การพฒนาเครองมอในการวดเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง และเวลาการเคลอนไหวของกลามเนอขาภายใตการจาลองสถานการณ ในการขบขรถยนต

โดย

นายชชาต ดวงหาญ

การคนควาอสระนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร ปการศกษา 2558

ลขสทธของมหาวทยาลยธรรมศาสตร

การพฒนาเครองมอในการวดเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง และเวลาการเคลอนไหวของกลามเนอขาภายใตการจาลองสถานการณ ในการขบขรถยนต

โดย

นายชชาต ดวงหาญ

การคนควาอสระนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร ปการศกษา 2558

ลขสทธของมหาวทยาลยธรรมศาสตร

DEVELOPING AN INSTRUMENT TO MEASURE HUMAN REACTION TIME AND MOVEMENT TIME OF THE LOWER LIMBS UNDER

A SIMULATION OF DRIVING SITUATION

BY

MR CHOOCHAT DUNGHARN

AN INDEPENDENT STUDY SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE

REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF ENGINEERING IN INDUSTRIAL DEVELOPMENT

DEPARTMENT OF INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING THAMMASAT UNIVERSITY

ACADEMIC YEAR 2015 COPYRIGHT OF THAMMASAT UNIVERSITY

(1)

หวขอการคนควาอสระ การพฒนาเครองมอในการวดเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง และเวลาการเคลอนไหวของกลามเนอขาภายใตการจาลองสถานการณ ในการขบขรถยนต

ชอผเขยน นายชชาต ดวงหาญ ชอปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา/คณะ/มหาวทยาลย สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร

อาจารยทปรกษาการคนควาอสระ ผชวยศาสตราจารย ดร. จรวรรณ คลอยภยนต ปการศกษา 2558

บทคดยอ

สมรรถภาพทางกายของบคคลมความสาคญอยางยงในการดาเนนกจกรรมตางๆ ใน

ชวตประจาวนของมนษย รวมทงกจกรรมทเสยงตออนตรายอยางเชน การขบรถ เวลาปฏกรยาในการตอบสนองและเวลาในการเคลอนไหวของรางกาย มความสาคญอยางมากตอสมรรถภาพของบคคล ปจจยทเกยวกบความเมอยลามหลายปจจยทเปนสาเหตใหเวลาปฏกรยาในการตอบสนองของแขนขาของคนคนขบรถชาลงและอาจทาใหเกดอบตเหตได จดประสงคของงานวจยนคอการสรางเครองมอในการวดคาเวลาปฏกรยาในการตอบสนองและเวลาในการเคลอนไหวของกลามเนอขาของคนขณะขบรถ โดยมการกระตนผานการมองเหน บนหนาจอคอมพวเตอร ทงขนาด และ สของเปาหมายในการกระตน สพนหลง สามารถตงคาใหแตกตางกนไดจงทาใหสามารถนามาประยกตใชในการทดสอบไดในหลายรปแบบ เครองมอนถกออกแบบมาเพอทาการวดเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง ตงแตผถกทดสอบเรมมองเหนการกระตนจากจอภาพจนกระทงทาการขยบเทาออกจากสวทชเทาคนเรง และวดเวลาในการเคลอนไหวของขา ตงแตขยบเทาออกจากสวทชเทาคนเรงมาเยยบสวทชเทาเบรก เครองมอทดสอบนมประโยชนอยางมาก ในการศกษาสมรรถภาพทางกายของมนษยและขดจากดในการทางานในภาวะทเสยง เชน การขบรถยนต เปนตน

คาสาคญ: เวลาปฏกรยาในการตอบสนอง; เวลาในการเคลอนไหว; การกระตนผานการมองเหน, ขบรถยนต

(2)

Independent Study Title DEVELOPING AN INSTRUMENT TO MEASURE HUMAN REACTION TIME AND MOVEMENT TIME OF THE LOWER LIMBS UNDER A SIMULATION OF DRIVING SITUATION

Author Mr. Choochat DungharnDegree Master of EngineeringDepartment/Faculty/University Industrial Development

Faculty of Engineering Thammasat University

Independent Study Advisor Asst. Prof. Dr. Jirawan Kloypayan Academic Years 2015

ABSTRACT

Human abilities are very important for performing many activities. Human

body reaction time and movement time are the key components of human abilities. Several factors related to physiological fatigue can increase reaction time and movement time of driver that may cause the accidents. The objective of this research was to develop an instrument for measuring a reaction time and a movement time of driver’s lower limbs. The visual stimuli with different color targets, backgrounds, and size could be set up in several situations to measure abilities of human reaction time and movement time. The instrument was designed to record this visual reaction time starting from the subject detected the color stimulus on the computer screen until the subject removed the leg from the accelerator foot pressure switch. Movement time of the leg, when the subject removed the leg from the accelerator foot switch and pressed on the brake foot pressure switch , was also recorded. This instrument would be very useful for learning human abilities and limitation to perform serious tasks such as driving.

Keywords: reaction time, movement time, visual stimuli, driving

(3)

กตตกรรมประกาศ

การคนควาอสระฉบบนสาเรจลงไดดวยไดรบความกรณาจาก ผชวยศาสตราจารย ดร. จรวรรณ คลอยภยนต และ ผชวยศาสตราจารย นรศ เจรญพร ซงทานไดใหคาแนะนา เสนอแนะแนวทางในการศกษาคนควาวจย ทาใหการคนควาอสระนเสรจสมบรณ

ผวจยขอขอบคณทานคณะกรรมการสอบ รองศาสตราจารย ดร. ศภชย สรพนธ และ รองศาสตราจารย ดร. ดนพนธ วสวรรณ ทรวมใหขอคดทเปนประโยชนตอการวจยน ทาใหงานวจยนมความสมบรณมากยงขน

นอกจากน ผวจยขอขอบคณบรษท แมกเนคอมพ พรซชน เทคโนโลย ท กรณาใหความเออเฟอ สถานทในการทดลองและเกบขอมลการทาวจยครงน

สดทายน ผวจยขอกราบขอบพระคณบดา มารดา และทกคนในครอบครว รวมถงเพอนทคอยชวยเหลอและใหกาลงใจแกผวจยเสมอมา และผวจยคาดหวงวา การคนควาอสระฉบบน จะเปนประโยชนตอผทตองการ ศกษา เพอนาไปประยกตใชในการปรบปรงตอไป

นายชชาต ดวงหาญ

(4)

สารบญ หนา

บทคดยอภาษาไทย (1)

บทคดยอภาษาองกฤษ (2)

กตตกรรมประกาศ (3)

สารบญตาราง (8)

สารบญภาพ (9) รายการสญลกษณและคายอ (12)

บทท 1 บทนา 1

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงค 1 1.3 ขอบเขตของงานวจย 2 1.4 ขนตอนในการทาวจย 2

บทท 2 วรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ 3

2.1 การรบรและการตอบสนอง 3 2.2 เวลาปฏกรยาตอบสนอง 4

2.2.1 ชนดของเวลาปฏกรยาตอบสนอง 4 2.2.2 ปจจยตางๆ ในเวลาปฏกรยาตอบสนอง 6

2.3 การตอบสนองตอการมองเหน 7

(5)

2.4 การแนวทางในทดลองการสนองตอการมองเหน 11 2.4.1 รปรางของวตถ 11 2.4.2 ลกษณะการวางของวตถ 11 2.4.3 ทศทางการวางวตถ 12 2.4.4 ระยะของวตถ 12 2.4.5 ขนาดของวตถ 13 2.4.6 พลงงานสเปกตรมของแสง 14 2.4.7 ความเขมของแสงแวดลอม 15

2.5 ความเมอยลา 18 2.5.1 สาเหตของความเมอยลาในการทางาน 18 2.5.2 ผลกระทบของความเมอยลา 19

2.6 เวลาปฏกรยาตอบสนองกบการขบขรถยนต 19 2.6.1 เวลาทผตอบสนองรบรถงสงทมากระทบและทาการตดสนใจ 19 2.6.2 เวลาในการเคลอนท 20 2.6.3 เวลาในการตอบสนองของรถ 20 2.6.4 การศกษาเวลาในการตอบสนองของเบรก 21

2.7 รปแบบทวไปในการทดสอบการตอบสนอง 24 2.7.1 การทดสอบแบบงาย 24 2.7.2 เครองมอทดสอบทมจาหนายในทองตลาด 25 2.7.3 เครองมอทาการออกแบบตามลกษณะการทดลอง 27

2.8 การแจกแจงแบบปกต และการแจกแจงแบบท (T – Distribution) 29 2.9 การทดสอบสมมตฐาน 31

2.9.1 การตงสมมตฐาน 31 2.9.2 การทดสอบสมมตฐาน 34 2.9.3 ขนตอนการทดสอบสมมตฐาน 35 2.9.4 การทดสอบสมมตฐานคาเฉลยของประชากรเดยว 35

2.10 การประเมนคณสมบตดานไบอส (Bias) การประเมนการประเมนคณสมบต 37 ทางดานเสถยรภาพ (Stability) และการประเมนคณสมบตทางเสนตรง (linearity) ของเครองมอการประเมนผลคณสมบตดานไบอส

(6)

2.10.1 คาไบอส 37 2.10.2 การประเมนคณสมบตทางดานเสถยรภาพ 37 2.10.3 การประเมนคณสมบตทางเสนตรง 39

บทท 3 วธการวจย 42

3.1 หลกการทางานของเครองมอทดสอบปฎกรยาตอบสนองสาหรบผขบขรถยนต 42

3.1.1 ขนตอนการทางานของโปรแกรม Reaction Time Tester 44 3.1.2 การทางานของปมตางๆ 45

3.2 การออกแบบกลองวดเวลา 47 3.2.1 ขนตอนการทางานของกลองวดเวลา 49

3.3 ทฎษฎพนฐานการในการออกแบบกลองวดเวลา 49 3.3.1 ไมโครคอนโทลเลอร 50 3.3.2 การสอสารอนกรม 56 3.3.3 อปกรณเชอมตอทางแสง 63 3.3.4 สวตช 67

3.4 การประกอบกลองจบเวลา 68

บทท 4 ผลการวจยและอภปรายผล 71

4.1 การประเมนคณสมบตดานไบอสและประเมนสเถยรภาพของเวลาตอบสนอง 71 4.2 การประเมนคณสมบตดานไบอสและประเมนสเถยรภาพของคาเวลาในการ 75

เคลอนท 4.3 การประเมนคณสมบตทางเสนตรงของเวลาตอบสนอง 78 4.4 การประเมนคณสมบตทางเสนตรงของวดเวลาในการเคลอนท 80 4.5 การทดสอบการใชงานเครองมอทดสอบปฎกรยาการตอบสนองสาหรบ 82

ผขบขรถยนต

บทท 5 สรปผลขอเสนอแนะ 88

(7)

5.1 สรปผล 88 5.2 ขอเสนอแนะ 88

รายการอางอง 89

ภาคผนวก

ภาคผนวก ก การปรบบอรด ET-OPTO DC-IN4 92 ภาคผนวก ข การใชงานโปรแกรม AVR Studio 4 98 ภาคผนวก ค การโหลดขอมลลงในไมโครคอนโทลเลอร 102 ภาคผนวก ง คาคงทสาหรบแผนภมควบคมความผนแปร 106 ภาคผนวก จ ตารางคา F ความนาจะเปน 0.05 107

ประวตผเขยน 109

(8)

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 การศกษาเวลาในการตอบสนองของเบรก (Brake reaction time) และเครองมอ 21

ในการทดสอบ 2.2 การตงสมมตฐาน สถตทใชในการทดสอบ และบรเวณวกฤต 36 2.3 ANOVA ทดสอบความมนยยะสาคญของตวแปรแบบเชงเสนตรง 40 4.1 ขอมล Response time ทวดไดในยาน 300 มลลวนาท 73 4.2 ขอมล Movement time ทวดไดในยาน 300 มลลวนาท 76 4.3 คาททาการทดสอบ Response time ในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท 79 4.4 คาททาการทดสอบ Movement time ในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท 81 4.5 ผลการทดสอบจากผถกทดสอบ 8 คน 84

(9)

สารบญภาพ

ภาพท หนา 2.1 ขนตอนในการตอบสนองของมนษย 3 2.2 กระบวนการของการตอบสนองแบบพนฐาน 4 2.3 กระบวนการของการตอบสนองแบบแบงแยก 5 2.4 กระบวนการของการตอบสนองแบบทางเลอก 5 2.5 โครงสรางของดวงตา 8 2.6 มมมองแนวนอน 9 2.7 มมมองแนวตง 9 2.8 ระดบการมองและการจดพนททางานขณะ 10 2.9 ระดบการมองจากพนททางานขณะยน 10

2.10 เมอแสงทมาจากดานนอกของดวงตาผานเลนสมาตกกระทบทเรตนา 11 2.11 ลกษณะการวางของวตถในการทดลองระนาบ Fronto parallel plane 12 2.12 ลกษณะการวางของวตถในการทดลองในแนวตง 13 2.13 สเปกตรมของแสงไดเมอแสงสองผานปรซม 14 2.14 แสงและสของแสงทความยาวคลนตางๆ 15 2.15 ผลการทดลองระยะในการเบรก 21 2.16 การทดสอบการตอบสนองอยางงายโดยการใชไมบรรทด 25 2.17 โปรแกมไดเรคอารท (DirectRT) ของบรษท Medialab 26 2.18 การทดสอบปฏกรยาของกรมขนสงทางบก 26 2.19 เครองทดสอบ RT-2s Brake Reaction time ผลตโดย Therapy Products, Inc 27 2.20 เครองวดการตอบสนองฝมอคนไทยผลงาน ภาควชาคอมพวเตอรศกษา

คณะครศาสตรอตสาหกรรมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ 28

2.21 PATROLSIM™LAW ENFORCEMENT TRAINING SIMULATOR ของบรษท L-3 D.P. Associates

28

2.22 กราฟการแจกแจงแบบปกตทมคาเฉลยเทากนความแปรปรวนตางกน 30 2.23 การทดสมมตฐานทางเดยวและการทดสอบสมมตฐานสองทาง 32 2.24 บรเวณปฏเสธ และบรเวณไมปฏเสธ 32 2.25 ตวอยางภาพแผนภมเอก - อาร 39

(10)

3.1 แผนผงการทางานของโปรแกม Reaction time tester 43 3.2 ลกษณะของโปรแกรมทเขยนเรยบรอยแลว 44 3.3 หนาจอสาหรบกาหนดคาพารามเตอรตาง 45 3.4 หนาจอรองทาหนาทในการกระตนทางสายตา 46 3.5 แผนผงการทางานของกลองวดเวลา 48 3.6 ลกษณะภายนอกของไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535 แบบ DIP 51 3.7 ตาแหนงขาของไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535 51 3.8 โครงสรางภายในของรไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535 52 3.9 บอรด AVR ไมโครคอนโทรลเลอร CP-AVR V3.0 ผลตโดยบรษท ETT 53

3.10 การตอวงจรไมโครคอนโทลเลอรของบอรด CP-AVR V3.0 54 3.11 การตอวงจรในสวนของการตดตอสอสารแบบ RS232 บอรด CP-AVR V3.0 54 3.12 พอรต I/O ขนาด 34 ขาของบอรด CP-AVR V3.0 55 3.13 ขวตอสญญาณ RS-232 ของบอรด CP-AVR V3.0 56 3.14 การสอสารทางเดยว (Simplex) 57 3.15 การสอสารสองทาง (Half-duplex) 57 3.16 การสอสารสองทาง (Full-duplex) 57 3.17 การรบสงขอมลแบบซงโครนส (Synchronous) 58 3.18 การรบสงขอมลแบบอะซงโครนส (Asynchronous) 58 3.19 ระดบแรงดนในมาตรฐาน RS-232C 60 3.20 การจดขา ของคอนเนกเตอร อนกรมแบบ DB9 61 3.21 การเชอมตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ Null modem 62 3.22 การตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ 3 เสน 62 3.23 อปกรณ แปลงจาก USB Port เปน Serial Port 63 3.24 ตวอยางอปกรณเชอมตอทางแสงทใชตวถงแบบตางๆ 64 3.25 สญลกษณทางไฟฟาและตวถงของแสง ออปโตคปเปลอรเบอร 4N35 แบบ 6 ขา 64 3.26 วงจรใชงานออปโตคปเปลอรเบองตน 65 3.27 บอรดออปโตคปเปลอรเอนกประสงค ET-OPTO DC-IN4 66 3.28 วงจรบอรดออปโตคปเปลอรเอนกประสงค ET-OPTO DC-IN4 66 3.29 สญลกษณของสวตซแบบตางๆ 67 3.30 รปรางและสญลกษณของสวตซแบบเทาเหยยบ (Foot Switch) 68

(11)

3.31 วงจรบอรด AVR ไมโครคอนโทรลเลอร CP-AVR V3.0 และสวนทตอเพม 68 3.32 วงจรสวนทตอเพม 69 3.33 วงจรภายในกลองจบเวลา 69 3.34 เครองททาการประกอบเรยบรอย 70 3.35 เครองททาการประกอบเรยบรอยแลว 70 4.1 การวดสญญาณนาฬกาจากขวตอเพอการทดสอบ (Test Point) 72 4.2 การวดรปสญญาณนาฬกาดวยออสซลโลสโคบ 72 4.3 X-bar control chart ของ Response time โดยใชโปรแกรม Minitab 74 4.4 R control chart ของ Response time โดยใชโปรแกรม Minitab 74 4.5 ผลการทดสอบ 1-sample z test ของ Response time จาก Minitab 75 4.6 X-bar control chat ของ Movement time โดยใชโปรแกรม Minitab 77 4.7 R control chat ของ Movement time จากโดยใชโปรแกรม Minitab 77 4.8 ผลการทดสอบ 1-sample z test ของ Movement time จาก Minitab 78 4.9 การทดสอบเครองวดเวลาในการตอบสนอง 83

4.10 การวางเทาในขณะททาการทดสอบ 83 4.11 เมอนาขอมลมาทดสอบมาทดสอบโดยบลอกพลอต (Block plot) 85 4.12 ฮสโตรแกรมของคาเวลาตอบสนอง (Response time) จากการทดสอบโดยใช

ตวกระตนเสนผานศนยกลาง 10 เซนตเมตร 85

4.13 ฮสโตรแกรมของคาเวลาตอบสนอง (Response time) จากการทดสอบโดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20 เซนตเมตร

86

4.14 ผลการทดสอบ 2-sampleT จากโปรแกรมมนแทป 87

(12)

รายการสญลกษณและคายอ

สญลกษณ/คายอ คาเตม/คาจากดความ

DC CPU cm ms sec ic

Direct Current Central Processing unit Centimeter Millisecond Second Integrated Circuit

1

บทท 1 บทนา

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา

สมรรถภาพทางกายของบคคล เปนสงทมความสาคญอยางมากในการดาเนนชวตแตละ

วน ซงสมรรถภาพทางกายนนประกอบดวยกนหลายสวน อาทเชน ทกษะทางกาย ความสามารถในการเคลอนไหวเปนตนโดยองคประกอบหลกอยางหนงของสมรรถภาพทางกายนนเรยกวา เวลาปฏกรยา ตอบสนอง หมายถง ความสามารถของบคคลในการตอบสนองตอสงเราหนงๆ ดวยการกระทาหนงๆ โดยการมเวลาปฏกรยาตอบสนองทเรวนนจะมประโยชนอยางมากตอการเลนกฬา รวมทงเหตการณทวไปและเหตการณฉกเฉนทตองการการตดสนใจทรวดเรว ดงนน การทดสอบเพอวดและพฒนาสมรรถภาพทางกายดาน เวลาปฏกรยาตอบสนอง (Reaction Time) จงเปนสงสาคญโดยเฉพาะในการทดสอบปฏกรยาตอบสนองในขบขรถยนต

ในการวจยสนใจในเรองของการสรางเครองมอในการทดสอบปฏกรยาตอบสนอง สาหรบผทขบขรถยนตวามความสามารถในการตอบสนองดพอหรอไม โดยเปนเครองมอทดสอบทใชระบบคอมพวเตอรควบคม มการกระตนทางสายตา (Visual stimulus) ผานทางจอมอนเตอร และทาการวดเวลาปฏกรยาตอบสนองโดยใชไมโครคอนโทลเลอร และมการรายงานผลการทดสอบผานทางคอมพวเตอร การออกแบบนนจะทาการทดสอบทงการตอบสนองของขาโดยการจาลองใหเหมอนการขบรถใหมากทสดเพอความแมนยาในการทดสอบ

1.2 วตถประสงค

1.2.1 เพอศกษาและสรางอปกรณในการทดสอบการวดคาเวลาปฏกรยาในการ

ตอบสนองผานทางสายตา (Visual reaction time) ในการขบขรถยนต 1.2.2 เพ อศ กษ าการป ระย ก ต ก าร ใช งาน ระบบ ไม โค รคอน โทล เลอร และ

ไมโครคอมพวเตอรในการวดคาเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง

2

1.3 ขอบเขตของงานวจย

1.3.1 คนหาขอมลอางองเกยวกบระบบทดสอบเวลาปฏกรยาตอบสนองและทาการออกแบบใหเหมาะสมในการวดการตอบสนองของในการขบขรถยนต

1.3.2 ทาการศกษาและออกแบบและสรางระบบซงควบคมโดไมโครคอนโทรลเลอรและคอมพวเตอรและระบบกลไก

1.3.3 ทาการวดเปรยบเทยบเครองททาการสรางเสรจกบเครองจบเวลามาตรฐาน และวเคราะหความสามารถในการวดเวลาปฏกรยาโดยเบองตน 1.4 ขนตอนในการทาวจย

1.4.1 ทาการศกษาทฤษฎ และงานวจยเกยวกบเวลาปฏกรยาตอบสนอง เพอทาการประยกตออกแบบรปแบบทเหมาะสมในการทดสอบปฏกรยาตอบสนองในการขบรถยนต

1.4.2 ทาการศกษาหลกการทางานของไมโครคอนโทลเลอรและการเขยนโปรแกรมคอมพวเตอรและของรปแบบของกลไกและทาการออกแบบเครองวดเวลาปฏกรยาตอบสนอง

1.4.3 ทาการประกอบเครองวดเวลาปฏกรยาตอบสนองทาการทดสอบเบองตนและการปรบปรงแกไข

1.4.4 ทาการวดเปรยบเทยบเครองททาการสรางเสรจกบเครองจบเวลามาตรฐาน และวเคราะหความสามารถของเวลาการวดเวลาปฏกรยาโดยเบองตน

