นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

ขอ้ เสียของ ENIG

1. ไม่สามารถทาใหมไ่ ด้

2. ปรากฏการณ“์ แผ่นดา” เปน็ ภัยคุกคามต่อความ

นา่ เชอื่ ถอื ของข้อต่อบดั กรี BGA

ขอ้ ดีของ ENIG 3.ความแข็งแรงในการเช่ือมไม่แน่นอนข้ึนอยู่กับ

ความหนาและความพรนุ ของช้ันทอง

1. ชั้นชุบเหมาะสาหรบั การออกแบบแผ่นความ 4. การเคลือบมีความพรนุ สูงซึง่ ทาให้ความต้านทาน

หนาแนน่ สูง การกดั กรอ่ นแยล่ ง

2. ความสามารถในการบดั กรขี องบอรด์ ไดด้ ี 5. ทองทาให้รอยประสานท่ีพื้นผิวเปราะซึ่งมีผลต่อ

3. ความเข้ากันได้ของฟลักซ์นนั้ ดี ความน่าเชื่อถือ

4. ระยะเวลาการเกบ็ รกั ษาของคณะกรรมการ 6. กระบวนการ ENIG ใช้สารเคมีท่ีมีฤทธ์ิกัดกร่อน

มีความยาว สูงจานวนมากและมีความก้าวร้าว ต่อหมึก

5. ความตา้ นทานการสมั ผสั ตา่ ต้า น ทา น ส่วน ใ หญ่แล ะ หมึก สี ข า ว Copper

6. การเคลอื บมคี วามตา้ นทานการสกึ หรอดี Weight: นา้ หนกั ของทองแดง

รปู ที่ 1.43 การสั่งแผน่ วงจรพิมพ์ [7]

36นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

5. การทดสอบแผ่นวงจรพมิ พ์

5.1 วิธีการตรวจวัดทางไฟฟ้าบนแผน่ วงจรพิมพ์ด้วยเคร่ืองมอื วัด

รูปท่ี 1.44 ตรวจสอบแผ่นวงจรพิมพ์ [8]

การตรวจสอบความถูกต้องของแผ่นวงจรพิมพ์ให้เริ่มดูจากไล่เช็คแผงวงจรไปที่ละ
จดุ แบบ 1-2-3-4 มีแนวทางท่วั ไป เพื่อประหยดั เวลา โดยการตรวจสอบลายในวงจรเบื้องต้นโดยใช้
มิเตอร์แบบเข็ม กม็ ีอยู่ 2 วิธี [8]

1) วัดความต้านทานระหว่าง2จุด โดยอาศัยหลักการที่ว่าลายท่ีต่อกันจะวัดความ
ตา้ นทานได้0โอห์ม
วธิ ีวดั ต้งั มิเตอร์Rx1แลว้ วัดคล่อมระหวา่ งจดุ ทใี่ นลายท่ีตอ้ งการตรวจสอบ
ขอ้ ดี วัดลายไดแ้ มน่ ยาเพราะวดั กนั ตรงๆอยแู่ ล้ว
ข้อจากดั ถ้าจะวดั จากลายใต้ขาไอซีจาพวกที่มีขาอยู่ข้างล่าง(พวก Ccont,UEM) ก็ต้องยกไอซีออก
ก่อน

2) วดั ความตา้ นทานของจดุ ใดจดุ หนึง่ เทยี บกราวด์ เป็นการวัดความต้านทานรวมใน
ลายวงจรนนั้ มายังจดุ ทีว่ ัด
วิธีวัด ตั้งมิเตอร์Rx1k เข็มแดงจ้ิมกราวด์เคร่ืองเข็มดาจิ้มจุดท่ีสงสัยหรือต้องการวัด บันทึกค่าไว้
จากนั้นสลับเข็มแล้ววัดกันอีกที แล้วนาค่ามาเปรียบเทียบกับท่ีวัดจากเคร่ืองดีว่าแตกต่างมากน้อย
เพยี งใด ถ้าแตกต่างมากแสดงลายในจดุ ที่ผเู้ รยี นวดั มีปญั หา
ขอ้ ดี สามารถวัดและวิเคราะห์ในบางปญั หาในลายที่ผ่านได้โดยไม่ต้องยกอุปกรณ์น้ันออก โดยเฉพาะ
พวกทีม่ ีขาใต้ไอซี
ข้อจากัด ตอ้ งวเิ คราะหร์ ่วมกับวิธอี ่นื ๆด้วย เพราะเปน็ การบอกคร่าวๆว่าลายในวงจรนั้นมีปัญหา

