ตอนที่ 11 KidBright ต่อ Output ควบคุมพัดลมตามเวลาและอุณหภูมิผ่านรีเลย์

    เมื่อเรามีบอร์ดควบคุมอย่าง KidBright และมีรีเลย์พร้อมกับแหล่งจ่ายไฟภายนอกเราก็สามารถควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้นได้ 

    บอกเสริมไว้ก่อนว่าโดยปกติแล้วบอร์ด KidBright ตั้งแต่เวอร์ชั่นแรกจนถึง1.4 มีความสามารถจ่ายไฟฟ้า 5V. และ 3.3V. แต่ตั้งแต่เวอร์ชัน 1.5 เป็นต้นไป KidBright เริ่มเปลี่ยนเป็น Low power board จ่ายไฟได้เฉพาะ 3.3V. เท่านั้น เวลาเลือกเซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ มาใช้ก็ต้องดูดี ๆ ว่าเป็นแบบ 5V.  หรือ 3.3V. นะจ๊ะ

    แต่ที่อยากเน้นสิ่งต้องพูดถึงในตอนนี้คือถ้าเราจะเอาบอร์ด KidBright ไปขับอุปกรณ์ภายนอกอื่น ๆ ล่ะ เราต้องระมัดระวังมาก ๆ นะ เดิมทีที่เคยเขียนไว้ในตอนเก่า ๆ คือการเอาบอร์ด KidBright ไปควบคุมการจ่ายไฟให้หลอดไฟแอลอีดีผ่านพอร์ต USB หรือการต่อตรงจาก OUT1 อันนี้สามารถทำได้เลยเพราะหลอดแอลอีดีกินกระแสกับแรงดันนิดเดียว ทีนี้พอเราอยากจะเอาบอร์ดไฟขับอุปกรณ์ตัวที่ใหญ่ขึ้น ภาระทางไฟฟ้าเยอะขึ้นเราคงไม่อยากให้บอร์ดเราทำงานหนักจนพังได้ จึงต้องต่ออุปกรณ์เหล่านั้นเข้ากับแหล่งจ่ายไฟภายนอกแล้วใช้แค่สัญญาณดิจิตอลจากพอร์ต OUT1 หรือ OUT2 ไปสั่งรีเลย์ให้เป็นสวิตช์สับการจ่ายไฟอีกที เรามาดูรูปรีเลย์กันก่อนนะ

    จากรูปเป็นโมดูลรีเลย์ที่ใช้ไฟเลี้ยง 5V. มี 4 channels คือมีช่องต่อควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ 4 ตัว สามารถรับแหล่งจ่ายไฟภายนอกและขับอุปกรณ์ได้ทั้งแบบ กระแสสลับ 220V. 10A. และ กระแสตรง 30V. 10A. การทำงานของรีเลย์โดยทั่วไปเมื่อมีการจ่ายไฟเข้าหรือก็คือเมื่อมีการส่งสัญญาณจากบอร์ดมาทีโมดูลแล้วปล่อยไฟให้รีเลย์ จะเป็นการสลับสวิตช์เชื่อมต่อระหว่าง  COM กับ NO และ COM กับ NC (ดูสีแดง) ดังรูป

    NC = Normally close (ปกติปิด) คือ เมื่อไม่ถูกกระตุ้น ขา NC กะ ขา COM จะเชื่อมต่อกัน NO = Normally open (ปกติเปิด) ก็คือ เมื่อไม่ถูกกระตุ้นขา NO นี้จะไม่ต่อกับขา COM เมื่อมีสัญญาณมากระตุ้นให้จ่ายไฟเข้าจะเกิดการเปลี่ยนสถานะของรีเลย์ ขา NC จะแยกจาก COM (เปิด) ในขณะที่ขา NO จะมาต่อเชื่อมกับ COM (ปิด) เราจึงใช้ประโยชน์ของขา NO กับ COM นี้เป็นเหมือนสวิตช์ทางไฟฟ้าเชื่อมต่อวงจรไฟที่จ่ายให้อุปกรณ์ภายนอก ต่อแบบด้านล่างนี้นะ

    การส่งสัญญาณไปทริกรีเลย์ให้เปลี่ยนสถานะเราต้องเช็คก่อนกว่าเป็นแบบ Active Low หรือ Active High ถ้าเป็นแบบรีเลย์ตัวที่ใช้นี้จะเป็น Active High คือต้องป้อนสัญญาณ "1" เข้ารีเลย์เมื่อต้องการเปลี่ยนสถานะ ถ้าเป็นแบบ Active Low ก็จะกลับกัน มาลองดูโปรแกรมกัน 

