gnd 9 gnd 10 vin 118 res 7 - rtc.ac.th ·...

เอกสารประกอบการสอน วชา ไมโครคอนโทรลเลอร รหสวชา 2105 – 2105 ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พ.ศ. 2556

ประเภทวชาชางอตสาหกรรม

PO

WE

R

DIG

ITA

L P

WM

(~)

AN

AL

OG

IN

8

7

~ 6

~ 5

4

3

2

1

0

SCL

SDA

AREF

GND

13

12

11

10

9

A0

A1

A2

A3

A4

A5

5vRES

3.3V5V

GND

GND

VIN

UN

O

VR

นายวโรจน กตตวรปรดา ต าแหนง คร วทยฐานะ ช านาญการ

สาขาวชาชางอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคราชบร ส านกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

ก

ค าน า เอกสารประกอบการสอนวชาไมโครคอนโทรลเลอร รหสวชา 2105-2105 ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 สาขาวชาอเลกทรอนกส ส านกงานคณะกรรมการการอาชวะศกษา กระทรวงศกษาธการ เลมน ผจดท าไดศกษาและเรยบเรยงจากประสบการณการสอน การฝกอบรมสมมนา จากต าราเอกสารวชาการตางๆ และแหลงขอมลทางอนเตอรเนต โดยเรยบเรยงใหตรงกบ จดประสงครายวชา สมรรถนะรายวชาและค าอธบายรายวชา ตามทหลกสตรก าหนด ซงประกอบดวยหนวยการเรยนทงหมด 14 หนวย ประกอบดวย โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรส าหรบ Arduino การเขยนโปรแกรมภาษาซส าหรบ Arduino การก าหนดดจตอล และแอนาลอก pin การควบคมหลอดไฟแสดงผล LED การควบคมตวแสดงผล LED 7 สวน การควบคมหนาจอแสดงผล LCD การเชอมตอ Arduino กบ สวตซ การเชอมตอ Arduino กบรเลย การอนเตอรรพตของไมโครคอนโทรลเลอร การใชงานเซนเซอร LDR การใชงานเซนเซอรวดอณหภม การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรง เอกสารประกอบการสอนเลมนส าเรจลลวงไปดวยด ผจดท าตองขอบพระคณคณะวทยากร โครงการพฒนาขาราชการครและบคลากรทางการศกษากอนแตงตงใหมวทยฐานะครช านาญการพเศษ ส านกพฒนาสมรรถนะครและบคลากรอาชวะศกษา ผเชยวชาญทกทานทตรวจความถกตองและใหขอเสนอแนะอยางดยง ผเรยบเรยงคาดหวงวาเอกสารประกอบการสอนเลมนจะเปนประโยชนตอผเรยน ครผสอน และบคคลตางๆ ในวงกวางตอไป และขอนอมรบความผดพลาดและขอบกพรองตางๆทเกดขนกบเอกสารประกอบการสอนเลมนมา ณ ทนดวย .......................................... (นายวโรจน กตตวรปรดา) ผจดท า

ข

สารบญ

เรอง หนา ค าน า ก สารบญ ข รายละเอยดรายวชา 1 จดประสงครายวชา 1 สมรรถนะรายวชา 1 ค าอธบายรายวชา 1 ตารางวเคราะหหนวยการเรยนรและเวลาทใชในการจดการเรยนรวชา 2 ตารางวเคราะห หวขอการเรยนรหลก/หวขอรอง/หวขอยอย และเวลาจดการเรยนร 3 โครงการสอน 6 แผนการจดการเรยนร 8 หวเรอง 8 สาระส าคญ 8 จดประสงคการเรยนร 9 กจกรรมการเรยนการสอน 10 สอการเรยนการสอน 11 การวดผลประเมนผล 11 แบบทดสอบกอนเรยน 12 ใบความร 14 ใบงาน 19 แบบประเมนผลการปฏบตงาน 27 เฉลยใบงาน 32 แบบทดสอบหลงเรยน 42 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 44 เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 44 ตารางการวเคราะหหวขอหลก 80 ตารางการวเคราะหหวขอยอย 81 ตารางการวเคราะหหวขอยอย/หวขอสอนและจดประสงคเชงพฤตกรรม 81

1

รายละเอยดรายวชา

หลกสตร ประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ประเภท วชาอตสาหกรรม รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต จดประสงคของรายวชา

1. เขาใจโครงสรางการท างาน ชดค าสง และการเขยนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร 2. มทกษะในการใชค าสง และการเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอร 3. มกจนวยในการแสวงหาความรเพมเตม การท างานดวยความประณต รอบคอบและปลอดภย

สมรรถนะรายวชา

1. แสวงหาความรเกยวกบการประยกตใชงานไมโครคอนโทรลเลอร 2. ประกอบและทดสอบไมโครคอนโทรลเลอร 3. ประยกตใชงานไมโครคอนโทรลเลอร

ค าอธบายรายวชา

ศกษาและปฏบตเกยวกบโครงสรางสวนประกอบและหนาทในสวนตางๆ ของไมโครคอนโทรลเลอรชดค าสงและการเขยนโปรแกรมดวยภาษาแอสแซมบลและภาษาระดบสงของไมโครคอนโทรลเลอร การควบคมระบบดวยไมโครคอนโทรลเลอร การตอวงจรและการประยกตใชงาน

2

ตารางท 1 วเคราะหหนวยการเรยนรและเวลาทใชในการจดการเรยนรวชา

รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หนวยท ชอหนวยการเรยนร สปดาหท เวลา

(ชวโมง) 1 โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 1 4 (1) 2 เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 2 4 (1)

3 การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรส าหรบ Arduino

3 4 (1)

4 การเขยนโปรแกรมภาษาซส าหรบ Arduino (1) – (3) 4-6 12 (3) 5 การก าหนดดจตอล และแอนาลอก Pin 7 4 (1) 6 การควบคม LED (แอลอด) 8-9 8 (2) 7 การควบคมตวแสดงผล LED 7 สวน 10 4 (1) 8 การควบคมหนาจอแสดงผล LCD 11 4 (1) 9 การเชอมตอ Arduino กบ สวทซ 12 4 (1) 10 การเชอมตอ Arduino กบรเลย 13 4 (1) 11 การอนเตอรรพตของไมโครคอนโทรลเลอร 14 4 (1) 12 การใชงานเซนเซอร LDR 15 4 (1) 13 การใชงานเซนเซอรวดอณหภม 16 4 (1) 14 การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรง 17 4 (1) - สอบปลายภาค 18 4 (1)

รวม 72 (18)

3

ตารางท 2 วเคราะห หวขอการเรยนรหลก/หวขอรอง/หวขอยอย และเวลาจดการเรยนร รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต

สปดาหท

หนวยท

ชอหนวยการเรยนร/หวขอการเรยนร เวลาจดการเรยนร

ทฤษฎ ปฏบต รวม (ชม.)

1 1 โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 1.1 แนะน ารายวชาและเกณฑการใหคะแนน

1.2 โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร

1.3 สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร

1.4 ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร

1.5 หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

4 0 4

2 2 เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 2.1 ประวตของบอรด Arduino

2.2 โครงสรางของ Arduinoบอรด Arduino รนตางๆ

1 3 4

3 3 การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรส าหรบ Arduino 3.1 ภาษาคอมพวเตอร

3.2 การเขยนโฟลวชารต

1 3 4

4-6 4 การเขยนโปรแกรมภาษาซส าหรบ Arduino (1) – (3) 4.1 โครงสรางภาษาซส าหรบ Arduino

4.2 ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino

4.3 ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino

3 9 12

7 5 การก าหนด ดจตอล และแอนาลอก Pin 5.1 กลมค าสงดจตอลอนพต/เอาตพต 5.2 กลมค าสงแอนาลอกอนพต/เอาตพต

1 3 4

8-9 6 การควบคม LED (แอลอด) 6.1 การเขยนโปรแกรมควบคมการท าซ ากบ LED

6.2 โครงสรางและการท างานของหลอดไฟแสดงผล LED

2 6 8

4

ตารางท 2 (ตอ) วเคราะห หวขอการเรยนรหลก/หวขอรอง/หวขอยอย และเวลาจดการเรยนร รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต

สปดาหท

หนวยท

ชอหนวยการเรยนร/หวขอการเรยนร เวลาจดการเรยนร

ทฤษฎ ปฏบต รวม (ชม.)

10 7 การควบคมตวแสดงผล LED 7 สวน 7.1 โครงสรางและการท างานของหลอดแสดงผล

LED 7 สวน

7.2 การใชงาน LED 7 สวน

1 3 4

11 8 การควบคมหนาจอแสดงผล LCD 8.1 การเชองตอจอแสดงผล LCD กบ Arduino 8.2 การใชงานหนาจอแสดงผล LCD

1 3 4

12 9 การเชอมตอ Arduino กบ สวตช 9.1 การท างานและการตอสวตช

1 3 4

13 10 การเชอมตอ Arduino กบรเลย 10.1 โครงสรางและการท างานของรเลย

1 3 4

14 11 การอนเตอรรพตของไมโครคอนโทรลเลอร 11.1 การอนเตอรรพท 11.2 การควบคมการอนเตอรรพทกบ Arduino

1 3 4

15 12 การใชงานเซนเซอร LDR 12.1 โครงสรางและการท างานของ LDR 12.2 การตอใชงาน LDR กบ Arduino

1 3 4

16 13 การใชงานเซนเซอรวดอณหภม 13.1 การใชงานของเซนเซอรวดอณหภม 13.2 การตอใชงานเซนเซอรวดอณหภมกบ Arduino 13.3 การตอใชงานเซนเซอรวดความเคลอนไหวกบ

Arduino

1 3 4

17 14 การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรง 14.1 โครงสรางและการท างานของมอเตอรไฟฟา

กระแสตรง 14.2 การตอใชงานมอเตอรไฟฟากระแสตรงกบ Arduino

1 3 4

18 - สอบปลายภาค 4 0 4

5

โครงการสอน รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ชอหนวยท 1 จ านวน 4 ชวโมง

เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร

จดประสงคการสอน รายการสอน

1. อธบายโครงสรางไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

2. อธบายสถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรไดถกตอง

3. บอกความแตกตางของไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

4. อธบายหลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

1. แนะน ารายวชาและเกณฑการใหคะแนน

2. โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร

3. สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร

4. ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร

5. หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

วธการสอน 1. บรรยายประกอบ power point สอการสอน 1. ใบความร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 2. Power Point เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 3. การบาน เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 4. แบบฝกหดในชนเรยน

6

เอกสารอางอง ทะนงศกด สตนาโค.2559.ไมโครคอยโทรลเลอรเบองตน.กรงเทพมหานคร: ส านกพมพ บรษท

พฒนาคณภาพวชาการ (พว.) จ ากด ทนพงษ ภรกษ.เอกสารประกอบวชาไมโครคอนโทรลเลอรเบองตน. [Online] Available:

http://www.sbt.ac.th/new/sites/default/files/TNP_Unit_1.pdf เขาถงวนท 11 พฤษภาคม 2560

ปยะ ศภวราสวฒน.2559.ไมโครคอนโทรลเลอร.กรงเทพมหานคร:ภาควชาครศาสตรวศวกรรม คณะครศาสตรอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง.

ประพนธ พพฒนสข และ ธระพนธ พพฒนสข.2557.ไมโครคอนโทรลเลอร.กรงเทพมหานคร: ศนยสงเสรมอาชวะ

สชน ชนสห.2557.ไมโครคอนโทรลเลอร.นนทบร: บรษทศนยหนงสอ เมองไทย จ ากด ประจน พลงสนตกล.2558.พนฐานภาษา C ส าหรบ Arduino.กรงเทพมหานคร :บรษท แอพซอฟตเทค จ ากด เอกขย มะการ.2552.เรยนร เขาใจ ใชงาน ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR ดวย Arduino.กรงเทพฯ:บรษท อทท จ ากด การประเมน 1. คะแนนจากการท าแบบฝกหดในชนเรยน

2. คะแนนจากการท าการบาน

http://www.sbt.ac.th/new/sites/default/files/TNP_Unit_1.pdf

7

แผนการจดการเรยนร

รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครงท 1 หนวยท 1 ชอหนวย โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร จ านวน 4 ชม. หวขอเรอง

1.6 แนะน ารายวชาและเกณฑการใหคะแนน 1.7 โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร 1.8 สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร 1.9 ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร 1.10 หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

สาระส าคญ

ในหนวยนจะศกษาเกยวกบไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) อปกรณควบคมขนาด

เลกทสามารถควบคมอปกรณภายนอกได แตในตวอปกรณควบคมขนาดเลกนไดบรรจความสามารถทคลายคลงกบระบบคอมพวเตอร โครงสรางโดยทวไปของไมโครคอนโทรลเลอรนน สามารถแบงออกมาไดเปน 5 สวนใหญๆ ดงตอไปน

1. หนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU : Central Processing Unit) 2. หนวยความจ า (Memory) สามารถแบงออกเปน 2 สวน คอ หนวยความจ าทมไวส าหรบ

เกบโปรแกรมหลก (Program Memory) และ หนวยความจ าขอมล (Data Memory) 3. สวนตดตอกบอปกรณภายนอก หรอพอรต (Port) ม 2 ลกษณะคอ พอรตอนพต (Input

Port) และพอรตสงสญญาณหรอพอรตเอาตพต (Output Port) 4. ชองทางเดนของสญญาณ หรอบส (BUS) คอเสนทางการแลกเปลยนสญญาณขอมล

ระหวาง ซพย หนวยความจ าและพอรต 5. วงจรก าเนดสญญาณนาฬกา ความแตกตางระหวางไมโครคอนโทรลเลอรและไมโครโพรเซสเซอรคอไมโครโพรเซสเซอร