1.4.5 ทาการสรปผลการทดลอง 1.4.6 การสงงานวจยฉบบสมบรณ จากงานวจยเครองวดเวลาปฏกรยาตอบสนอง ในการขบขนสามารถนาไปใชประโยชนใน

กรณยขององคกรทตองการทดสอบคาเวลาปฏกรยาตอบสนอง (Reaction Time) ในการเหยยบเบรกของพนกงานขบรถเปนประจา และสามารถนาไปตอยอดงานวจยอนได

3

บทท 2 วรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ

2.1 การรบรและการตอบสนอง

กจกรรมตาง ๆ ของสงมชวตเกดจากการประสานการทางานของระบบอวยวะตาง ๆ เพอรกษาใหรางกาย อยในสภาพสมดล การทางานของระบบตาง ๆ เกดขนเพอสนองตอบการรบรจากสงเรา (Stimulus) ตาง ๆ ไมวา จะเปนการเปลยนแปลงของสงแวดลอมภายในหรอจากภายนอกของรางกาย การตอบสนองตอสงเรา อาศยการทางานของระบบ 2 ระบบ คอ ระบบประสาท (Nervous System) และ ระบบตอมไรทอ (Endocrine System) โดยระบบประสาทจะควบคมการตอบสนองทเกดขนและสนสดลงอยางรวดเรว ยกตวอยางเชน การหดตวของกลามเนอททาใหเกดการเคลอนไหวอยางรวดเรว ในขณะทระบบตอมไรทอจะควบคมการตอบสนองทเกดขนชาแตมผลตอเนองในระยะเวลาทยาวนาน เชน การเจรญของเซลลไขในรงไข แตอยางไรกตาม ถงแมวาทงสองระบบจะทางานแตกตางกน แตกทางานสมพนธกน เรยกวา ระบบประสานงาน (Co-Ordinating System)

ภาพท 2.1 ขนตอนในการตอบสนองของมนษย

4

วงจรการทางานของระบบประสาท (Nervous System) ประกอบดวยหนวยรบขอมลคออวยวะรบสมผส (Receptor) ตางๆ เชน ห ตา จมก ผวหนง ไดรบการกระตนจากสงเรา(Stimulus) จากภายนอกเมอไดรบการกระตนแลวหนวยรบความรสกจะสงกระแสประสาทมายงเซลลประสาทรบความรสก (Sensory Neuron) กจะสงกระแสประสาทมายงเซลลประสาทประสานงานในสมองหรอในไขสนหลง เพอทาการตดสนใจในการตอบสนองหรอไมตอบสนอง เมอสมองตดสนใจทาการตอบสนองสมองจะทาการสงกระแสประสาทไปยงเซลลประสาทสงการ (Motor Neuron) เซลลประสาทสงการจะสงกระแสประสาทไปยงหนวยปฏบตงาน (Effector) ซงกคอกลามเนอเพอทาการตอบสนอง (Response) ตอไป 2.2 เวลาปฏกรยาตอบสนอง (Reaction Time)

2.2.1 เวลาป ฏ กรยาตอบสนอง (Reaction Time) เวลาปฏก รยาตอบสนอง (Reaction Time) หรอ RT ซงหมายถง ระยะเวลาทรางกายใชในการตอบสนองตอสงเราหนงๆ (Stimulus) ดวยการตอบสนอง (Response) อยางใดอยางหนง โดยนกจตรศาสตรไดแบง เวลาปฏกรยาตอบสนองเปน 3 ชนด (Luce, 1986; Welford, 1980) ไดแก

2.2.1.1 เวลาปฏกรยาตอบสนองแบบพนฐาน (Simple reaction time) เปนการวดเวลาตอบสนองแบบพนฐาน โดยมการกระตน 1 รปแบบและการตอบสนอง 1 รปแบบเทานน ดงภาพท 2.2

ภาพท 2.2 กระบวนการของการตอบสนองแบบพนฐาน

5

2.2.1.2 เวลาปฏกรยาตอบสนองแบบแบงแยก (Recognition reaction time) มอกชอหนงกคอ Go and No-Go ซงเปนการวดเวลาตอบสนองเมอมการกระตน 2 รปแบบ โดยมการกระตน 1 แบบ (memory set) เทานนทผทดสอบจะตองตดสนใจตอบสนอง สวนการกระตนอกแบบ หนง (Distractor set) ผทดสอบจะตองไมตอบสนอง ดงนนการทดสอบชนดนจะมการตดสนใจเขามาเกยวของดวย ดงภาพท 2.3

ภาพท 2.3 กระบวนการของการตอบสนองแบบแบงแยก

2.2.1.3 เวลาปฏกรยาตอบสนองแบบทางเลอก (Choice reaction time) ใน

การทดสอบชนดนรปแบบการกระตนนนจะมมากกวา 2 ชนดขนไป และจะมรปแบบการตอบสนองประจาการกระตนในแตละลกษณะ ซงการทดสอบลกษณะนจะมความซบซอนมากทสดในสามแบบเพราะผทดสอบนนจะตองวเคราะหการกระตนนน เลอกรปแบบการตอบสนองจากความจาของตน และลงมอตอบสนอง ยกตวอยางการทดสอบ เชน การเลนเกมตตวตนซงจะมการสมการดนตวออกมา ใหผทดสอบจองเลอกตใหถกตาแหนง มหลกการดงภาพท 2.4

ภาพท 2.4 กระบวนการของการตอบสนองแบบทางเลอก

6

2.2.2 ปจจยตางๆ ในเวลาปฏกรยาตอบสนอง 2.2.2.1 ความซบซอนการตอบสนอง นนขนตรงกบความเรวในการประมวลผล

เพอตดสนใจตอบสนอง ความเรวในการตอบสนองจะเรวทสดเมอเปนการตอบสนองแบบพนฐาน ทมการตอบสนองทแนนอน และรองลงมา คอ การตอบสนองแบบแบงแยก ซงตองตดสนใจและตามดวยการตอบสนองแบบทางเลอกซงตองรปแบบการตอบสนอง และเลอกทาการตอบสนองนนๆ โดยในการตอบสนองแบบทางเลอกยงมรปแบบ ปจจย และความซบซอนของการกระตน มากขนเวลาปฏกรยาตอบสนองกจะใชเวลานานขน

ในการทดลองของ Tejas (2013) โดยทดสอบเวลาปฏกรยาตอบสนองตอ เสยง(Auditory reaction Times) ใชผทดสอบ 50 คน และใชเครอง 653 MP (Reaction time apparatus) ของบรษท อนโค คมปาน (Inco company) ไดผลวาคาเวลาปฏกรยาตอบสนองตอเสยงแบบพนฐานเฉลยเทากบ 0.15818±0.02414 วนาท ซงนอยกวาคาเวลาปฏกรยาตอบสนองแบบทางเลอกทมคาเวลาเฉลยเทากบ 0.31018±0.06847 วนาท สอดคลองกบการทดลองของ Kaia Ritesh M (2012) ททาการทดลองการตอบสนองตอแสง (Visual reaction time) ใชผทดสอบ 50 คน และใช เคร อ ง 653 MP (reaction time apparatus) ของบ รษ ท อน โค คมปาน (Inco company) ไดผลวา คาเวลาปฏกรยาตอบสนองแบบพนฐานเฉลยเทากบ 0.16590±0.02685 วนาทซงนอยกวาสนองแบบทางเลอก(Choice reaction time) ท มคาเวลาปฏกรยาตอบสนองเฉลยเทากบ 0.30868±0.07499 วนาท

2.2.2.2 ชนดของตวกระตน (Stimulus) การกระตนนนจะใชสมผสพนฐานของมนษย เชน การมองเหน การไดยน การรบรส ความเจบปวด และการรสกถงอณหภมทเปลยนแปลงเปนตน แตในการทดลองสวนมากมกจะใช แสง หรอเสยงในการทดสอบ โดยมนษยนนจะตอบสนองตอสงเราแตละชนดดวยความเรวทไมเทากน จากการทดสอบจะตอบสนองตอเสยง (Auditory reaction Times) ไดเรวกวาตอแสง (Visual reaction times) จากการศกษาของ Jose Shelton (2010) โดยใชโปรแกมไดเรคอารท (DireactRT) ของบรษทมเดยแลป (Medialab) โดยใหผทดสอบกดปมสเปสบาร (Space bar) เมอเหนแถบสเหลองปรากฏบนจอมอนเตอรในการทดสอบการตอบสนองตอแสง และใหใหผทดสอบกดปมสเปสบาร (Space bar) เมอไดยนเสยงปปจากลาโพงในการทดสอบการตอบสนองตอเสยง พบวาคาเวลาปฏกรยาตอบสนองตอเสยงเฉลยเทากบ 0.284 วนาทและเวลาปฏกรยาตอบสนองตอแสงเฉลยเทากบ 0.331 วนาท

ในการทดลองของ Annie W.Y. Ng (2012) ในการตอบสนองของนวมอตอการกระตนดวยแสงการกระตนดวยเสยงและการกระตนทางผวสมผส (Tactile Modality Stimulate) โดยใช โปรแกรมวชวลเบสก 6 (Visual Basic 6.0) บนคอมพวเตอร (ASUS Eee PC 4G) โดยทาการ

7

ตดตออปกรณในการตอบสนองผานทางยเอสบ (USB Port) ไดผลวาการตอบสนองตอทางผวสมผส จะสนกวาการตอบสนองตอเสยง 28% และจะสนกวาการตอบสนองดวยแสง 34% การตอบสนองดวยเสยง จะสนกวาการตอบสนองดวยแสง 5%

2.2.2.3 ความเขมของตวกระตนในตวกระตนทชดเจนกวา ผทดสอบนนมกจะตอบสนองไดดและเรวกวาตวกระตนทมความชดเจนนอยโดยปจจยของความเขมหรอความชดเจนของตวกระตนจะประกอบดวย ระยะเวลาคงอยของตวกระตน และขนาดของตวกระตน เชน ความเขมและขนาดแสง หรอความดงของเสยง ทผทดสอบไดรบร

2.2.2.4 การเคลอนไหวและการทางานของกลามเนอ ตอรปแบบการตอบสนอง ตอสงเราในแตละรปแบบทตางกนยอมใชเวลาในการกระทาไมเทากน เวลาในการกระทาสวนนเปนขนตอนถดมาจากการวเคราะหเพอเลอกการกระทาเสรจสนแลว เรยกวา เวลาในการเคลอนไหว (Movement time) ซงยงรปแบบการตอบสนองยากขน หรอใชการเคลอนไหวรางกายมากขน เวลาทใชนนยอมมากขนเชนกน แตอยางไรกตาม ไมวารปการตอบสนองจะเปนรปแบบใด ผทดสอบทตอบสนองไวตอการทดสอบชนดหนง มแนวโนมทเวลาปฏกรยาจะเรวเชนกนในการทดสอบอน เมอเทยบกบผทดสอบทมเวลาปฏกรยาตอบสนองชากวาในการทดสอบแบบเดยวกน

2.2.2.5 ปจจยในสวนของผทดสอบ เวลาปฏกรยาตอบสนองของบคคลนนจะมปจจยหลายอยางเปนตวกาหนด โดยปจจยสวนของผทดสอบเมอรปแบบการทดสอบตายตวนนมตวอยาง ไดแก เพศ วย ความถนดในการตอบสนอง ทกษะการเคลอนท การถนดซายหรอขวา อารมณของผทดสอบ ความเครยด ความกงวล ความลา การซอม ความเคยชน โรค และความผดปกตทงทางรางกายและจตใจ ในการทดสอบการตอบสนองตอแสงของ Badwe (2012) โดยการใหผทดสอบทาการใชนวช กดปมของเครองทดสอบททาแบบงายเมอเหนแสงไฟสวางขน พบวา ผชายเวลาในการตอบสนองนวชขวาเฉลยประมาณ 145.05 มลลวนาท นวชซายเฉลยประมาณ 167.03 มลลวนาท ผหญงเวลาในการตอบสนองนวชขวาเฉลยประมาณ 165.39 มลลวนาท นวชซายเฉลยประมาณ 171.54 มลลวนาท

2.3 การตอบสนองตอการมองเหน (Visual reaction)

แสงเปนปจจยหลกในการมองเหน คณลกษณะของแสงนนจะแสดงตวเปนทงคลนทสามารถกระจายออกจากตนกาเนดแสง และแสดงตวในรปของพลงงานทเรยกวาพลงงานโฟตรอน แสงเดนทางเปนเสนตรงแตเมอตกระทบวตถทมคณสมบตในการสะทอนแสงจะทาใหแสงเปลยนทศทางไดการมองเหนวตถเกดจากการทแสงไปตกกระทบสงตางๆ แลวเกดการสะทอนเขาสตาเรา

8

และผานเขามาในลกตาไปทาใหเกดภาพบนจอ (Retina) ทอยดานหลงของลกตา ขอมลของวตถทมองเหนจะสงขนไปสสมองตามเสนประสาท (Optic nerve) สมองจะแปลขอมลเปนภาพของวตถนนแลวสงไปยงสมองผานทางเซลลประสาทรบความรสก (Sensory Neuron)

ภาพท 2.5 โครงสรางของดวงตา ทมา: http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/100/2/eye.htm

การมองเหนภาพส (Colour vision) ความสามารถของตาในการรบและแยกแสงความ

ยาวคลนตางๆ ไดทาใหมนษยมองเหนแถบสตางๆ ทสามารถมองเหนได (Visible spectrum) เนองมาจากวตถในวตถตางๆ นนมความสามารถในการดดซมแสงในชวงความยาวคลนไดตาง ๆ กน แสงในชวงความยาวคลนทไมถกดดซมโดยวตถนนๆ กจะสะทอนออกมากระตนเซลลรบแสงรปกรวย (Cone cells) ในจาก 3 ชนด ซงมความไวตอแสงสนาเงน เขยว และแดง การทมนษยสามารถแยกแยะสชนดตางๆ ไดนน เกดจากเซลลรบแสงรปกรวยแตละชนดถกกระตนดวยอตราสวนทตาง ๆ กน สวนอาการตาบอดส (Colour blindness) เกดจากการทคนมความผดปกตของการแยกส ซงอาจเกดจากการทมเซลลรบแสงรปกรวยไมครบ 3 ชนด หรออาจขาดชนดใดชนดหนง หรอหากมครบ 3 ชนดเกดจากการทคนมความผดปกตของการแยกส ซงอาจเกดจากการทมเซลลรบแสงรปกรวยครบ 3ชนดแตการทางานของเซลลรบแสงรปกรวยชนดใดชนดหนงไมทางานเรยกวาการแยกสบกพรอง(Colour weakness)

สมรรถนะในการมองเหนของมนษย (ธวชชานนท สปปภากล, 2548) ในแนวนอนของตาแตละขางประมาณ 62 องศาและมมในการอานตวอกษรประมาณ 10 - 20 องศาสวนระยะในการมองเหนของตาทงขางซายและขางขวาประมาณ 94 -104 องศา ในแนวตงในการมองเหนภาพดานบนประมาณ 50 องศา ดานลางประมาณ 70 องศา ขณะเดยวกนจะมแนวสายตาในระดบยนประมาณ 10 องศา และในระดบนงประมาณ 15 องศาดงรปท 2.6 และ 2.7

9

ภาพท 2.6 มมมองแนวนอน ทมา : Panero and Zelnik , 1979 : 287

ภาพท 2.7 มมมองแนวตง ทมา : Panero and Zelnik , 1979 : 287

10

ภาพท 2.8 ระดบการมองและการจดพนททางานขณะ ทมา : Panero and Zelnik , 1979 : 291

ภาพท 2.9 ระดบการมองจากพนททางานขณะยน ทมา : Panero and Zelnik , 1979 : 290

โดยปรกตเลนสตา (Cornea) จะสามารถหกเหแสงและสามารถรวมแสงเพอทจะใหแสงทมาจากดานนอกของดวงตาผานเลนสมาตกกระทบทเรตนา (Retina) เปนจดเดยวเราจะสามารถกาหนดจดตกกระทบภายในเรตนาโดยการลากเสนตรงจากวตถผานตรงจดกลางเลนส (Nodal point)และมาตกระทบยงเรตนาดงรปโดยจดกลางเลนส (Nodal point) จะอยหางจากกระจกตา (Cornea) ประมาณ 7 มลลเมตร

11

ภาพท 2.10 เมอแสงทมาจากดานนอกของดวงตาผานเลนสมาตกกระทบทเรตนา ทมา: http://instruct.uwo.ca/anatomy/530/530notes.htm

2.4 การแนวทางในทดลองการตอบสนองตอการมองเหน

ในการทดลองการตอบสนองตอการมองเหนนนจะกาหนดวตถทนามากระตนโดกาหนดขนาด รปรางของวตถ (Shape) ลกษณะการวางของวตถ (Orientation) ทศทางการวางวตถ (Direction) ระยะของวตถ (Distance) ขนาดของวตถ พลงงานสเปกตรมของแสง ความเขมของแสงแวดลอม และระยะเวลาในการกระตน (Duration) (John M. Foley, UC Santa Barbara)

2.4.1 รปรางของวตถ (Shape) สวนมากในการทดสองจะใชรปรางแบบงาย เชน รปวงกลม และรปสเหลยม

เพราะงายในการกาหนดขนาด ถาเลอกรปแบบทซบซอนจะทาใหยากตอการกาหนดขนาดใชเปนรปภาพจะงายกวา

2.4.2 ลกษณะการวางของวตถ (Orientation) ในการทดลองจะทาการวางวตถในแนวขนานกบจดกลางเลนส (Nodal point)

ของตาทงสองขางเรยกวาระนาบ Fronto parallel plane

12

ภาพท 2.11 ลกษณะการวางของวตถในการทดลองระนาบ Fronto parallel plane

ทมา: Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara

2.4.3 ทศทางการวางวตถ (Direction) ในการทดลองจะทาการวางวตถในการกระตนไวดานหนาของผทดสอบโดยททศ

ทางการวางจะตองอยตรงกลางและอยระยะมมมองทสามารถแยกแยะความแตกตางของส (Color discrimination) โดยจะเทากบ 30 องศาไปทางดานซายและ 30 องศาไปทางดานขวาวดจากเสน Standard line of Sight ทางดานแนวนอนเทากบ 30 องศาไปทางดานบนและ 35 องศาไปทางดานลางวดจากเสน Standard line of Sight ทางดานแนวตง และสามารถหามมไดจากสตร (Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara)

(2.1)

(2.2)

เมอ S คอ ระยะของวตถในแนว Fronto parallel plane D คอ ระยะของวตถในแนว Standard line of Sight แนวนอน Ø คอ มมของสายตา

ทมา: Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara

2.4.4 ระยะของวตถ (Distance) ในการกาหนดระยะของวตถตองหางจากกระจกตามากกวา 20 เซนตเมตร โดยวด

ในระยะทตงฉากระหวางจด Fronto parallel plane มายงจดกงกลาง (Midpoint) ถาหากกาหนด

13

ระยะของวตถนอยกวา 20 เซนตเมตร จะทาใหเกดความผดพลาดไดเนองจากขอจากดของระยะสายตา

2.4.5 ขนาดของวตถ (Size) ในการกาหนดขนาดของวตถนนจะกาหนดเปนขนาดของวตถทปรากฏในดวงตา

แทนการกาหนดจากขนาดของวตถภายนอก เพราะฉะนนการกาหนดขนาดของวตถตองกาหนดเปนมม โดยในการคานวณจะอนมานวาวตถอยตรงระนาบ Fronto parallel ทาการวดความกวางของวตถ (h) และทาการวดระยะของวตถ (D) ดงภาพท 2.12

ภาพท 2.12 ลกษณะการวางของวตถในการทดลองในแนวตง ทมา : HANDBOOK OFOPTICS, Stephen A. Burns, Robert H. Webb The Schepens Eye

Research Institute Boston, Massachusetts, 1995

สามารถคานวณความกวางของวต ถไดจากสตร (Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara)

นาสตรมาเขยนใหมไดดงน

เมอ h คอ ความกวางของวตถ

d คอ ระยะของวตถ Standard line of Sight แนวตง ทมา: Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara

(2.3)

(2.4)

14

และทาการวดความสงของวตถ (w) ทาการคานวณโดยใชสตรเดยวกน และสามารถทาการคานวณพนทของวตถ (v) ไดโดย

v= w X h (2.5)

เมอ h คอ ความกวางของวตถ w คอ ความสงของวตถ v คอ พนทของวตถ

โดยผลลพธมหนวยเปน Square radians หรอ Steradians ทมา: Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara

2.4.6 พลงงานสเปกตรมของแสง (Light Energy Spectrum)

แสงในธรรมชาตทเรามองเหนเปนแสงสขาวนนจะประกอบดวยสเปกตรมของแสงหลายชนดรวมกน และเราสามารถอธบายแสงไดในรปของความยาวคลนแสง (Wavelength) โดยทแสงประกอบดวยคลนพลงงานแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic radiation) ทมความยาวคลนประมาณ 400 - 600 นาโนเมตร โดยปรกตแสงสตางๆ จะมความยาวคลนไมเทากน ดงในภาพท 2.14 ในการแยกสเปกตรมของแสงเพอทาการวดพลงงานนนตองใชเครองมอวดทราคาแพง ดงนน ในการทดสอบการตอบสนองตอการมองเหนทวไปจรงไมนยมวดพลงงานสเปกตรมของแสงทใชในการทดสอบ ยกเวนจะเปนการทดลองในการตอบสนองของสายตาตอพลงงานสเปกตรมของแสงโดยเฉพาะเทานนเราสามารถมองเหนสเปกตรมของแสงไดเมอแสงสองผานปรซม ดงภาพท 2.13

ภาพท 2.13 สเปกตรมของแสงไดเมอแสงสองผานปรซม ทมา: http://lottopaint.com/knowledge1.php

15

ภาพท 2.14 แสงและสของแสงทความยาวคลนตาง ๆ ทมา: http://www.promolux.com/thai/faq_th.php