37 นักพฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตวั

6. ประกอบชิน้ ส่วนวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์

6.1 การประกอบชิ้นสว่ นวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์

นอกจากสัญลักษณ์ต่างๆ ท่ีใช้ในวงจรแล้ว การประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะต้องรู้จัก
อปุ กรณ์ทจี่ าเป็นที่ต้องใช้ในการประกอบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ [9]

อปุ กรณ์ การใช้งาน
มีดปอกสายไฟ ใชป้ อกฉนวนประเภทต่างๆ ออกจากสายไฟ

คมี ปอกสายไฟหรอื ใช้ปอกฉนวนออกจากสายไฟ และช่วยในการหยิบจับช้ิน ส่วนต่างๆ
คมี ตัดสายไฟ รวมท้งั ชว่ ยในการตัดสายไฟ
คมี ปากคบี ใชใ้ นการจับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น คมี ปากจระเข้ เปน็ ต้น

หัวแร้งไฟฟา้ ใชใ้ นการละลายตะก่วั บัดกรเี พื่อเชือ่ มต่อวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์
ตะกั่วบัดกรี ใช้ในการเชือ่ มตอ่ วงจรต่างๆ เช้าดว้ ยกนั

มัลติมิเตอร์ ใช้ในการตรวจสอบกระแสไฟฟ้าในวงจร

6.1.1 ประกอบชนิ้ ส่วนวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบ์ นแผน่ วงจรพิมพ์
6.2.1 ส่งิ ทคี่ วรรู้ในการประกอบวงจร
การประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ คือการเช่ือมต่ออุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์เข้า

ด้วยกนั โดยใช้ตวั นาไฟฟ้า เช่นสายไฟ หรือ แผ่นวงจรพิมพ์หรือแผ่นปรินซ์ ที่เป็นลายทองแดง ซ่ึงมี
ขอ้ ควรรู้ดังต่อไปน้ี

1) รู้จักเลือกใช้เครื่องมือให้ถูกประเภทและใช้อย่างถูกวิธี เช่นเลือกหัวแร้งบัดกรีท่ีมี
กาลงั วัตตเ์ หมาะสมกบั งาน, ร้วู ิธกี ารบดั กรที ี่ถกู ต้อง เปน็ ต้น

2) รูจ้ กั อุปกรณ์ท่จี ะนามาต่อแตล่ ะชนดิ วา่ มีรูปร่างและลักษณะอยา่ งไร มีค่าและขนาด
เท่าไร เพื่อจะได้ประกอบวงจรได้ถูกต้อง และลดความเสียหาย ท่ีจะเกิดข้ึน จากการต่ออุปกรณ์ผิด
หรือ วงจรไม่ทางาน เน่อื งจากต่อขาอุปกรณ์ผิด หรือใส่ค่าผิด ใส่อุปกรณ์ผิดข้ัว โดยอุปกรณ์ท่ีควร
ระวงั มดี ังน้ี

38นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

ตัวต้านทาน ส่ิงที่ต้องระวังคือ เรื่องค่าของตัวต้านทาน และ ขนาดของตัวต้านทาน
เช่น เราอาจใสต่ ัวตา้ นทานผิดขนาด ทาใหต้ ัวต้านทานไหม้ได้

ตัวเกบ็ ประจุ ต้องระวงั เร่อื งค่า และชนิด เพราะในบางวงจร แม้เราจะใส่ค่าถูกต้อง แต่
ถา้ ใส่ผดิ ชนิด อาจทาใหว้ งจรไมท่ างาน โดยเฉพาะวงจรทท่ี างานกับความถี่สูง เชน่ ใส่ตัวเก็บประจุชนิด
ไมลาร์ แทน ชนิดเซรามคิ นอกจากน้ี ถ้าเปน็ ตัวเกบ็ ประจุชนิดอิเล็กโตรไลต์ ควรระวังเร่ืองการต่อผิด
ข้วั ดว้ ย เพราะอาจทาให้ ตวั เก็บประจรุ ะเบิดได้