ไมสามารถตอใชงานไดเพยงตวเดยวจะตองตอกบหนวยความจ าและอปกรณอนพต/เอาตพตจงจะสามารถน าไปใชงานไดแตตวไมโครคอนโทรลเลอรสามารถน าไปใชในงานควบคมไดทนทเพราะภายในไดรวมเอาหนวยความจ า อปกรณอนพต/เอาตพต และ วงจรทจ าเปนบางสวนเขาไวภายในตวไอซเรยบรอยแลว จดประสงคเชงพฤตกรรม

ทฤษฎ 1. อธบายโครงสรางไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง 2. อธบายสถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรไดถกตอง 3. บอกความแตกตางของไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

4. อธบายหลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

8

กระบวนการสอน ขนท 1 การน าเขาสบทเรยน (ทฤษฎ)

ระบบไมโครคอนโทรลเลอรทมผลตอการใชชวตประจ าวนมาก ยกตวอยางการประยกตใชงานของไมโครคอนโทรลเลอรในปจจบนเชน สญญาณไฟจราจร เครองซกผา เครองถายเอกสาร วชาไมโครคอนโทรลเลอรนกเรยนจะไดเรยนรหนาทสวนตางๆและชดค าสงของไมโครคอนโทรลเลอร การควบคม และการตอวงจรประยกตใชงาน วนน เราจะมาเรยนโครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร ขนท 2 กจกรรมการเรยนการสอน

หวขอการสอน เวลา (นาท)

วตถประสงคเชงพฤตกรรม (เพอใหนกศกษาสามารถ)

วธการสอนและกจกรรม

น าเขาสบทเรยน 5 บรรยาย

ทฤษฎ :

1.1 แนะน ารายวชาและเกณฑการ ใหคะแนน

10 บรรยาย


60 1. อธบายโครงสรางไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

บรรยายประกอบpower point

1.3 สถาปตยกรรมของ ไมโครคอนโทรลเลอร

50 2. อธบายสถาปตยกรรมของ ไมโครคอนโทรลเลอรไดถกตอง

บรรยายประกอบ power point

1.4 ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร

25 3. บอกความแตกตางของไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง


1.5 หลกการท างานของ ไมโครคอนโทรลเลอร

50 4. อธบายหลกการท างานของ ไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง


ท าแบบฝกหด 25

สรปและทบทวนบทเรยน 15 บรรยาย

9

ขนท 3 การสรปและทบทวนบทเรยน (ทฤษฎ)

ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) อปกรณควบคมขนาดเลกทสามารถควบคมอปกรณภายนอกได แตในตวอปกรณควบคมขนาดเลกนไดบรรจความสามารถทคลายคลงกบระบบคอมพวเตอร โครงสรางโดยทวไปของไมโครคอนโทรลเลอรนน สามารถแบงออกมาไดเปน 5 สวนใหญๆ ดงตอไปน

1. หนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU : Central Processing Unit) 2. หนวยความจ า (Memory) สามารถแบงออกเปน 2 สวน คอ หนวยความจ าทมไวส าหรบ

เกบโปรแกรมหลก (Program Memory) และ หนวยความจ าขอมล (Data Memory) 3. สวนตดตอกบอปกรณภายนอก หรอพอรต (Port) ม 2 ลกษณะคอ พอรตอนพต (Input

Port) และพอรตสงสญญาณหรอพอรตเอาตพต (Output Port) 4. ชองทางเดนของสญญาณ หรอบส (BUS) คอเสนทางการแลกเปลยนสญญาณขอมล

ระหวาง ซพย หนวยความจ าและพอรต 5. วงจรก าเนดสญญาณนาฬกา

ความแตกตางระหวางไมโครคอนโทรลเลอรและไมโครโปรเซสเซอรคอไมโครโปรเซสเซอรไมสามารถตอใชงานไดเพยงตวเดยวจะตองตอกบหนวยความจ าและอปกรณอนพต/เอาตพตจงจะสามารถน าไปใชงานไดแตตวไมโครคอนโทรลเลอรสามารถน าไปใชในงานควบคมไดทนทเพราะภายในไดรวมเอาหนวยความจ า อปกรณอนพต/เอาตพต และ วงจรทจ าเปนบางสวนเขาไวภายในตวไอซเรยบรอยแลว ขนท 4 การประเมนผล 4.1 ถามตอบในชนเรยน 1. ค าถาม โครงสรางโดยทวไปของไมโครคอนโทรลเลอร ค าตอบ 1. หนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU : Central Processing Unit)

2. หนวยความจ า (Memory) 3. สวนตดตอกบอปกรณภายนอก 4. ชองทางเดนของสญญาณ หรอบส (BUS) 5. วงจรก าเนดสญญาณนาฬกา

2. ค าถาม สถาปตยกรรมวอนนวแมนน และสถาปตยกรรมฮารวารดแตกตางกนอยางไร ค าตอบ สถาปตยกรรมวอนนวแมนนจะตดตอกบหนวยความจ าผานบสขอมลเพยง 8 บต สวน

สถาปตยกรรมฮารวารดมบสขอมลสองทาง สวนแรกคอซพยจะตดตอกบหนวยความจ า แรมผานบสขอมล 8 บต และสวนทสองคอซพยจะตดตอกบหนวยความจ ารอมผาน บสขอมล 12, 14, 16 บต

3. ค าถาม PWM (Pulse Width Modulation) มหนาทอะไร ค าตอบ การสรางสญญาณพลส ทสามารถปรบเปลยนความถและ Duty Cycle ไดเพอน าไปควบ อปกรณตางๆเชน มอเตอร

10

สอการเรยนการสอน

1.ใบความร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 2.Power Point เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 3.การบาน เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 4.แบบฝกหดในชนเรยน

การวดผลประเมนผล

1.คะแนนจากการท าแบบฝกหดในชนเรยน 2.คะแนนจากการท าการบาน

11

แบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 1

วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ................................................................................................................................................................ ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมายกากบาท (× ) ลงหนาขอทถกตอง (ขอละ 1 คะแนน) 1. ไมโครคอนโทรลเลอรนยมเรยกวาอะไร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. ICU ข. CPU ค. COM ง. MCU 2. ไมโครโปรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร แตกตางกนอยางไร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 3) ก. ไมโครโปรเซสเซอรมหนวยความจ าภายใน ข. ไมโครคอนโทรลเลอรไมมความจ าภายใน ค. ไมโครคอนโทรลเลอรมหนวยความจ าและ พอรตเชอมตออปกรณอนพตและเอาตพต ง. ไมโครโปรเซสเซอรมหนวยความจ าและ พอรตเชอมตออปกรณอนพตและเอาตพต 3. ขอใดไมใชสวนประกอบทเปนโครงสรางพนฐาน ของไมโครคอนโทรลเลอร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. หนวยความจ าขอมล ข. วงจรก าเนดสญญาณไซน ค. หนวยประมวลกลาง ง. สวนตดตอกบอปกรณภายนอกหรอพอรต 4. ชองทางเดนสญญาณใดใชส าหรบก าหนดต าแหนงของขอมลในหนวยความจ า (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. Data Bus ข. Control Bus ค. Address Bus ง. Access Bus

12

5. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR พฒนามาจากไมโครคอนโทรลเลอรตระกลใด

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2) ก. MCS-51 ข. ARM ค. PIC ง. MSP 6. บอรด Arduino UNO R3 สรางมาจากไอซไมโครคอนโทรลเลอรตระกลอะไร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2) ก. MCS-51 ข. AVR ค. PIC ง. MSP 7. UART เปนการสอสารตามมาตรฐานการรบสงขอมลแบบอะไร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. SPI ข. I2C ค. RS-485 ง. RS-232

13

ใบความร หนวยท 1 เรอง ไมโครคอนโทรลเลอร

ไมโครคอนโทรลเลอร ปจจบนไมโครคอนโทรลเลอรถกน ามาใชอยางกวางขวางในงานดานอเลกทรอนกส เพราะใช

งานได งาย สะดวก มขนาดเลก ราคาถก และทส าคญสามารถสงงานใหท างานตามเงอนไขใหมตามผใชงานโดยไมจ าเปนตองเปลยนวงจรภายนอก มบรษทผผลตไอซไมโครคอนโทรลเลอรออกมาหลายตระกล เชน Z80, PIC, MCS51, AVR, ARM7, ARM9, 68HC แตละตระกลกจะมคณสมบตตางกนออกไป 1. โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร 1.1 ความหมายของไมโครคอนโทรลเลอร

ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) มาจากค าวาไมโคร (Micro) หมายถงขนาดเลก สวนค าวาคอนโทรลเลอร (Controller) หมายถงตวควบคมหรออปกรณควบคมไมโครคอนโทรลเลอรจงหมายถงอปกรณควบคมขนาดเลกทสามารถควบคมอปกรณภายนอกได แตในตวอปกรณควบคมขนาดเลกนไดบรรจความสามารถทคลายคลงกบระบบคอมพวเตอร กลาวคอไมโครคอนโทรลเลอร ไดรวมเอาซพย ( CPU ) หนวยความจ า (Memory) อนพตเอาตพตพอรต (I/O Port) รจสเตอร (Register) วงจรผลตสญญาณ (Oscillator) และวงจรอเลกทรอนกส เชน วงจรแปลงจากสญญาณ อนาลอกเปนดจทลวงจรสรางสญญาณ PWM (มเฉพาะบางเบอร) ไมโครคอนโทรลเลอรจงสามารถน าไปประยกตใชงานควบคมตาง ๆ ไดด 1.2 โครงสรางภายในของไมโครคอนโทรลเลอร

ไมโครคอนโทรลเลอรแตละเบอรแตละตระกลนนมโครงสรางภายในแตกตางกนขนอยกบ บรษทผผลตและจดประสงคของการสรางไมโครคอนโทรลเลอรเบอรน น ๆ พนฐานของโครงสรางภายในของไมโครคอนโทรลเลอรมสวนประกอบดงรปท 1

InterruptControl

FlashMemory

SPIEEPROMMemory

UARTPort

RAMSFR

CPU

OscillatorWatchdog

TimerExternal Memory

ControlInput Output

PortTimer 0Timer 1

Internal Address bus / Data

รปท 1.1 โครงสรางของไมโครคอนโทรลเลอร

14

รปท 1.2 โครงสรางพนฐานของไมโครคอนโทรลเลอร โครงสรางโดยทวไปของไมโครคอนโทรลเลอรนน สามารถแบงออกมาไดเปน 5 สวนใหญๆ ดงตอไปน

1. หนวยประมวลผลกลางหรอซพย (CPU: Central Processing Unit) ท าหนาทเปนศนยกลางควบคมการท างานของระบบคอมพวเตอรทงหมด โดยน าขอมลจากอปกรณรบขอมลมาท างาน ประมวลผลขอมลตามค าสงของโปรแกรม และสงผลลพธออกไปหนวยแสดงผลโดยการท างานของซพยม 2 จงหวะ

1.1 เฟตซ (Fetch) คอ การอานค าสงโปรแกรมแลวท าการถอดรหสค าสงเปนภาษาเครอง 1.2 เอกซควต (Executed) คอ การท าตามค าสงโปรแกรมทถอดรหสแลว 2. หนวยความจ า (Memory) สามารถแบงออกเปน 2 สวน คอ 1.2.1 หนวยความจ าทมไวส าหรบเกบโปรแกรมหลก (Program Memory) เปรยบเสมอน

ฮารดดสกของเครองคอมพวเตอรตงโตะ คอขอมลใด ๆ ทถกเกบไวในนจะไมสญหายไปแมไมมไฟเลยง อกสวนหนงคอ

1.2.2 หนวยความจ าขอมล (Data Memory) ใชเปนเหมอนกระดาษทดในการค านวณของซพย และเปนทพกขอมลชวคราวขณะท างาน แตหากไมมไฟเลยง ขอมลกจะหายไปคลายกบหนวยความแรม (RAM) ในเครองคอมพวเตอรทว ๆ ไป แตส าหรบไมโครคอนโทรลเลอรสมยใหม หนวยความจ าขอมลจะมท งท เปนหนวยความจ าแรม ซ งขอมลจะหายไปเมอไมม ไฟเลยง และเปนออพรอม (EEPROM: Erasable Electrically Read-Only Memory) ซงสามารถเกบขอมลไดแมไมมไฟเลยง

3. สวนตดตอกบอปกรณภายนอก หรอพอรต (Port) ม 2 ลกษณะคอ พอรตอนพต (Input Port) และพอรตสงสญญาณหรอพอรตเอาตพต (Output Port) สวนนจะใชในการเชอมตอกบอปกรณภายนอก ถอวาเปนสวนทส าคญมาก ใชรวมกนระหวางพอรตอนพตเพอรบสญญาณ อาจจะดวยการกดสวตชเพอน าไปประมวลผลและสงไปพอรตเอาตพต เพอแสดงผลเชน การตดสวางของหลอดไฟ เปนตน

15

4. ชองทางเดนของสญญาณ หรอบส (BUS) คอเสนทางการแลกเปลยนสญญาณขอมลระหวาง ซพย หนวยความจ าและพอรต เปนลกษณะของสายสญญาณ จ านวนมากอยภายในตวไมโครคอนโทรลเลอร โดยแบงเปนบสขอมล (Data Bus), บสแอดเดรส (Address Bus) และบสควบคม (Control Bus)

รปท 1.3 การตดตอของไมโครคอนโทรลเลอร

1) บสต าแหนง (Address Bus) จะเปนกลมสายสญญาณทใชส าหรบก าหนดต าแหนงของขอมลในหนวยความจ า หรอระบต าแหนงทอยของอปกรณภายนอกตางๆ โดยบสต าแหนงจะเปนเสนทางทใชสงขอมลออกจากไมโครโพรเซสเซอรเพยงทศทางเดยว โดยใชเพอระบต าแหนงของอปกรณทตองการจะตดตอดวยเทานน