    จากภาพโปรแกรมจะเขียนเป็นงาน (Task) 2 งานทำพร้อมกัน คำสั่ง Task เอามาจากแถมเมนู Advance ข้อดีของการใช้คำสั่งนี้คือบอร์ด KidBright จะทำงานพร้อมกันทั้ง Task 1 และ Task 2 ไม่ต้องรอให้ทำงานจนจบคำสั่งทีละบรรทัด โดยเฉพาะการแสดงผลบนจอแอลอีดีจะใช้เวลานานกว่าคำสั่งอื่นเลยให้ทำงานแยกไปเป็น Task 1 ซะ แล้ว Task 2 ให้สั่งการควบคุมรีเลย์อย่างเดียว

    ถ้าดูตามลำดับการทำงาน ใน Task 1 เมื่อเริ่มต้นโปรแกรมให้แสดงค่าวันกะเวลาและอุณหภูมิปัจจุบันด้วยคำสั่ง LED 16x8 Scroll ... เท่านั้น ส่วน Task 2  สั่งให้เก็บค่าชั่วโมงกับอุณหภูมิไว้ในตัวแปร hour และ Temperature แล้วใช้ if...do...เปรียบเทียบค่ากับเงื่อนไขโดยกำหนดว่าถ้าเวลาอยู่ในช่วง 8.00-17.00 น. และ อุณหภูมิสูงตั้งแต่ 20 องศาเซลเซียสเป็นต้นไป ให้ส่งสัญญาณ "1" (Write Output Status On) เพื่อให้พัดลมทำงาน ถ้านอกเงื่อนไขทั้งหมดให้ให้ส่งสัญญาณ "0" (Write Output Status Off) พัดลมหยุดทำงาน ใส่ Delay ไว้นิดนึงจะได้ไม่กระชากไฟพัดลมมากนัก มาดูวิดีโอกัน (โต๊ะรกนิดหน่อยนะจ๊ะ...)

ออ ลืมบอกไป แหล่งจายภายนอกที่ใช้ในวิดีโอเป็น Switching Power Supply 12V. ซื้อได้ทั่วไปที่ร้านอมร หรือตามเว็ปก็ได้นะ ถ้ายังไม่อยากเล่นกับไฟ 220V. อันนี้ก็ปลอดภัยกว่าจ้ะ 

ครั้งหน้าพบกันใหม่นะจ๊ะ วันนี้เอาแค่นี้ก่อน ขอบคุณที่อ่านจนจบจ้า

 

 

ตอนที่ 10 นาฬิกาบน KidBright เปิดปิดไฟตามเวลา

 KidBright ทำเป็นนาฬิกาได้นะเพราะมีโมดูลนาฬิกาอยู่บนบอร์ดอยู่แล้ว เราสามารถให้ KidBright บอกเวลาเราโดยแสดงผลบนหน้าจอแอลอีดีที่ติดตั้งบนบอร์ดก็ได้ หรือเราจะเอาค่าเวลานั้นไปใช้งานตั้งเวลาทำอะไรก็ได้ วันนี้เอาเป็นว่าลองมาใช้ตั้งเวลาปิดเปิดไฟอัตโนมัติกัน

    ก่อนเริ่มเขียนโปรแกรม ต้องเตรียมบอร์ดแล้วกดตั้งเวลาก่อน ถ้าเราพลิกบอร์ดมาดูที่ด้านหลังจะเห็นช่องใส่ถ่านกลมว่าง ๆ อยู่ให้ไปหาถ่าน 3V. เบอร์ CR2032 มาใส่ เบอร์อื่นไม่ได้นะจ๊ะขนาดมันไม่พอดีกับช่องใส่ถ่านน่ะ ถ่านอันนี้ใช้สำหรับเป็นแบตเตอรี่ให้โมดูลนาฬิกาของเรา ใส่เอาไว้เลยแล้วเดี๋ยวตอนตั้งเวลาที่บอร์ดจะได้ทำครั้งเดียว แต่ถ้ายังไม่มีถ่านก็ไม่เป็นไรแค่จำไว้ว่าทุกครั้งที่จะเริ่มโปรแกรมต้องตั้งเวลาใหม่นะจ๊ะ ด้านล่างเป็นภาพด้านหลังบอร์ดและการใส่ถ่าน