3) เข้าใจการทางานของวงจร เพ่อื ความสะดวกในการตรวจสอบ และตรวจซ่อม
สาหรับอุปกรณ์ประเภทท่ีมีหลายขา เช่น ไดโอด, ทรานซิสเตอร์, ไดแอค, ไตรแอค
ต้องระวังเรอื่ งตาแหน่งขา และ ขนาด โดยท่ัวไปต้องใส่ให้ถูกขาและถูกเบอร์ และอุปกรณ์ประเภทไอซี
ควรระวงั เร่อื งตาแหน่งขา เพราะอาจเสยี หายทนั ทีถา้ ใสผ่ ิด
6.1.2 การบดั กรีอุปกรณ์ลงแผ่นวงจรพิมพ์
การบัดกรี คือ การใช้ความร้อนจากหัวแร้งหลอมตะกั่ว เพื่อเช่ือมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้เป็น
วงจร อาจแบง่ ได้ 2 ลกั ษณะ ดงั น้ี
1) การบัดกรีที่ไม่ต้องใช้แผงประกอบวงจร ซึ่งแบบนี้มักจะทาในกรณีท่ีมีอุปกรณ์ใน
การประกอบน้อย
2) การบัดกรีท่ีต้องใช้แผงประกอบวงจร การบัดกรีแบบนี้มักทาในกรณีท่ีมีอุปกรณ์
ประกอบในวงจรมากแผงประกอบวงจร หรอื ท่ใี ชเ้ รียกกันวา่ แผ่นปร้ินต์ เป็นแผ่นที่ทาหน้าท่ีในการยึด
อปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เขา้ ด้วยกัน โดยจะมีตวั นาไฟฟา้ เป็นตัวเช่ือมขาของอปุ กรณ์ต่างๆ ที่ต่อ
กนั อาจแบ่งเป็น 2 แบบ คือ
- แผงประกอบวงจรแบบทั่วไป ซ่ึงแบบน้ีเป็นแบบที่พบเห็นกันมาก หรือหากลองแกะเ
- คร่ืองใช้ไฟฟ้าบางชนิดดกู ็จะพบแผงประกอบวงจรแบบนี้เสมอๆ
แผงประกอบวงจรอเนกประสงค์ ซ่ึงเป็นแบบท่ีนิยมใช้มากในห้องทดลองอิเล็กทรอนิกส์ เพราะผู้ใช้
สามารถปรับเปลยี่ นรูปแบบการต่อวงจรได้ตามต้องการโดยสะดวก

39 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝงั ตัว

1.45 แสดงการบัดกรีวงจร [9]

โดยท่ัวไปการบัดกรีน้ันเป็นงานที่อาศัยทักษะและความชานาญเป็นหลัก ผู้ที่ได้ทาการ
บัดกรีบ่อยๆ จะเกิดทักษะที่ทาให้งานบัดกรีน้ันสาเร็จและสวยงามได้อย่างไม่ยาก ซึ่งอาจสรุปวิธีการ
กว้างๆ ดังน้ี

1) จัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือท่ีใช้ในการบัดกรีให้ครบก่อนลงมือทา
รวมท้ังตรวจสอบสภาพอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้ดีก่อนทาการบัดกรี เพื่อที่จะได้ไม่เสียเวลามาแก้ไข
ภายหลงั

2) นาอปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนกิ สต์ า่ งๆ มาเสียบลงในแผงประกอบวงจรตามแผนผังวงจรที่
ออกแบบไว้ อุปกรณ์อิเลก็ ทรอนกิ สบ์ างชนดิ ขณะทางานจะมคี วามรอ้ นออกมา เช่น ทรานซิสเตอร์ เป็น
ตน้ ดังนนั้ จึงไมค่ วรเสยี บขาของอุปกรณล์ กึ จนตวั อุปกรณต์ ิดกับแผงประกอบวงจร

3) ทาความสะอาดจุดที่จะบัดกรีให้สะอาด โดยอาจใช้ปลายมีดหรือกระดาษทรายขูด
ออก ใหบ้ ริเวณน้ันสะอาดปราศจากฝุ่นและคราบน้ามนั

4) เตรยี มหัวแร้ง โดยเสียบปลก๊ั ทิ้งไว้ให้หัวแร้งร้อนพอสมควร จากนั้นนาปลายหัวแร้ง
มาจท้ี ี่จดุ บดั กรนี านประมาณ 2-4 วินาที ตามขนาดของจุดที่จะบัดกรี เพ่ือให้ขาโลหะของอุปกรณ์เกิด
ความรอ้ น ข้อสาคัญคือ อย่าจี้นานเกินไป เพราะอาจทาให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดเสียหายได้
โดยเฉพาะอปุ กรณ์ประเภทไดโอด ทรานซิสเตอร์ และไอซี