จากการทดสอบของ Sunita B. (2014) พบวาคาเวลาในการตอบสนองตอสแดง

จะนอยกวาสเขยว โดยใชผทดสอบ 200 เปนผหญง 100 คนเปนผชาย 100 คน ทดสอบกบเครอง เรสปอนอนาไลเซอร (Response Analyzer) ผลตโดย บรษท ยานทราชลพาอเลกทรอนกส (Yantrashilpa Electronics) ไดผลวาคาเวลาในการตอบสนองตอแสงอยางงาย (Simple Visual Reaction Time) เฉลยของผชายทตอบสนองตอสแดงเฉลยเทากบ 211.46 ± 31.57 มลลวนาท ตอบสนองตอสเขยวเฉลยเทากบ 214.79 ±29.47 มลลวนาท คาเวลาในการตอบสนองตอแสงอยางงาย (Simple Visual Reaction Time) ของผหญงทตอบสนองตอสแดงเฉลยเทากบ 214.35±26.63 มลลวนาท ตอบสนองตอสเขยวเฉลยเทากบ 220.37±28.77 มลลวนาท

2.4.7 ความเขมของแสงแวดลอม (Overall Intensity) แสงเปนพลงงาน สามารถทาใหเกดความสวางบนผววตถ โดยปรมาณการสอง

สวางของแสงหรอนอย ขนอยกบ ความเขมแสงของแหลงกาเนดแสง และระยะทางจากแหลงกาเนดแสงกบพนททแสงตกกระทบ (Illuminance) ผวใด ๆ หมายถง คาความสวางทตกบนพนทผวตอหนงหนวยพนท ถาพจารณาผวทอยหางจากหลอดไฟทมกาลงสองสวาง 1 แคลเดลลา เปนระยะทาง 1 เมตร ความเขมแหงการสองสวางจะมคา 1 ลกซ (lux) โดยความเขมแหงการสองสวางจะแปรผกผนกบระยะทางกาลงสอง

เมอ E คอ ความสวาง (ลกซ) I คอ กาลงสองสวาง (แคนเดลลา)

P แทนกาลงของ หลอดไฟ (วต) และ

16

R คอ ระยะหางจากหลอดไฟถงผวทพจารณา (เมตร) (4¶R²) คอ พนทผวทแสงตกกระทบ (เมตร²)

ดงนน

(2.6)

และ

(2.7)

ผลกระทบของแสงและสายตา แสงสวางนอยเกนไป จะมผลเสยตอตาทาใหกลามเนอตาทางานมากเกนไป โดยบงคบใหมานตาเปดกวาง เพราะการมองเหนนนไมชดเจน ตองใชเวลาในการมองเหนรายละเอยดนน ทาใหเกดการเมอยลาของตาทตองเพงออกมา ปวดตา มนศรษะ ประสทธภาพในการใชสายตาลดลง แสงสวางทมากเกนไป แสงจาตาทเกดจากการแหลงกาเนดแสงโดยตรง (Direct glare) หรอแสงจาตาทเกดจากการสะทอนแสง (Reflected glare) จากวสดทอยในสงแวดลอม เชน ผนงหอง จะทาใหเกด เมอยลา ปวดตา มนศรษะ กลามเนอหนงตากระตก วงเวยน นอนไมหลบ การมองเหนแยลง เปนผลทาใหเกดอบตเหตได

คามาตรฐานของแสงในการประกาศกระทรวงอตสาหกรรม เรอง มาตรการคมครองความปลอดภยในการประกอบกจการโรงงานเกยวกบสภาวะแวดลอมในการทางาน พ.ศ. 2546

(1) ลานถนนและทางเดนนอกอาคารโรงงาน ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 20 ลกซ (LUX) หรอ 2 ฟต-แคนเดล (Foot Candle)

(2) บรเวณทางเดนในอาคารโรงงาน ระเบยง บนได หองพกผอน หองพกฟนของพนกงาน หองเกบของทมไดมการเคลอนยาย ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 50 ลกซ

(3) บรเวณการปฏบตงานทไมตองการความละเอยด ไดแก บรเวณการสขาวสางฝาย หรอการปฏบตงานขนแรกในกระบวนการอตสาหกรรมตางๆ และบรเวณจดขนถายสนคา ปอมยาม ลฟท หองเปลยนเสอผาและบรเวณตเกบของ หองนา และหองสวม ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 100 ลกซ

(4) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดนอยมาก ไดแก งานหยาบททา ทโตะ หรอเครองจกร ชนงานมขนาดใหญกวา 750 ไมโครเมตร (0.75 มลลเมตร) การตรวจงานหยาบดวยสายตา การนบ การตรวจเชคสงของทมขนาดใหญ และบรเวณพนทในโกดง ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 200 ลกซ

17

(5) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดนอย ไดแก บรเวณทปฏบตงานเกยวกบงานรบจายเสอผา การทางานไมทมชนงานขนาดปานกลางงานบรรจนาลงขวดหรอกระปอง งานเจาะร ทากาว หรอเยบเลมหนงสอ ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 300 ลกซ

ในบรเวณการปฏบตงานทมขนาดของชนงานตงแต 125 ไมโครเมตร (0.125 มลลเมตร) ไดแก งานเกยวกบงานประจาในสานกงาน เชน งานพมพดดเขยนและอาน งานประกอบรถยนตและตวถง การทางานไมอยางละเอยด ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 400 ลกซ

(6) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดปานกลาง ไดแก งานเขยนแบบ งานระบายส พนสและตกแตงสอยางละเอยด งานพสจนอกษร งานตรวจสอบขนสดทายในโรงงานผลตรถยนต ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 600 ลกซ

(7) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดสง โดยมขนาดของชนงานตงแต 25 ไมโครเมตร (0.025 มลลเมตร) ไดแก บรเวณทปฏบตงานเกยวกบการตรวจสอบงานละเอยด เชน การปรบเทยบมาตรฐานความถกตองและความแมนยาของอปกรณ การระบายส พนส และตกแตงชนงานทตองการความละเอยดมากเปนพเศษ งานยอมส ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 800 ลกซ ในบรเวณการปฏบตงานเกยวกบการตรวจสอบ การตดเยบเสอผาดวยมอ การตรวจสอบและตกแตงสนคาสงทอ สงถกหรอเสอผาทมสออนขนสดทายดวยมอ การคดแยกและเทยบสหนงทมสเขม การเทยบสในงานยอมผา ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 1200 ลกซ

(8) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดสงมาก ไดแก งานละเอยดทตองทาบนโตะหรอเครองจกร เชน ทาเครองมอและแมพมพทมรายละเอยดขนาดเลกกวา 25 ไมโครเมตร (0.025 มลลเมตร) งานตรวจสอบตรวจวดชนสวนทมขนาดเลกหรอชนงานทมสวนประกอบขนาดเลก งานซอมแซมสนคา สงทอ สงถกทมสออน งานตรวจสอบและตกแตงชนสวนของสนคาสงทอ สงถกทมสเขมดวยมอความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 1600 ลกซ

(9) บรเวณการปฏบตงานทตองการความละเอยดสงมากเปนพเศษ ไดแก การปฏบตงานเกยวกบการตรวจสอบชนงานทมขนาดเลกมาก การเจยระไนเพชรการทานาฬกาขอมอในกระบวนการทมขนาดเลก การถก ซอมแซมเสอผา ถงเทาทมสเขม ความเขมของการสองสวางตองไมนอยกวา 2400 ลกซ 2.4.8 ระยะเวลาในการกระตน (Duration) ระยะเวลาในการกระตนการตอบสนองทางสายตาคอเวลาทเรมทาการกระตนจนกระทงหยดทาการกระตนจะทาการวดเปนวนาทหรอมลลวนาท

18

2.5 ความเมอยลา (Fatigue)

ความเมอยลาหมายถง สภาวะของรางกายทมความรสกเหนอยและออนแรงซงเปนกลไกของรางกายของมนษยตามทจะชวยไมใหรางกายใชพลงงานมากเกนขดจากดหากผปฏบตงานสามารถ พกเพอคลายความเครยดในชวงเวลาใดๆ ไดความรสกเหนอยและเพลยนสามารถหายไปหรอเบาบางลงในทางตรงกนขาม การทผปฏบตงานตองทางานทหนกภายไตภาวะและสงแวดลอมทเครยด ในชวงระยะเวลาทยาว และมการจดชวงหยดพกทไมเหมาะสมในกรณน ความเมอยลาทเกดขนจะคงคางอย และเกดการสะสมในวนตอๆ ไป ซงจะสงผลกระทบตอรางกายผปฏบตงาน โดยสามารถจาแนกความเมอยลาออกไดเปน 3 ประเภท สงแวดลอมทมากเกนไป (กตต อนทรานนท, 2548) ไดแก

(1) ความลาจากกลามเนอ (Muscular Fatigue) เปนความเจบปวดซงเกดขนจากการทกลามเนอของแตละบคคลออกแรงมากเกนไปและเกดขนเฉพาะแหง

(2) ความลาทางกายภาพ (Physical Fatigue) เกดจากทรางกายรบภาระทงจากงานและเกนไปเปนการตอบสนองจากระบบหลอดเลอด และหวใจของรางกาย

(3) ความลาท วไป (General Fatigue) ไดแ ก ความเม อยล าทางจตใจ (Mental Fatigue) ความเมอยลาทางระบบประสาท (Nervous Fatigue) ความเมอยลาแบบเรอรง (Chronic Fatigue) และความเมอยลาเนองจากชวงเวลาปฏบตงานและเวลานอนไมแนนอน (Circadian Fatigue) (วฑรย สมะโชคด และกฤษฎา ชยกล, 2537)

2.5.1 สาเหตของความเมอยลาในการทางาน

(1) การนอนนอย เชนการนอนแค 5 ชวโมง ตอวน ในขณะทคนเราควรจะนอน 8 ชวโมงตอวน

(2) การนอนหลบไมเตมทอาจจะมสงรบกวนในขณะนอนหลบ (3) การเรมในการทางานแตละวนเรวเกนไป เชน เรมการทางานเชาเกนไป เรม

งานระหวางพกกลางวน และการเรมทางานหลงอาหารทนท (4) ชวโมงการทางานในแตละวนมากเกนไปโดยเฉพาะถาทางานวนละ14-16

ชวโมง (5) สถานททางานออกแบบไมถกตองตามหลกการยศาสตร (6) เวลาพกในระหวางวนทางานไมพอ

19

2.5.2 ผลกระทบของความเมอยลา (1) ไมมสมาธในการทางาน และประสทธภาพในการตดสนใจและการปฏบตงาน

นอยลง (2) ความสามารถในการจดจอและการจดจานอยลง (3) ปฏกรยาในการตอบสนองชาลง อาจจะทาใหเกดอบตเหตในการทางานได (4) ทางานผดพลาดพลาดบอย (5) งวงนอนในททางานบอย ไมมความตงใจ และความกระตอรอรนในการทางาน

2.6 เวลาปฏกรยาตอบสนองกบการขบขรถยนต

ความสามารถในการขบขรถยนตนอกจากความรในเรองของการขบรถและกฎจราจรแลวความสามารถในการมองเหนและความสามารถในการไดยนและความสามารถในการตอบสนองของมอและเทานนสาคญมาก

ความสามารถในการมองเหนของผขบข ขณะทรถจอดอยกบทนนจะมองเหนภาพในลกษณะกรวยจอกวางและมขอบเขตทามม 120 - 160 องศาแตหากตองมองวตถในขณะทมการเคลอนท การมองเหนนนกจะลดลงการขบขดวยความเรว 40 กม./ชม. จะมมมมองเหนไดชด 100 องศา ในขณะทความเรว 100 กม./ชม. จะมมมมองเหนไดชดเพยง 40 องศา และหากผขบข ใชความเรวของรถถง 150 กม./ชม. จะมมมมองเหนไดชดเพยงแค 10 องศาเทานน ดงนน หากขบเรวมากขนเทาไร โอกาสในการมองเหน กยอมจะนอยลง และยงเปนการขบขในเวลากลางคนดวยแลว กจะทาใหความสามารถในการมองเหนลดลงไปอก ดงนน ผทนยมขบรถเรวตอนกลางคน มโอกาสเสยงตออบตเหตมากขน (กรมประชาสมพนธ และกองทนเพอความปลอดภยในการใชรถใชถนน กรมการขนสงทางบก, 2557)

เมอทาการเบรกรถในกรณฉกเฉนเวลาในการตอบสนองรวม (Total Reaction time) จะประกอบดวย (Marc Green, 2000)

2.6.1 เวลาทผตอบสนองรบร ถงสงทมากระทบและทาการตดสนใจ (Mental

processing time) สามารถแยกยอยเปน (1) เวลาในการรบรวามสงเรา (Sensation time) เชนรบรวามสงกดขวาง กลาง

ถนน ความเรวของเวลาในการรบรวามสงเรานนขนอยกบความเดนชดของสงเรา (Intensity) เชน

20

ความสวาง (Brightness) ความเขม (Contrast) ขนาด (Size) ในระยะการรบรดานหนา (Foveal viewing)

(2) เวลาในการแปลความหมายสงเรา (Perception time) เชนสงกดขวาง คออะไรเปนสงมชวตหรอวตถ เปนตน ความเรวในการแปลความหมายสงเรานนจะขนอยกบความเดนชด (Probability) และความเรวในการปรากฏของสงเรา (Duration)

(3) เวลาในการตดส น ใจ (Response selection and programming) เชนตดสนใจวาจะทาการเบรกหรอหกพวงมาลยด เวลาในการตดสนใจขนอยกบจานวนทางเลอก ถาทางเลอกมากขนเวลาในการตดสนใจยงมากขน

2.6.2 เวลาในการเคลอนท (Movement time)

เวลาในการเคลอนท คอ เวลาทกลามเนอของผตอบสนองเคลอนทตามคาสงเชนเวลาจากการยกเทาจากแปนเบรกมาเหยยบแปนคนเรงเปนตน ถาการเคลอนทยงซบซอนเวลาในการเคลอนทยงมากขน และยงขนอยกบความตนตว (Arousal) และการฝกการตอบสนองกลามเนอบอยจะทาใหเวลาลดลง

2.6.3 เวลาในการตอบสนองของรถ (Device response time)

เวลาในการตอบสนองของรถ เชน เวลาในการเบรกของรถ คอ เวลาตงแตเหยยบเบรกจนถงเวลาในการหยดรถเปนตนเราสามารถสรปไดวา

(1) เวลาปฏกรยาตอบสนองในการเบรก (Brake reaction time) เทากบเวลาทผตอบสนองรบรถงสงทมากระทบและทาการตดสนใจ (Response time) รวมกบเวลาในการเคลอนท(Movement time)

(2) เวลาปฏกรยาตอบสนองรวม (Total Reaction time) เทากบเวลาตอบสนองในการเบรก (Brake reaction time) รวมกบเวลาปฏกรยาตอบสนองของรถ (Device response time)

21

ภาพท 2.15 ผลการทดลองระยะในการเบรก ทมา: OECD/ECMT Transport Research Centre (2006) อางใน GRSP (2008)

2.6.4 การศกษาเวลาในการตอบสนองของเบรก (Brake reaction time) และ

เครองมอในการทดสอบแสดงในตารางท 1 (Marc Green, 2000)

ตารางท 2.1 การศกษาเวลาในการตอบสนองของเบรก (Brake reaction time) และเครองมอในการทดสอบ

ผทาการศกษา เครองมอ หวขอททาการศกษา

คา Reaction time (sec) RT MT TT

Olson and Sivak (1986) บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

ความตนตวของผขบข

0.50 y 0.20 y 0.70 y

อายของผขบข 0.50o 0.22o 0.72o Sivak, Post, Olson, and Donohue (1981a)

บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

ตาแหนงของไฟเบรก

0.73

ระยะ ความเรว

Dureman and Boden-1972

ทดลองในเครองจาลองการขบรถ

ความลา 0.7 ความตกใจ

Johansson and Rumar-1971

บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

ความตนตว 0.66

22

ผทาการศกษา เครองมอ หวขอททาการศกษา

คา Reaction time (sec) RT MT TT

Korteling (1990) บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

อายของผขบข 0.620y ความยากในการขบขในสภาพถนนตางๆ

0.709o

Olson and Sivak (1986) บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

อายของผขบข 0.40y 0.19y 0.59y ความตนตวของผขบข

0.48o 0.20o 0.68o

Lings (1991) ทดลองในเครองจาลองการขบรถ

การฝกฝน เพศของผขบข ความพการ อายของผขบข

0.318 0.27o 0.588

Schweitzer, Apter, Ben-David, Lieberman, and Parush (1995)

บนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม

ระยะทาง 0.535 ความเรว ความตนตวของผขบข

Greenshields (1936) ทดลองในเครองจาลอง อายของผขบข 0.496 การขบรถ ตาแหนงของการ

นง

Scott, Chandler, and Li-1996

ทดลองในเครองจาลองการขบรถ

ความสงของผขบข

0.247 0.218 0.465

Wright and Shephard-1978

ทดลองในเครองจาลองการขบรถ

อายของผขบข 0.25 0.17 0.42 Carbon monoxide

เพศของผขบข Daviesand Watts (1969) ทดลองในเครองจาลอง

การขบรถ ความสงของคนเหยยบ

0.149

UnexpectedTriggs (1987) ทดลองโดยการตดตงอปกรณในการวดไวในรถ

สญญาณไฟ 1.77

Sivak et al. (1981a) ทดลองโดยการตดตงอปกรณในการวดไวในรถ

ตาแหนงของไฟเบรก

1.38

23

ผทาการศกษา เครองมอ หวขอททาการศกษา

คา Reaction time (sec) RT MT TT

van Winsum and Brouwer-1997

ทดลองในเครองจาลองการขบรถ

ความเรวของรถ 1.3

RT: Response time MT: Movement time TT: Total time y: Yung o: Old

ทมา : Marc Green, 2000)

ในการศกษาเกยวกบเวลาตอบสนองในการเบรกจากตารางสามารถแยกวธการทดลองไดดงน

2.6.4.1 ทาการทดลองในเครองจาลองการขบรถ (Simulator studies) การทดลองจะดาเนนการในหองโดยสารของรถจาลอง ในเครองจาลองแบบเกาผทดลอง จะเบรกในการตอบสนองตอสญญาณไฟจราจรจาลองทวางอยตรงหนาของเครองจาลอง ในปจจบนใชคอมพวเตอรกราฟก ทนสมยถกมาใชในการผลต ฉาก ภาพ ใหสมจรงเพอความถกตองมากขน

ขอด (1) งายในการมอง (2) ไมตองทาการทดสอบนอกสถานท (3) มการรบกวนของสงรอบขางนอย (4) ผทดลอบเคลอนไหวของดวงตานอยลงในการมองหาวตถในดานขาง (5) ผทาวจยสามารถกาหนดสถานการณตางๆได ขอเสย (1) รายละเอยดของสภาพแวดลอมหยาบ (2) ไมมกระจกดานขาง (3) มมมองแคบไมมมมมองแนวลก

2.6.4.2 การทดลองบนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม (Controlled road studies) ผเขารวมการทดลองจะขบรถบนถนนททาการกาหนดสถานการไวแลว ในขณะทนกวจยนงอยบนทนงผโดยสารผเขารวมการทดลองมกจะรวาเปนทดสอบหรอบางครงไมรวาเปนการ

24

ทดสอบนกวจยอาจจะไมไดบอกกบผเขารวมถงวตถประสงคทแทจรงของการทดลองนกวจยมกจะวดคาเวลาในการตอบสนองของเหตการณทเกดขนแบบไมคาดคด

ขอด (1) ผทาการทดสอบรบรสถานการเหมอนขบรถจรง ขอเสย (1) ผทดลองจะรสกเกรงกวาการขบรถธรรมดา (2) การทดลองบางครงไม ไดผลตามตองการเพราะผทดสอบจะหก

พวงมาลยมากกวาจะเบรก หรอทาทงสองอยางเมอเจอสงกดขวาง (3) ตองทาการทดสอบในถนนจรง

2.6.4.3 การทดลองโดยการตดตงอปกรณในการวดไวในรถ (Naturalistic observation) นกวจยตดตงอปกรณบนทกและเครองวดการตอบสนองของคนขบรถไวในตวรถ โดยสวนมากใชในการศกษาชวงเวลาระหวางสญญาณไฟจราจรสเหลอง ไฟ เบรก ของรถยนตนาทขบนาหนา (โดยสวนมากนกวจยจะทาการขบเอง) และอน ๆ โดยเปนเหตการณทผขบไมทนคาดคด

ขอด (1) ผทาการทดสอบรบรสถานการเหมอนขบรถจรง (2) ผทาการทดสอบรสกผอนคลายกวาการทดลอง ในเครองจาลองและการ

ทดลองบนทองถนนจรงแบบกาหนดสภาพแวดลอม ขอเสย (1) ตองทาการตดตงอปกรณตางๆไวในรถ (2) ไมสามารถกาหนดสถานการณเองได (3) ตองทาการทดสอบในถนนจรง

2.7 รปแบบทวไปของเครองมอทดสอบเวลาในการตอบสนอง (Reaction time tester)

2.7.1 การทดสอบแบบงาย

2.7.1.1 โดยใชไมบรรทด (Ruler Catching Methods) การทดสอบจะใช 2 คน คอ ผทาการทดสอบและจดบนทก และผถกทดสอบ โดยทผทาการทดสอบจะทาการจบไมบรรทดไวในแนวตงและผถกทดสอบใชนวชและนวโปงยนเขาไปในไมบรรทดโดยไมตองจบโดยใหมออยตรงจดทมารคไววาเปนจดศนย ผทาการทดสอบทาการปลอยไมบรรทดโดยไมบอกลวงหนา และผถกทดสอบ

25

ใชนวชและนวโปงจบไมบรรทดอยางรวดเรว ดงภาพท 2.15 ทาการบนทกระยะจดทผถกทดสอบใชนวชและนวโปงจบไมบรรทด ทาการทดสอบซาเทาทตองการ และทาการคานวณเวลา

(2.8)

เมอ t คอ เวลาตอบสนอง (Reaction time) (วนาท) h คอ ระยะทวดไดจากไมบรรทด (เซนตเมตร) g ความเรงเนองจากแรงโนมถวงของโลก (9.8 เมตร/วนาท²)

ทมา: Measuring human perception and reaction timewith rulers and Pulfrich Pendulums Alexander Kazachkov ,Abraham Salinas Castellanos b Richard W. D. Nickalls

ภาพท 2.16 การทดสอบการตอบสนองอยางงายโดยการใชไมบรรทด ทมา: http://sport.maths.org/content/reaction-timer

2.7.2 เครองมอทดสอบทมจาหนายในทองตลาด

การทดสอบโดยใชเครองมอทซบซอน ใชในการทดสอบทตองการความแมนยาสงใชในการทดสอบคาเวลาในการตอบสนองนอยเปนมลลวนาท เชน