2) บสขอมล (Data Bus) จะเปนกลมสายสญญาณทใชในการรบสงขอมลหรอรหสค าสงตางๆระหวางไมโครโพรเซสเซอรกบหนวยความจ าโปรแกรมหนวยความจ าขอมล อปกรณอนพตและอปกรณเอาตพตทกตวทตอพวงอยกบระบบ โดยบสขอมลนจะเปนแบบสองทศทางสามารถรบและสงขอมลทงไปและกลบไดในสายสญญาณเดยวกน โดยบสขอมลเปรยบเสมอนชองทางเดน รถถามมากจะท าใหการตดตอท าไดรวดเรวขน เชน บสขอมลแบบ 8 บตจะท างานไดเรวกวา บสขอมลแบบ 4 บต

3) บสควบคม (Control Bus) จะเปนกลมสายสญญาณทสงสญญาณควบคมการท างานตางๆ ของระบบ โดยไมโครโพรเซสเซอรสามารถสงสญญาณไปควบคมหนวยความจ าและอปกรณ อนพต/เอาตพตภายนอกเพออานหรอเขยนขอมลได และอปกรณภายนอกสามารถสงสญญาณมาควบคมการท างานของไมโครโพรเซสเซอรไดเชน การรเซต

5. วงจรก าเนดสญญาณนาฬกา นบเปนสวนประกอบทส าคญมากอกสวนหนง เนองจากการท างานทเกดขนในตวไมโครคอนโทรลเลอร จะขนอยกบการก าหนดจงหวะ หากสญญาณนาฬกามความถสง จงหวะการท างานกจะสามารถท าไดถขนสงผลใหไมโครคอนโทรลเลอรตวนน มความเรวในการประมวลผลสงตามไปดวย

1.3 โครงสรางภายนอกของไมโครคอนโทรลเลอร ในปจจบนผผลตไอซไมโครคอนโทรลเลอรไดสรางโครงสรางขาเพอตอใชงานหลายลกษณะเชนโครงสรางแบบ SOIC, PDIP, PLCC และ TQFP

16

1) โครงสรางแบบ SOIC (Small Outline Integrated Circuit)

รปท 1.4 โครงสรางแบบ SOIC

2) โครงสรางแบบ PDIP (Plastic Dual In-line Package)

รปท 1.5 โครงสรางแบบ PDIP

3) โครงสรางแบบ PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier)

รปท 1.6 โครงสรางแบบ PLCC

4) โครงสรางแบบ TQFP (Thin Quad Flat Packages)

รปท 1.7 โครงสรางแบบ TQFP

17

2. สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรม 2 แบบ คอ 2.1 สถาปตยกรรมวอนนวแมนน (Von-Newman Architecture) ไมโครคอนโทรลเลอรทใชสถาปตยกรรมน ซพยจะตดตอกบหนวยความจ าผานบสขอมลเพยง 8 บต ท าใหซพยไมสามารถอานหรอเขยนขอมลกบหนวยความจ าไดในเวลาเดยวกน การท างานจงคอนขางชา

รปท 1.8 สถาปตยกรรมวอนนวแมนน

2.2 สถาปตยกรรมฮารวารด (Harvard Architecture) ไมโครคอนโทรลเลอรทใชสถาปตยกรรมนจะมบสขอมลสองทาง สวนแรกคอซพยจะ

ตดตอกบหนวยความจ าแรมผานบสขอมล 8 บต และสวนทสองคอซพยจะตดตอกบหนวยความจ ารอมผานบสขอมล12, 14, 16 บต ซพยจงสามารถอานและเขาถงหนวยความจ าแรมและหนวยความจ ารวมไดในเวลาเดยวกนท าใหกระบวนการท าค าสงลดขนตอนลงไมโครคอนโทรลเลอรจงท างานไดเรวขน

รปท 1.9 สถาปตยกรรมฮารวารด

ประเภทของไมโครคอนโทรลเลอรเมอแบงสถาปตยกรรมการประมวลผล 1. ไมโครคอนโทรลเลอร 8 บต 2. ไมโครคอนโทรลเลอร 12 บต 3. ไมโครคอนโทรลเลอร 14 บต 4. ไมโครคอนโทรลเลอร 16 บต 5. ไมโครคอนโทรลเลอร 32 บต ประเภทของไมโครคอนโทรลเลอรเมอแบงสถาปตยกรรมผผลต

1. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC (บรษทผผลต Microchip ไมโครชป) 2. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS51 (บรษทผผลต Atmel, Phillips) 3. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR (บรษทผผลต Atmel) 4. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล ARM7, ARM9 5. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล Basic Stamp (บรษทผผลต Parallax)

18

6. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล PSOC (บรษทผผลต CYPRESS) 7. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MSP (บรษทผผลต Texas Instruments) 8. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล 68HC (บรษทผผลต MOTOROLA) 9. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล H8 (บรษทผผลต Renesas) 10. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล RABBIT 11. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล Z80 (บรษทผผลต Zilog)

ไมโครคอนโทรลเลอรตระกลตางๆ ทไดรบความนยมและมพฒนาการมาจนถงปจจบนมดงน Z-80 ไมโครคอนโทรลเลอรทนยมใชกน เรมตงแตตวแรกทเปนลกษณะของ CPU ไมถงขนเรยกวา

ไมโครคอนโทรลเลอร กคอ ตระกล Z80 เปนลกษณะของ CPU เลก ๆ ทตองอาศย อนพต/เอาตพต ตางๆ เพมเตมเขามามาก จงท าใหบอรดมขนาดคอนขางใหญ จดไดวาเปนการเรมตนการเรยนรทดของยคสมยนน ท าใหไดเรยนร ชดค าสงทเปน Op Code

รปท 1.10 ไมโครคอนโทรลเลอร Z-80

รปท 1.11 ตวอยางการใชงาน Z-80 บนบอรดทดลองจรง

MCS-51

19

บรษททสรางไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51 เปนบรษทแรกคอบรษท Intel ตระกล MCS-51 เปนตระกลทพฒนาตอจาก Z80 ท าใหการศกษาเรยนรไมโครคอนโทรลเลอรงายขนกวาเดมไมวาจะเปนการเขยนโปรแกรมในลกษณะของ Assembly Code แลวโหลดลงบอรดเพอใชงาน ตลอดจนสถาปตยกรรมในการออกแบบ ไมโครคอนโทรลเลอรรนนจะชวยลดอปกรณรอบขางลงไปไดมาก เหมาะทจะน าไปใชงานจรง

รปท 1.12 ไมโครคอนโทรลเลอร MCS-51

ตวอยางการตอใชงาน MCS-51 บนบอรดทดลองจรง อปกรณรอบขางจะนอยกวา Z-80

มากท าให ออกแบบวงจรไดงายขนมาก

รปท 1.13 ตวอยางการตอใชงาน MCS-51 บนบอรดทดลอง

PIC บรษท Microchip Technology เปนผสรางและผลต PIC เปนไมโครคอนโทรลเลอรยค

ตอมาท ไดรบความนยมสงอกตระกลหนง ตงแตอดตจนถงปจจบน ค าวา PIC ยอมาจากค าวา (Peripheral Interface Controller) ไมโครคอนโทรลเลอรตระกลน มการพฒนาเทคโนโลยขนในทกดาน ท าใหไดรบความนยมกวา ไมโครคอนโทรลเลอรยคเกา เพราะในเรองของอปกรณตอพวงทมนอย ประกอบกบมหนวยความจ า EEPROM ในตว จงท าใหงายตอการบนทกและจดเกบขอมล และ PORT ตางๆ ไดมการ latch ในตว IC อย แลวจงสามารถตอออกมาใชงานภายนอกไดโดยตรง มกระแสและ

20

แรงดนทเพยงพอ และอกความสามารถหนง คอสามารถโปรแกรมตว Boot Loader เขาไปในตวไมโครคอนโทรลเลอรได จงท าใหงายในการโหลดโปรแกรมเขาไปจากคอมพวเตอรโดยผานทาง Serial Port และกดปม Reset เพยงอยางเดยวไมตองการเครองโปรแกรม IC เพมเตม อยางทตองมกบระบบไมโครคอนโทรลเลอรรนเกาอยาง MCS-51

รปท 1.14 ไมโครคอนโทรลเลอร PIC

ตวอยางการตอใชงาน PIC กบบอรดทดลองจรง ฟงกชนการใชงานคอนขางครบ และโปรแกรมงาย โดย CCS, HI-TECH C Compiler, C18 C Compile, C30 C Compiler, MPLAB เปนตน

รปท 1.15 ตวอยางการตอใชงาน PIC

AVR เปนไมโครคอนโทรลเลอรรนตอมาทมการพฒนาตอมาจาก MCS-51 โดยบรษท ATMEL อน เนองมาจากวา MCS-51 ยคหลงนไมคอยมคนใชงานจรง และมใชงานแตเฉพาะ ในสถาบนการศกษา เปน เชนนกเพราะวาการออกออกแบบวงจรทคอนขางยงยาก และตองอาศยการตออปกรณรวมเยอะนนเอง ดงนน AVR จงเขามาเปนทนยมในการท างานดานน โดยคณสมบตหลก ทนาสนใจกคอ สามารถ Interface ผาน USB ไดโดยตรง ซงไมโครคอนโทรลเลอรยคเกาท าได โดยตอผานพอรต RS-232 แตเนองดวย คอมพวเตอรยคใหม พอรต RS-232 เรมหายาก ดงนน AVR จงไดรบความนยม

21

รปท 1.16 ไมโครคอนโทรลเลอร AVR ตวอยางการตอ AVR ใชงานบนบอรดทมลกษณะใกลเคยงกบไมโครคอมพวเตอร

รปท 1.17 ตวอยางการตอใชงาน AVR

Arduino Arduino เปนไมโครคอนโทรลเลอรบอรดแบบส าเรจรปในยคปจจบน ซงถกสรางมาจาก

Controller ตระกล AVR ของ ATMEL ขอดของไมโครคอนโทรลเลอรบอรดคอเรองของ Open Source ทสามารถน าไป พฒนาตอเปนอปกรณตางๆ ไดและความสามารถในการเพม Boot Loader เขาไปทตว AVR จงท าใหการ Upload Code เขาตวบอรดสามารถท าไดงายขน และยงมการพฒนา Software ทใชในการควบคมตวบอรด ของ Arduino มลกษณะเปนภาษา C++ ทโปรแกรมเมอรมความคนเคยในการใชงาน ตวบอรดสามารถน าโมดลมาตอเพม ซงทาง Arduino เรยกวาเปน shield เพอเพมความสามารถเพมขน

22

รปท 1.18 ไมโครคอนโทรลเลอรArduino

รปท 1.19 ตวอยางการตอใชงาน Arduino บนบอรด Shield

ไมโครคอนโทรลเลอร Raspberry Pi Raspberry Pi เปนไมโครคอนโทรลเลอร Board ยคนเหมอนกน ใช Controller ตระกล

ARM เชนกน ทนาสนใจส าหรบบอรด Raspberry Pi กคอการจ าลองตวมนเองใหเปนระบบคอมพวเตอรเครองเลกๆ เครองหนง ทสามารถรนระบบ Linux ไดในตว นนกหมายถงการดงระบบตางๆ เพอมาใชงานใน board ท าใหมความสะดวกมากเพราะม OS Linux ท างานใหแทนอยแลว อยางเชนการตดตอกบระบบ Network การตดตอกบระบบจอภาพ การตดตอระบบเสยง ตลอดจนการตดตอกบระบบการเกบขอมลผาน SD Card ซงสามารถท าไดครบและครอบคลม ดวยระบบปฏบตการ Linux ทรนอยบนตวบอรด Raspberry Pi

23

รปท 1.20 ตวอยางการประยคใช Raspberry Pi เปน Smart TV

ทงหมดนกคอววฒนาการของระบบไมโครคอนโทรลเลอรจากอดตจนถงปจจบนทไดรบความนยม แตยงมอกหลายรนทมการผลตขนมาใชงานและมไดกลาวถงในทน มเฉพาะทนยมและรจกกนเปนวงกวางในปจจบนเทานน 3. ไมโครคอนโทรลเลอรและไมโครโพรเซสเซอร

จากการพฒนาเทคโนโลยในการผลตไอซรวมไดมความกาวหนาขนอยางมากมการน าทรานซสเตอรหลายๆตวมาสรางรวมไวดวยกนและพฒนาจนเปนทรานซสเตอรลานๆตวมาไวในวงจรรวมแบบ LSI (Large Scale integrated Circuit) ได และมการพฒนาตอไปโดยสามารถรวมเอาวงจรทใชเปนหนวยประมวลผลกลางของระบบคอมพวเตอร มาบรรจอยไวในไอซโดยเรยกไอซนวา ไมโครโพรเซสเซอร (Microprocessor) มาตอน าไมโครโพรเซสเซอรรวมกบหนวยความจ า และหนวยอนพต/เอาตพต จะท าใหไดเปนระบบคอมพวเตอรขนาดเลกขนมาเรยกวา ไมโครคอมพวเตอร (Microcomputer) คอคอมพวเตอรทใชไมโครโพรเซสเซอรเปนหนวยประมวลผลกลาง

ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) คอ อปกรณควบคมขนาดเลกทมความสามารถ ในการประมวลผลและตดสนใจตางๆ สามารถเขยนโปรแกรมควบคมไดอยางอสระ ท าใหสามารถน าไปใชงานแทนวงจรอเลกทรอนกสทซบซอนไดเปนอยางด เหมาะกบการน าไปใชในงานควบคมตางๆ ซงภายในตวไมโครคอนโทรลเลอรจะประกอบดวย หนวยประมวลผลกลาง หนวยความจ า อปกรณอนพต/เอาตพต และวงจรสญญาณนาฬกา เหมอนกบน าระบบคอมพวเตอรขนาดเลกบรรจไวในไอซตวเดยว