 

    เริ่มต้นให้กดเข้าไปตั้งค่าเวลาก่อน ต่อบอร์ดเข้ากับคอมพิวเตอร์แล้วกดรูปนาฬิกาที่อยู่บนแถบเครื่องมือด้านบนขวาของหน้าต่างโปรแกรมเพื่อตั้งค่าเวลาให้เป็นปัจจุบัน เมื่อตั้งค่าได้แล้วให้เช็คเวลาบอร์ด KidBright โดยเขียนคำสั่งง่าย ๆ ดูวิธีและผลตามภาพและวิดีโอนะ

     การตั้งเวลาบอร์ด 

   การเขียนโปรแกรม

    แสดงค่าวันและเวลาปัจจุบัน

    คราวนี้มาลองเพิ่มการใช้งานลงไป ถ้าอยากเอาค่าเวลาไปใช้ในการตั้งเวลาเปิด-ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า ลองคิดว่าให้อุปกรณ์ทำงานในช่วงเวลา 7.00-17.00 น. ใช้หลอดแอลอีดีแทนอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อเข้าที่ OUT1 ถ้าใครจำไม่ได้ว่าต่อยังไงให้ไปดูตอนที่ 8 นะ เขียนโปรแกรมตามคำสั่งด้านล่าง

    จากคำสั่งตอนแรกเราให้แสดงค่าวันและเวลาปัจจุบันบนจอแสดงผลแอลอีดีก่อน (LED 16x8 Scroll...Date/Time) แล้วเก็บข้อมูลชั่วโมงปัจจุบันไว้ในตัวแปร hour (set hour to Hour) แสดงผลค่าที่เก็บไว้อีกทีบนจอเพื่อตรวจสอบ (LED 16x8 Scroll...hour) กำหนดเงื่อนไขให้เปิดใช้งานอุปกรณ์เมื่อเลขชั่วโมงอยู่ระหว่าง 7-17 จึงใช้คำสั่ง if..do.. เปรียบเทียบเวลาชั่วโมงปัจจุบันกับเงื่อนไข หากเวลาปัจจุบันอยู่ในช่วง 7-17 ให้สั่งสัญญาณสถานะ ON ไปที่พอร์ต OUT1 ซึ่งเราจะดึงสัญญาณนั้นไปทริกให้ไฟแอลอีดีสว่างขึ้น ทีนี้เรามาลองดูผลลัพธ์กัน

    อีกกรณีหนึ่งเราสามารถใช้การเขียนโปรแกรมแบบเปรียบเทียบเวลาเป็นนาทีตามเงื่อนไขที่กำหนด กรณีนี้จะใช้เมื่อต้องการตั้งเวลาที่มีความละเอียดถึงระดับนาที เช่น ให้อุปกรณ์ทำงานที่เวลา 7.45-10.30 น. เราจึงต้องแปลงหน่วยเวลาปัจจุบันให้เป็นนาทีเสียก่อน 

        โดย นาที = (ชั่วโมง x 60) + นาที  

แล้วสร้างเงื่อนไขเวลาที่ต้องการ จะได้โปรแกรมดังภาพด้านล่าง (นาทีที่ระบุในเงื่อนไขโปรแกรมเป็นค่าที่คำนวณจาก 7.00-17.00 น.)

อันนี้เป็นตัวอย่างการนำค่าเวลาไปใช้ ถ้าอาจจะอยากใช้ทำเป็นอย่างอื่นก็ย่อมทำได้ เช่นทำเป็นนาฬิกาปลุก ก็ปรับเงื่อนไขแล้วดึงสัญญาณไปทริกลำโพง ทำเป็นการตั้งเวลาอ่านค่าเซ็นเซอร์ก็สร้างเงื่อนไขให้ว่าเมื่อถึงเวลานี้ให้อ่านค่า เป็นต้น 

ครั้งหน้าพบกันใหม่นะจ๊ะ ขอเวลาไปคิดมุกเล่นกับบอร์ดแปร๊บ...