(1) การทดลองวดคาเวลาปฏกรยาตอบสนองตอเสยงไดเรวกวาตอแสง ของ Kaia Ritesh M (2012) ททาการทดลองวดคาเวลาปฏกรยาตอบสนองตอแสง ใชผทดสอบ 50 คน และใช เครอง 653 MP (reaction time apparatus) ของบรษท อนโค คมปาน (Inco company)

26

(2) การทดสอบจะตอบสนองตอเสยงไดเรวกวาตอแสง Jose Shelton (2010) โดยใชโปรแกมไดเรคอารท (DirectRT) ของบรษทมเดยแลป (Medialab)

ภาพท 2.17 โปรแกมไดเรคอารท (DirectRT) ของบรษท Medialab

ทมา: http://www.empirisoft.com/software.aspx

(3) ทดสอบปฏกรยากรมขนสงทางบกผเขารบการทดสอบตองทาการทดสอบความสามารถในการใชเบรกเทาสามครง หากสามารถเหยยบเบรกไดในระยะเวลา นอยกวา หรอเทากบ 0.75 วนาท สองในสามครงถอวาผานการทดสอบ

ภาพท 2.18 การทดสอบปฏกรยาของกรมขนสงทางบก ทมา http://tcijthai.com/tcijthainews/view.php?ids=4317

(4) RT Reaction Timers เปนเครองทดสอบการตอบสนองทางสายตาโดยจะม

กลองแสดงหลอดไฟสตางๆ เปนตวกระตน (Stimulus) และมแปนเหยยบเปนตวตอบสนอง (Response)

27

ภาพท 2.19 เครองทดสอบ RT-2s Brake Reaction time ผลตโดย Therapy Products, Inc ทมา http://www.atpwork.com/images/pdfs/ReactionTimer.pdf

2.7.3 เครองมอทาการออกแบบตามลกษณะการทดลอง เปนเครองมอทผทดลองทาการออกแบบเองใหตรงตามจดประสงคการใชงาน

ทดลองเชนการทดลองของ เชน (1) การทดลองของ Annie W.Y. Ng (2012) ในการตอบสนองของนวมอตอการ

กระตนดวยแสง (Visual stimulate) การกระตนดวยเสยง (Auditory stimulate) และการกระตนทางผวสมผส (Tactile Modality Stimulate) โดยใช โปรแกรมวชวลเบสก 6.0 (Visual Basic6.0)บนคอมพวเตอร (ASUS Eee PC 4G) โดยทาการตดตออปกรณในการตอบสนองผานทางยเอสบ (USB Port)

(2) การทดสอบการตอบสนองตอแสง (Visual reaction time) ของ Badwe N (2012) โดยการใหผทดสอบทาการใชนวช กดปมของเครองทดสอบททาแบบงาย

(3) เครองมอวดอตราการตอบสนองแบบ 3 มตสาหรบผปวยพารกนสน ผลงานของภาควชาคอมพวเตอรศกษาคณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ (มจพ.) การนตรางวลเหรยญทองแดงคณภาพระดบนานาชาต ในงาน “42nd International Exhibition of Inventions of Geneva” เมอวนท 2 - 6 เมษายน 2557 รางวลชนะเลศประเภทนกศกษาจากการประกวดสงประดษฐและนวตกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ (มจพ.) ประจาป 2556

28

ภาพท 2.20 เครองวดการตอบสนองฝมอคนไทยผลงาน ภาควชาคอมพวเตอรศกษา คณะครศาสตร อตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ ทมา: www.kmutnb.ac.th,

ขาวมหาวทยาลย

(4) เครองจาลองการขบรถขนาดใหญเปนเครองทสามารถจาลองการขบรถไดเหมอนจรงในสถานการตางๆ และสามารถวดเวลาการตอบสนองของผทดสอบได

ภาพท 2.21 PATROLSIM™ LAW ENFORCEMENT TRAINING SIMULATOR ของบรษท L-3 D.P.

Associates ทมา: http://www.l-3training.com/applications/land/public-safety-training/police-car-simulator

29

2.8 การแจกแจงแบบปกต (Normal Distribution) 2.8.1 การแจกแจงแบบปกต (Normal Distribution)

การแจกแจงแบบปกตเปนการแจกแจงความนาจะเปนของตวแปรสมชนดตอเนอง ทมความสาคญมากและใชกนมากทสด เนองจากขอมลสวนใหญมการแจกแจงความนาจะเปนแบบปกตหรอใกลเคยงแบบปรกต

ถา X เปนตวแปรสมแบบปกต (Normal random variable) ทมฟงกชน ความนาจะเปน

โดยพารามเตอร -∞<μ<∞ และ ơ>0 คาคงตว ¶≈3.14159 และ e≈ 2.71828

แลวจะเรยกการแจกแจงความนาจะเปนของ X การแจกแจงแบบปกต (Normal distribution) คาเฉลย (E (X)) และความแปรปรวน (V(X)=ơ ) ของการแจกแจงแบบปกต คอ

E (X) =μ (2.10) และ V(X)=ơ (2.11)

ถาตวแปรสม X มการแจกแจงแบบปกตทมคาเฉลย μ และความแปรปรวน ơ² จะเขยนแทนดวยสญลกษณ X≈N (μ = ơ²) จากฟงกชนความนาจะเปน f (x) ของตวแปรสมปกต X ถาทราบคาพารามเตอร คอ คาเฉลย μ และความแปรปรวน ơ² และโดยการแทนคา x หลาย ๆ คา กจะไดคาความนาจะเปนหรอ f (x) ของแตละคาของตวแปรสม X และหากนาคาดงกลาวมาลงจดกจะไดกราฟเสนโคง 1 เสน ซงจะเรยกวาโคงปกต (Normal curve) โดยคาเฉลย และคาเบยงเบนมาตรฐาน ơ จะแสดงถงตาแหนงและรปรางของโคงปกต

(2.9)

30

ภาพท 2.22 กราฟการแจกแจงแบบปกตทมคาเฉลยเทากนความแปรปรวนตางกน

คณสมบตของเสนโคงปกต (1) เปนเสนโคงรประฆงควา (2) พนทระหวางเสนโคงปกตกบแกน x จะเทากบ 1 เสมอ (3) ปลายเสนโคงทงสองขางจะโนมเขาหาแกน x แตจะไมสมผสแกน x (4) ความสงของเสนโคงทจด μ±k จะเทากนเสมอ นนคอ เสนโคงมลกษณะ

สมมาตรรอบคาเฉลย μ (5) เสนโคงมคาสงสดเมอ x =μ (6) เสนโคงมคาเฉลย คามธยฐาน และคาฐานนยม เทากน (7) พนทใตเสนโคง คอ ความนาจะเปน จากคณสมบตขอ 7 พนทใตโคงปกต คอ ความนาจะเปน ดงนน ถา X ~ N(μ,ơ²)

โดยทราบคาของ μ และ ơ² แลหากตองการคานวณหาความนาจะเปนในชวง x1 และ x2 เมอ x1 นอยกวา x1 หรอ (P<x1<X <x2) จะตองอาศยฟงกชนของโคงปกต หรอ f(x)

ซงจะเหนวาคานวณไดยาก เพราะตองอาศยความรวชาแคลคลส โดยการหาปรพนธเพอหาพนททกครงเมอตองการคานวณหาความนาจะเปน ดงนน จงไดมการพยายามสรางตารางเพอแสดงพนทใตเสนโคงปกต แตจากฟงกชนความนาจะเปนของการแจกแจงแบบปกต ซงมพารามเตอรอย 2 ตว คอ μ และ ơ โดย -∞< μ<∞ และ ơ > 0 ซงตางกมคาไดมากมาย ตวแปรสม

(2.12)

31

แบบปกต X เองกยงมคาไดมากมาย คอ -∞<X<∞ อกดวย ดวยเหตผลดงทกลาวมา จงไมอาจสรางตารางใหครอบคลมคาของ μ,ơ และ x ทกคาได จงมการแปลงคาของตวแปรสมแบบปกต x ทมคาเฉลย μ และความแปรปรวน ơ² ไปเปนตวแปรสมใหม เรยกวา ตวแปรสมแบบปกตมาตรฐาน (Standard normal random variable) เขยนแทนดวย Z โดย

โดยตวแปรสมแบบปกตมาตรฐาน Z จะมการแจกแจงแบบปกตทมคาเฉลย 0

และความแปรปรวน 1 ซงเรยกวา การแจกแจงแบบปกตมาตรฐานแลวนาคา Z ทไดไปเปดตารางในภาคผนวก ค เพอหาความนาจะเปน (พนทใตโคง)

2.9 การทดสอบสมมตฐาน (Hypothesis Testing)

นยาม สมมตฐานทางสถต คอ ขอความเกยวกบพารามเตอรของประชากร หรอขอ ความทเกยวของกบประชากรชดเดยวหรอมากกวา ซงอาจจะจรงหรอไมกได เนองจากเราใชการกระจายความนาจะเปนแทนประชากร สมมตฐานทตงนนจงควรจะเปนประโยคทเกยวของกบการกระจายความนาจะเปนของตวแปรสม สมมตฐานโดยทวไปจะเกยวของกบพารามเตอรหนงหรอหลายพารามอเตอรของการกระจายนนๆ

การทดสอบสมมตฐาน คอ ขนตอนการตดสนใจในการยอมรบหรอปฏเสธสมมตฐานเกยวกบพารามเตอรของประชากรทตงไว ขนตอนในการทดสอบสมมตฐานประกอบดวย การตงสมมตฐานทตองการทดสอบ สมตวอยาง คานวณคาสถตจากตวอยาง และใช Test statistic ในการตดสนใจเกยวกบสมมตฐาน

2.9.1 การตงสมมตฐาน (Hypothesis)

การพจารณาวาควรจะนาความเชอหรอสงทคาดไวใสไวในสมมตฐาน H0 หรอ H1นน สรปไดดงน คอ ถาสงทคาดไวมเครองหมายเทากบอยดวยใหไวใน H0 เสมอ และสมมตฐาน H1 จะอยในทศทางตรงกนขามกบใน H0 เสมอ และในสมมตฐาน H1 จะอยในทศทางตรงกนขามกนใน H0 เสมอแตถาสงทคาดไวไมมเครองหมายเทากบ (<, >, ≠) ใหไวใน H1 และเครองหมาย H0 อยในทศตรงกนขาม

(2.13)

32

2.9.1.1 สมมตฐานวาง/สมมตฐานหลก (Null hypothesis): H0 เปนสมมตฐานทเกยวของกบพารามเตอรททราบคาแนนอนมกจะเปนสมมตฐานทตงขนเพอตองการปฏเสธ

2.9.1.2 สมมตฐานแยง/สมมตฐานอน/สมมตฐานรอง (Alternative hypothesis) : H1/Ha

(1) สมมตฐานรองแบบทางเดยว (On-sided Alternative Hypothesis) คอสมมตฐานทตงขนโดยกาหนดทศทาง

(2) สมมตฐานแบบสองทาง (Two-side Alternative Hypothesis) เปนสมมตฐานทตงขนโดยไมกาหนดทศทาง

ภาพท 2.23 การทดสมมตฐานทางเดยวและการทดสอบสมมตฐานสองทาง

ในการทดสอบสมมตฐาน จะแบงบรเวณของการแจกแจงความนาจะเปน

ทงหมดออกเปนสองสวน คอ (1) บรเวณปฏเสธ (Rejection region) / บรเวณวกฤต (critical region) (2) บ ร เวณ ไม ป ฏ เส ธ (Fail to reject region) / บ ร เวณ ท ย อ ม ร บ

(Acceptance region)

ภาพท 2.24 บรเวณปฏเสธ (Rejection region) และบรเวณไมปฏเสธ (Fail to reject region)

33

ขอผดพลาดจากการสรปผล (Type of Error) การตดสนใจยอมรบหรอปฏเสธสมมตฐาน ขนอยกบขอมลจากกลมตวอยาง ทาใหการตดสนใจไมจาเปนตองถกตองทกครงไปและหลายๆ ครงกเกดการตดสนใจผดพลาดเสมอๆ ในการทดสอบสมมตฐานใดๆ นนเหตการณของการสรปผลการทดสอบเปนไปได 4 เหตการณ คอ

ความผดพลาดประเภทท 1 (Type I Error) (1) ปฏเสธ H0 ทงท H0 เปนจรง (2) การปฏเสธสมมตฐานหลก เมอสมมตฐานเปนจรง (3) ความนาจะเปนของการเกดความผดพลาดประเภทท 1 α = P (Reject

H0|H0 is true) (4) เรยก α วาระดบนยสาคญ (level of significance) และท เรยกวา

นยสาคญ กเพราะวาคาสถตทไดจากตวอยางกบคาสมมตฐานมมากเกนกวาทจะเกดขนโดยบงเอญ หรอมากจนถอวามนยสาคญ

(5) เรยก 1-α ว า ระดบความ เชอม น (Confidence level) α = 0.01 หมายความวา ในการทดสอบ 100 ครง จะใหผลดงทตงสมมตฐานไวอยางนอย 99 ครง โดยความผดพลาดไมเกน 1 ครง

ความผดพลาดประเภทท 2 (Type II Error) (1) ไมปฏเสธ H0 ทงท H0 ไมจรง (2) การไมปฏเสธสมมตฐานหลกเปนเทจ (3) ความนาจะเปนในการเกดความผดพลาดประเภทท 2 คอ β = P (Fail to

reject H0|H0 is false) (4) เรยก 1-β วา อานาจของการทดสอบ (Power of the test) คอ ความ

นาจะเปนในการปฏเสธสมมตฐานทผด

34

2.9.2 การทดสอบสมมตฐาน (Hypothesis Testing) การออกแบบสมมตฐานนนผออกแบบจะนยมควบคมความนาจะเปนของความ

ผดพลาดประเภทท 1 ทาใหผออกแบบกาหนดคา Critical value ไดงาย ดงนน การปฏเสธ H0 เปนการสรปผลการทดสอบอยางหนกแนน (Strong conclusion)

ในทางกลบกน ความนาจะเปนของความผดพลาดประเภทท 2 มคาไมคงทขนอยกบพารามเตอรจรง และขนกบจานวนตวอยางทสมดวย เนองจาก β เปนฟงชนของทงขนาดตวอยางและสมมตฐานหลกทเปนเทจ ฉะนน การทจะตดสนใจในการเลอกทจะไมปฏเสธ H0 จงเปนการทดสอบทไมหนกแนน (Weak conclusion)

ดงนน เราจรงนยมทใชคาวา” ไมปฏเสธ H0” มากกวาใชคาวา ”ยอมรบ H0” การไมปฏเสธ H0 มความหมายถง วายงไมมความเชอมนพอทจะปฏเสธ H0 และไมไดหมายถง วามความนาจะเปนสงท H0 จะจรงดวยเปนแคเพยงการบงบอกถงความตองการจานวนตวอยางเพม เพอใหเกดผลสรปผลอยางหนกแนนเทานน ในการกาหนดระดบนยสาคญสามารถกาหนดไดดงน

2.9.2.1 ตวสถ ตท ใชทดสอบเปนตวแปรสมไม ตอเนอง (Discrete Random Variable)

(1) กาหนดคาวกฤตขนองแลวหาคา α (2) สามารถคา α ไดโดยการปรบคาวกฤต

2.9.2.2 ตวสถตท ใชทดสอบเปนตวแปรสมตอเนอง (Continuous Random Variable)

(1) คาαถกกาหนดไวลวงหนา แลวกาหนดบรเวณวกฤต (2) คาαทนยม ไดแก 0.10, 0.05, 0.01 เชน ในการทดสอบสองขางทระดบ

นยสาคญ 0.05 คาวกฤตสาหรบตวสถตทมการแจกแจงปรกตมาตรฐาน คอ –Z0.025=-1.96 และZ0.025=1.96

2.9.2.3 การทดสอบสมมตฐานแบงเปน 2 ชนด คอ (1) การทดสอบสมมตฐานแบบขางเดยว (One-Sided Test) คอ การ

ทดสอบสมมตฐานทสมมตฐานแยง หรอ H1 มเครองหมายมากกวาหรอนอยกวา อยางใด อยางหนง เชน

H0 : สดสวนผชมรายการทบรษทผลตอยางนอยเทากบ 0.2 (p > 0.02) H1 : สดสวนผชมรายการทบรษทผลตนอยกวา 0.2 (p < 0.02)

(2) การทดสอบสมมตฐานแบบสองขาง (Two-Sided Test) คอ การทดสอบสมมตฐานทสมมตฐานแยง หรอ 1 H มเครองหมายเปนไมเทากบ เชน

35

H0 : คาใชจายเฉลยตอเดอนของนกศกษาชายและนกศกษาหญงเทากน (μ1 = μ2) H1 : คาใชจายเฉลยตอเดอนของนกศกษาชายและนกศกษาหญงไม เทากน (μ1 = μ2)

2.9.3 ขนตอนการทดสอบสมมตฐาน (1) ตงสมมตฐานวาง (หลก) H0 (2) ตงสมมตฐานแยง (อน) H1 (3) กาหนดระดบนยสาคญ α (4) เลอกสถตทดสอบท เหมาะสม เชน สถตในการทดสอบ Z สถตทดสอบ

ไคขแสควร เปนตน และกาหนดเขตปฏเสธ H0 ใหสอดคลองกบการแจกแจงของสถตทดสอบ (5) คานวณคาสถตทดสอบจากตวอยางขนาด n ทสมมา (6) สรปผลโดยจะสรปวาปฏเสธ H0 ถาสถตทดสอบอยในเขตปฏเสธ H0 และจะ

สรปวาไมสามารถปฏเสธ H0 ได ถาสถตทดสอบไมอยในเขตปฏเสธ H0

2.9.4 การทดสอบสมมตฐานคาเฉลยของประชากรเดยว ประชากรมการแจกแจงปรกตและทราบคาสถตทดสอบ ขนอยกบการแจกแจง

ของประชากร ขนาดของตวอยางและการทราบคา

(1) ถาประชากรมการแจกแจงปรกต ทราบคา และตวอยางเปนตวอยางสมขนาด n สถตทดสอบ คอ

(2) ไมทราบคา แตขนาดตวอยางสมโต (n ≥30)

(2.14)

(2.15)

36

(3) ไมทราบคา ประชากรมการแจกแจงปรกต แตขนาดตวอยางสมเลก (n<30)

กาหนดให μ แทนคาเฉลยของประชากร และถา μ=0 คอ คาของ μ ทคาดไว

การทดสอบ สมมตฐานสามารถแบงได 3 กรณ ดงน ตารางท 2.2 การตงสมมตฐาน สถตทใชในการทดสอบ และบรเวณวกฤต

(2.16)

37

2.10 การประเมนคณสมบตดานไบอส (Bias) การประเมนการประเมนคณสมบตทางดานเสถยรภาพ (Stability) และการประเมนคณสมบตทางเสนตรง (Linearity) ของเครองมอ

2.10.1 คาไบอส (Bias)

คาไบอส คอ ความแตกตางระหวางคาเฉลยของคาทไดจากการวดกบคาอางองหรอคามาสเตอร (โดยคามาสเตอรหมายถง คาเฉลยทไดจากกการวดซาดวยเครองมอวดทมความแมนยาทสงกวา)

- วธการประเมนคาไบอสดวยการใชแผนภมควบคม เอก-อาร ( ) แผนภมควบคม เปนแผนภมทใชแยกความผนแปรจากสาเหตความผดพลาด ออกจากสาเหตธรรมชาต โดยมขนตอนดงน

(1) ทาการเลอกงานมาตรฐานมาหนงชน ทสามารถสอบคากลบไปยงมาตรฐานทสงกวาได และทาการวดอยางนอย 10 ครง และทาการหาคาเฉลยเปนคาทไดรบการวด

(2) ภายใตชวงเวลาทเหมาะสมใหทาการวดคาทไดรบการวดจากขอ 1 ประมาณ 3 - 5 ครง จนไดขอมล 20 - 25 กลม

(3) ทาการพจารณาความผนแปรในแผนควบคมเมอพบวา ความผนแปรมาจากสาเหตผดธรรมชาตใหหาสาเหตและแกไข แตถาพบวาสาเหตมาจากธรรมชาตใหทาการคานวณคา

เอกบาร ( ) และคาไบอสโดย

คาไบอส = – คาอางอง (2.17) % คาไบอส = (คาไบอส/ความผนแปรของกระบวนการ) *100 (2.18) โดย - คารอยละของคาไบอสนอยกวา 5% อยในเกณฑยอมรบได โดยไมตองแกไข - คารอยละของคาไบอสมากกวา 5% แลนอยกวา 10% อาจจะยอมรบได

(พจารณาจากปจจยอน เชน การประยกตใช คาใชจาย) - คารอยละของคาไบอสมากกวา 10% ไมสามารถยอมรบได ตองหาสาเหตและ

ทาการแกไข 2.10.2 การประเมนคณสมบตทางดานเสถยรภาพ (stability)

การประเมนคณสมบตทางดานเสถยรภาพ คอ คณสมบตทางดานอายการใชงาน โดยการพจารณาจากความผนแปรโดยรวมของระบบการวดหนง โดยทวา ความมเสถยรภาพทางดานสถตจะหมายถง ความสามารถในการคาดการได ทไมมความจาเปนตองใชระบบการวดแตสามารถใช

38

กบคณสมบตตางๆ เชน คาความไบอส ผลจากกระบวนการเปนตน ในการประเมนเสถยรภาพมขนตอนดงน

(1) ทาการเลอกงานมาตรฐานในการวดโดยสามารถสอบเทยบไปยงมาตรฐานทสงกวาได และทาการวดอยางนอย 10 ครง และทาการหาคาเฉลยเปนคาทไดรบการวด

(2) ทาการวดงานมาตรฐานและทาการบนทกภายใตชวงเวลาทเหมาะสมใหทาการวดคาทไดรบการวดประมาณ 3 - 5 ครง จนไดขอมล 20 - 25 กลม

(3) ทาการวเคราะหความมเสถยรภาพจากแผนภม เอก-อาร

(4) ทาการคานวณพกดความคม เอก-อาร

โดยหาแผนภม นาขอมลทไดมาสรางเสนตรง 3 เสน คอ UCL (Upper Control Limit) LCL (Lower Control Limit) CL (Central Line)

(2.19)

(2.20)

(2.21) โดยหาแผนภม จาก

(2.22) (2.23)

(2.24) โดยคา ดไดจากภาคผนวก ง

(5) ทาการประเมนผลเสถยรภาพในการวด ในการทดลองนจะใชการประเมนผลโดยการใชการทดสอบสมมตฐาน

