การทดลองที่ 5.4

 การทดลองที่ 5.4
การเชื่อมต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยแสง

วัตถุประสงค์

• ฝึกต่อวงจรโดยใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อทางแสง เช่น เบอร์ PC817
• ประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์ชนิดนี้ร่วมกับบอร์ด Arduino และใช้ควบคุมการจ่ายกระแสให้โหลด

รายการอุปกรณ์

1. แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
2. อุปกรณ์เชื่อมต่อทางแสง PC817 1 ตัว
3. ไดโอดเปล่งแสงสีแดงหรือสีเขียว 1 ตัว
4. ตัวต้านทาน 220Ω หรือ 330Ω 1 ตัว
5. ทรานซิสเตอร์ NPN เบอร์ PN2222A 1 ตัว
6. ตัวต้านทาน 1kΩ 1 ตัว
7. ตัวต้านทาน 4.7kΩ 1 ตัว
8. ตัวต้านทาน 10kΩ 1 ตัว
9. ตัวต้านทานปรับค่าได้ 10kΩ หรือ 20kΩ 1 ตัว
10. ไดโอด 1N400x 1 ตัว
11. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก 1 ตัว *
12. สายไฟสำหรับต่อวงจร 1 ชุด
13. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง
14. แหล่งจ่ายแรงดันควบคุม 1 เครื่อง
15. ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัล 1 เครื่อง

ขั้นตอนการทดลอง
  1. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามรูปที่ 5.4.1 ให้สังเกตว่า ในผังวงจรมี GND1 และ GND2 แยกกันซึ่ง
จะต้องไม่นำมาต่อเข้าด้วยกันโดยเด็ดขาด
  2. ให้ใช้แรงดันไฟเลี้ยง +5V และ GND1 ให้ใช้จากบอร์ด Arduino แต่สำหรับ +9V และ GND2
ให้ใช้จากแหล่งจ่ายแรงดันควบคุม
  3. เขียนโค้ด Arduino โดยสร้างสัญญาณแบบ PWM โดยใช้คำสั่ง analogWrite() เพื่อสร้างสัญญาณ
เอาต์พุตที่ขา D5 โดยปรับค่า Duty Cycle ของสัญญาณเอาต์พุตตามค่าที่อ่านได้จากตัวต้านทาน
ปรับค่าได้ ซึ่งต่อเป็นอินพุตที่ขา A1
  4. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณที่ขา E ของ PC817 เทียบกับ GND2 แล้วทดลองหมุนปรับที่
ตัวต้านทานปรับค่าได้ เพื่อปรับค่า Duty Cycle เป็น 0% 25% 50% และ 100% ตามลำดับ
บันทึกรูปคลื่นสัญญาณที่ได้ในแต่ละกรณี
  5. ทดลองเปลี่ยนจาก LED และตัวต้านทาน เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก (ปรับแรงดันไฟเลี้ยง
จาก +9V ให้เป็นแรงดันไฟเลี้ยงที่เหมาะสมกับมอเตอร์ไฟฟ้า +VM) โดยต่อวงจรตามรูปที่ 5.4.2 และ
ทดลองปรับค่า Duty Cycle
  6. เขียนรายงานการทดลอง ซึ่งประกอบด้วยคำอธิบายการทดลองตามขั้นตอน ผังวงจรที่ถูกต้อง
ครบถ้วนตามหลักไฟฟ้า (ให้วาดด้วยโปรแกรม Cadsoft Eagle) รูปถ่ายของการต่อวงจรบน
เบรดบอร์ด

 

รูปวงจรที่ต่อในการทดลอง

โค้ดที่ใช้ในการทดลอง
void setup() {
  pinMode(A1,INPUT);
  pinMode(5,OUTPUT);
  analogReference(DEFAULT);
}

void loop() {
  analogWrite(5,analogRead(A1));
 
}