ไมโครโพรเซสเซอรไมสามารถตอใชงานไดเพยงตวเดยว จะตองตอกบหนวยความจ าและอปกรณอนพต/เอาตพตจงจะสามารถน าไปใชงานได แตตวไมโครคอนโทรลเลอรสามารถน าไปใชในงานควบคมไดทนทเพราะภายในไดรวมเอาหนวยความจ า อปกรณอนพต/เอาตพต และ วงจรทจ าเปนบางสวนเขาไวภายในตวไอซเรยบรอยแลว โดยรปรางภายนอกของไอซไมสามารถบอกไดวา

24

อปกรณตวนนเปนไมโครโพรเซสเซอรหรอไมโครคอนโทรลเลอร จะตองศกษาเอกสารรายละเอยดจากผผลต

25

4. หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

รปท 1.21 ตวอยางการประยคใช Raspberry Pi เปน Smart TV

ไมโครคอนโทรลเลอรมาจากค าวา ไมโคร (Micro) คอไมโครโพรเซสเซอรและคอนโทรลเลอร (Controller) คอ ตวควบคม ไมโครคอนโทรเลอรจงเปนไอซหรอวงจรรวมทบรรจไมโครโพรเซสเซอรไวภายในสามารถเขยนโปรแกรมควบคมการท างานได ไมโครคอนโทรเลอรมความสามารถดานตางๆ ทรวมเขาไปอยในตวไอซ เชน ADC (Analog to Digital) สวนภาครบสญญาณอนาลอกแปลงไปเปนสญญาณดจตอล, DAC (Digital to Analog) สวนภาคสงสญญาณดจตอลแปลงไปเปนสญญาณอนาลอก, I2C (Inter Integrate Circuit Bus) เปนการสอสารอนกรม แบบซงโครนส (Synchronous) เพอใช ตดตอสอสาร ระหวาง ไมโครคอนโทรลเลอร (MCU) กบอปกรณภายนอก ซงถกพฒนาขนโดยบรษท Philips Semiconductors โดยใชสายสญญาณเพยง 2 เสนเทานน คอ serial data (SDA) และสาย serial clock (SCL) ซงสามารถ เชอมตออปกรณ จ านวนหลายๆ ตว เขาดวยกนได ท าให MCU ใชพอรตเพยง 2 พอรตเทานน, SPI (Serial Peripheral Interface) เปนการเชอมตอกบอปกรณเพอรบสงขอมลแบบซงโครนส (Synchronize) มสญญาณนาฬกาเขามาเกยวของระหวางไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller) หรอจะเปนอปกรณภายนอกทมการรบสงขอมลแบบ SPI อปกรณทท าหนาทเปนมาสเตอร (Master) โดยปกตแลวจะเปนไมโครคอนโทรลเลอร หรออาจกลาวไดวาอปกรณ Master จะตองควบคมอปกรณ Slave ได โดยปกตตว Slave มกจะเปนไอซ (IC) หนาทพเศษตางๆ เชน ไอซอณหภม, ไอซฐานเวลานาฬกาจรง (Real-Time Clock) หรออาจเปนไมโครคอนโทรลเลอรทท าหนาทในโหมด Slave กไดเชนกน , PWM (Pulse Width Modulation) การสรางสญญาณพลส ทสามารถปรบเปลยนความถและ Duty Cycle ไดเพอน าไปควบอปกรณตางๆเชน มอเตอร, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) ท าหนาทรบสงขอมลแบบอะซงโครนสส าหรบมาตรฐานการรบสงขอมลแบบ RS-232

26

รปท 1.22 การรบสงขอมลแบบ RS-232

http://3.bp.blogspot.com/-PEca0UHwKBM/UfFGGALuubI/AAAAAAAAAEo/RbVoS11qyGA/s1600/01.gif

27

แบบฝกหด

ค าสง ใหผเรยนตอบค าถามใหสมบรณ ( 5 คะแนน ) 1. จงใหความหมายของไมโครคอนโทรลเลอร

................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................ ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................

2. ไมโครคอนโทรลเลอรและไมโครโพรเซสเซอรตางกนอยางไร ( 5 คะแนน )

................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................ ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................

28

เฉลยแบบฝกหด ค าสง ใหผเรยนตอบค าถามใหสมบรณ

1. จงใหความหมายของไมโครคอนโทรลเลอร ( 5 คะแนน ) การรบสงขอมลแบบ RS-232 ตวควบคมหรออปกรณควบคม ดงนนไมโครคอนโทรลเลอรจง

หมายถงอปกรณควบคมขนาดเลกทสามารถควบคมอปกรณภายนอกได แตในตวอปกรณควบคมขน าด เล กน ไ ด บ ร รจ ค ว ามส ามารถท ค ล า ย คล ง ก บ ร ะบบคอม พ ว เ ตอร กล า ว ค อไมโครคอนโทรลเลอรไดรวมเอาซพย (CPU) หนวยความจ า (Memory) อนพตเอาตพตพอรต (I/O Port) รจสเตอร (Register) วงจรผลตสญญาณ (Oscillator) และวงจรอเลกทรอนกส เชน วงจรแปลงจากสญญาณอนาลอกเปนดจทลวงจรสรางสญญาณ PWM (มเฉพาะบางเบอร) ไมโครคอนโทรลเลอรจงสามารถน าไปประยกตใชงานควบคมตาง ๆ ไดด

2. ไมโครคอนโทรลเลอรและไมโครโพรเซสเซอรตางกนอยางไร ( 5 คะแนน )

ไมโครโพรเซสเซอรไมสามารถตอใชงานไดเพยงตวเดยว จะตองตอกบหนวยความจ าและอปกรณ อนพต/เอาตพตจงจะสามารถน าไปใชงานได แตตวไมโครคอนโทรลเลอรสามารถน าไปใชในงานควบคมไดทนทเพราะภายในไดรวมเอาหนวยความจ า อปกรณอนพต/เอาตพตและ วงจรทบางสวนเขาไวภายในตวไอซเรยบรอยแลว โดยรปรางภายนอกของไอซไมสามารถบอกไดวาอปกรณตวนนเปนไมโครโพรเซสเซอรหรอไมโครคอนโทรลเลอรจะตองศกษาเอกสารรายละเอยดจากผผลต

29

แบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 1 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ............................................................................................................................. ................................... ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมายกากบาท (× ) ลงหนาขอทถกตอง (ขอละ 1 คะแนน) 1. MCU เปนชอเรยกของอะไร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. ไมโครคอนโทรลเลอร ข. ไมโครโปรเซสเซอร ค. หนวยประมวลผลกลาง ง. หนวยความจ า 2. ขอใดเปนความแตกตางระหวางไมโครโปรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 3) ก. ไมโครโปรเซสเซอรมหนวยความจ าภายใน ข. ไมโครคอนโทรลเลอรไมมความจ าภายใน ค. ไมโครโปรเซสเซอรมหนวยความจ าและ พอรตเชอมตออปกรณอนพตและเอาตพต ง. ไมโครคอนโทรลเลอรมหนวยความจ าและ พอรตเชอมตออปกรณอนพตและเอาตพต 3. โครงสรางพนฐานของไมโครคอนโทรลเลอร ขอใดไมใชสวนประกอบของโครงสราง

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. หนวยความจ าขอมล ข. หนวยประมวลกลาง ค. วงจรก าเนดสญญาณไซน ง. สวนตดตอกบอปกรณภายนอกหรอพอรต 4. Data Bus เปนชองทางเดนสญญาณใด (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. สายสญญาณทใชในการรบสงขอมลหรอรหสค าสงตางๆ ข. สายสญญาณทสงสญญาณควบคมการท างานตางๆ ค. สายสญญาณต าแหนงของขอมลในหนวยความจ า ง. สายสญญาณทสงสญญาณนาฬกา

30

5. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล MCS-51 ถกพฒนาใหเปนไมโครคอนโทรลเลอรตระกลใด (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2)

ก. ARM ข. AVR ค. PIC ง. MSP 6. ไมโครคอนโทรลเลอรตระกลอะไรทน ามาสรางบอรด Arduino UNO R3 (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2) ก. MCS-51 ข. MSP ค. PIC ง. AVR 7. การสอสารตามมาตรฐานการรบสงขอมลแบบ RS-232 เปนการสอสารขอมลแบบใด (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. SPI ข. I2C ค. UART ง. RS-485

31

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 1 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ................................................................................................................................................................

1.ง 2.ค 3.ข 4.ค 5.ก 6.ข 7.ง

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 1 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ............................................................................................................................. ...................................

1.ก 2.ง 3.ค 4.ก 5.ข 6.ง 7.ค

32

โครงการสอน รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ชอหนวยท 2 จ านวน 4 ชวโมง

เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร

จดประสงคการสอน รายการสอน

ทฤษฎ 1. บอกประวตของบอรด Arduino ไดอยาง

ถกตอง 2. อธบายโครงสรางของ Arduino ไดถกตอง 3. บอกคณสมบตของ Arduino ไดถกตอง 4. เปรยบเทยบขอดและขอเสยของบอรด

Arduino รนตางๆ ได

ปฏบต 1. ตดตงโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง

2. อธบายการเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino ไดอยางถกตอง

3. อธบายขนตอนการใชงานโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง

1. ประวตของบอรด Arduino 2. โครงสรางของ Arduino 3. บอรด Arduino รนตางๆ

วธการสอน 1. บรรยายประกอบ power point

2. สาธต

3. ทดลอง

33

สอการสอน 1. ใบความร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 2. Power Point เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 3. ของจรง โปรแกรม Arduino IDE, ชดทดลองไมโครคอนโทรลเลอร 4. แบบฝกหดในชนเรยน เอกสารอางอง ทะนงศกด สตนาโค.2559.ไมโครคอยโทรลเลอรเบองตน.กรงเทพมหานคร: ส านกพมพ บรษท

พฒนาคณภาพวชาการ (พว.) จ ากด ทนพงษ ภรกษ.เอกสารประกอบวชาไมโครคอนโทรลเลอรเบองตน. [Online] Available:

http://www.sbt.ac.th/new/sites/default/files/TNP_Unit_1.pdf เขาถงวนท 11 พฤษภาคม 2560

ปยะ ศภวราสวฒน.2559.ไมโครคอนโทรลเลอร.กรงเทพมหานคร:ภาควชาครศาสตรวศวกรรม คณะครศาสตรอตสาหกรรม สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง.

ประพนธ พพฒนสข และ ธระพนธ พพฒนสข.2557.ไมโครคอนโทรลเลอร.กรงเทพมหานคร: ศนยสงเสรมอาชวะ

สชน ชนสห.2557.ไมโครคอนโทรลเลอร.นนทบร: บรษทศนยหนงสอ เมองไทย จ ากด ประจน พลงสนตกล.2558.พนฐานภาษา C ส าหรบ Arduino.กรงเทพมหานคร :บรษท แอพซอฟตเทค จ ากด เอกขย มะการ.2552.เรยนร เขาใจ ใชงาน ไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR ดวย Arduino.กรงเทพฯ:บรษท อทท จ ากด การประเมน 1. คะแนนจากการท าแบบฝกหดในชนเรยน 2. แบบประเมนผลการปฏบตงาน 3. เกณฑการใหคะแนนการปฏบตงาน

http://www.sbt.ac.th/new/sites/default/files/TNP_Unit_1.pdf

34

แผนการจดการเรยนร(เหลอจดหนาและรป) รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครงท 2 หนวยท 2 ชอหนวย เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร จ านวน 4 ชม. หวขอเรอง

1.11 ประวตของบอรด Arduino 1.12 โครงสรางของ Arduino 1.13 บอรด Arduino รนตางๆ

สาระส าคญ

ทฤษฎ ในหวขอนจะเปนการศกษาเกยวกบประวตของผรเรมของ Arduino ชอวา Massimo Banzi และ David Cuartielles ซงอาศยอยในเมอง Ivrea ทางตะวนตกเฉยงเหนอของประเทศอตาล ทงสองคนตงใจสรางอปกรณประเภทไมโครคอนโทรลเลอรราคาถกทนกเรยนนกศกษาสามารถเขาถ ง และซอหามาเปนเจาของได ระบบเปนแบบ Open Source ไมมลขสทธในการน าไปใชงานตอเชงพาณชยและยงแจกไฟลทใชในการสรางตนแบบใหฟรๆ ท าใหประเทศผผลตอยางจนสามารถน าไปผลตไดในราคาถกๆ Arduino Uno R3 เปนบอรด Arduino ทไดรบความนยมมากทสด เนองจากราคาไมแพงสวนใหญโปรเจคและ Library ตางๆ ทพฒนาขนมา Support จะอางองกบบอรดนเปนหลก และขอดอกอยางคอ กรณท MCU เสย ผใชงานสามารถซอมาเปลยนเองไดงาย โครงสราง Arduino ประกอบดวย USBPort, Reset Button, ICSP Port, I/OPort, ICSP Port, MCU, I/OPort, Power Port, Power Jack , MCU ปฏบต

การปฏบตงานในหนวยนจะเปนการใชงานโปรแกรม Arduino IDE มขนตอนดงน 1.เปดโปรแกรม Arduino IDE 2. ตงคาบอรดใหตรงกบบอรดทใชงาน 3. ตงคาพอรตเชอมตอกบบอรด (กรณตอบอรดจรง) 4. ตงคาชนดการโปรแกรม (กรณตอบอรดจรง) 5. เขยนโปรแกรมหรอเรยกใชงานโปรแกรมตวอยาง 6. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครอง 7. คลกปมเบรนไฟลลงบอรด (กรณตอบอรดจรง)

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-uno-r3-detail.html

35

จดประสงคเชงพฤตกรรม ทฤษฎ

1. บอกประวตของบอรด Arduino ไดอยางถกตอง 2. อธบายโครงสรางของ Arduino ไดถกตอง

3. บอกคณสมบตของ Arduino ไดถกตอง 4. เปรยบเทยบขอดและขอเสยของบอรด Arduino รนตางๆ ได ปฏบต

5. ตดตงโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง 6. อธบายการเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino ไดอยางถกตอง

7. อธบายขนตอนการใชงานโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง

36

กระบวนการสอน ขนท 1 การน าเขาสบทเรยน (ทฤษฎ)