#Kidbright #Kidbright คืออะไร #Kidbright ทำอะไรได้บ้าง

ตอนพิเศษ (2) การสร้างสื่อการเรียนรู้จากบอร์ด KidBright เรื่องอัตราทดเฟืองและการเปลี่ยนแปลงความเร็ว

     สวัสดีทุกคน กลับมาแล้วสำหรับตอนพิเศษ (2) ว่ากันด้วยเรื่องโค้ดที่เราจะใช้กับชุดสื่อการสอนนี้ล้วน ๆ สำหรับโค้ดตัวนี้เป็นตัวอย่างที่จะให้ลองนำไปใช้ดูแต่อาจจะเอาไปปรับเปลี่ยนการคำนวณและการแสดงผลก็ได้ เพราะว่าในการเขียนโค้ดแต่ละคนอาจจะมีการออกแบบขั้นตอนของโปรแกรมที่แตกต่างกันทั้งนี้แล้วแต่แนวคิดที่อยากให้เครื่องมือทำงานเลยนะ 

    ภาพด้านล่างคือโค้ดทั้งหมดจะเห็นว่าตัวโค้ดแบ่งเป็นโปรแกรมหลัก (ที่มีคำสั่ง Forever ครอบอยู่) และฟังก์ชันย่อยที่ชื่อ VELO โดยโปรแกรมหลักจะทำหน้าที่แสดงค่าความเร็วเฉลี่ยบนจอ OLED ขณะที่ฟังก์ชัน VELO ใช้คำนวณค่าได้จากเซ็นเซอร์มาลองดูรายละเอียดกัน

    ขออธิบายตามลำดับการทำงานของโปรแกรมเลย จากโปรแกรมหลัก เราตั้งค่าตัวแปร count กับ read เป็น 0 จากนั้นให้จอ OLED แสดงข้อความขนาดใหญ่ว่า "Speed" ที่ตำแหน่ง (1,1) (column, row) แล้วเรียกฟังก์ชัน VELO มาใช้งาน

    ที่ฟังก์ชัน VELO จะเข้าสู่การวนลูปการทำงานไปเรื่อย ๆ เมื่อค่า count < 10 ด้วยคำสั่ง Repeat while... (จำได้เนาะว่าเมื่อตอนต้นเราตั้งค่า count = 0 ดังนั้นตอนนี้ count < 10) ลำดับต่อไปโปรแกรมเลยอ่านค่าจาก Encoder ด้วยคำสั่ง Pulse capture read ตรงนี้ตั้งค่าให้อ่านจากพอร์ต IN1 ตามตำแหน่งที่ได้ต่อเซ็นเซอร์ไว้ก่อนหน้านี้ ค่าที่อ่านได้จะวัดจากขาลงของสัญญาณของสองลูกพัลส์มีหน่วยเป็นไมโครวินาทีเท่ากับว่าเราจะทราบว่าคลื่นพัลส์มีความยาวเท่าไหร่ก็เก็บค่าไว้ในตัวแปร pulse

   การหาค่าความเร็วในหน่วยรอบต่อนาทีเราต้องแปลงค่าที่อ่านได้ (pulse) อีกทีหนึ่ง จากที่เราทราบว่า จานนับความเร็วรอบที่เราใช้มี 20 ช่อง ดังนั้นเมื่อหมุนครบ 1 รอบเราจะได้ค่าเวลารวม (20 x pulse) ไมโครวินาที หรือ (20 x pulse) ไมโครวินาทีต่อรอบ เมื่อต้องการค่าในหน่วยรอบต่อนาที (rpm) ก็ทำการแปลงหน่วยซะ จะได้ว่า

    Speed (rpm) = (1 x 60)/(20 x pulse x 10^-6)

ใช้คำสั่ง Set speed = ....ใส่ค่าตามสมการด้านบน

    ลำดับต่อมาเราเก็บค่าความเร็วที่คำนวณแล้วไว้ในตัวแปร Read เดิมตัวแปรนี้มีค่าเป็น 0 ดังนั้นเมื่อจบลูป while รอบแรกค่า Read = Speed คำสั่งต่อมาในลูปโปรแกรมจะตั้งค่า count = count+1 เพื่อบอกโปรแกรมว่าตอนนี้ค่า count เปลี่ยนเป็น 1 แล้ว ดังนั้นเมื่อวกกลับไปเช็คค่า count ที่คำสั่ง while โปรแกรมก็จะอ่านค่าและคำนวณความเร็วอีกครั้งเพราะค่า count ยังน้อยกว่า 10 การทำงานครั้งที่สองนี้ค่า Read จะเป็นค่าสะสมของ Speed ที่อ่านได้ครั้งที่สอง และค่า count ก็จะเปลี่ยนไปด้วยวนไปอย่างนี้จนสะสมครบ 10 ค่า ครั้งนี้ count = 10 ไม่ตรงตามเงื่อนไข while จึงออกจากลูป 