39

ภาพท 2.25 ตวอยางภาพแผนภม เอก-อาร

2.10.3 การประเมนคณสมบตทางเสนตรง (linearity) คณสมบตเชงเสนตรง คอ คณสมบตการไบอสของระบบทไมเปลยนแปลงตลอด

ยานวด ของระบบการวด ขนตอนในการประเมนคณสมบตทางสนตรงมดงน (1) ทาการเตรยมเครองมอวดและทดสอบ (2) ทาการวดยานละ 10 ครงภายใตภาวะควบคมแลวทาการเฉลยออกสาเหต

ความผนแปรการวดแตละครง เพอทาการกาหนดเปนคาอางองหรอคามาสเตอรสาหรบการประเมน (3) ทาการคานวณคาเฉลยของคาวดชนงานแตละชนงานพรอมทงหาคาไบอส โดย

คาไบอส = คาเฉลยการวด - คามาสเตอร (2.25) (4) ทาการหาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควร ( )

โดย คอ คาอางอง

คอ คาไบอส

(2.26)

(2.27)

(2.28)

40

(2.29)

(2.30)

คาอารสแควรตองไมตากวา 90% (5) เมอคาอารสแควรมคาไมตากวา 70% ใหทาการทดสอบความสมพนธระหวาง

XY โดยใช ANOVA ดงตารางท 2.3 ตารางท 2.3 ANOVA ทดสอบความมนยยะสาคญของตวแปรแบบเชงเสนตรง

แหลงความผนแปร ผลรามกาลงสอง องศาอสระ ความแปรปรวน F เสนถดถอย 1 MSR MSR/MSE

ความคาดเคลอน

n-2 MSE

ผลรวม

n-1

(6) เมอคาไบอสและคาอางองมความสมพนธเชงสนตรงอยางมนยยะสาคญใหทา

การคานวณสมการถดถอยเชงเสนตรง ดงน (2.31)

(2.32)

(2.33)

(7) ทาการคานวณดชนเสนตรงของระบบการวดโดย

ดชนเชงเสนตรง = * ความผนแปรของกระบวนการ (2.34) % เชงเสนตรงของกความผนแปรของกระบวนการ = (ดชนเชงเสนตรง/ความ

ผนแปรของกระบวนการ) *100 (2.35) โดย

41

- คารอยละของคาของเชงเสนตรงนอยกวา 5% อยในเกณฑยอมรบได โดยไมตองแกไข

- คารอยละของเชงเสนตรงมากกวา 5% และนอยกวา 10% อาจจะยอมรบได (พจารณาจากปจจยอน เชน การประยกตใช คาใชจาย)

- คารอยละของคาชงเสนตรงมากกวา 10% ไมสามารถยอมรบได ตองหาสาเหตและทาการแกไข

42

บทท 3 วธการวจย

3.1 หลกการทางานของเครองมอทดสอบปฏกรยาตอบสนองสาหรบผทขบขรถยนต

เครองวดเครองมอทดสอบปฏกรยาตอบสนองสาหรบผทขบขรถยนตจะประกอบไปดวย 2 สวน คอ ในสวนของคอมพวเตอรทาหนาทเกบขอมล แสดงการกระตน และปรบแตงพารามเตอรตางๆ และตดตอแสดงผลกบผใชงานโดยใชจอมอนเตอรสองตว ในสวนของกลองวดเวลาซงจะประ กอบดวยไมโครคอนโทรลเลอรจะ ทาหนาทในการรบสญญาจากคอมพวเตอรเพอทาการวดเวลาในการตอบสนองโดยทาการหนวงเวลา และทาการสงสญญาณในการกระตนใหกบคอมพวเตอรเพอทาการกระตนทางสายตาผานจอกระตน (จอรอง) และทาการวดเวลาจากการปลอยคนเรงและเหยยบเบรก หลงจากนนทาการสงคาเวลาทวดไดใหกบคอมพวเตอรและรอคาสงถดไป โดยการสอสารระหวางคอมพวเตอรและกลองวดเวลาทงหมดจะใชการสอสารแบบอนกรม (RS232)

การทางานของโปรแกรมวดเวลาในการตอบสนอง นนในการเขยนโปรแกรมจะใชวชวลเบสก 2008 ของบรษทไมโครซอฟในการเขยนโปรแกรม โดยตวโปรแกรมจะปฏบตงานบนระบบปฏบตการ Microsoft WindowsXP โดยคอมพวเตอรทใชงานจะตองสามารถแสดงผลสองหนาจอได โดยจอหลกสาหรบผทดสอบในการตรวจสอบและควบคมการทางานของโปรแกรม และจอกระตน (จอรอง) จะใชในการกระตนทางสายตาใหกบผถกทดสอบ แผนผงการทางานของโปรแกรม แสดงดงภาพท 3.1 และ 3.2

43

ภาพท 3.1 แผนผงการทางานของโปรแกรม Reaction time tester

44

ภาพท 3.2 ลกษณะของโปรแกรมทเขยนเรยบรอยแลว

3.1.1 ขนตอนการทางานของโปรแกรมReaction time tester (1) โปรแกรมเรมการทางาน (2) ทาการกาหนดคาเรมตนตางๆ ใหกบโปรแกรมเพอใหโปรแกรมทางานตาม

ตองการโดยการคลกทปม “กาหนดคา” (3) ทาการรบคาขอมลสวนตวของผทดสอบและทาการกาหนดจานวนครงในการทา

สอบและทาการกาหนดคาหนวงเวลาในการทดสอบแตละครง โดยการกาหนดเองหรอทาการสม (4) สงคาเรมตนการวดคาเวลาไปยงกลองวดเวลาผานทางพอรตอนกรมและทาการ

แจงผถกทดสอบ โดยทาการแสดงตวอกษร “กาลงทดสอบ”จอกระตน (5) รอรบคาสงกระตนทางสายตาจากกลองวดเวลาทาง พอรตอนกรม (6) เมอมคาสงกระตนจากพอรตอนกรมใหทาการกระตนในขนตอนท 7

(7) ทาการกระตนทางสายตาโดยโปรแกรมจะทาใหวงกลมปรงกลางหนาจอปรากฏขนยงหนาจอรองโดยจะปรากฏดงภาพท 3.4

(8) ทาการรอรบคาเวลาทวดไดจากกลองวดเวลา (9) ตรวจสอบวามคาเวลาสงมาทางพอรตอนกรม หรอไมถามใหไปยงขนตอนท 10

ถายงไมมใหรอ

45

(10) ทาการบนทกขอมลลงในไฟรขอมล (11) ทาการเชคจานวนครงวาเทากบจานวนครงทตงไวหรอไม (12) เมอจานวนครงเทากบทตงไวใหทาการจบโปรแกรมถาจานวนครงยงไมเทากบ

ทตงไวใหทาการกลบไปยงขนตอนท 4 (13) จบการทางานแจงผถกทดสอบโดยแสดงตงอกษร”จบการทดสอบ”ทหนาจอ

กระตน (จอรอง)

3.1.2 การทางานของปมตางๆ (1) ปมกาหนดคา เม อท าการคลกท ปม นจะทาใหหนาจอในการกาหนด

คาพารามเตอรตางปรากฏขนดงภาพท 3.3

ภาพท 3.3 หนาจอสาหรบกาหนดคาพารามเตอรตาง

จากภาพท 3.3 จะเหนวาเราสามารถกาหนดคา ขนาดจอ จานวนจดตามความยาวและจานวนจดตามความกวาง และทาการกาหนดขนาดจอในระบบปฏบตการกาหนด ขนาดวตถในการกระตน เพอคาหนวนขนาดและตาแหนงของวตถในการกระตนใหถกตอง กาหนด พอรตอนกรม RS232 ในการตดตอสอสารกบกลองวดเวลา และการกาหนด RS232 Delay time เพอทาการชดเชยเวลาจากการสอสารของพอรตอนกรม โดย

เวลาทแทจรง = เวลาทวดไดจากกลองวดเวลา – RS232 Delay time (3.1)

46

โดยการหา RS232 Delay time จะอธบายในบทท 4 การตง Error time คอ การกาหนดเวลาสงสดในการวด คอ เมอกลองวดเวลาทาการจบเวลาแลวเวลาทไดเกนจากคา Error time กลองจะทาการแจงคอมพวเตอรวาเกดการผดพลาดขน การ Callibrate คอ การทาการปรบตงเวลาใหตรง การทาแคลลเบรทจะอธบายในบทท 4

(2) ปมบนทกจะทาหนาทในการบนทกการปรบแตงทงหมดเกบไวในไฟร ปมบนทกลงกลองวดเวลา คอ การบนทกคาลงกลองวดเวลา ปมออก คอ ออกจากฟอรม Setup Parameter

(3) ปมทาการเรมตนใหม ทาการเรมตนการทดสอบใหม โดยเมอทาการคลกแลวจะมฟอรมขอมลสวนตว ปรากฏขนใหทาการปอนชอ นามสกล และอาย แลวทาการคลกตกลง

(4) ปมเปดหนาจอ 2 เปนปมททาการปด/เปดหนาจอรอง

ภาพท 3.4 หนาจอรองทาหนาทในการกระตนทางสายตา

(5) ปมทาการบนทก เมอคลกปมนจะทาการบนทกผลการทดสอบลงไฟรขอมล (6) ปมเรมการทดสอบ เปนการเรมทาการทดสอบ (7) ปมทดสอบสเปนการทดสอบสและหนาจอทดสอบ โดยเมอทาการคลกปมนจอ

ทดสอบจะทาการแสดงหนาจอทดสอบสททาการตงไว

47

3.2 การออกแบบกลองวดเวลา

ในการออกแบบกลองวดเวลาจะใชไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535 ของบรษท Atmel Corporation เปนตวหลกในการรบสญญาณจากสวทซเทา 2 ตว โดยจาลองเปนคนเรง 1 ตวและเปนเบรก 1 ตว ผานทางอปกรณทางแสง (Optocouplers) และการเชอมตอทาง RS232C ผานทางตวแปลงยเอสบเปน RS232 (Usb to RS232) กบคอมพวเตอร เพอรบสงขอมลกบโปรแกรม Reaction time tester และมทารมเมอรภายในเพอทาการนบเวลาในการตอบสนอง(Response time) และเวลาในการเคลอนท (Movement time) มขนตอนในการทางานดงแผนผงดานลางดงน

48

ภาพท 3.5 แผนผงการทางานของกลองวดเวลา

49

3.2.1 ขนตอนการทางานของกลองวดเวลา (1) ไมโครโปรเซสเซอรเรมทางาน (2) ทาการกาหนดคาเรมตนตางๆ ใหกบไมโครโปรเซอร เชน การทางานของ ทารม

เมอร การทางานของระบบอนเตอรรฟ การทางานของพอรทตางๆ การทางานของพอรตอนกรม (3) รอรบคาสงเรมจบเวลาจากโปรแกรม Reaction time tester ผานทาง พอรต

อนกรม (4) ถามคาสงจากโปรแกรม Reaction time tester ผานทางพอรตอนกรม ใหทา

ขนตอนท5 (5) เมอผถกทดสอบเหนตวอกษร”กาลงทดสอบ”จะทาการเหยยบคนเรง (6) ระบบจะทาการหนวงเวลาเพอใหผทดสอบพรอม (7) สงคาสงในการกระตนทางสายตาผาน RS232 ไปยงโปรแกรม Reaction time

tester โปรแกรมจะทาการแสดงวงกลมในหนาจอรองเพอทาการกระตนทางสายตาแกผถกทดสอบ (8) ทาการจบเวลา Response time (9) ทาการตรวจสอบสวทซเทาคนเรงวามการยกเทาหรอไมถามใหทาขนตอนท 10

ถาไมมใหทาการจบเวลาตอไป (10) ทาการหยดจบเวลาตอบสนอง (11) ทาการจบเวลาในการเคลอนท (13) ทาการตรวจสอบสวทซเทาเบรกวามการเหยยบเทาหรอไมถามใหทาขนตอนท

14 ถาไมมใหทาการจบเวลาตอไป (14) ทาการสงคาเวลาทวดไดใหกบโปรแกรม Reaction time tester เพอทาการ

บนทก (15) สนสดการทดสอบใหรอคาสงตอไปโดยกลบไปทขนตอนท 3

3.3 ทฤษฎพนฐานในการออกแบบกลองวดเวลา

ในการออกแบบกลองวดเวลานนจะตองเขาใจทฤษฎพนฐานทางดานเทคนค ดงน (1) การทางานการเขยนโปรแกรมไมโครคอนโทลเลอร (2) หลกการสอสารแบบอนกรม RS232 (3) การทางานของอปกรณทางแสง Optocouplers (4) การทางานของสวทชเทา (Foot switch)

50

3.3.1 ไมโครคอนโทลเลอร (Microcontroller) ไมโครคอนโทลเลอ ร คอ อปกรณ สมองกลควบ คมขนาดเลกคล าย กบ

ไมโครคอมพวเตอร โดยตวไมโครคอนโทลเลอรเอง สามารถเขยนโปรแกรมใหสามารถทางานไดตามความตองการของผใชงานจรง ทาใหไมโครคอนโทลเลอรสามารถนาไปประยกตใชงานในการควบคมอปกรณไดหลากหลาย เชนเครองซกผา โทรทศน เตาไมโครเวฟ เปนตน

3.3.1.1 โครงสรางของไมโครคอนโทลเลอร ประกอบไปดวย 4 ดงน (1) หนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) (2) หนวยความจา (Memory) ซ งสามารถแบงได 2 สวน คอ หนวย

ความจาทใชในการเกบโปรแกรม (Program memory) และหนวยความจาทใชในการเกบขอมล (Data memory)

(3) สวนททาการตดตอกบอปกรณภายนอก หรอพอรต (Port) ม 2 ลกษณะ คอ พอรตรบสญญาณเขา (Input port) และพอรตสงสญญาณออก (Output port)

(4) ชองทางเดนของสญญาณ (Bus) คอ เสนทางการแลกเปลยนสญญาณของขอมลระหวางซพย หนวยความจา และพอรต เปนลกษณะของสายสญญาณจานวนมากอยในตวไมโครคอนโทลเลอร โดยแบงลกษณะเปนขอมล (Data Bus) บสแอดเดรส (Address Buss) และบสควบคม (Control Bus)

AVR คอ ไมโครคอนโทลเลอร 8 บต ของบรษท Atmel Corporation โดยเปนไมโครคอนโทลเลอรทสามารถทจะเขยนโปรแกรมไดทงภาษซและภาษาแอสแซมบล โดย AVR 90s series นนเปนรนทมประสทธภาพในการทางานสง โดยมสถาปตยกรรมแบบ RISE (Reduce Instruction Set) โดยมการประมวลผลคาสง 1 คาสงตอ 1 สญญาณนาฬกา ซงทาใหการทางานเรวมาก

(1) เปนไมโครโปรเซสเซอรแบบ สถาปตยกรรม RISC ทาใหประสทธภาพในการประมวลผลสง

(2) มคาสงทสามารถปฏบตงานเสรจภายใน 1 สญณาณนาฬกาทงหมด 118คาสง

(3) ม 32 X 8 รจสเตอรทสามารถนามาใชงานได (4) หนวยความจาแบบ Flash สาหรบบนทกโปรแกรม8Kbyte (5) หนวยความจาแบบแรม (SRAM) ขนาด 512 byte (6) หนวยความจาแบบรอม (EEPROM) ขนาด 512 byte

51

(7) การความสามารถในการสอสารแบบ Master/Slave SPI Serial Interface

(8) Analog to Digital ขนาด 10 บต 8 ชอง (9) มความสามารถในการสอสารแบบ Programmable UART (RS232) (10) Timer /Counter ขนาด 8 bit 2 ชอง (11) Timer /Counter ขนาด 16 bit 1 ชอง

ภาพท 3.6 ลกษณะภายนอกของไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535 แบบ DIP 40 ขา

ภาพท 3.7 ตาแหนงขาของไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535

52

ภาพท 3.8 โครงสรางภายในของรไมโครคอนโทลเลอเบอร AT90S8535

53

บอรด AVR ไมโครคอนโทรลเลอร CP-AVR V3.0 ผลตโดยบรษท ETT สามารถใชไดกบไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR เบอร AT90S8535 และ ATmega163 โดยจะทางานทความถสงสด 8 MHz เปนบอรดไมโครคอนโทรลเลอร ซงออกแบบวงจรเฉพาะสวนพนฐานทจาเปน เชน แหลงจายไฟ วงจรรเซต วงจรกาเนดความถสญญาณนาฬกา วงจรสาหรบ Download โปรแกรม และวงจรสอสารอนกรม สวนวงจร I/O ภายนอกนน จะไมไดจดเตรยมไวใหดวย แตจะทาการตอสญญาณ I/O ตางๆ จาก CPU มาไวยงขวตอ Connector สาหรบใหผใชนาไปเชอมตอกบอปกรณ I/O ภายนอกไดโดยงาย และยงมพนทเอนกประสงคสาหรบใหผใชออกแบบวงจร I/O และตอวงจร I/O เพมเตมไดเอง เหมาะสาหรบผใชทตองการนาบอรดไปใชพฒนางานตนแบบโดยการสราง I/O ตางๆ ขนมาใชงานเอง

ภาพท 3.9 บอรด AVR ไมโครคอนโทรลเลอร CP-AVR V3.0 ผลตโดยบรษท ETT

54

ภาพท 3.10 การตอวงจรไมโครคอนโทลเลอรของบอรด CP-AVR V3.0

ภาพท 3.11 การตอวงจรในสวนของการตดตอสอสารแบบ RS232 บอรด CP-AVR V3.0

การใช งานพอร ต ขอ ง CPU เป น I/O Port (Input / Output Port)

ลกษณะการตอขาพอรตของไมโครคอนโทรลเลอร (MCU) เขากบพอรต I/O ขนาด 34 ขา (72IOZ80 )สามารถแสดงไดดงรปตอไปน ซงบอรดทงสามรนจะตอในรปแบบเดยวกน

55

ภาพท 3.12 พอรต I/O ขนาด 34 ขาของบอรด CP-AVR V3.0

ในกรณนจะตองทาการตดตงไอซ Line Driver เพอเปลยนระดบสญญาณ

ทางไฟฟาของขาสญญาณสาหรบ รบ-สง ขอมลแบบ TTL ของ CPU (RX และ TX) ใหเปนระดบสญญาณทางไฟฟาแบบ RS232 (±12V) โดยการตดตงไอซเบอร MAX232 เพอทาหนาทเปลยนระดบสญญาณ TTL จากขาสญญาณสงขอมล (TX) ของ CPU ใหเปนระดบสญญาณ ±12V สาหรบสงไปยงขารบสญญาณ (RX) ของอปกรณภายนอก และในทางกลบกน กจะทาหนาทเปลยนระดบสญญาณสง (TX) แบบ RS232 (±12V) จากอปกรณภายนอก ใหกลบมาเปนระดบ TTL เพอสงใหกบขารบขอมล (RX) ของ CPU ดวย โดยเมอเปลยนระดบสญญาณในการรบสงขอมลจาก TTL มาเปนแบบ RS232 นแลวจะทาใหสามารถทาการ รบ-สง ขอมลกบอปกรณภายนอกทใชระดบสญญาณทางไฟฟาในการ รบ-สง แบบเดยวกน (RS232) ไดไกลขน ประมาณ 50 ฟต หรอประมาณ 15 เมตร โดยสามารถทาการ รบ-สง ขอมลกบอปกรณตางๆ ไดในลกษณะของตวตอตว (Point-to-Point) เทานน สาหรบสายสญญาณทจะนามาใชสาหรบทาการสอสารแบบ RS232 นน จะใชสญญาณเพยง 2-3 เสนเทานน ทงนขนอยกบความตองการในการสอสารวา ตองการสอสารแบบทศทางเดยวหรอสองทศทาง การสอสาร RS232 แบบสองทศทาง ซงจะมทงการรบขอมลและสงขอมลไปมา ระหวางดานรบและดานสง โดยในกรณนจะตองใชสายสญญาณจานวน 3 เสน สญญาณรบขอมล (RXD) สญญาณสงขอมล (TXD) และสญญาณอางอง (GND) โดยในการเชอมตอสายนนจะตองทาการสลบสญญาณกบอปกรณปลายทางดวย คอ สญญาณสง (TXD) จากบอรด CP-AVR จะตองตอเขากบสญญาณรบ (RXD) ของอปกรณ และสญญาณสง (TXD) จากอปกรณกตองตอกบสญญาณรบ (RXD) ของบอรด

56

สวนสญญาณอางอง (GND) จะตองตอตรงถงกน จงจะสามารถทาการ รบ-สง ขอมลกนไดการสอสาร RS232 แบบทศทางเดยวซงอาจเปนการรอรบขอมลจากดานสงเพยงอยางเดยวหรออาจเปนการสงขอมลออกไปยงปลายทางเพยงอยางเดยว โดยไมมการโตตอบขอมลซงกนและกน ซงวธนจะใชสายสญญาณเพยง 2 เสน เทานน โดยถาเปนทางดานสง กจะตอเพยงสญญาณสง (TXD) และสญญาณอางอง (GND) แตถาเปนทางดานรบ กจะตอเพยงสญญาณรบ (RXD) และสญญาณอางอง (GND) เทานน โดยขวตอของสญญาณ RS232 ของบอรด CP-AVR ทง 3 รน นน จะเปนจดเชอมตอของสญญาณ รบ-สง ขอมล ทเปลยนระดบสญญาณเปนแบบ RS232 แลว ซงจะมลกษณะเปนแบบขว CPA ขนาด 4 PIN สาหรบใชเปนจดเชอมตอสญญาณ รบ-สง ขอมลกบอปกรณภายนอก โดยมลกษณะการจดเรยงสญญาณดงน

ภาพท 3.13 ขวตอสญญาณ RS-232 ของบอรด CP-AVR V3.0

3.3.1.2 การเขยนโปรแกรมไมโครคอนโทลเลอรดวยโปรแกรม AVR STUDIO

4.0 AVR STUDIO เปนเครองมอสาหรบพฒนาโปรแกรมภาษาแอสแซมบลสาหรบไมโครคอนโทรล เลอร AVR ในรปแบบ IDE เปนเครองมอสาหรบพฒนาแอสแซมบล ดบกเกอร และอดเตอรไวในตวเดยวกน สามารถใชโปรแกรม WinAVR รวมกบ AVR STUDIO เพอใหสามารถเขยนโปรแกรมภาษา C ลงบนไมโครคอนโทรลเลอร AVR ไดในสวนของรายละเอยดของการใชงานโปรแกรม AVR STUDIO 4.0 และการเขยนขอมลเลขฐาน 16 (HEX file) ลงในไมโครคอนโทลเลอรโดยใชเครองโปรแกรมไดอธบายไวในภาคผนวก ข