5) นาตะกั่วมาจ้ีท่ีจุดบัดกรีทันที จนตะกั่วบัดกรีละลายประสานขาอุปกรณ์เข้ากับแผง
ประกอบวงจร โดยแชห่ วั แรง้ ไว้ราว 2 วินาทีกอ่ นนาออก งานบดั กรที ่ีดีสีของตะก่ัวจะดูแวววาว แต่หาก
พบวา่ สขี องตะกั่วที่จุดบัดกรีมีสีขุ่น ควรทาการบัดกรีใหม่ เพราะจะทาให้วงจรไม่แข็งแรง และอาจเกิด
ความเสียหายขณะใชง้ านได้ง่าย

40นกั พัฒนาระบบ

สมองกลฝังตัว

7. การใชง้ านเครอื่ งมอื วัดทางไฟฟา้
7.1 การใชง้ านเครื่องมอื วัดทางไฟฟา้ [11]
การเลอื กเครื่องมือวัดมาใช้งานมักจะข้ึนอยู่กับกระบวนการวัดที่จะดาเนินการ (ขึ้นอยู่

กับวา่ เราจะเอาไปวดั อะไร ) ถา้ จะให้แบ่งออกเป็นขน้ั เปน็ ตอนแล้ว สามารถแบ่งออกได้ 3 ขนั้ ตอนดังนี้
1) กาหนด ช่วง (Range) หรือขนาด (Magnitude) และความถูกต้อง (Accuracy)

ของคา่ ที่ตอ้ งการวดั แลว้ พจิ ารณาเคร่ืองมือที่เลือกว่ามชี ่วงการวดั ครอบคลมุ ช่วงท่ีตอ้ งการหรอื ไม่
2) พิจารณาความละเอียด (Resolution) เครื่องมือวัดควรแสดงผลการวัดได้

ละเอียดกว่าความละเอียดของคา่ ทตี่ อ้ งการ
3) สดุ ท้าย และเปน็ สิ่งที่สาคัญท่ีสุดคือ พิจารณาเลือกเคร่ืองมือท่ีมีค่าความถูกต้อง

และ(หรือ) ความไม่แน่นอนของการวัด (Uncertainty of Measurement) ท่ีเป็นไปตามเกณฑ์ยอมรับ
(Tolerance) หรอื ความถูกตอ้ งท่กี าหนดไว้ [10]

1.46 เคร่อื งมือวดั ทางไฟฟ้า [11]

41 นกั พฒั นาระบบ

สมองกลฝังตวั

7.1.1 ใช้งานเคร่อื งมือวัดเพอ่ื วัดค่าตามที่กาหนด
1) มลั ตมิ เิ ตอร์ (Multimeters) คือ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าท่ีสามารถวัดปริมาณไฟฟ้า

ได้หลายปริมาณ แต่ วัดได้ทีละปริมาณ โดยสามารถต้ังเป็นโวลท์มิเตอร์ แอมป์มิเตอร์ หรือ โอห์ม
มิเตอร์ และเลือกไฟฟ้ากระแสตรง (DC) หรือไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ได้ มัลติมิเตอร์บางชนิดมี
คุณสมบตั ิการวัดเพิ่มเตมิ เช่น วดั ค่าความจุ วดั ความถ่ี และทดสอบทรานซิสเตอร์ เป็นต้น

- การวดั ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรง
ปรับมัลติมิเตอร์ให้เป็นโวลท์มิเตอร์ก่อน โดยหมุนสวิทช์บนตัวมิเตอร์ ไปท่ีตาแหน่งช่วงการวัดความ
ต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรง (DCV) (หมายเลขอ้างอิง 7) ซึ่งมี 7 ช่วงการวัดคือ 0-0.1V, 0-0.5V,
0.2.5V, 0-10V, 0-50V, 0-250V, 0-1000V