    ค่าความเร็วเฉลี่ยได้มาจากค่า Read ซึ่งเป็นผลรวมของค่าความเร็ว 10 ค่า ใช้คำสั่ง Set average = เพื่อเก็บค่าเฉลี่ยความเร็วไว้ที่ตัวแปรที่ชื่อว่า average จึงจบการทำงานของฟังก์ชัน VELO

    กลับมาที่โปรแกรมหลัก กรณีนี้ใช้คำสั่ง if...do...เพื่อตรวจสอบว่าค่าที่คำนวณได้เป็น infinity หรือไม่ ถ้าใช่ให้ลบหน้าจอทั้งหมด ตรงนี้ใส่ไว้เพราะไม่ต้องการแสดงผลบนหน้าจอซึ่งจะทำให้การแสดงค่าตัวเลขตอนหลังไม่สวยงาม

    คำสั่งสุดท้ายคือการแสดงค่าความเร็วเฉลี่ยบนจอ OLED ระบุขนาดตัวอักษรและตำแหน่งเพื่อให้อ่านค่าได้ง่าย ตรงนี้อาจปรับเปลี่ยนได้ตามความเหมาะสม กรณีที่มีปัญหาการแสดงผลให้ลองตรวจสอบดูว่าจอ OLED ที่เลือกใช้เป็นชิปรุ่นไหน อาจจะต้องเปลี่ยนจาก SSD1306 เป็น SH1116 

    เมื่อจบโปรแกรม KidBright จะเริ่มทำงานใหม่จากคำสั่งแรกอีกครั้ง และทุกครั้งที่เริ่มวนกลับมา ตัวแปร count กับ Read ที่ใช้เก็บค่าสะสมในฟังก์ชันจะกลับมาเป็น 0 ทุกครั้งที่เริ่มต้นใหม่ 

    จบการอธิบายโปรแกรมไปแล้ว ก็หวังว่าจะเป็นประโยชน์สำหรับทุก ๆ คนนะจ๊ะ ลองเอาไปปรับใช้ดู เมื่อทดลองทำแล้วลองสังเกตการหมุนของเฟืองและจดบันทึกค่าความเร็วที่อ่านได้ เอามาเข้าสมการดูว่าตรงตามทฤษฎีไหม

ข้อสังเกต ไม่ว่าจะเอาเฟืองกี่ตัวมาต่อเชื่อมกัน

• เฟืองที่อยู่ติดกันจะหมุนในทิศทางตรงกันข้าม

• เฟืองขนาดใหญ่กว่าจะหมุนด้วยความเร็วรอบที่ช้ากว่า

• เฟืองที่มีขนาดเท่ากันจะหมุนด้วยความเร็วรอบเท่ากัน

วันนี้เอาไว้แค่นี้ก่อนน้อ...

ตอนพิเศษ (1) การสร้างสื่อการเรียนรู้จากบอร์ด KidBright เรื่องอัตราทดเฟืองและการเปลี่ยนแปลงความเร็ว

     สวัสดีทุกท่าน มาคราวนี้ขอเป็นตอนพิเศษเนื่องจากได้รับคำขอมาจากทีมงาน Krukid จากเนคเทคจ้า ด้วยความเดิมเมื่อปีที่แล้วที่ผู้เขียนกับน้องอีกคนที่เป็นวิศวกรประจำ Fablab ในสถานศึกษาที่ทำงานอยู่เกิดฮึกเหิมอยากลองลงประกวดสิ่งประดิษฐ์ที่สื่อการสอนที่พัฒนาจากบอร์ด KidBright ในงาน Krukid 2019 ที่จัดขึ้นโดยเนคเทคที่สามย่านมิตรทาวน์ แล้วทีนี้บังเอิญว่าผลงานก็พอเป็นที่สนใจบ้าง ทางทีมงานเค้าเห็นว่าสื่อตัวนี้น่าจะเป็นประโยชน์กับคนอื่น ๆ ด้วยเลยขอตัดบางส่วนของผลงานที่เป็นเรื่องเกี่ยวกับการเปลี่ยนความเร็วการหมุนด้วยเฟืองมาบันทึกไว้ตรงนี้ให้ได้อ่านกัน เริ่มต้นเลยขอให้ทฤษฎีเรื่องอัตราทดเฟืองซักนิดนึงก่อนแล้วค่อยไปดูการสร้างชุดสื่อการสอนกัน บทความนี้ก็เลยอาจจะยาวหน่อยนะ 