3.3.2 การสอสารแบบอนกรม (Serial Communication) เปนการรบสงขอมลทละบต แทนทจะทาการรบสงขอมลพรอมกนทกบตในเวลา

เดยวกน ขอดของการสอสารแบบน คอ ใชจานวนสายในการสอสารนอย สามารถรบสงไดในระยะทางทไกลๆ แตกมขอเสยในดานเวลา เพราะตองใชเวลาในการสอสารมาก เมอเทยบกบการสอสารแบบขนาน อกทงโอกาสเกดการผดพลาดของขอมลกสงกวาแบบขนาน การสอสารแบบอนกรมนบวาม

57

ความสาคญตอการใชงานไมโครคอนโทรลเลอรมากเพราะสามารถใชแปนพมพ และจอภาพของ PC เปนอนพต และเอาตพตในการตดตอ หรอควบคมไมโครคอนโทรลเลอรรปแบบของการสอสารแบงได3 แบบ คอ

(1) แบบซมเพลกซ (Simplex) เปนการสอสารทางเดยว

ภาพท 3.14 การสอสารทางเดยว (Simplex)

(2) แบบฮาลฟดเพลกซ (Half-duplex) เปนการสอสารไดทงสองทางแตจะตอง

ผลดกนรบสง

ภาพท 3.15 การสอสารสองทาง (Half-duplex)

(3) แบบฟลดเพลกซ (Full-duplex) เปนการสอสารไดทงสองทางและทาไดใน

เวลาเดยวกน

ภาพท 3.16 การสอสารสองทาง (Full-duplex)

58

การตดตอแบบอนกรมเมอแบงตามลกษณะของการสงขอมลแบงได 2 แบบ คอแบบซงโครนส (Synchronous) และแบบอะซงโครนส (Asynchronous) การสอสารแบบซงโครนส (Synchronous) การรบสงขอมลจะมสญญาณนาฬกา ซงเปนตวกาหนด จงหวะเวลา การสงขอมล รวมอยดวยอกเสนหนง ใชคกบสญญาณขอมล ตวอยางเชน การสงสญญาณจากคยบอรด

ภาพท 3.17 การรบสงขอมลแบบซงโครนส (Synchronous)

(4) การสอสารแบบอะซงโครนส (Asynchronous) การรบสงขอมล โดยทไมจาเปนตอง มสญญาณนาฬกา รวมดวย แตจะใชใหตวสง และตวรบ มอตราสงขอมล ทเทากน

ภาพท 3.18 การรบสงขอมลแบบอะซงโครนส

รปแบบขอมลแบบอะซงโครนส ประกอบดวย 4 สวน คอ (1) บตเรมตน (Start bit) มขนาด 1 บต (2) บตขอมล (Data) มขนาด 5, 6, 7 หรอ 8 บต (3) บตตรวจสอบพารต (Parity bit) มขนาด 1 บตหรอไมม (4) บตหยด (Stop bit) มขนาด 1, 1.5, 2 บต

3.3.2.1 มาตรฐานในการตดตอสอสารแบบอนกรม (1) มาตรฐาน RS-232C เปนมาตรฐานการเชอมตอขอมลแบบอนกรมท

นยมใชมากทสดกาหนดโดย EIA (Electronics Industry Association) หรอสมาคมผประกอบการอตสาหกรรมอเลกทรอนกสของอเมรกาตงแตป 1969

59

(2) มาตรฐาน RS-449 ขอจากดของ RS-232C คอ สามารถใช Cable ไดยาวทสดเพยงประมาณ 50 ฟต (ประมาณ 16 ถง 17 เมตร) มาตรฐานใหมเพอปรบปรงแกไขประสทธภาพ INTERFACE RS-232C มาตรฐานใหม นกคอ มาตรฐาน RS449/RS422 ทางานทความเรวสงทสดถง 10 Mbps และระยะทางไกลทสดประมาณ 1,200 เมตร

(3) มาตรฐาน USB (Universal Serial Bus) ถกวางโดยบรษทยกษใหญ ผนาทางดานอปกรณไฟฟาอเลกทรอนกส และคอมพวเตอร ชวยกนวางมาตรฐาน โดยในยคเรมแรกนนกม COMPAQ, IBM, DEC, Intel, Microsoft, NEC และ Northern Telecom มาตรฐานของ USB นน ออกสสาธารณะชนเปนครงแรก เมอวนท 11 พฤศจกายน พ.ศ. 2537 ไดปรบปรงแกไขเรอยมา จนกระทงเมอ วนท 15 มกราคม พ.ศ. 2539 ออกมาเปน Revision 1.0 (USB 1.0) ไดสาเรจและยงไดปรบปรงแกไขปญหาตางๆ จนเมอวนท 23 กนยายน พ.ศ. 2541 ไดเปน Revision 1.1 (USB 1.1) เมอความเรวทได ยงไมเพยงพอกบความตองการ ดงนน ทางกลมผพฒนา หรอ USB-IF (USB Implementers Forum, Inc.) ไดรางมาตรฐาน USB รนใหมนน USB 1.1 จะมความเรวอยท12 Mbps สวน USB 2.0 นน รองรบระดบการรบสงขอมลไดถง 3 ระดบ ความเรว 1.5 Mbps (Low Speed) สาหรบการเชอมตอกบอปกรณทไมจาเปนตองสงขอมลคราวละมากๆ ความเรว 12 Mbps (Full Speed) สาหรบการเชอมตอกบ USB 1.1 ความเรว 480 Mbps (Hi-Speed) สาหรบการเชอมตอกบ USB 2.0 ดวยกน

(4) เทคโนโลย IEEE-1394 Fire wire (ชอเรยกของ apple) หรอทเรยกอกชอหนงวา i-link (ชอเรยกของ Sony) หรอ IEEE1394 เปนขอกาหนดมาตรฐานการเชอมตอบสการสอสารแบบอนกรมของคอมพวเตอรสวนบคคลในการรบ-สงขอมลขนาดใหญ และมอตราการสงขอมลสง ความเรวสงระหวางอปกรณตางๆ อยางแพรหลาย ทาใหเขามาทดแทนการเชอมตอแบบ SCSI ในอปกรณหลายชนด IEEE-1394 ถกออกแบบใหเปนบสอนกรมประสทธภาพสง (High Performance Serial Bus) มลกษณะการทางานในการเชอมตอกบอปกรณตอพวงตางๆ ทตอเชอมจากโฮสต (คอมพวเตอร) ซงเปนแบบอนกรม แตถกพฒนาใหมความสามารถ "ลงค" ในลกษณะการตอเชอมแบบ "ใยแมงมม" จากนนพฒนาใหมความเรวในการสงผานขอมลสงถง 400 เมกะไบต/วนาท (มากกวา USB ซงไดสงสด 12 เมกะไบต /วนาท อยหลายเทาตว) รวมทงการสนบสนน "Hot plug" ใส-ถอดอปกรณไดระหวางทเปดโฮสตคอมพวเตอร และไมจาเปนตองใช "Terminator" ซงมความเหนอกวาUSB ในทนจะอธบายรายระเอยดเฉพาะมาตรฐาน RS-232C เทานนเพราะมาตรฐานอนไมไดใชงาน

60

3.3.2.2 มาตรฐาน RS-232C เปนมาตรฐานการเชอมตอขอมลแบบอนกรมทนยมใชมากทสดกาหนดโดย EIA (Electronics Industry Association) หรอสมาคมผประกอบการอตสาหกรรมอเลกทรอนกสของอเมรกา ตงแตป 1969

(1) ระดบแรงดนในมาตรฐาน RS-232C โดยปกตพอรตอนกรม RS-232C จะสามารถตอสายไดยาว 50 ฟตโดยประมาณ ขนอยกบ ชนดของสายสญญาณ ระยะทาง และ ปรมาณสญญาณรบกวน สญญาณรบกวนทเกดขนในสายนาสญญาณมกจะมแรงดนเปนบวกเมอเทยบกบกราวด เพอปองกนสญญาณรบกวนน จงออกแบบแรงดน ของโลจก "1" เปนลบ คอ อยในชวง -3V ถง -15V สวนแรงดน ของโลจก "0" อยในชวง +3V ถง +15V และเหตทระดบสญญาณ ของ RS232 อยในชวง +15V ถง -15V กเพอใหตอสายสญญาณไปไดไกลขน ดงนน จงจาเปนจะตองมวงจรเปลยนระดบแรงดนของ RS232 มาเปนระดบแรงดนของ TTL ในโครงงานนใช IC MAX232 เปนตวแปลงระดบแรงดนของ RS232 มาเปนระดบแรงดนของ TTL

ภาพท 3.19 ระดบแรงดนในมาตรฐาน RS-232C

ลกษณะขวตอของมาตรฐาน RS-232Cแบบ DB9

61

พอรตอนกรมของ PC DB9 ตวผ (Male)

พอรตอนกรมของอปกรณภายนอก DB9 ตวเมย (Female)

ภาพท 3.20 การจดขาของคอนเนกเตอรอนกรมแบบ DB9

หนาทการทางานของขวตอตางๆ มดงน (1) Data Carrier Detect (DCD) เปนทางของสญญาณทแจงจากอปกรณ

มายงคอมพวเตอรวาไดรบสญญาณเรยบรอยแลวขานจะมสถานะภาพลอจกเปน “1” (2) Received Data (RD) เ ป น ท า งส ญ ญ าณ เข า ไป ย ง DTE ห ร อ

ไมโครคอมพวเตอร เมอไมมสญญาณ รบเขามา ขานจะมสถานะภาพลอจกเปน “1” (3) Transmit Data (TD) เปนสญญ าณท ส งออกจาก DTE (ห รอ ตว

ไมโครคอมพวเตอร) ไปยงโมเดมหรอตอกบไมโครคอมพวเตอรตวอน เมอไมมสญญาณสงออกสถานะภาพของลอกจกทขานมคาเทากบ ”1” หรอเทยบเทา Stop Bit

(4) Data Terminal Ready (DTR) คอม พ ว เต อ ร เป ด ส ญ ญ าณ น ให ออน (ลอจก ”0”) เมอพรอมทจะตดตอรบสงขอมล

(5) Signal Ground (SG) ทาหนาทเปนระดบแรงดนอางองสาหรบทกๆสายสญญาณจะมแรงดนเปน “0” เมอเทยบกบสายสญญาณอนๆ

(6) Data Set Ready (DSR) เมอสายสญญาณนอยไนสภาวะออน (ลอกจก ”0”) จะเปนการบอกไมโครคอมพวเตอรวา พรอมทจะสงไดแลว

62

(7) Request to Send (RTS) ใชสาหรบสงสญญาณไปยงโมเดมหรอเครองพมพเปนการเรยกรองทจะสงสญญาณมาทาง TD สญญาณนจะใชคกบ CTS ทอปกรณรบ หากไดรบสญญาณ RTS จะตรวจตวเองวาพรอมจะรบสญญาณไดหรอยง หากพรอมกจะสงสญญาณออกไปทสาย CTS

(8) Clear to Send (CTS) เม อ ส าย ส ญ ญ าณ น อ ย ใน สภ าวะอ อฟ (Negative Voltage หรอ ลอจก ”1” หมายความวา อปกรณรบกาลงบอกวา พรอมจะรบขอมลแลว

(9) Ring indicator (RI) เปนชองทางในการจบสญญาณ Ringing จากเครอขายโทรศพทในกรณทใชงานเปนโมเดม

การเชอมตออปกรณอปกรณภายนอกเขากบคอมพวเตอรดวย RS232 ม (1) การเชอมตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ Null modem

ภาพท 3.21 การเชอมตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ Null modem

(2) การตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ 3 เสน

ภาพท 3.22 การตออปกรณภายนอกผาน DB9 แบบ 3 เสน

อตราการสงขอมล (Baud rate) คอ ความเรวของการรบ - สงขอมล เปนจานวนบทตอวนาท เชน 300, 1,200, 2,400, 4,800, 9,600, 14,400, 19,200, 38,400, 56,000 เปนตน การเลอกอตราการสงขอมลขนอยกบ ชนดของสายสญญาณ ระยะทาง และปรมาณสญญาณรบกวน ในปจจบนในคอมพวเตอรใช USB Port แทน Serial Port ดงนน จงตองใชอปกรณ แปลงจาก USB Port เปน Serial Port ซงในงานวจยนใชแปลงจาก USB Port เปน Serial Port ซงกอนทจะใชงานตองทาการตดตง f Device Driver บน Microsoft WindowsXP

63

ภาพท 3.23 อปกรณ แปลงจาก USB Port เปน Serial Port

3.3.3 อปกรณเชอมตอทางแสงออปโตคปเปลอร (Optocouplers) อปกรณเชอมตอทางแสง หรอทเรยกวา “ออปโตคปเปลอร” (OptoCoupler)

หรอบางทกเรยกวา อปกรณแยกสญญาณทางแสง (Opto-Isolator) เปนอปกรณอเลกทรอนกสสาหรบการเชอมตอทางแสง โดยการเปลยนสญญาณไฟฟาใหเปนแสงแลวเปลยนกลบเปนสญญาณไฟฟาตามเดม นยมใชสาหรบการเชอมตอสญญาณระหวางสองวงจร และตองการแยกกนทางไฟฟาโดยเดดขาดเพอปองกนการรบกวนกนทางไฟฟาระหวางสองวงจรภายในของอปกรณประเภทนประกอบ ดวยไดโอดเปลงแสง (LED) ซงทาหนาทเปนตวสงแสง (Optical Transmitter) เชน แสงอนฟราเรด (Infrared) และสาหรบตวรบแสง (Optical Receiver) ซงมกนยมใชโฟโตทรานซสเตอร (Phototransistor) เปนตวรบโดยจะถกผลตรวมอยในตวถงเดยวกน

โฟโตทรานซสเตอรทางานไดในลกษณะเดยวกบทรานซสเตอรรอยตอคแบบ NPN แตไมมขาเบส (B) และถกแทนทดวยสวนรบแสง เมอไดรบแสงหรออนภาคของแสง หรอทเรยกวา โฟตอน (Photons) ในปรมาณมากพอจะทาใหเกดอนภาคอสระทมประจในบรเวณรอยตอระหวางเบสและคอลเลคเตอร (Base-Collector Region) และใหผลเหมอนมกระแสไหลเขาทขาเบส

64

ภาพท 3.24 ตวอยางอปกรณเชอมตอทางแสงทใชตวถงแบบตางๆ

ภาพท 3.25 สญลกษณทางไฟฟาและตวถงของแสง ออปโตคปเปลอรเบอร 4N35 แบบ 6 ขา

อปกรณเชอมตอทางแสงสามารถรบสญญาณอนพต (ดจทล) เชน จากไมโครคอน

โทรลเลอร เพอใชเปด-ปดไดโอดเปลงแสงทอยภายในตวอปกรณ (ทาใหมกระแสไหลผานไดโอด เปลง แสง) และทาหนาทควบคมการทางานของโฟโตทรานซสเตอรดวยแสง ดงนน จงนาไปใชในลกษณะเปนอปกรณสวตสเปด-ปด หรอนาไปตอกบวงจรทรานซสเตอรภายนอกเพอใหสามารถขบกระแสไดในปรมาณทสงขน

วงจรใชงานเบองตนของออปโตคปเปลอร โดยมไดโอดเปลงแสงอยทางดานอนพต และโฟโตทรานซสเตอรในดานเอาทพตของวงจร เมอมกระแสไหลผาน LED โดยม ตานทาน R1 เปน

65

ตวจากดกระแส LED จะสองแสงไปทโฟโตทรานซสเตอร ทาใหโฟโตทรานซสเตอร นากระแสมแรงดนเอาทพตตกครอมท ตวตานทาน R2 ซงจะเหนไดวาเอาทพตของวงจรจะถกควบคมโดยอนพต โดยทงอนพตและเอาทพตแยกกนทางไฟฟาโดยสนเชง

ภาพท 3.26 วงจรใชงานออปโตคปเปลอรเบองตน

3.3.3.1 บอรดออปโตคปเปลอรเอนกประสงค ET-OPTO DC-IN4 เปนชด OPTO-

ISOLATE INPUT ขนาด 4 ชอง โดยทาหนาทแปลงสญญาณ Input ชนดแรงดนไฟตรงแบบ DC Voltage ขนาด +5VDC, +12VDC หรอ +24VDC ใหเปนสญญาณ โลจก “0” หรอ “1” แบบ TLL โดยในการประยกตใชงานนน จะใชสา หรบตรวจจบการทางานของอปกรณ Sensor หรอหนาสมผสสวตชตางๆ ทใหผลการทางานเปนแรงดนไฟตรงแบบ DC Voltage ขนาด +5VDC, +12VDC หรอ +24VDC ซงสามารถเลอกกาหนดไดจาก Jumper ภายในบอรด โดยการทางานของวงจรจะใหผลลพธเปนโลจก TTL โดยถาทางดาน Input ไดรบระดบแรงดนไฟตรงขนาดตามทกาหนดไวจะใหผลลพธหรอสถานะทาง Output ของ OPTO ISOLATE เปนโลจก “0” แตถา Input ไดรบระดบแรงดนเปน 0V จะใหสถานะทาง Output ของ OPTO ISOLATE เปนโลจก “1” นอกจากนแลวยงสามารถกาหนดการทางานใหใชสาหรบทาหนาทตรวจจบการทางานของอปกรณแบบหนาสมผสหรอ Sensor ทงชนด NPN และ PNP ไดอกดวย โดยการตอแหลงจายไฟกระแสตรงจากภายนอกใหกบ Terminal ตาแหนง +VEXT และ GND ของบอรด ซงแรงดนไฟตรง +VEXT นควรเปนไฟกระแสตรงทไดจากหมอแปลงตางขดกบทจายใหกบวงจรของไมโครคอนโทรลเลอรดวย เพอจะไดแยกสญญาณ และ GND ของภาค INPUT และไมโครคอน โทรลเลอรออกจากกนอยางเดดขาด

66

ภาพท 3.27 บอรดออปโตคปเปลอรเอนกประสงค ET-OPTO DC-IN4

ภาพท 3.28 วงจรบอรดออปโตคปเปลอรเอนกประสงค ET-OPTO DC-IN4

การทางานของบอรด ในการใชงานบอรด ET-OPTO DC-IN4 เพอตรวจจบการทางานของ DC Voltage Input นน อนดบแรกผใชจะตองทราบกอนวาระดบแรงดน DC Voltage Input ทจะตอมาใหกบบอรดนนมคาเทาใด ซงกจะตองเลอกกาหนด Jumper เพอเลอกตวตานทานจากดกระแสทจะใหไหลผานวงจร Input ของ OPTO ISOLATE ใหเหมาะสมกบระดบแรงดนตางๆ ดวย โดยจะม LED สาหรบแสดงสถานการทางานของวงจรและมไดโอด FR106 เพอปองกนการปอนแรงดนกลบขวใหวงจรซงเมอมแรงดนไฟตรงปอนเขามาทางดานภาค Input ของวงจร OPTO ISOLATE (PC817) กจะทาให LED แสดงสถานการทางานของวงจรตดสวางใหเหนซงจะทาใหสญญาณโลจกทจด INPUT มสถานะเปน “0” ดวยเนองจากเมอวงจรดาน Input ของ OPTO ISOLATE (PC817) ทางานกจะทาใหทรานซสเตอรทบรรจไวภายในตว OPTO ISOLATE นากระแสตามไปดวย แตเมอไมมแรงดนจายใหกบภาค Input ของวงจร OPTO ISOLATE กจะทาให

67

ทรานซสเตอรหยดทางานสงผลใหสถานะทางโลจกทจด INPUT มคาเปนโลจก “1” ตามการ Pull-Up ของตวตานทาน 10K ทตออยนนเอง การตอสญญาณ Input ใหบอรด สาหรบการตอ Input ใหกบบอรดนน จะสามารถทาไดหลายวธทงนขนอยกบลกษณะของสญญาณ Input ซงแยกอธบายในภาคผนวก ก

3.3.4 สวตช (Switch)

สวตช เปนอปกรณไฟฟาอกชนดหนง ถอวาเปนอปกรณพนฐานทพบการใชงานไดบอยหนาทของสวตช คอ ใชตดตอวงจรไฟฟาเพอใหมการจายแรงดนเขาวงจร หรองดจายแรงดนเขาวงจร จะมแรงดนจายเขาวงจรเมอสวตชตอวงจร (Close Circuit) และไมมแรงดนจายเขาวงจรเมอสวตชตดวงจร (Open Circuit)

ภาพท 3.29 สญลกษณของสวตซแบบตางๆ

3.3.4.1 สวตซแบบเทาเหยยบ (Foot Switch) คอ สวตซตดตอวงจรชนดหนงทถกออกแบบมาเพอใชงานโดยการใชเทาเหยยบ เพออานวยความสะดวกในการควบคมวงจรไฟฟาในกรณทไมสามารถทาการควบคมดวยมอ และหลกการทางานจะเหมอนสวตซทควบคมดวยมอทกอยาง

68

ภาพท 3.30 รปรางและสญลกษณของสวตซแบบเทาเหยยบ (Foot Switch)

3.4 การประกอบกลองจบเวลา

จากขอมลของบอรด ET-OPTO-DCIN การทางานของวงจรทางดานออกนน เมอสญญาณเขาเปน “0” (สวตซเทาไมทางาน) สญญาณดานออกเปน “1” (5VDC) แตสญญาณดานเขาเปน “1” (สวตซเทาทางาน) สญญาณดานออกเปน “0” (0VDC) ดงนน ตองมการตอวงจรเพมเพอทาการกลบสถานะดานออกของ ET-OPTO-DCIN ใหทางานสอดคลองกบไมโครคอนโทลเลอร และทาการขยายสญญาณออกเพอการปรบคาเวลา โดยการตอวงจรดงภาพท 3.34