ไมโครคอนโทรลเลอรทใชงานในปจจบนมอยางแพรหลายอยางทนกเรยนทราบไดทราบกนจากสปดาหทแลว ในวนนเราจะเรยนรหนงในไมโครคอนโทรลเลอรทเปนทนยมนนกคอ Arduino เนองจากเปนระบบเปนแบบ Open Source ไมมลขสทธในการน าไปใชงานตอเชงพาณชยและมไฟลทใชในการสราง ตนแบบให ท าใหประเทศผผลตอยางจนสามารถน าไปผลตไดในราคาสบายๆ โดยไมตองกงวลเรองคาลขสทธซงวนนครจะสอนประวต Arduino รนตางๆทมอยในปจจบน ขอแตกตางของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino รนตางๆ และการตดตงและใชงาน โปรแกรม Arduino IDE กจกรรมการเรยนการสอน

หวขอการสอน เวลา (นาท)

วตถประสงคเชงพฤตกรรม (เพอใหนกศกษาสามารถ)

วธการสอนและกจกรรม

น าเขาสบทเรยน 5 บรรยาย

ทฤษฎ :

2.1 ประวตของบอรด Arduino 10 บรรยาย


30 1. บอกประวตของบอรด Arduino ไดอยางถกตอง


2.3 โครงสรางของ Arduino 30 2. อธบายโครงสรางของ Arduino ไดถกตอง

3. บอกคณสมบตของ Arduino ไดถกตอง

บรรยายประกอบ power point

2.4 บอรด Arduino รนตางๆ 20 4. เปรยบเทยบขอดและขอเสยของบอรด Arduino รนตางๆ ได


ปฏบต :

ใบงานท 1 เรอง ซอฟตแวรส าหรบศกษา Arduino

160 5. ตดตงโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง

6. อธบายการเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino ไดอยางถกตอง 7. อธบายขนตอนการใชงานโปรแกรม

Arduino IDE ไดอยางถกตอง

บรรยาย สาธต ทดลอง

สรป 15 บรรยาย

37

ขนท 3 การสรปและทบทวนบทเรยน (ทฤษฎ) ผรเรมของ Arduino ชอวา Massimo Banzi และ David Cuartielles ซงอาศยอยใน เมอง Ivrea ทางตะวนตกเฉยงเหนอของประเทศอตาล ทงสองคนตงใจสรางอปกรณประเภท ไมโครคอนโทรลเลอรราคาถกทนกเรยนนกศกษาสามารถเขาถง และซอหามาเปนเจาของได ระบบเปนแบบ Open Source ไมมลขสทธในการน าไปใชงานตอเชงพานชยและยงแจกไฟลทใชในการสรางตนแบบใหฟรๆ ท าใหประเทศผผลตอยางจนสามารถน าไปผลตไดในราคาถกๆ Arduino Uno R3 เปนบอรด Arduino ทไดรบความนยมมากทสด เนองจากราคาไมแพงสวนใหญโปรเจคและ Library ตางๆ ทพฒนาขนมา Support จะอางองกบบอรดนเปนหลก และขอดอกอยางคอ กรณท MCU เสย ผใชงานสามารถซอมาเปลยนเองไดงาย โครงสราง Arduino ประกอบดวย USBPort, Reset Button, ICSP Port, I/OPort, ICSP Port, MCU, I/OPort, Power Port, Power Jack , MCU (ปฏบต) การใชงานโปรแกรม Arduino IDE มขนตอนดงน

1.เปดโปรแกรม Arduino IDE 2. ตงคาบอรดใหตรงกบบอรดทใชงาน 3. ตงคาพอรตเชอมตอกบบอรด (กรณตอบอรดจรง) 4. ตงคาชนดการโปรแกรม (กรณตอบอรดจรง) 5. เขยนโปรแกรมหรอเรยกใชงานโปรแกรมตวอยาง 6. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครอง 7. คลกปมเบรนไฟลลงบอรด (กรณตอบอรดจรง)

สอการเรยนการสอน

5. ใบความร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 6. Power Point เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร 7. ของจรง โปรแกรม Arduino IDE, ชดทดลองไมโครคอนโทรลเลอร 8. แบบฝกหดในชนเรยน

การประเมนผล 3. คะแนนจากแบบทดสอบหลงเรยน 4. แบบประเมนผลการปฏบตงาน 5. เกณฑการใหคะแนนการปฏบตงาน


38

ขนท 4 การประเมนผล 4.1 ถามตอบในชนเรยน 1. ค าถาม จงบอกโครงสรางโดยทวไป Arduino

ค าตอบ โครงสราง Arduino ประกอบดวย USBPort, Reset Button, ICSP Port, I/OPort, ICSP Port, MCU, I/OPort, Power Port, Power Jack , MCU

2. ค าถาม Arduino Uno R3 ใช MCU เบอรอะไร ค าตอบ ATmega328 3. ค าถาม ขาใชงาน PWM (Pulse Width Modulation) ของ Arduino Uno R3 คอขาใดบาง ค าตอบ Pin 3, 5, 6, 9, 10 และ 11 4. ค าถาม ขนตอนการพฒนา Arduino ดาน Software ค าตอบ 1. ตงคาบอรดใหตรงกบบอรดทใชงาน

2. ตงคาพอรตเชอมตอกบบอรด (กรณตอบอรดจรง) 3. ตงคาชนดการโปรแกรม (กรณตอบอรดจรง) 4. เขยนโปรแกรมหรอเรยกใชงานโปรแกรมตวอยาง 5. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครอง

6. คลกปมเบรนไฟลลงบอรด (กรณตอบอรดจรง)



39

แบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 2 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน .............................................................................................................................. .................................. ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมายกากบาท (× ) ลงหนาขอทถกตอง (ขอละ 1 คะแนน) 1. Arduino เวอรชนแรกปรากฏตอสายตาชาวโลกเรยกชอวาอะไร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. Arduino Mini ข. Arduino Leonado ค. Arduino Mega ง. Arduino Nano 2. บอรด Arduino UNO R3 มพอรตดจตอลอนพต/เอาตพตกขา

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2) ก. 6 ขา ข. 11 ขา ค. 13 ขา ง. 14 ขา 3. ไอซไมโครคอนโทรลเลอรทใชบนบอรด Arduino UNO R3 คอเบอรอะไร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 3) ก. ATmega328 ข. ATmega168 ค. ATmega32U4 ง. ATmega16U2 4.สญลกษณใดในโปรแกรม Arduino IDE ใชอพโหลดโปรแกรมลงบอรด Arduino

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 7)

ก. ข. ค. ง.

40

5. โปรแกรม Arduino IDE สามารถดาวนโหลดไดจากทใด (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 5)

ก. WWW.arduino.go.th ข. WWW.arduino.com ค. WWW.arduino.cc ง. WWW.arduino.org 6. การเชอมตอ Arduino IDE กบคอมพวเตอร จะตองตอสายเชอมตอทางใด

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 6) ก. พอรต PS2 ข. พอรต Serial RS-232 ค. พอรต LPT1 ง. พอรต USB 7. บอรด Arduino Mini 05 และบอรด Arduino UNO R3 แตกตางกนอยางไร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. ความเรวของสญญาณนาฬกา ข. ใชไมโครคอนโทรลเลอรคนละเบอร ค. บอรด Arduino Mini 05 ไมมพอรต USB ง. จ านวนพอรตแอนาลอก

41

ใบความร หนวยท 2 เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร

"Arduino is an open-source electronics prototyping platform based on

flexible, easy to-use hardware and software. It's intended for artists, designers, hobbyists, and anyone interested in creating interactive objects or environments." [ www.arduino.cc]

" Arduino เปนระบบทใชในการพฒนาอปกรณ อเลกทรอนกสตนแบบ ซงออกแบบใหใชงานงายทง ฮารดแวร และซอฟแวร กลมเปาหมายผใชงานอาดยโน ไดแก ศลปน นกประดษฐนกออกแบบ ใชในงานอดเรก หรอ ใคร ๆ กตามทสนใจในการประดษฐนวตกรรมงานสรางสรรค"

ประวตของบอรด Arduino Ardiono มผรเรมเปนชาวอตาเลยน ดงนนจงอานออกเสยงไปในทางอตาเลยนวา อาดยโน หรอ อาดโน หรอ อาดยอโน - ในป 2005 ผรเรมของ Arduino ชอวา Massimo Banzi และ David Cuartielles ซงอาศยอยในเมอง Ivrea ทางตะวนตกเฉยงเหนอของประเทศอตาล ทงสองคนตงใจสรางอปกรณประเภทไมโครคอนโทรลเลอรราคาถกทนกเรยนนกศกษาสามารถเขาถง และซอหามาเปนเจาของได โรงงานเลก ๆ ในเมองทวานกถกใชเปนทผลตบอรด Arduino เวอรชนแรก โดยใชชอโครงการของพวกเขาวา Arduino of Ivrea - นอกจากจะตงใจใหราคาของอปกรณนนถกเมอเทยบกบไมโครคอนโทรลเลอรตระกลอนๆ ในทองตลาดแลว พวกเขายงตงใจให Arduino สามารถพฒนาโดยโปรแกรมท "แจกฟร" ภายใตเงอนไขในการใชงานลกษณะ Open Source ดงนนจงเลอกใชการพฒนาบนพนฐานของระบบ Wiring - Arduino เวอรชนแรกปรากฏตอสายตาชาวโลกในเดอนกนยายน ป 2006 เรยกชอวา Arduino Mini ม ขนาดเลกและถกมาก ราคาขายในเมองไทยไมกรอยบาท (แตตอนนไมมขายแลว)

- ปจจบน Arduino มบอรดหลายแบบใหเลอกใชงานตามความถนดและความเหมาะสม มากกวา 20 รน แตละรนกมขนาด ความจ ความเรว จ านวนขาพอรตอนพต เอาตพต แตกตางกนออกไป มตงแตราคาหลกสองสามรอยบาท ไปจนกระทงพนกวาบาท นอกจากนยงมอปกรณตอพวง (Shield) ใหอกมากมาย สาเหตท Arduino Uno เปนทนยมเนองจาก 1. ระบบเปนแบบ Open Source ไมมลขสทธในการน าไปใชงานตอเชงพาณชยและยงแจกไฟลทใชในการสรางตนแบบใหฟรๆ ท าใหประเทศผผลตอยางจนสามารถน าไปผลตไดในราคาถกๆ โดยไมตองกงวลเรองคาลขสทธ

42

2. ซอฟแวร หรอ Arduino IDE ทใชในการพฒนายงใหใชงานฟร ผใชดาวนโหลดไดอยางถกกฎหมาย สามารถไปใชงานตอ สรางผลตภณฑแลวขายตอโดยไมตองเสยเงนคาลขสทธใหแบบไมโครคอนโทรลเลอรเจาอนๆ 3. มซอฟแวร (แบบฟรๆ) ทสรางโดยนกพฒนาใจดเขามารวมอดมการณ (เชน Fritzing และ Processing) ท าใหเกดเปนชมชนขนาดใหญทมเครองมอเขามาใหใชกนฟรๆ จ านวนมากทง Blog และ website 4. ชมชนคนใช Arduino ในตางประเทศมอยมากมายหาไดจาก Website ตางๆ เชน Arduino.cc, Makezine.com, instructables.com เวบพวกนแจกแบบรางและไฟลตดตง (Sketch) ใหฟรๆ สามารถน าไปสรางโดยหาวสดไดงาย โครงสราง Hardware ของ Arduino Arduino เปรยบไดกบสมองทเชอมตอการระหวางรบรกบการแสดงออก ตวอยางเชนดวงตา (INPUT) เหนภาพและตวหนงสอ สมอง (Arduino) อานและท าใหเกดการแสดงผลทปาก (OUTPUT) ซงออกเสยงตวหนงสอทอาน Layout & Pin out Arduino Board

รปท 2.1 โครงสราง Hardware ของ Arduino

1. USBPort: ใชส าหรบตอกบ Computer เพออบโหลดโปรแกรมเขา MCU และจายไฟใหกบบอรด 2. Reset Button: เปนปม Reset ใชกดเมอตองการให MCU เรมการท างานใหม 3. ICSP Port ของ Atmega16U2 เปนพอรตทใชโปรแกรม Visual Com port บน Atmega16U2 4. I/OPort:Digital I/O ตงแตขา D0 ถง D13 นอกจากน บาง Pin จะท าหนาทอนๆ เพมเตมดวย เชน Pin0,1 เปนขา Tx,Rx Serial, Pin 3, 5, 6, 9, 10 และ 11 เปนขา PWM 5. ICSP Port: Atmega328 เปนพอรตทใชโปรแกรม Bootloader

43

6. MCU: Atmega328 เปน MCU ทใชบนบอรด Arduino 7. I/OPort: นอกจากจะเปน Digital I/O แลว ยงเปลยนเปนชองรบสญญาณอนาลอกตงแตขา A0-A5 8. Power Port: ไฟเลยงของบอรดเมอตองการจายไฟใหกบวงจรภายนอก ประกอบดวยขาไฟเลยง +3.3 V, +5V, GND, Vin 9. Power Jack: รบไฟจาก Adapter โดยทแรงดนอยระหวาง 7-12 V 10. MCU ของ Atmega16U2 เปน MCU ทท าหนาทเปน USB to Serial โดย Atmega328 จะตดตอกบ Computer ผาน Atmega16U2 คณสมบตของ Arduino รนตางๆ

บอรด Arduino ถอวาเปน Open Hardware Platform ทถกพฒนาขนโดยม Micro-controller ของ Atmel เปนหวใจหลก บอรด Arduino ทผลตออกมาจ าหนายในปจจบนมทงหมด 20 รน

44

รปท 2.2 คณสมบตของ Arduino รนตางๆ

บอรด Arduino รนตางๆ

1. Arduino Uno R3 เปนบอรด Arduino ทไดรบความนยมมากทสด เนองจากราคาไมแพงสวนใหญโปรเจคและ Library ตางๆ ทพฒนาขนมา Support จะอางองกบบอรดนเปนหลก และขอดอกอยางคอ กรณท MCU เสย ผใชงานสามารถซอมาเปลยนเองไดงาย