    ขอเข้าเรื่องวิชาการก่อน "เฟือง" หรือที่เรียกติดปากกันว่า "เกียร์" เนี่ยเราจะพบในส่วนประกอบของเครื่องจักรและอุปกรณ์หลายหลายอย่าง เราใช้เฟืองเพื่อช่วยในการส่งกำลังจากต้นกำลังที่มีเพลาหมุน ๆ แบบพวกมอเตอร์กะเครื่องยนต์ให้ได้ความเร็วและแรงบิดที่เหมาะสมกับการนำไปใช้งานต่อ เฟืองสองตัวที่นำมาจับคู่กันเราจะเรียกเฟืองที่ต่อเข้ากับต้นกำลังว่า เฟืองต้นกำลัง หรือ เฟืองขับ (drive gear) และเรียกเฟืองรับกำลังว่า เฟืองตาม (driven gear) ในหนังสือบางเล่มก็จะเรียกเฟืองตามขนาดของคู่เฟืองที่นำมาเข้าชุดกันโดยเรียกเฟืองที่ตัวเล็กกว่าว่า พิเนี่ยน (pinion) และเฟืองตัวใหญ่เรียกว่า เฟือง

เฟืองตรง (spur gear) นับเป็นเฟืองพื้นฐานที่เรียกชื่อตามรูปแบบของเฟืองที่เป็นทรงกระบอกตรงและมีฟันเฟืองที่ตรงไปตามแนวแกนของเพลา นอกจากเฟืองตรงแล้วยังมีเฟืองชนิดอื่น ๆ ที่มีรูปร่างที่ต่างออกไปอีก เช่น เฟืองเฉียง (helical gear) เฟืองดอกจอก (bevel gear) เฟืองสะพาน (rack and pinion) เป็นต้น การกำหนดขนาดของเฟืองที่นิยมใช้มี 2 ระบบคือระบบอังกฤษ (Imperial) ที่บอกขนาดเป็นนิ้วและระบบเอสไอ (SI) ที่บอกขนาดเป็นโมดูลและมิลลิเมตร ในบทความนี้จะอธิบายเฉพาะเฟืองตรง และใช้หน่วยในระบบเอสไอซึ่งทุกคนน่าจะคุ้นเคยกันมากกว่า

เฟืองที่นำมาจับคู่กันได้นั้นชนิด ขนาด และมาตรฐานของฟันเฟืองมีความสำคัญอย่างมาก ฟันเฟืองที่มีขนาดฟันเฟืองไม่เท่ากันจะไม่สามารถสบและเคลื่อนที่ไปด้วยกันได้ วิธีการพิจารณาว่าเฟืองนั้นนำมาใช้ด้วยกันได้หรือไม่จึงดูได้จาก

1. เฟืองที่ใช้เป็นระบบเดียวกัน ซึ่งจะกำหนดขนาดมุมและความสูงของฟันเฟืองเป็นมาตรฐานเดียวกัน 

2. มีขนาดของฟันเฟืองที่เท่ากัน ในระบบเอสไอ จะใช้โมดูล (module) เป็นดัชนีในการบอกขนาดของฟันเฟือง เฟืองที่นำมาใช้ด้วยกันได้ต้องมีโมดูลเท่ากัน

โมดูล (m) เป็นอัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ (Dp หน่วยมิลลิเมตร) กับจำนวนฟันบนเฟือง (n) 