ภาพท 3.31 วงจรบอรด AVR ไมโครคอนโทรลเลอร CP-AVR V3.0 และสวนทตอเพม

69

ภาพท 3.32 วงจรสวนทตอเพม

ภาพท 3.33 วงจรภายในกลองจบเวลา

70

ภาพท 3.34 วงจรภายในกลองจบเวลา

ภาพท 3.35 เครองททาการประกอบเรยบรอยแลว

71

บทท 4 ผลการวจยและอภปรายผล

การประเมนคณสมบตดานไบอสและประเมนเสถยรภาพของเวลาจะใชหลกการโดยให

วงจรภายในททาหนาทกาเนดฐานเวลาใหทาการกาเนดสญญาณออกมาในคาบเวลาทแนนอน และทาการวดคาเวลานน โดยเครองมอทแมนยาในการทดลองนใชออสซลโลสโคป ยหอ Trextronix 1Ghz 4.1 การประเมนคณสมบตดานไบอสและประเมนสเถยรภาพของเวลาตอบสนอง

ทาการตอวงจรและทาการวดดงในภาพท 4.1 การประเมนคณสมบตดานไบอสและ

ประเมนเสถยรภาพของเวลาตอบสนอง จะทาการกาหนดคาบเวลาทแนนอนในการทดสอบเทากบ 300 มลลวนาท โดยอางองจาก ตารางท 2.1 คาเวลาของตอบสนองจะอยในยาน 240 ถง 500 มลลวนาท ดงนน จงเลอกยาน 300 มลลวนาทเปนยานกลางในการทดสอบ โดยทาการวด 10 ครง 3 รอบ และอางองตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท

4.1.1 ทาการเปดโปรแกรม Reaction time test -> ทาการคลกทปม “กาหนดคา”ฟอรมกาหนดคาจะปรากฏขน

4.1.2 ทาการตงคาเวลาในชอง “Error time”-> ทาการคลกท “Calibrate”

72

4.1.3 ทาการคลก “บนทกคา”-> ทาการคลก “บนทกลงกลองวดเวลา”-> คลก “ออก” 4.1.4 ทาการทดสอบ โดยการเหยยบคนเรงจนคาเวลาปรากฏในชอง “คาเวลาปฏกรยา

ตอบสนอง” ทาการบนทกคาเวลาจากออสซลโลสโคบ

ภาพท 4.1 การวดสญญาณนาฬกาจากขวตอเพอการทดสอบ (Test Point)

ภาพท 4.2 การวดรปสญญาณนาฬกาดวยออสซลโลสโคบ

73

จากภาพท 4.2 การวดรปสญญาณนาฬกาดวยออสซลโลสโคบ โดย Ta คอ จดเรมทาการวด Tb คอ จดสนสดในการวด DeltaT คอ คาความตางของเวลา 1/deltaT คอ สวนกลบของเวลา หมายถง ความถหนวยเปนเฮรทซ (Hz) และไดรปสญญาณพลสออกมาสองรป โดยรปแรก RT (Response time) คอ หรอคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการตอบสนอง และรปทสอง คอ MT (Movement time) คอ เวลาในการเคลอนท หรอคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาททาการวดเวลาในเคลอนทของเทา ไดขอมลตามตารางท 4.1 และ 4.2 ตารางท 4.1 ขอมลเวลาคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการตอบสนอง ตอบสนอง ยาน 300 มลลวนาท จากชวงสญญาณ RT

4.1.5 ทาการประเมนคณสมบตดานไบอส โดยใชสมการท 2.23 เมอคา Total Average

คอ

คาไบอส = – คาอางอง = |300.11-300|

= 0.11 มลลวนาท ใชสมการท 2.4 ทาการหาคารอยละของไบอสโดยใชคาความผนแปรของกระบวน

การอางองตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท หรอเทากบ ±1 มลลวนาท

รอยละไบอส = (คาไบอส/ความผนแปรของกระบวนการ) *100 = ((0.11/(2))*100 = 5.33 เปอรเซนต

74

คาเปอรเซนตของความผนแปร 5.33 เปอรเซนต คามากกวา 5 เปอรเซนต นอยกวา 10 เปอรเซนต แสดงวากระบวนการอยในเกณฑทด

4.1.6 ทาการประเมนคณสมบตทางดานเสถยรภาพ ทาการวเคราะหขอมลในกราฟในแผนภมเอก-อาร โดยใชโปรแกรม Minitab

ภาพท 4.3 แผนภมเอก ของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการตอบสนอง โดยใชโปรแกรม Minitab

ภาพท 4.4 แผนภมอาร ของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการตอบสนอง โดยใชโปรแกรม Minitab

75

จากภาพคาเอกบาร ไมออกนอกเสน +/- 1.5 sigma และภาพแผนภมอาร คายงอยภายใตเสนควบคม แตมจดตอเนอง ทางดานบน 6 จด แสดงวาเครองมอวดมความสามารถแยกแยะไดแคจากดในทนประมาณ 0.4 มลลวนาท จากดานลาง

ทาการทดสอบสมมตฐานโดยโปรแกรม minitab 1-sample z test โดยนาคา จากตารางท 1 มาทดสอบ โดยใชคาความผนแปรของกระบวนการอางองตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท หรอเทากบ ±1 มลลวนาท ทความเชอมน 0.05

โดยตงสมมตฐานวา เมอ mu0=300, mu =

H0: mu=mu0 (คา เทากบ 300)

H1: mu ≠mu0 (คา ไมเทากบ 300)

ภาพท 4.5 ผลการทดสอบ 1-sample z test ของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวด เวลาในการตอบสนองทกาหนดคาคงทเทากบ 300 มลลวนาท

จากผลการทดสอบ คา P เทากบ 0.770 มคามากกวา 0.05 ไมสามารถปฏเสธ

สมมตฐานหลกทระดบนยยะสาคญ 0.05 ไดแสดงวา คาเฉลยของเวลาของคาบเวลาทแนนอนทกาเนดจากฐานเวลาทใชวดเวลาตอบสนองเทากบ 300 มลลวนาท 4.2 การประเมนคณสมบตดานไบอสและประเมนเสถยรภาพของคาเวลาในการเคลอนท

ขนท 4.2.1 และ 4.2.2 เหมอนกบการประเมนเสถยรภาพของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดคาเวลาในการเคลอนท ขอ 4.1.1 และ 4.1.2 ไดคาจากการวดดงตารางท 4.2

76

ตารางท 4.2 ขอมลของคาบเวลาทกาเนด จากฐานเวลาทใชในการวดคาเวลาในการเคลอนททวดไดโดยกาเนดใหกาเนดคาเวลาคงทเทากบ 300 มลลวนาท โดยวดจากชวงสญญาณ MT

4.2.3 ทาการประเมนคณสมบตดานไบอส โดยใชสมการท 2.23

คาไบอส = – คาอางอง = |300.07-300|

= 0.07 ใชสมการท 2.4 ทาการหาคารอยละของไบอส โดยใชคาความผนแปรของ

กระบวนการอางองตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท หรอเทากบ ±1 มลลวนาท รอยละไบอส = (คาไบอส/ความผนแปรของกระบวนการ) *100

= ((0.07/(2)) *100 = 3.33%

คารอยละ ของความผนแปร 3.33 เปอรเซนต คานอยกวา 5 เปอรเซนต แสดงวากระบวนการอยในเกณฑทด

4.2.4 ทาการวเคราะหขอมลในกราฟในแผนภมเอก-อาร โดยใชโปรแกรม Minitab

77

ภาพท 4.6 แผนภมเอกส ของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการเคลอนท โดยใชโปรแกรม Minitab

ภาพท 4.7 แผนภมอาร ของคาบเวลาทกาเนดจากฐานเวลาทใชในการวดเวลาในการเคลอนท โดยใชโปรแกรม Minitab

จากภาพเอกบาร ไมออกนอกเสน +/- 1.5 sigma และภาพแผนภมอาร คายงอย

ภายไตเสนควบคม แตมจดทอยบนเสน LCL แสดงวาเครองมอวดมความสามารถแยกแยะไดแค 0.4 มลลวนาท เพราะคาจะ Run ท LCL=0 ถง 0.4 แตเมอเทยบกบความแปรผนของกระบวนการอางอง

78

ตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท หรอเทากบ ±1 มลลวนาท สามารถยอมรบไดทาการนาคาจากตารางท 1 มาทดสอบทดสอบสมมตฐาน โดย minitab 1-sample z test โดยใหคา

Total Average เทากบ และใชคาคาความผนแปรของกระบวนการอางองตามมาตรฐานของเครอง 653MP คอ ±0.001 วนาท หรอเทากบ ±1 มลลวนาท ทความเชอมน 0.05

โดยตงสมมตฐานวา เมอ mu0=300, mu=

H0: mu=mu0 (คา เทากบ 300ms)

H1: mu ≠mu0 (คา ไมเทากบ 300ms)

ภาพท 4.8 ผลการทดสอบ 1-sample z test ของ Movement time จาก Minitab

จากผลการทดสอบ คา P=0.855 มคามากกวา 0.05 ไมสามารถปฏเสธสมมตฐานหลกทระดบนยยะสาคญ 0.05 ไดแสดงวา คาเฉลยของเวลาของคาบเวลาทแนนอนทกาเนดจากฐานเวลาทใชวดเวลาตอบสนองเทากบ 300 มลลวนาท

4.3 การประเมนคณสมบตทางเสนตรงของเวลาตอบสนอง

4.3.1 เหมอนกบขนตอน 4.1.1 4.3.2 ทาการวดคาเวลาในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท ยานละ 10 ครง ทา

การบนทกคาดงในตารางท 4.3

79

ตารางท 4.3 คาททาการทดสอบเวลาตอบสนองในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท

4.3.3 ทาการหาคาไบอสของเวลาตอบสนอง

Range (x) (ms) 100 300 500 800 Average ( ms) 99.64386 299.9486 500.1729 800.7 Bias(y) (ms) 0.356143 0.051429 -0.17286 -0.7

x y x*x y*y x*y

100 0.356143 10000 0.126838 35.61429 300 0.051429 90000 0.002645 15.42857

500 -0.172857 250000 0.02988 -86.4286 800 -0.7 640000 0.49 -560 1700 -0.465286 990000 0.649362 -595.386

4.3.4 ทาการหาคาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควร โดยใชสมการท 2.26, 2.27,

2.28, 2.29 และ 2.30 ไดคาตางดงน = 0.59524

= -397.6393 = 267500

80

= -0.001487

= 99.30315% คาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควรเทากบ 99.30315 เปอรเซนต มากกวา 90

เปอรเซนต ขอมลมคณภาพพอในการอธบายเชงเสน 4.3.5 เมอคาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควรมคาสงกวา 0.70 ใหทาการทดสอบ

ความสมพนธระหวาง XY โดยใช ANOVA ทาการทดสอบ โดย ANOVA ตงสมมตฐานดงน โดย H0: = 0 (คาไบอสไมมความสมพนธเชงเสนกบคาอางอง) H1: ≠ 0 (คาไบอสมความสมพนธเชงเสนกบคาอางอง)

SS DF MS F

0.591092 1 0.591092 285.0055 0.004148 2 0.002074 0.59524 3

จากการทดสอบขางตนคา F เทากบ 285.00 ซงมากกวา 18.51 (f0.05, 1, 2 จาก

ตาราง f-test ในภาคผนวก จ) แสดงวาสามารถปฏเสธสมมตฐานหลกทระดบนยยะสาคญ 0.05 คา Bias มอทธพลตอการวด

4.3.6 เมอคาไบอสและคาอางองมความสมพนธเชงสนตรงอยางมนยยะสาคญ ใหทาการคานวณสมการถดถอยเชงเสนตรงดงน ทาการประมาณคาสมประสทธไดผลดงน

4.3.7 ทาการหาคารอยละของการผนแปรกระบวนการโดยใชสมการท 2.33, 2.34 และ2.35 ไดคารอยละเชงเสนของกระบานการ =0.14865 เปอรเซนต คาตากวา 5 เปอรเซนต แสดงวากระบวนการไมตองปรบปรง

4.4 การประเมนคณสมบตทางเสนตรงของวดเวลาในการเคลอนท

4.4.1 เหมอนกบขนตอน 4.1.1 4.4.2 ทาการวดคาเวลาในการเคลอนท ในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท ยาน

ละ 10 ครง ทาการบนทกคาดงในตารางท 4.4

81

ตารางท 4.4 คาททาการทดสอบวดเวลาในการเคลอนทในยาน 100, 300, 500, 800 มลลวนาท

Range 100 300 500 800 1 99.58 300 500 801 2 99.59 300 501 801 3 99.59 300 501 801 4 99.6 300 500 801 5 99.59 300 501 801 6 99.59 300 501 801 7 99.99 300 501 801 8 100 300.4 500 801 9 99.6 300 500 801 10 99.6 300 500 801

Average 99.673 300.04 500.5 801

4.4.3 ทาการหาคาไบอสของวดเวลาในการเคลอนท

Range (x) 100 300 500 800 Average 99.673 300.04 500.5 800.9 Bias (y) 0.327 -0.04 -0.5 -0.9

x y x*x y*y x*y

100 0.327 10000 0.106929 32.7 300 -0.04 90000 0.0016 -12 500 -0.5 250000 0.25 -250 800 -0.9 640000 0.81 -720 1700 -1.113 990000 1.168529 -949.3

4.4.4 ทาการหาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควร โดยใชสมการท 2.26, 2.27,

2.28, 2.29 และ 2.30 ไดคาตางดงน

82

= -476.275 = 0.85883675 = 267500

= -0.0017805

= 98.7372% คาสมประสท ธในการตดสนใจอารสแควรเท ากบ 98.7372 มากกวา 90

เปอรเซนต ขอมลมคณภาพพอในการอธบายเชงเสน 4.4.5 เมอคาสมประสทธในการตดสนใจอารสแควร มคาสงกวา 0.70 ใหทาการทดสอบ

ความสมพนธระหวาง XY โดยใช ANOVA ทาการทดสอบ โดย ANOVA ตงสมมตฐานดงน โดย H0: =0 (คาไบอสไมมความสมพนธเชงเสนกบคาอางอง) H1: ≠0 (คาไบอสมความสมพนธเชงเสนกบคาอางอง)

SS DF MS F 0.847992058 1 0.847992 156.3884 0.010844692 2 0.005422 0.85883675 3

ซงมากกวา18.51 (f0.05, 1, 2 จากตาราง F-test ในภาคผนวก จ) แสดงวา

สามารถปฏเสธสมมตฐานหลกทระดบนยยะสาคญ 0.05 คาไบอสมอทธพลตอการวด 4.4.6 ทาการหาคารอยละของการผนแปรกระบวนการโดยใชสมการท 2.33, 2.34 และ

2.35 ไดคารอยละเชงเสนของกระบานการเทากบ 0.178047 เปอรเซนต ตากวา 5 เปอรเซนต แสดงวากระบวนการไมตองปรบปรง 4.5 การทดสอบเครองวดเวลาในการตอบสนอง

ในการทดสอบเครองนนไดทาการทดลอง โดยทาการวดความแตกตางของเวลาในการตอบสนอง (Response time) เมอตวกระตนมขนาดทแตกตางกน เพอจาลองสถานการณวามสงกดขวางสแดงมาปรากฏตรงหนา ขนาดตางกนสองขนาดในเวลากลางวน โดยมการเตรยมการทดลองดงน

83

1. กาหนดใหสพนในการทดสอบเปนสขาวและสของตวกระตนในการทดสอบเปนรปวงกรมสแดง เสนผานศนยกลางของตวกระตน 10 เซนตเมตร และ 20 เซนตเมตร ระยะหางจากจอจนถงตาของผถกทดสอบ 1.5 เมตร ในสภาพแวดลอมแสง 400 ลกซ ดงภาพท 4.9 โดยผถกทดสอบเปนเพศชายอาย 30 – 40 ป

ภาพท 4.9 การทดสอบเครองวดเวลาในการตอบสนอง

2. ทาการจดทานงและการวางเทาตาแหนงของขอเทาประมาน 90 องศา เพอใหการวางเทาของผถกทดสอบอยในตาแหนงสบายทสดและนงพงอยางผอนคลาย ดงภาพท 4.10

ภาพท 4.10 การวางเทาในขณะททาการทดสอบ

84

จากการทดสอบจากผถกทดสอบ 8 คนไดขอมล ดงน ตารางท 4.5 ผลการทดสอบจากผถกทดสอบ 8 คน

คลงท ตวกระตนสแดง 10 ซ.ม. ตวกระตนสแดง 20 ซ.ม.1 208 2112 213 2253 217 2224 210 1895 232 2001 257 2272 259 2363 255 2344 263 2405 340 2321 275 2162 263 2183 234 2424 245 2135 220 2081 325 2282 277 2723 236 2384 225 2535 245 2311 503 4242 396 4513 328 3074 296 3685 402 3671 324 2702 266 2543 243 2354 258 2625 250 2441 237 2492 249 2453 240 2334 235 2375 236 2331 276 2512 234 2753 234 2514 241 2245 237 242

85

เมอนาขอมลมาทดสอบมาทดสอบ โดยบลอกพลอต (Block plot) จะเหนวามขอมลบางจดออกนอกกลม (Outlier) ดงนน จงตองทาการตดออก

Dat

a

White-Red(20cm)White-Red(10cm)

500

450

400

350

300

250

200

Boxplot of White-Red(10cm), White-Red(20cm)

ภาพท 4.11 เมอนาขอมลมาทดสอบมาทดสอบ โดยบลอกพลอต (Block plot)

เมอทาการตดขอมลบางจดออกนอกกลม (Outlier) แลวทาการสรางฮสโตรแกรม (Histrogram) เพอดการกระจายตวของขอมลดงภาพท 4.12

White-Red(10cm)

Freq

uenc

y

280260240220200

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Mean 242.8StDev 18.72N 32

Histogram of White-Red(10cm)Normal

ภาพท 4.12 ฮสโตรแกรมของคาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 10 เซนตเมตร

86

White-Red(20cm)

Freq

uenc

y

280260240220200

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Mean 235.4StDev 19.51N 35

Histogram of White-Red(20cm)Normal

ภาพท 4.13 ฮสโตรแกรมของคาเวลาตอบสนอง (Response time) จากการทดสอบโดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20 เซนตเมตร

ทาการทดสอบโดยใช 2-sampleT test ทความเชอมน 95% โดยกาหนดให μA คอ คาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 10

เซนตเมตร μB คอ คาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20

เซนตเมตร ทาการตงสมมตฐาน ดงน H0: μA - μB = 0 (คาเวลาตอบสนองจากการทดสอบโดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง

10 เซนตเมตร เทากบคาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20 เซนตเมตร)

H1: μA - μB ≠ 0 (คาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 10 เซนตเมตร ไมเทากบคาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20 เซนตเมตร)

ผลการทดสอบจากโปรแกรมมนแทปไดผลดงภาพท 4.14

87

ภาพท 4.14 ผลการทดสอบ 2 – sampleT จากโปรแกรมมนแทป

จากผลการทดสอบจะเหนวาคา P-Value เทากบ 0.119 มากกวา 0.05 ไมสามารถ

ปฏเสธสมมตฐานหลกได คาเวลาในการตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 10 เซนตเมตร ไมแตกตางจากคาเวลาตอบสนองจากการทดสอบ โดยใชตวกระตนเสนผานศนยกลาง 20 เซนตเมตรทความเชอมน 95 เปอรเซนต

88

บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย

จากผลการวเคราะหทางดานเสถยรภาพ และความเปนเชงเสนทความผนแปรของกระบวนการท ± 1 มลลวนาท ในบทท 4 เครองมอนสามารถใชในการวดคาเวลาในการตอบสนอง ในการขบขรถยนตได 5.2 ขอเสนอแนะ

จากการสรางและการทดสอบกลองวดเวลา จะใชหนวยเปนมลลวนาท (ms) ซงเพยงพอในการทดสอบคาเวลาในการตอบสนองการขบขรถยนต ถาตองการทจะนาเครองไปใชในการทดลองทตองการวดคาเวลาทละเอยดกวาน เชน ตองการวดคาเวลาตอบสนองในยานไมโครวนาท (μS ) ตองทาการปรบปรง โดยทาการเทยบวเคราะหทางดานเสถยรภาพ และความเปนเชงเสน (Linearity) กบเครองมอวดทมความละเอยดในระดบไมโครวนาท จากผลการทดสอบเครอง โดยแผนภมเอก-อาร ในบทท 4 จะเหนวาเครองมอวดทใชในการทดสอบมความละเอยดท 0.4 มลลวนาท ซงเมอเทยบกบคาความผนแปรของกระบวนการท ±1 มลลวนาทแลว จะเหนวาคาทวดไดจากเครองมอวดทใชในการทดสอบจะอยในชวง 0.4 มลลวนาท แสดงวาในสวนของกลองวดเวลาสามารถวดคาเวลาในการตอบสนองไดละเอยดกวา 0.4 มลลวนาท และสามารถปรบแตงใหสามรถวดคาเวลาความละเอยดในระดบไมโครวนาทได

จากการทดลองการใชงานเครองในหวขอ 4.5 เมอทาบอกพลอตออกมาแลวปรากฏวามบางจดขอมลออกนอก (Outlier) ทางดานสง สาเหตเพราะในชวงตนของการทดสอบผถกทดสอบตองปรบตวใหเขากบเครอง ดงนน เพอใหไดผลการทดสอบทถกตองจงควรใหผถกทดสอบปรบตวใหเขากบเครองกอน โดยทดสอบแบบไมเกบคากอนทาการทดสอบจรง

ในสวนของตวโปรแกรมนน หนาจอทดสอบยงเปนแคสองมตซงยงไมเสมอนจรง ซงถาปรบปรงใหเปนสามมต ใหคลายคลงกบการขบรถจรงจะทาใหผลการทดสอบเหมอนกบการขบรถจรงมากขน และในสวนของแปนเหยยบเบรก และคนเรงทใชสวตซเทานน ระยะในการเหยยบจะตนกวาแปนเหยยบเบรก และคนเรงของรถจรง ถาทาการปรบปรงใหเหมอนกวาแปนเหยยบเบรก และคนเรงของรถจรงจะทาใหผลการทดสอบเหมอนกบการขบรถจรงมากขน

89

รายการอางอง หนงสอและบทความในหนงสอ กตต อนทรานนท. (2548). “การยศาสตร (Ergonomics)”. สานกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

กรงเทพฯ กตศกด พลอยพานชเจรญ. (2546). “การวเคราะหระบบการวด (MSA)”. สานกพมพสมาคม เทคโนโลย (ไทย-ญปน) จราพร วรแสน. (2550). “การยศาสตร (ERGONOMICS) AE 313”. สานกพมพมหาวทยาลย