รปท 2.3 Arduino Uno R3

2. Arduino Uno SMD เปนบอรดทมคณสมบตและการท างานเหมอนกบบอรด Arduino

UNO R3 ทกประการ แตจะแตกตางกบท Package ของ MCU ซงบอรดนจะม MCU ทเปน Package SMD (Arduino UNO R3 ม MCU ทเปน Package DIP)


http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-uno-smd-detail.html

45

รปท 2.4 Arduino Uno SMD

3. Arduino Mega 2560 R3 เปนบอรด Arduino ทออกแบบมาส าหรบงานทตองใช I/O มากกวา Arduino Uno R3 เชน งานทตองการรบสญญาณจาก Sensor หรอควบคมมอเตอร Servo หลายๆ ตว ท าให Pin I/O ของบอรด Arduino Uno R3 ไมสามารถรองรบได ทงนบอรด Mega 2560 R3 ยงมความหนวยความจ าแบบ Flash มากกวา Arduino Uno R3 ท าใหสามารถเขยนโคดโปรแกรมเขาไปไดมากกวา ในความเรวของ MCU ทเทากน

รปท 2.5 Arduino Mega 2560 R3

4. Arduino Mega ADK เปนบอรดทออกแบบมาใหบอรด Mega 2560 R3 สามารถตดตอกบอปกรณ Android Device ผานพอรตUSB Host ของบอรดได

รปท 2.6 Arduino Mega ADK

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-mega-2560-detail.html

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-mega-2560-detail.html

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-adk-rev3-detail.html

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-adk-rev3-detail.html

46

5. Arduino Leonardo การท างานจะคลายกบบอรด Arduino Uno R3 แตมการเปลยน MCU ตวใหมเปน ATmega32U4 ซงมโมดลพอรต USB มาดวยบนชป (แตกตางจากบอรด Arduino UNO R3 หรอ Arduino Mega 2560 ทตองใชชป ATmega16U2 รวมกบ Atmega 328 ในการเชอมตอกบพอรต USB) ขอควรระวง: เนองจาก MCU เปนคนละเบอรกบ Arduino Uno R3 อาจะท าใหบอรด Shield บางตวหรอ Library ใชรวมกนกบบอรดArduino Leonardo ไมได ผใชงานจ าเปนตองตรวจสอบ กอนใชงาน

รปท 2.7 Arduino Leonardo

6. Arduino Mini 05 เปนบอรด Arduino ขนาดเลกทใช MCU เบอร ATmega 328

เบอรเดยวกบบอรด Arduino UNO R3 ขอแตกตาง: บอรด Arduino Mini 05 จะไมมพอรต USB มาให ผใชงานตองตอกบบอรด USB to Serial Converter เพมเมอตองการโปรแกรมบอรด

รปท 2.8 Arduino Mini 05

7. Arduino Pro Mini 328 3.3V เปนบอรด Arduino ขนาดเลกใช MCU เบอร ATmega 328 ซงจะคลายกบบอรด Arduino Mini05 แตบนบอรดจะม Regulator 3.3 V ชดเดยวเทานน ระดบแรงดนไฟทขา I/O คอ 3.3V

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino/official-boards-made-in-italy/arduino-mini-05-detail.html

47

รปท 2.9 Arduino Pro Mini 328 3.3V

8. Arduino Pro Mini 328 5V เปนบอรด Arduino ใช MCU เบอร ATmega 328

เชนเดยวกบบอรด Arduino Mini 05 แตบนบอรดจะม Regulator 5V ชดเดยวเทานน ระดบแรงดนไฟทขา I/O คอ 5V

รปท 2.10 Arduino Pro Mini 328 5V

9. Arduino Ethernet with PoE module เปนบอรด Arduino ทใช MCU เบอร

เดยวกบ Arduino Uno SMD ในบอรดมชปEthernet และชองส าหรบเสยบ SD Card รวมทงโมดล POE ท า ใหบอรดน ส ามารถใช แหล งจ าย ไฟจากสาย LAN ได โดยตรง โดยไมต องตอ Adapter เพม แตบอรด Arduino Ethernet with PoE module นจะไมมพอรต USB ท าใหเวลาโปรแกรมตองตอบอรด USB to Serial Converter เพมเตม

รปท 2.11 Arduino Ethernet with PoE module

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-leonardo-eth-with-poe-detail.html

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-leonardo-eth-with-poe-detail.html

48

10. Arduino Ethernet without PoE module บอรดนจะตดโมดล POE ออกไปตองใชไฟจากพอรต Power Jack เทานน คณสมบตอนๆ จะเหมอนกบบอรด Arduino Ethernet with PoE module

รปท 2.12 Arduino Ethernet without PoE module

11. Arduino Due เปนบอรด Arduino ทเปลยนชป MCU ใหม ซงจากเดมเปนตระกล

AVR เปลยนเปนเบอร AT91SAM3X8E (ตระกลARM Cortex-M3) แทน ท าใหการประมวลผลเรวขน แตยงคงรปแบบโคดโปรแกรมของ Arduino ทงายอย ขอควรระวง: เนองจากMCU เปนคนละเบอรกบ Arduino Uno R3 อาจะท าใหบอรด Shield บางตวหรอ Library ใชรวมกนกบบอรด Arduino Leonardo ไมได ผใชงานจ าเปนตองตรวจสอบกอนใชงาน

รปท 2.13 Arduino Due

http://thaieasyelec.com/products/development-boards/arduino-leonardo-eth-detail.html




49

ใบงานท 1 เรอง ซอฟตแวรส าหรบศกษา Arduino

เครองมอและอปกรณ 1. บอรด Arduino Uno R3 จ านวน 1 ชด 2. LED จ านวน 1 ตว ทฤษฎเบองตน 1. Arduino Uno R3: (Hardware)

รปท 2.14 โครงสราง Arduino Uno R3 และ IC AT mega 328

รปท 2.15 สวนประกอบของ Arduino Uno R3

50

1. USB Port: ใชส าหรบตอกบ Computer เพออบโหลดโปรแกรมเขา MCU และจายไฟใหกบบอรด 2. Reset Button: เปนปม Reset ใชกดเมอตองการให MCU เรมการท างานใหม 3. ICSP Port ของ Atmega16U2 เปนพอรตทใชโปรแกรม Visual Com port บน Atmega16U2 4. I/O Port: Digital I/O ตงแตขา D0 ถง D13 นอกจากน บาง Pin จะท าหนาทอนๆ เพมเตมดวย เชน Pin0,1 เปนขา Tx, Rx Serial, Pin 3, 5, 6, 9, 10 และ 11 เปนขา PWM 5. ICSP Port: Atmega328 เปนพอรตทใชโปรแกรม Bootloader 6. MCU: Atmega328 เปน MCU ทใชบนบอรด Arduino 7. I/O Port: นอกจากจะเปน Digital I/O แลว ยงเปลยนเปน ชองรบสญญาณอนาลอก 8. Power Port: ไฟเลยงของบอรดเมอตองการจายไฟใหกบวงจรภายนอก ประกอบดวยขาไฟเลยง +3.3 V, +5V, GND, Vin 9. Power Jack: รบไฟจาก Adapter โดยทแรงดนอยระหวาง 7-12 V 10. MCU ของ Atmega16U2 เปน MCU ทท าหนาทเปน USB to Serial โดย Atmega328 จะตดตอกบ Computer ผานAtmega16U2 2. ขอมลเฉพาะ Arduino Uno R3 ไมโครคอนโทรลเลอร ATmega328 แหลงจายไฟ 5 V ไฟเขาจ ากดไวท 6-20 V ขาดจตอล I/O 14 ขา (PWM 6 ขา) ขาแอนาลอก 6 ขา กระแสไฟฟา DC ตอเขาขา I/O 40 mA กระแสไฟฟาออก DC จากขา 3.3 V 50 mA Flash Memory (0.5KB for boot loader) 32KB

EEPROM 1KB Clock Speed 16Mhz

51

ล าดบขนตอนการทดลอง การทดลองท 1 การตดตงโปรแกรม Arduino IDE 1. เขาส https://www.arduino.cc/en/Main/Software

2. Download Software

3. เลอก Just Download

52

4. Unzip ไฟลไวท Drive D: 5. เปดใชงานโปรแกรม Arduino IDE

6. หนาจอโปรแกรม Arduino IDE

53

การทดลองท 2 การเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino 1. ตอบอรด Arduino Uno R3 เขากบ คอมพวเตอร โดยตอสายเชอมตอทาง พอรต USB 2. ไปท Computer เลอก Manage

3. เลอก Device Manager

4. คลกท Unknown Device เลอก Update Driver Software…

54

5. เลอก Browse my computer for driver Software…

6. เลอก Browse ไปยงโฟลเดอรทเกบโปรแกรม Arduino IDE เลอก Driver แลวกด Next

7. เมอตดตงเรยบรอยจะแสดงพอรต Arduino Uno (COM….)

55

การทดลองท 3 การใชงานโปรแกรม Arduino IDE 1. เปดโปรแกรม Arduino IDE 2. ตงคาบอรดใหตรงกบบอรดทใชงาน

3. ตงคาพอรตเชอมตอกบบอรด (กรณตอบอรดจรง)

4. ตงคาชนดการโปรแกรม (กรณตอบอรดจรง)

56

5. เขยนโปรแกรมหรอเรยกใชงานโปรแกรมตวอยาง

6. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครอง


57

การทดลองท 4 การโปรแกรม Arduino IDE เบองตน 1. ตอ LED เขาบอรด Arduino Uno R3 ดงรป

2. เขยนโปรแกรมดงน

3. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครองหากมขอผดพลาดใหท าการแกไข 4. คลกปมเบรนไฟลลงบอรด 5. เปลยน delay (500); ในบรรทดท 7 และ 8 เปน delay (1000); สงเกตผลการทดลองทไดแลวบนทกผล .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................

58

6. แกไขเขยนโปรแกรมดงรปตอไปน

บนทกผลการทดลอง .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................

59

ค าถามทายการทดลอง 1. จงเขยนเลขทของนกเรยนหากเปนเลขตวเดยวใหเตม 0 ดานหนา .................................................................................................................................................................. 2. จงเขยนโปรแกรมสรางสญญาณรหสมอสเปนเลขทของนกเรยนโดยใชวงจรในการทดลองท 4

ตอบ

60

แบบประเมนผลการปฏบตงาน หนวยท 2 ชอหนวย เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร

ชอ – สกล ........................................................รหสผเขาเรยน........................................................... ระดบชน ปวช.3 หอง................... แผนกวชาชางอเลกทรอนกส วน/เดอน/ป......................................................................................................................................... เรมปฏบตงานเวลา.........................น. เสรจเวลา...............................น. รวมปฏบตงาน.....................ชวโมง................นาท คะแนนเตมรวม 10 คะแนน

ล าดบ ท

หวขอการประเมน

คะแนน

เตม

ชวงระดบคะแนน ตว คณ

คะแนน จรงทได ด

มาก ด ปาน

กลาง นอย นอย

มาก 5 4 3 2 1

1 การเลอกใชเครองมอ วสดและอปกรณในการปฏบตงาน

2 0.4

2 ขนตอนการปฏบตงาน 2 0.4

3 ผลการปฏบตงานทท าไดถกตอง

3 0.4

4 เวลาทใชในการปฏบตงาน

3 0.4

รวม 10 รวม

ลงชอ……………………………………………….ผประเมน (…………………………………………………..)

61

เกณฑการใหคะแนนปฏบตงาน

ค าชแจง เกณฑการใหคะแนนการปฏบตงานน ใหครผควบคมเปนผประเมนผลตามเกณฑการใหคะแนนเทานน

1. เกณฑการใหคะแนน การเตรยมวสดและอปกรณในการปฏบตงาน หวขอประเมน 1. เลอกใชวสดในการปฏบตงานไดอยางถกตอง 2. เลอกใชอปกรณในการปฏบตงานไดอยางถกตอง 3. เลอกใชวสดและอปกรณในการปฏบตงานไดอยางถกวธ 4. ท าความสะอาดหองเรยน หองปฏบตงานเปนระเบยบเรยบรอย 5. จดวางวสดและอปกรณในการปฏบตงานไดอยางเปนระเบยบเรยบรอย

ระดบคะแนน ดมาก หมายถง มการเลอกใชวสด และอปกรณในการปฏบตงาน ครบทกหวขอและการประเมน ด หมายถง มการเลอกใชวสด อปกรณในการปฏบตงาน มหวขอการประเมนได 4 หวขอ ปานกลาง หมายถง มการเลอกใชวสด อปกรณในการปฏบตงาน มหวขอการประเมนได 3 หวขอ นอย หมายถง มการเลอกใชวสด อปกรณในการปฏบตงาน มหวขอการประเมนได 2 หวขอ นอยมาก หมายถง มการเลอกใชวสด อปกรณในการปฏบตงาน มหวขอการประเมนได 1 หวขอ หรอ ปฏบตงาน ไมไดเลยตาม หวขอการประเมน

62

2.ขนตอนการปฏบตงาน 2.1 เกณฑการใหคะแนน การเขยนโปรแกรม หวขอการประเมน

1. เตรยมวสดและอปกรณในการเขยนโปรแกรม 2. การใชวสดและอปกรณในการเขยนโปรแกรม 3. การใชงานโปรม Arduino IDE 4. การเชอมตอชดฝกกบคอมพวเตอร