m = Dp/n

จากภาพจะเห็นเวงกลมพิตช์ (pitch circle) ซึ่งเป็นวงกลมเสมือนที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นรอบวงนอกของเฟือง เวลาเฟืองหมุนวงกลมพิตช์ของเฟืองคู่นั้นจะสัมผัสกันตลอดเวลา ขนาดความยาวเส้นรอบวงพิตช์นี้เองที่เป็นตัวกำหนดความเร็วที่เปลี่ยนไปของเฟือง หากเราเอาเฟืองตัวเล็กมาขับเฟืองตัวใหญ่เฟืองตัวแรกที่มีขนาดเล็กกว่าจะหมุนไปได้ครบรอบในขณะที่เฟืองตัวใหญ่ยังคงหมุนไปได้เพียงส่วนเดียวซึ่งยังไม่ครบรอบเสียที ดังนั้นความเร็วรอบของเฟืองตัวใหญ่จึงน้อยกว่า ในทางกลับกันเมื่อนำเฟืองตัวใหญ่มาขับเฟืองตัวเล็ก การหมุนหนึ่งรอบของเฟืองตัวใหญ่คือการหมุนหลาย ๆ รอบของเฟืองตัวเล็กความเร็วรอบที่ได้จากเฟืองตัวเล็กจึงเพิ่มขึ้น เราจึงสรุปได้ว่าอัตราส่วนของความเร็วรอบของเฟืองคู่หนึ่งจะแปรผกผันกับอัตราส่วนของขนาดเส้นรอบวงพิตช์ของเฟืองคู่นั้น หรือเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า

Speed2/Speed1 = Dp1/Dp2 

และเพราะว่าขนาดวงกลมพิตช์ (Dp) แปรผันตรงกับขนาดเส้นรอบวงนอก และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง (D) รวมถึงจำนวนฟันเฟือง (n) ด้วย ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของเฟืองตัวที่ 1 และ ตัวที่ 2 กับความเร็วในการหมุนของเฟือง (Speed) จึงสรุปได้ง่าย ๆ เลยว่า

อัตราทดเฟือง = n2/n1 = Dp2/Dp1 = D2/D1 = Speed1/Speed2  

ทีนี้เราจะมาลองสร้างสื่อการสอนกัน ความตั้งใจที่อยากถ่ายทอดให้เด็ก ๆ ที่เรียนรู้จากสื่อตัวนี้คือ เมื่อเค้าเปลี่ยนขนาดเฟืองแล้วความเร็วเฟืองจะอ่านค่าได้จะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราส่วนของเฟืองโดยสามารถคำนวณย้อนกลับได้เหมือนสูตรด้านบนส่วนอุปกรณ์ที่จะต้องเตรียมประกอบด้วย

1.   มอเตอร์ 12V DC ขนาดเพลามอเตอร์ 6 มม. เป็นเพลารูปตัว D

2. Switching Power Supply 12V. กระแสไม่ต่ำกว่า 2A.

3. เฟืองขนาดใหญ่และเล็กที่มีโมดูลเท่ากัน (มีแบบให้โหลด)

4. สกรูหัวเทเปอร์ขนาด M6 ยาว 55 มม. มาขัดแต่งเป็นเพลา

5. ลูกปืน สำหรับเพลา 6 มม. สกรู M3 น็อต M3/M6 น็อตล็อค M6

6. แผ่นไม้หรืออะคลิลิคหนา 10 มม.เพื่อใช้ทำแท่นยึดมอเตอร์และเฟือง (ตามแบบ)

7. บอร์ด Kidbright V1.3 หรือสูงกว่า 

8. Photoelectric Encoder 1 ตัว จานนับความเร็วรอบแบบ 20 ช่อง 2-6 ชิ้น 

9. OLED display 128X64 pixel ขนาด 1.3 นิ้ว 

10. วงจรลดแรงดันไฟฟ้า 1.5-35V. 3A. (LM2596 DC step down) ใช้ปรับลดแรงดันเข้ามอเตอร์เพื่อเพิ่มหรือลดความเร็ว อาจดัดแปลงใส่ตัวต้านทานปรับค่าได้ (potentiometer) ขนาด 20 กิโลโอห์มใส่แทนปุ่มปรับแรงดันที่ตัววงจรลดแรงดันก็ได้เพื่อความสะดวกในการใช้งาน หรืออาจใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้ในวงจรจ่ายไฟมอเตอร์เลยโดยไม่ใช้วงจรลดแรงดันก็ได้แต่ความเร็วมอเตอร์อาจจะไม่เสถียร 

11. สายไฟและสายสัญญาณต่าง ๆ 

12. ไม้บรรทัด เทปกาวสองหน้า เทปกาว ปืนกาว ฯลฯ

การสร้างสื่อการสอนจะแบ่งออกเป็นฝั่งฮาร์ดแวร์กับซอฟแวร์นะ เอาฝั่งฮาร์ดแวร์ก่อน

วิธีสร้าง

1. ใช้เครื่องพิมพ์สามมิติสร้างเฟืองขนาด 40 มิลลิเมตร และขนาดอื่น ๆ พร้อมกับ spacer และแป้นยึดเฟืองจำนวนตามที่ต้องการ เลือกโหลดเฟืองได้ตามใจจากลิงค์นี้ Gears.STL files 