รามคาแหง. คณะศกษาศาสตร มหาวทยาลยรามคาแหง ธวชชานนท สปปภากล. (2548). “การยศาสตรและกายวภาคเชงกล”. กรงเทพฯ วฑรย สมะโชคด และกฤษฎา ชยกล. (2537). “เออกอนอมคส”. ดวงกมลสมย. กรงเทพฯ Stephen A. Burns and Robert H. (1995). “HANDBOOK OFOPTICS”. Webb The

Schepens Eye Research Institute Boston, Massachusetts. Specifying the Visual Stimulus John M. Foley UC Santa Barbara Kosinski, Robert J. (2005). “A Literature Review of Reaction Time. Accessed March

17”, 2005. http://biae.clemson.edu/bpc/bp/Lab/110/reaction.htm#Arousal วทยานพนธ Jose Shelton, Gideon Praveen Kumar “Comparison between Auditory and Visual

Simple Reaction Times”, Neuroscience & Medicine, 2010, 1, 30-32 Badwe N, Patil KB, Yelam SB , Vikhe BB, Vatve MS “A Comparative study of hand

reaction time to visual stimuli in students of 1st MBBS of a Rura Medical College”,Paravara Med Rev 2012;4(1)

Tejas P Ghuntla, Hemant B Mehta, Pradnya A Gokhale, Chinmay J Shah “Effect of number of stimuli on auditory reaction time in healthy subjects of Bhavnagar region” Indian Journal of Otology | October 2013 | Vol 19 | Issue 4

90

Karia Ritest M.,Ghuntla Tejas P. ”Comparative study of simple and choice visual reaction time on medical students of Bhavnagar region” Karia Ritesh M et al. IRJP 2012,3(7)

Marc Green “How Long Does It Take to Stop?”, Methodological Analysis of Driver Perception-Brake Times, TRANSPORTATION HUMAN FACTORS, (2000)

Annie W.Y. Ng and Alan H.S. Chan ”Finger Response Times to Visual, Auditory Tactile Modality Stimuli” Proceeding of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2012 Vol II,UN/ecs 2012mNarcg 14-16,2012,Hong Kong

Sunita B. KalyanshettI “Effect of Colour of Object on Simple Visual Reaction Time in Normal Subjects” JKIMSU, Vol. 3, No. 1, Jan-June 2014

สออเลกทรอนกส www.kmutnb.ac.th › ขาวมหาวทยาลย “เครองวดการตอบสนองฝมอคนไทยผลงาน ภาควชา

คอมพวเตอรศกษา คณะครศาสตรอตสาหกรรม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ (2014)

http://dpc5.ddc.moph.go.th/Data/data07.08.html อาศยอานาจตามความในขอ 2 (7) แหงประกาศของคณะปฏวต ฉบบท 103 ลงวนท 16 มนาคม 2515 กระทรวงมหาดไทยจงกาหนดสวสดการเกยวกบสขภาพอนามยและความปลอดภยสาหรบลกจาง

ประกาศกรมการขนสงทางบกเรอง หลกเกณฑและวธการทดสอบสมรรถภาพรางกายเบองตนของผสมครเรยนขบรถ พ.ศ. 2555

http://www.promolux.com/thai/faq_th.php สเปกตรมแมเหลกไฟฟา

91

ภาคผนวก

92

ภาคผนวก ก การปรบบอรด ET-OPTO DC-IN4

1. การทางานของบอรด

ในการใชงานบอรด ET-OPTO DC-IN4 เพอตรวจจบการทางานของ DC Voltage Input นน อนดบแรกผใชจะตองทราบกอนวาระดบแรงดน DC Voltage Input ทจะตอมาใหกบบอรดนนมคาเทาใด ซงกจะตองเลอกกาหนด Jumper เพอเลอกตวตานทานจากดกระแสทจะใหไหลผานวงจร Input ของ OPTO ISOLATE ใหเหมาะสมกบระดบแรงดนตางๆ ดวย โดยจะม LED สา หรบแสดงสถานการทา งานของวงจรและมไดโอด FR106 เพอปองกนการปอนแรงดนกลบขวใหวงจรซงเมอมแรงดนไฟตรงปอนเขามาทางดานภาค Input ของวงจร OPTO ISOLATE (PC817) กจะทาให LED แสดงสถานการทางานของวงจรตดสวางใหเหน ซงจะทา ใหสญญาณโลจกทจด INPUT มสถานะเปน “0” ดวยเนองจากเมอวงจรดาน Input ของ OPTO ISOLATE (PC817) ทางานกจะทา ใหทรานซสเตอรทบรรจไวภายในตว OPTO ISOLATE นากระแสตามไปดวย แตเมอไมมแรงดนจายใหกบภาค Input ของวงจร OPTO ISOLATE กจะทาใหทรานซสเตอรหยดทางานสงผลใหสถานะทางโลจกทจด INPUT มคาเปนโลจก “1” ตามการ Pull-Up ของตวตานทาน 10K ทตออยนนเองหนาทของ Jumper ของภาค Input

• INTERNAL/EXTERNAL ใชสาหรบเลอกกาหนดวาตองการใชแหลงจายไฟสาหรบจายใหกบ Sensor จากภายนอก (EXTERNAL) หรอจากภายในบอรดเอง (INTERNAL) โดยถาเลอกเปน INTERNAL จะตองตอแรงดนไฟตรงขนาด +12VDC ใหกบจด Terminal (+VEXT) ของบอรด ET-OPTO DC-IN4 ดวย โดยแรงดน +VEXT นจะถกใชเปนแหลงจายไฟของ Sensor ทจะนามาตอกบ Input ของบอรด

• SINK/SOURCE ใชสาหรบเลอกกาหนดวาตองการตอสญญาณ Input กบ Sensor แบบ NPN (SINK) หรอแบบ PNP (SOURCE) โดยถาเลอกเปน PNP หรอ SOURCE จะเปนการกาหนดใหวงจรทาหนาทรอรบแรงดนทจาย (Source) มาจากอปกรณภายนอก แตถาเลอกเปน NPN หรอ SINK จะเปนการกาหนดใหวงจรทาหนาทจายแรงดนออกไปใหกบ Sensor ภายนอก

• 5V/12V/24V ใชสาหรบเลอกยานของแรงดน Input ทปอนมาใหกบวงจร

93

2. การตอสญญาณ Input ใหบอรด สาหรบการตอ Input ใหกบบอรดนน จะสามารถทา ไดหลายวธ ทงนขนอยกบลกษณะ

ของสญญาณ Input ซงแยกอธบายไดดงตอไปน

ภาพท ก-1 วงจรไฟฟาของ ET-OPTO DC-IN4

94

ภาพท ก-2 รปรางของ ET-OPTO DC-IN4

ในกรณทตอกบอปกรณแบบหนาสมผสสวตชจะตองปอนแรงดน +12V ใหกบขวตอ +VEXT ใหกบบอรดดวยโดยในกรณนใหเลอกกาหนด Jumper เลอกแรงดน Input ไวท Internal และเลอกกาหนด Jumper สาหรบเลอกยานแรงดนใหถกตองตามขนาดของแรงดน Input ทจะปอนใหบอรดซงในทนกคอ 12V

ถากาหนด Jumper เลอกชนดสญญาณเปน PNP (SOURCE) ใหตอหนาสมผสสวตชเขาระหวางจดตอ (+V) และ (IN) ของ Terminal Input

ถากาหนด Jumper เลอกชนดสญญาณเปน NPN (SINK) ใหตอหนาสมผสสวตชเขาระหวางจดตอ (IN) และ (COM) ของ Terminal Input

ในกรณท ตอกบ DC Voltage Input จากภายนอกใหเลอกกาหนด Jumper เลอกแรงดน Input เปน External และเลอกกาหนด Jumper สาหรบเลอกยานแรงดนใหถกตองตามขนาดของแรงดน Input ทจะปอนใหบอรด

ถากาหนด Jumper เลอกชนดสญญาณเปน PNP (SOURCE) ใหตอ Input ท เปนแรงดนไฟตรงขวบวกเขากบจด (IN) ของ Terminal Input สวน GND หรอ Common ของแรงดน Input กใหตอเขากบ (COM) ของ Terminal Input

ถากาหนด Jumper เลอกชนดสญญาณเปน NPN (SINK) ใหตอ Input ทเปนแรงดนไฟตรงขวบวกเขากบจด (+V) ของ Terminal Input สวน GND หรอ Common ของแรงดน Input กใหตอเขากบ (IN) ของ Terminal Input

95

ภาพท ก-3 การเลอกกาหนด Jumper ของบอรด ET-OPTO DC-IN4 เพอใชกบ Sensor แบบตางๆ

หมายเหต

หมายถง แหลงจายไฟ (+VEXT) ซ งบอรด ET-OPTO DC-IN4 จายออกไปให Sensor โดยแรงดนนจะเปนแรงดนทตอมาใหกบบอรดทาง Terminal (+VEXT) เชน ถาใชกบ Sensor ททา งานดวยแหลงจาย +12V กควรตอ +VEXT ใหกบบอรดดวยไฟ +12V เชนเดยวกน

หมายถง จด Common

หมายถง สญญาณ Input ซงมคาเทากบ (+VEXT) โดยถาทศทางของลกศรชเขามายงบอรด หมายถง เปนสญญาณทสงมาจาก Sensor แตถาทศทางของลกศรชออกไปจากบอรดจะหมายถงวาเปนสญญาณทสงไปหา Sensor

รป ก. เปนการกาหนด Jumper เพอตอใชงานกบ Sensor แบบ NPN หรอ Sensor ทมลกษณะการทางานแบบรบกระแส (Sink) โดยบอรด ET-OPTO DC-IN4 จะทาหนาทจายแรงดน (+V) ออกไปยงภายนอกเพอใชเปนไฟเลยงใหกบ Sensor ดวย โดยในดานของสญญาณ Input นน บอรดจะสงสญญาณแบบแรงดนจากจด (IN) ออกไปยง Sensor ซงถา Sensor ทางานกจะทาใหมแรงดนยอนกลบผาน Sensor กลบมาทางจด (COM) ของบอรดซงเปนการครบวงจรพอด โดยในกรณนการตอสญญาณ Input จะใชจด (IN) และ (COM) ซงนอกจากจะตอใชงานกบ Sensor แลวยงสามารถตอใชงานกบหนาสมผสไดอกดวย โดยถาเปนการตอกบหนาสมผส จะไมตองคานงถงขวของสญญาณแตถาเปน Sensor จะตองตอ (IN) กบสญญาณทเปน (+) และตอ (COM) กบสญญาณทเปน (-) ของ Sensor

รป ข. เปนการกาหนด Jumper เพอตอใชงานกบ Input แบบ PNP หรอ Sensor ทมลกษณะการทางานแบบจายกระแส (Source) โดยบอรด ET-OPTO DC-IN4 จะทาหนาทจายแรงดน (+V) ออกไปยงภายนอกเพอใชเปนไฟเลยงใหกบ Sensor ดวยโดยในดานของสญญาณ Input นน

96

บอรดจะรอรบ Input เขามาทางจด (IN) โดยในกรณนการตอสญญาณ Input จะใชจด (IN) และ (COM) โดยจะตองตอ (IN) กบสญญาณทเปน (+) และตอ (COM) กบสญญาณทเปน (-) ของ Sensor ซงการกาหนด Jumper แบบนสามารถตอใชกบ Input แบบหนาสมผสได โดยการตอหนาสมผสเขากบขว (+V) และ (IN) โดยเมอหนาสมผสทา งาน (ปด) จะทาใหแรงดนไฟจาก +V ยอนกลบมาเขาจด (IN) ทา ให Sensor ทา งานไดเชนเดยวกน

รป ค. เปนการกาหนด Jumper เพอตอใชงานกบ Input แบบ PNP หรอ Sensor ทมลกษณะการทา งานแบบจายกระแส (Source) เชนเดยวกบ รป ข เพยงแตจะไมมการจายแรงดน (+V) ออกไปยงภายนอกเพอใชเปนไฟเลยงใหกบ Sensor ดวยเหมอนในกรณรป ข โดยในดานของสญญาณ Input นน บอรดจะรอรบ Input เขามาทางจด (+V) และใชจด (IN) เปน Common ซงการกาหนด Jumper แบบนจะไมสามารถใชงานกบ Input แบบหนาสมผสได

รป ง เปนการกาหนด Jumper เพอตอใชงานกบ Input แบบ PNP หรอ Sensor ทมลกษณะการทางานแบบจายกระแส (Source) เชนเดยวกบรป ข เพยงแตจะไมมการจายแรงดน (+V) ออกไปยงภายนอกเพอใชเปนไฟเลยงใหกบ Sensor ดวยเหมอนในกรณรป ข โดยในดานของสญญาณ Input นน บอรดจะรอรบ Input เขามาทางจด (IN) และใชจด (COM) เปน Common ซงการกาหนด Jumper แบบนจะไมสามารถใชงานกบ Inputแบบหนาสมผสได

สาหรบการเชอมตอสญญาณ TTL ไปใหกบวงจรภาค Input ของไมโครคอนโทรลเลอรนน จะสามารถกระทาได 2 แบบ ดวยกน คอ ตอผานขวตอแบบ IDE ขนาด 10 Pin โดยใชสายแพรเปนสายนาสญญาณ โดยสามารถเลอกกาหนดสญญาณ TTL ทไดจากการทางานของบอรด ได 2 กลม คอ LOWER และ UPPER สวนอกวธ หนงจะสามารถกระทา ไดโดยตอสญญาณผานขวตอแบบ CPA ขนาด 6 Pin ดงตารางท ก-1 ตารางท ก-1 จดเชอมตอสญญาณของบอรด ET-OPTO DC-IN4 กบ ไมโครคอนโทรลเลอร

97

ภาพท ก-4 การจดเรยงสญญาณของขว IDE-10 Pin และ CPA-6 Pin

ภาพท ก-5 การกาหนด Jumper เพอตอ Input แบบหนาสมผสแบบปรกตเปด โดยใชแหลงจาย จากบอรด

ภาพท ก-6 การกาหนด Jumper เพอตอ Input ดวย Sensor แบบตางๆ โดยใชแหลงจายจากบอรด

98

ภาคผนวก ข การใชงานโปรแกรม AVR Studio 4

(1) ดบเบลคลกทไอคอนของโปรแกรม AVR Studio 4

1.1 เมอดบเบลคลก จะปรากฏหนาตางของโปรแกรม AVR Studio 4 ดงรปดานลาง

ภาพท ข-1 หนาตางของโปรแกรม AVR Studio 4

(2) ในหนาตาง Welcome to AVR Studio 4 ดงรปดานบน จะมปมใหเลอก 2 ปมไดแก

2.1 ปม New Project ใชสาหรบสรางไฟล Project ใหม 2.2 ปม Open ใชสาหรบเปดไฟล Project ทสรางไวแลว

(3) ทาการกดเลอกปม New Project เพอตองการสรางไฟล Project ใหม

99

(4) ใหคลกเลอก AVR GCC สาหรบเขยนโปรแกรมดวยภาษา C สวน เมอคลกแลวใหใสชอของ Project ในชอง Project name ดงรป สวนใน location หากเราตองการให Project ทสรางขนจดเกบไวทใดกสามารถเขาไปแกไขได

(5) หลกจากทเราไดทาตามหวขอท 4 แลวใหเรากดปม Next เพอไปทา ในขนตอนตอไปเปนการเลอกตวโปรแกรมทใช Debug การทางานและการเลอกเบอรไมโครคอนโทรลเลอรทจะใชสาหรบการเขยนโปรแกรม

ภาพท ข-2 เลอกตวโปรแกรมทใช Debug การทางานและการเลอกเบอรไมโครคอนโทรลเลอร

(6) ใหเลอก AVR Simulator สาหรบ Debug การทางานของโปรแกรมและเลอกไมโครคอนโทรลเลอรทตองการใชงาน หลงจากนนใหกดปม Finish จะปรากฏหนาตางดงรป

100

ภาพท ข-3 หนาตางสาหรบเขยนโปรแกรม

(7) ทาการเขยนโปรแกรมภาษาซ

ภาพท ข-4 หนาตางสาหรบเขยนโปรแกรม

101

(8) เมอเราเขยนโปรแกรมเสรจเรยบรอยแลว ใหทาการคอมไพลโปรแกรม เพอแปลงภาษา C เปนไฟล Hex ทเราจะนาไปใสในตวไมโครคอนโทรลเลอร โดยการกดทปม Build ดงรปดานลาง

ภาพท ข-5 ปม Build

หากโปรแกรมเขยนถกตอง โปรแกรมกจะสรางไฟล Hex มาให เราสามารถตรวจสอบ

หรอดผลการคอมไพลไดทหนาตาง Build ดงรป

ภาพท ข.6 หนาตาง Build

102

ภาคผนวก ค การดาวโหลดขอมลลงในไมโครคอนโทลเลอร

(1) เปดโปรแกรม AVRStudio ใหเลอกเปด Project ทสรางไวขนมา หรอ ถาไมตองการ

สราง Project ในขณะนกให เลอก Cancel ผานไป (2) เสยบสาย USB ของเครอง AVRISP mkII เขากบเครองคอมพวเตอร PC ใหทาการ

ตอสายแพร 6 Pin จากเครอง ET-AVRISP mkII ไปยง Target Board ใหเรยบรอยโดย Target Board ตองออกแบบวงจรโดยใชขวตอ IDE 6 Pin และจดเรยงสญญาณตามมาตรฐาน ซงจะเปน ISP, TPI หรอ PDI กได

ภาพท ค-1 เครอง AVRISP mkII

(3) ใหเลอกเมน Tools >Program AVR > Connect แลวเลอกกาหนดในตวเลอกของ Select AVR Programmer ในหวขอ Platform ใหเลอกเปน AVRISP mkII และเลอก Port ใหเลอกเปน USB จากนนเลอก Connect ดงรป

103

ภาพท ค-2 ขนตอนการเลอกการเชอมตอ (4) เมน Tools >Program AVR > Connect… เพอความสะดวกและรวดเรวในการใช

งานสามารถเลอกคลกเมาสท Dialog Connect แทนไดดงรป

ภาพท ค-3 คลกเมาสท Dialog Connect

ถาทกอยางถกตองโปรแกรมจะเขาสหนาตางโปรแกรมของ AVRISP mkII ใหเลอกท Tap ของ Main แลวกาหนดเบอรของ MCU ทตองการจะโปรแกรมในชอง Device and Signature

104

Bytes ซงเมอเลอกกาหนดเบอรเรยบรอยแลว ทชอง Programming Mode and Target Settings โปรแกรมจะแสดงรปแบบการInterface ทเปนไปไดของ MCU เบอรนนๆ ใหเหนทนท เชน ถาเลอก เปน ATmega128A1 จะเปน PDI หรอ ถาเลอก ATtiny10 Mode จะเปน TPI mode หรอถาเลอก ATmega2560 จะเปน ISP Mode เปนตน ดงรป

ภาพท ค.-4 กาหนดเบอรของ MCU และการรปแบบการ Interface

โดย เค ร อ งโป รแกรม ET-AVRISP mkII จะปรบ เปล ยน โหมดการท างานตาม Programming Mode ทเลอกไวนเองโดยอตโนมต ใหลองทดสอบการเชอมตอระหวาง MCU กบโปรแกรมดวาสามารถสอสารกนไดอยางถกตองหรอยง ซงในขนตอนนตองกาหนดเบอร MCU ใหถกตองตามทเชอมตอไวจรงๆ ดวย โดยใหทดสอบเลอก Read Signature ด ซงถาทกอยางถกตองโปรแกรมควรตองอานคา Signature ของเบอร MCU ทเลอกไวมาแสดงใหเหนไดอยางถกตอง ซงถาเกดความผดพลาดขน ควรตองตรวจสอบหาขอผดพลาดและแกไขปญหาจนถกตองเสยกอน ไมควรขามไปสงงานเครองโปรแกรมใหกระทาอยางอนกบ MCU อกไมวาจะเปนการสง Program Flash หรอ Program Fuse หรอ LockBits เพราะอาจทาใหเกดความผดพลาดมากขน ซงถาทกอยางถกตองควรไดผลดงรป

(5) เมอทกอยางถกตองแลวใหเลอกไปท Tab ของ Program พรอมทงเลอก ตวเลอกตางๆดงน > Device ใหเลอก Erase device before flash programming และ Verify device

105

after programming > Flash ใหเลอก Input HEX File ทตองการจะโปรแกรมใหกบ MCU บนบอรด จากนนใหเลอกท Program เพอสง Program Hex File ใหกบ MCU ซงจะไดผลดงรป > Fuses และ Lock Bits สามารถเลอกกาหนด และสงโปรแกรมคาไดตามตองการ ซงกอนจะสงProgram คาของ Fuse Bit ผใชควรตองศกษารายละเอยดในการกาหนดคาใหเขาใจซงจะตองสมพนธสอดคลองกบความตองการของระบบ Hardware ทใชอยดวย ถายงไมแนใจใน รายละเอยดไมควรไปสงโปรแกรมคา ของ Fuse Bit เหลาน เพราะถามการโปรแกรมคาของ Fuse Bit ผดไปอาจสงผลให MCU ไมทางาน โดยเฉพาะ Fuse Bit สาหรบเลอกกาหนด Clock และท สาคญ คอ Fuse Bit ของ SPIEN (SPI Enable) หามไปสง Disable คา Fuse Bit อนนออกเพราะจะทาให MCU ไมสามารถสงโปรแกรมดวย ISP Mode ไดอก

ภาพท ค-5 คา Signature ของเบอร MCU

106

ภาคผนวก ง คาคงทสาหรบแผนภมควบคมความผนแปร

ตารางท ง-1 คาคงทสาหรบแผนภมควบคมความผนแปร

107

ภาคผนวก จ ตารางคา F ความนาจะเปน 0.05

108

109

ประวตผเขยน ชอ นายชชาต ดวงหาญ วนเดอนปเกด 8 เมษายน 2518 ตาแหนง วศวกร บรษท ฟาบรเนท จากด ผลงานทางวชาการ “การพฒนาเครองมอในการวดเวลาปฏกรยาในการตอบสนอง และเวลาการเคลอนไหวของกลามเนอขาภายใตการจาลองสถานการณ ในการขบขรถยนต” จากการประชมวชาการดานการพฒนาการดาเนนงานทางอตสาหกรรมแหงชาต ครงท 7 (CIOD 2016) ประสบการณทางาน 2558 - 2559 วศวกร บรษท แมกเนคอมพ พรซซน

เทคโนโลย จากด (มหาชน) 2554 - 2558 วศวกร บรษท ฟาบรเนท จากด 2549 - 2554 วศวกร บรษท นปปอน ซปเปอร พรซชน จากด