ระดบคะแนน

ดมาก หมายถง ปฏบตงานไดส าเรจ รวดเรว และถกตองครบถวนทกหวขอ การประเมน ตามขนตอนในใบงานและขนตอนการปฏบตงาน ด หมายถง ปฏบตงานไดตามหวขอประเมน มความถกตองตามขนตอน ในใบงานและขนตอนการปฏบตงานได 4 หวขอการประเมน ปานกลาง หมายถง ปฏบตงานไดตามหวขอประเมน มความถกตองตามขนตอน ในใบงานและขนตอนการปฏบตงานได 3 หวขอการประเมน นอย หมายถง ปฏบตงานไดตามหวขอประเมน มความถกตองตามขนตอน ในใบงานและขนตอนการปฏบตงานได 2 หวขอการประเมน นอยมาก หมายถง ปฏบตงานไดตามหวขอประเมน มความถกตองตามขนตอน

ในใบงานและขนตอนการปฏบตงานไดนอยกวา 2 หวขอการประเมน

63

3.เกณฑการใหคะแนน ผลการปฏบตงานทท าไดถกตอง

ระดบคะแนน ดมาก หมายถง ปฏบตงานไดส าเรจ รวดเรว ถกตองครบถวนทกใบงาน

ประเมน เปนไปตามขนตอนการปฏบตงานของใบงานและ แบบฝกหด

ด หมายถง ปฏบตงานไดส าเรจ ถกตองตามขนตอนทกใบงาน ประเมน เปนไปตามขนตอนการปฏบตงานของใบงาน

ปานกลาง หมายถง ปฏบตงานไดส าเรจ รวดเรว ถกตอง 3 ใบงาน ประเมน เปนไปตามขนตอนการปฏบตงานของใบงาน นอย หมายถง ปฏบตงานไดส าเรจ รวดเรว ถกตอง 2 ใบงาน

ประเมน เปนไปตามขนตอนการปฏบตงานของใบงาน นอยมาก หมายถง ปฏบตงานไดนอยกวา 2 ใบงาน ประเมน เปนไปตามขนตอนการปฏบตงานของใบงาน

64

4.เกณฑการใหคะแนน เวลาทใชในการปฏบตงาน ระดบคะแนน ดมาก หมายถง ปฏบตงานดวยความรวดเรว ถกตอง แมนย า ทนตามเวลา ทก าหนด ด หมายถง การปฏบตงานไมทนตามเวลาทก าหนดไวแตไมเกน 5 นาท

ปานกลาง หมายถง การปฏบตงานไมทนตามเวลาทก าหนดไวแตไมเกน 10 นาท นอย หมายถง การปฏบตงานไมทนตามเวลาทก าหนดไวแตไมเกน 20 นาท นอยมาก หมายถง การปฏบตงานไมทนตามเวลาทก าหนดไวเกนกวา 20 นาท

65

เฉลยใบงานท 1 เรอง ซอฟตแวรส าหรบศกษา Arduino

เครองมอและอปกรณ 1. บอรด Arduino Uno R3 จ านวน 1 ชด 2. LED จ านวน 1 ตว ทฤษฎเบองตน 1. Arduino Uno R3: (Hardware)

รปท 1.14 โครงสราง Arduino Uno R3 และ IC AT mega 328

รปท 2 สวนประกอบของ Arduino Uno R3

1. USB Port: ใชส าหรบตอกบ Computer เพออบโหลดโปรแกรมเขา MCU และจายไฟใหกบบอรด

66

2. Reset Button: เปนปม Reset ใชกดเมอตองการให MCU เรมการท างานใหม 3. ICSP Port ของ Atmega16U2 เปนพอรตทใชโปรแกรม Visual Com port บน Atmega16U2 4. I/O Port: Digital I/O ตงแตขา D0 ถง D13 นอกจากน บาง Pin จะท าหนาทอนๆ เพมเตมดวย เชน Pin0,1 เปนขา Tx, Rx Serial, Pin 3, 5, 6, 9, 10 และ 11 เปนขา PWM 5. ICSP Port: Atmega328 เปนพอรตทใชโปรแกรม Bootloader 6. MCU: Atmega328 เปน MCU ทใชบนบอรด Arduino 7. I/O Port: นอกจากจะเปน Digital I/O แลว ยงเปลยนเปน ชองรบสญญาณอนาลอก 8. Power Port: ไฟเลยงของบอรดเมอตองการจายไฟใหกบวงจรภายนอก ประกอบดวยขาไฟเลยง +3.3 V, +5V, GND, Vin 9. Power Jack: รบไฟจาก Adapter โดยทแรงดนอยระหวาง 7-12 V 10. MCU ของ Atmega16U2 เปน MCU ทท าหนาทเปน USB to Serial โดย Atmega328 จะตดตอกบ Computer ผานAtmega16U2

67

2. ขอมลเฉพาะ Arduino Uno R3 ไมโครคอนโทรลเลอร ATmega328 แหลงจายไฟ 5 V ไฟเขาจ ากดไวท 6-20 V ขาดจตอล I/O 14 ขา (PWM 6 ขา) ขาแอนาลอก 6 ขา กระแสไฟฟา DC ตอเขาขา I/O 40 mA กระแสไฟฟาออก DC จากขา 3.3 V 50 mA Flash Memory (0.5KB for boot loader) 32KB

EEPROM 1KB Clock Speed 16Mhz

ล าดบขนตอนการทดลอง การทดลองท 1 การตดตงโปรแกรม Arduino IDE 1. เขาส https://www.arduino.cc/en/Main/Software

2. Download Software

68

3. เลอก Just Download

4. Unzip ไฟลไวท Drive D: 5. เปดใชงานโปรแกรม Arduino IDE

6. หนาจอโปรแกรม Arduino IDE

69

การทดลองท 2 การเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino 1. ตอบอรด Arduino Uno R3 เขากบ คอมพวเตอร 2. ไปท Computer เลอก Manage

3. เลอก Device Manager

4. คลกท Unknown Device เลอก Update Driver Software…

70

5. เลอก Browse my computer for driver Software…

6. เลอก Browse ไปยงโฟลเดอรทเกบโปรแกรม Arduino IDE เลอก Driver แลวกด Next

7. เมอตดตงเรยบรอยจะแสดงพอรต Arduino Uno (COM….)

71

การทดลองท 3 การใชงานโปรแกรม Arduino IDE 1.เปดโปรแกรม Arduino IDE 2. ตงคาบอรดใหตรงกบบอรดทใชงาน

3. ตงคาพอรตเชอมตอกบบอรด (กรณตอบอรดจรง)

4. ตงคาชนดการโปรแกรม (กรณตอบอรดจรง)

72

5. เขยนโปรแกรมหรอเรยกใชงานโปรแกรมตวอยาง

6. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครอง


73

การทดลองท 4 การโปรแกรม Arduino IDE เบองตน 1. ตอ LED เขาบอรด Arduino Uno R3 ดงรป

2. เขยนโปรแกรมดงน

3. คลกปมแปลงไฟลเปนภาษาเครองหากมขอผดพลาดใหท าการแกไข 4. คลกปมเบรนไฟลลงบอรด 5. เปลยน delay (500); ในบรรทดท 7 และ 8 เปน delay (1000); สงเกตผลการทดลองทไดแลวบนทกผล เมอเปลยนเปน Delay (1000) ท าให LED ตดนานขนกวา delay (500)

74

6. แกไขเขยนโปรแกรมดงรปตอไปน

บนทกผลการทดลอง

เมอลงโปรแกรมในบอรดไมโครคอนโทรลเลอรพบวา LED จะตดและดบในเวลาทเทากน จากนนจะตดยาวและดบในเวลาทเทาเดมสามารถเขยนเปนรหสมอสไดดงน

75

ค าถามทายการทดลอง 1. จงเขยนเลขทของนกเรยนหากเปนเลขตวเดยวใหเตม 0 ดานหนา เฉลย……30…………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จงเขยนโปรแกรมสรางสญญาณรหสมอสเปนเลขทของนกเรยนโดยใชวงจรในการทดลองท 4

เฉลย int led = 13;

void setup(){

pinMode(led,OUTPUT);

}

void loop(){

digitalWrite(led,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(led,LOW);

delay(500);


delay(500);


delay(500);


delay(500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);


76

delay(1500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);


delay(1500);


delay(500);

}

77

แบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 2 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ............................................................................................................................. ................................... ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงค าตอบเดยว แลวท าเครองหมายกากบาท (× ) ลงหนาขอทถกตอง (ขอละ 1 คะแนน) 1. ขอใดไมสาเหตท Arduino UNO เปนทนยมแพรหลายอยางรวดเรว

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 1) ก. ระบบเปนแบบ Open Source ไมมลขสทธ ข. ซอฟแวร หรอ Arduino IDE ทใชในการพฒนาใหใชงานฟร ค. ชมชนคนใช Arduino ในตางประเทศมอยมากมาย ง. มความเรวในการประมวลผลเรวกวาผผลตรายอน 2. บอรด Arduino UNO R3 มพอรตแอนาลอกอนพตกขา

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 2) ก. 6 ขา ข. 8 ขา ค. 12 ขา ง. 14 ขา 3. ไอซไมโครคอนโทรลเลอรทใชบนบอรด Arduino UNO R3 มหนวยความจ าแบบ FLASH เทาใด

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 3) ก. 8 KB ข. 16 KB ค. 32 KB ง. 64 KB 4.สญลกษณใดในโปรแกรม Arduino IDE ใชบนทกโปรแกรมลงบนคอมพวเตอร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 7)

ก. ข. ค. ง. 5. ขอใดไมใชขนตอนการตดตงโปรแกรม Arduino IDE (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 5) ก. ดาวนโหลดโปรแกรม ท WWW.arduino.cc ข. ตอบอรด Arduino Uno R3 เขากบ คอมพวเตอร ค. กดปม Just Download เพอดาวนโหลดโปรแกรม ง. Unzip ไฟลไวท Drive ในคอมพวเตอร

78

6. ขอใดไมใชขนตอนการเชอมตอ Arduino IDE กบบอรด Arduino (จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 6)

ก. เชอมตอบอรด Arduino กบคอมพวเตอร ข. ไปยงโฟลเดอรทเกบโปรแกรม Arduino IDE เลอก Driver ค. อพโหลดโปรแกรมลงบอรด Arduino ง. ตดตง Driver Software 7. บอรด Arduino UNO SMD และบอรด Arduino UNO R3 แตกตางกนอยางไร

(จดประสงคเชงพฤตกรรมขอ 4) ก. Package ของ ไมโครคอนโทรลเลอร ข. ใชไมโครคอนโทรลเลอรคนละเบอร ค. ความเรวของสญญาณนาฬกา ง. จ านวนพอรตแอนาลอก

79

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 2 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ............................................................................................................................. ...................................

1.ก 2.ง 3.ก 4.ข 5.ค 6.ง 7.ค

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 2 วชา ไมโครคอนโทลเลอร เรอง เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร ระดบ ปวช.3 แผนกวชาชางอเลกทรอนกส จ านวน 7 ขอ 7 คะแนน ............................................................................................. ...................................................................

1.ง 2.ก 3.ค 4.ง 5.ช 6.ค 7.ก

80

ตารางท 1 การวเคราะหหวขอหลก รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต

หนวยท หวขอหลก (ชอหนวย) แหลงขอมล

A B C D E 1 โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร 2 เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร

3 การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรส าหรบ Arduino

4 การเขยนโปรแกรมภาษาซส าหรบ Arduino (1) – (3) 5 การก าหนดดจตอล และแอนาลอก Pin 6 การควบคม LED (แอลอด) 7 การควบคมตวแสดงผล LED 7 สวน 8 การควบคมหนาจอแสดงผล LCD 9 การเชอมตอ Arduino กบ สวตซ 10 การเชอมตอ Arduino กบรเลย 11 การอนเตอรรพตของไมโครคอนโทรลเลอร 12 การใชงานเซนเซอร LDR 13 การใชงานเซนเซอรวดอณหภม 14 การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรง

A : หลกสตรรายวชา (Course Description) B : ต าราและเอกสาร (Literatures) แหลงขอมล (Sources) C : ประสบการณ (Experiences) D : ผเชยวชาญ (Experts) E : อนๆ (Other)

81

ตารางท 2 การวเคราะหหวขอยอย

รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 1 ชอหนวย โครงสรางและสวนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร

ล าดบท หวขอหลก (ชอหนวย) แหลงขอมล

A B C D E 1 โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร

2 สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร 3 ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร 4 หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร


82

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 2 ชอหนวย เครองมอส าหรบพฒนาไมโครคอนโทรลเลอร


A B C D E 1 ประวตของบอรด Arduino 2 โครงสรางของ Arduinoบอรด Arduino รนตางๆ


83

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 3 ชอหนวย การเขยนโปรแกรมควบคมไมโครคอนโทรลเลอรส าหรบ Arduino


A B C D E 1 ภาษาคอมพวเตอร 2 การเขยนโฟลวชารต


84

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 4 ชอหนวย การเขยนโปรแกรมภาษาซส าหรบ Arduino (1) – (3)


A B C D E 1 โครงสรางภาษาซส าหรบ Arduino 2 ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino

3 ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino


85

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 5 ชอหนวย การก าหนดดจตอลและแอนาลอก Pin


A B C D E 1 กลมค าสงแอนาลอกอนพตและเอาตพต 2 กลมค าสงแอนาลอกอนพตและเอาตพต


86

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย

รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 6 ชอหนวย การควบค LED (แอลอด)


A B C D E 1 การเขยนโปรแกรมควบคมการท าซ ากบ LED 2 โครงสรางและการท างานของ LED


87

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 7 ชอหนวย การควบคมตวแสดงผล LED 7 สวน


A B C D E 1 โครงสรางและการท างานของหลอดแสดงผล LED 7 สวน 2 การใชงาน LED 7 สวน


88

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 8 ชอหนวย การควบคมหนาจอแสดงผล LCD


A B C D E 1 การใชงานหนาจอแสดงผล LCD


89


รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 9 ชอหนวย การเชอมตอ Arduino กบ สวตช


A B C D E 1 การท างานและการตอสวตช


90


รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 10 ชอหนวย การเชอมตอ Arduino กบรเลย


A B C D E 1 โครงสรางและการท างานของรเลย


91

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 11 ชอหนวย การอนเตอรรพตของไมโครคอนโทรลเลอร