หลกั การนามัลติมิเตอร์ ไปใช้ในการวัดความต่างศักย์
1. เลอื กตาแหน่งท่ตี ้องการวดั ความต่างศักย์ และตรวจสอบทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า
2. เสียบสายวดั มเิ ตอรส์ ีดาท่ีขว้ั ลบ (- COM) และสายวดั สีแดงท่ขี วั้ บวก (+) เขา้ กับมลั ติมิเตอร์
3. ตั้งช่วงการวัดให้สูงกว่าความต่างศักย์ของบริเวณน้ัน โดยหมุนสวิทช์การวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า
กระแสตรง (DCV)
4. นาสายวัดมิเตอร์ไปต่อขนานหรือต่อคร่อมวงจร โดยใช้หัววัดแตะกับจุดท่ีต้องการวัด และต้องให้
กระแสไฟฟา้ ไหลเข้าทางขั้วบวก (+) ของมลั ติมิเตอร์เสมอ ถ้าวัดสลับขั้วเข็มวัดจะ ออกจากวงจรทันที
จากน้นั ทาการสลับหัววัดใหถ้ กู ตอ้ ง

1.47 รปู แสดงการใชม้ ลั ติมิเตอรว์ ัดความตา่ งศักยไ์ ฟฟ้ากระแสตรง[11]

บรรณานกุ รม 42นักพัฒนาระบบ

สมองกลฝังตวั

[1] Tim J. Sobering. (2549). Guidelines for Drawing Schematics. [ออนไลน์]. จาก
https://www.k-state.edu/edl/docs/pubs/technical-resources/Technote8.pdf
สืบคน้ 22 เมษายน 2564

[2] fitrox.lnwshop. (2562). Datasheet??? สาคญั ไฉน???. [ออนไลน์].จาก
http://fitrox.lnwshop.com/article/24/datasheet. สบื ค้นเมอื่ 22 เมษายน 2564.

[3] duinomaker. (2564). ตอนที่ 1 แนะนาโปรแกรมออกแบบ PCB ออนไลน์ ด้วย EasyEDA
Designer. [ออนไลน์]. จาก https://www.duinomaker.com/article/.
สบื ค้นเมอื่ 22 เมษายน 2564.

[4] Tom.Ji42. (2561).สอนใช้ Arduino Atmega8 / Atmega328. [ออนไลน์]. จาก
https://tom.ji42.com/?p=22123. สืบค้นเมอ่ื 22 เมษายน 2564.

[5] EasyEDA. (2564). Export PCB in PDF/PNG/SVG. [ออนไลน์]. จาก
https://docs.easyeda.com/en/Export/Export-PCB/index.html.
สืบค้นเมื่อ 22 เมษายน 2564.

[6] EasyEDA. (2564). Export Schematics in PDF/PNG/SVG. [ออนไลน]์ . จาก
https://docs.easyeda.com/en/Export/Export-Schematic/index.html
สืบค้นเมือ่ 22 เมษายน 2564.

[7] EasyEDA. (2564). Generate Fabrication File Gerber. [ออนไลน์]. จาก
https://docs.easyeda.com/en/PCB/Gerber-Generate/index.html
สืบคน้ เม่ือ 22 เมษายน 2564.

[8] กรวฒั น์. (2552). วธิ เี ชค็ ลายขาดหรือic เสีย แบบงา่ ยๆ. [ออนไลน์]. จาก
http://rmutldoisaketnews.blogspot.com/2014/08/ic.html
สบื คน้ เม่อื 22 เมษายน 2564.

[9] [email protected]. (2556) การประกอบวงจรอิเล็กทรอนกิ ส์. [ออนไลน์]. จาก
https://sites.google.com/site/vivivit3/bth-thi-9-wngcr-xilekthrxniks-beuxng-tn
สบื ค้นเม่ือ 22 เมษายน 2564.

[10] ชาตรี กอรุ่งเรือง. (2555). การเลือกเครอ่ื งมือวดั (Selection of measuring instrument).
[ออนไลน์] จากhttps://sites.google.com/site/scicalservice/articles
/karleuxkkheruxngmuxwadSelectionofmeasuringinstrument
สบื ค้นเมอ่ื 22 เมษายน 2564.

[11] viset. (2557). คูม่ ือการใชม้ ัลติมิเตอร์(Multimeters). [ออนไลน์] จาก
https://bit.ly/2RUpQdZ สืบคน้ เมื่อ 22 เมษายน 2564.

อาชีพนักพัฒนา

ระบบสมองกลฝังตวั

คณะครศุ าสตรอ์ ุตสาหกรรมและเทคโนโลยมี หาวทิ ยาลัยเทคโนโลยรี าชมงคลศรวี ชิ ัย
ทุนอดุ หนุนการวจิ ัยจากสานักงานคณะกรรมการกองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตรว์ จิ ยั และนวัตกรรม
ประจาปงี บประมาณ 2564