A B C D E 1 การอนเตอรรพท 2 การควบคมการอนเตอรรพทกบ Arduino


92

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 12 ชอหนวย การใชงานเซนเซอร LDR


A B C D E 1 โครงสรางและการท างานของ LDR 2 การตอใชงาน LDR กบ Arduino


93

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 13 ชอหนวย การใชงานเซนเซอรวดอณหภม


A B C D E 1 การใชงานของเซนเซอรวดอณหภม 2 การตอใชงานเซนเซอรวดอณหภมกบ Arduino 3 การตอใชงานเซนเซอรวดความเคลอนไหวกบ Arduino


94

ตารางท 2 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย รหสวชา 2105 – 2105 ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร ทฤษฎ 1 ชวโมง/สปดาห ปฏบต 3 ชวโมง/สปดาห จ านวน 2 หนวยกต หวขอหลก หนวยท 14 ชอหนวย การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรง


A B C D E 1 โครงสรางและการท างานของมอเตอรไฟฟากระแสตรง 2 การตอใชงานมอเตอรไฟฟากระแสตรงกบ Arduino


96

ตารางท 3 การวเคราะหหวขอยอย/หวขอสอนและจดประสงคเชงพฤตกรรม ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร รหสวชา 2105 – 2105 ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต

หนวยท/ ชอหนวย

รายการความร (Knowledge) จดประสงคเชงพฤตกรรม (Behavioral Objectives) ISL PSL

R A T I C A 1 1. แนะน ารายวชาและเกณฑการใหคะแนน

2. โครงสรางไมโครคอนโทรลเลอร 3. สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร 4.ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร 5. หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

(ทฤษฎ) 1. อธบายโครงสรางไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง 2. อธบายสถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอรไดถกตอง 3. บอกความแตกตางของไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง 4. อธบายหลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอรไดอยางถกตอง

หมายเหต ISL = ระดบความรความสามารถทางสตปญญา (Intellectual Skill Level) PSL = ระดบความสามารถในการใชกลามเนอท างาน (Physical Skill Level) ระดบความส าคญ

R : การฟนคนความร (Recalled Knowledge) I : ขนท าไดตามแบบ (Imitation is needed) A : การประยกตความร (Applied Knowledge) C : ขนท าไดดวยความถกตอง (Control is needed) T : การสงถายความร (Transferred Knowledge) A : ขนท าดวยความช านาญ (Automation is needed)

97

ตารางท 3 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย/หวขอสอนและจดประสงคเชงพฤตกรรม

ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร รหสวชา 2105 – 2105 ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต หนวยท/ ชอหนวย


R A T I C A 2 1. ประวตของบอรด Arduino

2. โครงสรางของ Arduinoบอรด Arduino รนตางๆ 3. สถาปตยกรรมของไมโครคอนโทรลเลอร 4.ไมโครโพรเซสเซอรกบไมโครคอนโทรลเลอร 5. หลกการท างานของไมโครคอนโทรลเลอร

(ทฤษฎ) 1. บอกประวตของบอรด Arduino ไดอยางถกตอง 2. อธบายโครงสรางของ Arduino ไดถกตอง 3. บอกคณสมบตของ Arduino ไดถกตอง 4. เปรยบเทยบขอดและขอเสยของบอรด Arduino รนตางๆ ได (ปฏบต) 1. ตดตงโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง 2. อธบายการเชอมตอ Arduino IDE กบ Arduino ไดอยางถกตอง 3. อธบายขนตอนการใชงานโปรแกรม Arduino IDE ไดอยางถกตอง



ตารางท 3 (ตอ) การวเคราะหหวขอยอย/หวขอสอนและจดประสงคเชงพฤตกรรม ชอวชา ไมโครคอนโทรลเลอร รหสวชา 2105 – 2105 ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต

98



R A T I C A 3

1. ภาษาคอมพวเตอร 2. การเขยนโฟลวชารต

(ทฤษฎ) 1. บอกประเภทของภาษาคอมพวเตอรไดอยางถกตอง 2. เขยนโครงสรางภาษาแอสแซมบลไดอยางถกตอง 3. เขยนโครงสรางภาษาซไดอยางถกตอง 4. อานโฟลวชารตไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. เขยนโปรแกรมไฟกระพรบดวยภาษาแอสแซมบลไดอยางถกตอง 2. เขยนโปรแกรมไฟกระพรบดวยภาษาซไดอยางถกตอง






R A T I C A

99

4 1. โครงสรางภาษาซส าหรบ Arduino 2. ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino 3. ค าสงเงอนไขภาษาซส าหรบ Arduino

(ทฤษฎ) 1. บอกโครงสรางภาษาซส าหรบ Arduino ไดอยางถกตอง 2. บอกรปแบบค าสงเงอนไขแบบทศทางเดยว (if) ไดอยางถกตอง 3. บอกรปแบบค าสงเงอนไขแบบสองทศทาง (if-else) ไดอยางถกตอง 4. บอกรปแบบค าสงเงอนไขแบบหลายทศทาง (if-else-if) ไดอยางถกตอง 5. บอกรปแบบค าสงเงอนไข (for) ไดอยางถกตอง 6. บอกรปแบบค าสงเงอนไข (while) ไดอยางถกตอง 7. บอกรปแบบค าสงเงอนไข (do-while) ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ก าหนดชนดขอมลในการเขยนโปรแกรมภาษาซไดอยางถกตอง 2. ประกาศตวแปรในการเขยนโปรแกรมภาษาซไดอยางถกตอง 3. ใชตวด าเนนการส าหรบ Arduino ในการเขยนโปรแกรมภาษาซไดอยางถกตอง 4. เขยนโปรแกรมควบคม Digital I/O ไดอยางถกตอง


R : การฟนคนความร (Recalled Knowledge) I : ขนท าไดตามแบบ (Imitation is needed)

A : การประยกตความร (Applied Knowledge) C : ขนท าไดดวยความถกตอง (Control is needed) T : การสงถายความร (Transferred Knowledge) A : ขนท าดวยความช านาญ (Automation is needed)

100




R A T I C A 4 (ปฏบต)(ตอ)

5. เขยนโปรแกรมเงอนไขแบบทศทางเดยว (if) ได 6. เขยนโปรแกรมเงอนไข if แบบหลายทางเลอกได 7. เขยนโปรแกรมเงอนไขแบบสองทศทาง (if-else) ไดอยางถกตอง 8. เขยนโปรแกรมเงอนไขควบคม LED ไดอยางถกตอง 9. เขยนโปรแกรมค าสงเงอนไข (for) ได 10. เขยนโปรแกรมค าสงเงอนไข (while) ได 11. เขยนโปรแกรมค าสงเงอนไข (do-while) ไดอยางถกตอง 12. เขยนโปรแกรมเงอนไขควบคม LED ไดอยางถกตอง



101




R A T I C A 5 1. ค าสงแอนาลอกอนพต/เอาตพต (ทฤษฎ)

1. อธบายการใชงานของกลมค าสงเกยวกบ Digital I/O Pin ไดอยางถกตอง 2. อธบายการใชงานของกลมค าสงเกยวกบ Analog I/O Pin ไดอยางถกตอง 3. อธบายหลกการค านวณคา PWM ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ใชงานค าสง analogRead ( ) ไดอยางถกตอง 2. ใชงานค าสง analogWrite ( ) ไดอยางถกตอง 3. เขยนค าสงควบคมแรงดน PWM ไดอยางถกตอง


R : การฟนคนความร (Recalled Knowledge) I : ขนท าไดตามแบบ (Imitation is needed) A : การประยกตความร (Applied Knowledge) C : ขนท าไดดวยความถกตอง (Control is needed) T : การสงถายความร (Transferred Knowledge) A : ขนท าดวยความช านาญ (Automation is

needed)

102




R A T I C A 6 1. การเขยนโปรแกรมควบคมการท าซ ากบ LED

2. โครงสรางและการท างานของ LED (ทฤษฎ) 1. อธบายโครงสราง LED ไดอยางถกตอง 2. อธบายการใชงาน LED ไดอยางถกตอง 3. อธบายการเขยนโปรแกรมควบคม LED ใหท าซ าดวยค าสง for ไดอยางถกตอง 4. อธบายการเขยนโปรแกรมควบคมขาใชงาน LED ดวยตวแปร array ไดอยางถกตอง



103




R A T I C A 6 (ปฏบต)

1. ตอ LED รวมกบ Arduino ไดถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคม LED ดวยบอรด Arduino ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมควบคม LED ดวย PWM ไดอยางถกตอง 4. เขยนโปรแกรมควบคม LED ใหตดดบทละดวงตามทก าหนดดวงไดอยางถกตอง 5. เขยนโปรแกรมควบคม LED โดยใชตวแปร array ไดอยางถกตอง


R : การฟนคนความร (Recalled Knowledge) I : ขนท าไดตามแบบ (Imitation is needed)

A : การประยกตความร (Applied Knowledge) C : ขนท าไดดวยความถกตอง (Control is needed) T : การสงถายความร (Transferred Knowledge) A : ขนท าดวยความช านาญ (Automation is needed)

104




R A T I C A 7 1. โครงสรางและการท างานของ LED

7 สวน 2. การใชงาน LED 7 สวน

(ทฤษฎ) 1. อธบายโครงสรางและบอกการท างานของหลอดแสดงผล LED 7 สวนไดอยางถกตอง 2. อธบายการใชงาน LED 7 สวนไดถกตอง (ปฏบต) 1. ตอ Arduino รวมกบ LED 7 สวน ไดอยางถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคม LED 7 สวนใหแสดงผลตามทตองการไดอยางถกตอง



105




R A T I C A 8 1. การใชงานหนาจอแสดงผล LCD (ทฤษฎ)

1. อธบายการควบคมตวแสดงผล LCD ไดอยางถกตอง 2. บอกประเภทหนาจอแสดงผล LCD ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ตอจอแสดงผล LCD รวมกบบอรด Arduino ไดอยางถกตอง 2. ใชงานจอแสดงผล LCD ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมแสดงผลผานหนาจอ LCD ไดอยางถกตอง



106




R A T I C A 9 1. การท างานและการตอสวตช (ทฤษฎ)

1. อธบายการท างานของสวตชไดอยางถกตอง 2. อธบายการตอสวตชรวมกบ Arduino ไดถกตอง (ปฏบต) 1. ตอสวตชรวมกบ Arduino ไดถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคมการแสดงผลของ LCD ดวยสวตชไดอยางถกตอง



107




R A T I C A 10

1. การท างานและการตอสวตช (ทฤษฎ) 1. อธบายการท างานของ Relay ไดอยางถกตอง 2. อธบายโครงสรางของ Relay ไดอยางถกตอง 3. อธบายการตอใชงาน Relay รวมกบไอซเบอร ULN2003A (ปฏบต) 1. ตอใชงาน Relay รวมกบไอซเบอร ULN2003A ไดอยางถกตอง 2. ตอใชงาน Relay รวมกบ Arduino ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมควบคม Relay ดวย Arduino ไดอยางถกตอง



108




R A T I C A 11 1. การอนเตอรรพท

2. การควบคมการอนเตอรรพทกบ Arduino

(ทฤษฎ) 1. อธบายการอนเตอรรพทไดถกตอง 2. อธบายการควบคมการอนเตอรรพทกบ Arduino ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ตอใชงานสวตชรวมกบ Arduino เพอใชส าหรบการอนเตอรรพทไดอยางถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคมการอนเตอรรพทดวย Arduino ไดอยางถกตอง



109




R A T I C A 12

1. โครงสรางและการท างานของ LDR 2. การตอใชงาน LDR กบ Arduino

(ทฤษฎ) 1. อธบายการท างานของ LDR ไดอยางถกตอง 2. อธบายการตอใชงาน LDR กบ Arduino ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ตอใชงาน LDR รวมกบ Arduino ไดอยางถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคมการแสดงผล Serial Monitor จากการรบคา LDR ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมควบคมการแสดงผล LED จากการรบคา LDR ไดอยางถกตอง



110




R A T I C A 13 1. การใชงานของเซนเซอรวดอณหภม

2. การตอใชงานเซนเซอรวดอณหภมกบ Arduino 3.การตอใชงานเซนเซอรวดความเคลอนไหวกบ Arduino

(ทฤษฎ) 1. อธบายการใชงานของเซนเซอรวดอณหภมไดอยางถกตอง 2. อธบายการตอใชงานเซนเซอรวดอณหภมกบ Arduino ไดอยางถกตอง 3. อธบายการตอใชงานเซนเซอรวดความเคลอนไหวกบ Arduino ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ตอใชงานเซนเซอรวดอณหภมรวมกบ Arduino เพอใชส าหรบงานการอนเตอรรพทไดอยางถกตอง 2. เขยนโปรแกรมควบคมของเซนเซอรวดอณหภมดวย Arduino ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมควบคมของเซนเซอรวดความเคลอนไหวดวย Arduino ไดอยางถกตอง



111




R A T I C A 14

1. โครงสรางและการท างานของมอเตอรไฟฟากระแสตรง 2. การตอใชงานมอเตอรไฟฟากระแสตรงกบ Arduino

(ทฤษฎ) 1. อธบายโครงสรางของมอเตอรไฟฟากระแสตรงไดอยางถกตอง 2. อธบายการท างานของมอเตอรไฟฟากระแสตรงไดอยางถกตอง 3. อธบายการตอใชงานมอเตอรไฟฟากระแสตรงกบ Arduino ไดอยางถกตอง (ปฏบต) 1. ตอใชงานมอเตอรไฟฟากระแสตรงไดอยางถกตอง 2. ตอใชมอเตอรไฟฟากระแสตรงรวมกบ Arduino ไดอยางถกตอง 3. เขยนโปรแกรมควบคมมอเตอรไฟฟากระแสตรงไดอยางถกตอง



gnd 9 gnd 10 vin 118 res 7 - rtc.ac.th ·...

Documents