2. เตรียมไม้อัดหรืออะคริลิกความหนาประมาณ 10 มิลลิเมตร ตัดให้ได้ขนาด 350 มิลลิเมตร x 200 มิลลิเมตร เจาะรูเพื่อใส่มอเตอร์และช่องตามรูป กะความยาวของช่องตามความเหมาะสม รูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตรจะใช้เป็นช่องเพลามอเตอร์ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามขนาดมอเตอร์ที่หาได้ ส่วนรูที่เป็นช่องยาว ๆ เอาไว้ติดตั้งชุดเฟืองออกแบบให้เลื่อนขยับไปทางซ้ายหรือทางขวาได้ตามขนาดเฟืองที่เปลี่ยนไป แต่ว่าแท่นใส่มอเตอร์และเฟืองอันนี้ยังไม่มีขาตั้งนะซึ่งก็อาจจะทำเป็นสามเหลี่ยมหรือฉากรับก็ได้ตามสะดวกเลย

3.  นำสกรูหัวเทเปอร์ขนาด M6 ยาว 55 มม. จำนวน 5-6 ตัว มาขัดแต่งเป็นเพลารูปตัว D ขนาดรูปร่างเหมือนกับรูที่เฟือง

    4. ติดตั้งลูกปืนและเพลาเฟืองบนแป้นยึดเฟือง ใช้น็อต M6 ยึดเพลาเข้ากับลูกปืน แล้วนำจานนับความเร็วรอบมาติดที่ปลายสกรูด้วยปืนกาว 

    5. ติดตั้งเฟืองขนาด 40 มม.บนมอเตอร์ ส่วนเฟืองขนาดอื่นๆ ให้นำมาเรียงบนแท่นมอเตอร์ตามต้องการ สอดเพลาที่อยู่บนแป้นเฟืองมาจากด้านหลัง ใส่ spacer แล้วตามด้วยเฟืองทางด้านหน้า หมุนเฟืองให้รูเฟืองที่เป็นรูปตัว D พอดีกับเพลา ล็อคเฟืองเข้ากับเพลาด้วยน็อตล็อคขนาด M6 แล้วใช้สกรู M3 ยึดแป้นเฟืองให้ติดกับแท่นมอเตอร์ กะให้เฟืองแต่ละตัวมีระยะฟันเฟืองระหว่างกันที่ไม่แน่นหรือหลวมเกินไป ทำเสร็จแล้วจะคล้าย ๆ กับภาพข้างล่าง (แต่ไม่ต้องงงนา..ภาพนี้เฟืองคนละแบบกันนะจ๊ะแต่ติดตั้งเหมือนกันจ้ะ)

    6. สร้างหัววัดความเร็วโดยติด Photoelectric Encoder บนปลายไม้บรรทัดด้วยปืนการหรือกาวสองหน้าแบบหนา ที่เซ็นเซอร์ให้ต่อสายสัญญาณจาก pin DO เข้า IN1 บนบอร์ด KidBright และใช้ไฟเลี้ยงเซ็นเซอร์จากบอร์ด KidBright pin 5V และ GND ให้เซ็นเซอร์ ส่วนไฟเลี้ยงบอร์ด KidBright จะต่อเข้าจากแหล่งจ่ายไฟภายนอกขนาด 5V. หรือจะใช้ไฟจากพอร์ต micro USB ก็ได้ ส่วนสุดท้ายจอ OLED ให้ต่อสายออกมาจากทุก ๆ pin ของจอเรียงเข้าพอร์ต I2C ตามชื่อที่ระบุบน pin ดูการต่อตามภาพด้านล่าง

    7. มอเตอร์ที่ติตตั้งไว้แล้วบนแท่น ต่อไฟเข้ามอเตอร์โดยใช้อุปกรณ์ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ดังภาพ

จบแล้วสำหรับส่วนแรก ตอนหน้าจะมาดูโปรแกรมกัน ไม่น่าจะยาวล่ะนะ รอแปร๊บบบบ จะมาโพสต์ต่อ

ตอนที่ 9 วัดอุณหภูมิกับ KidBright องศาเซลเซียสหรือองศาฟาเรนไฮต์

    สวัสดีอีกครั้งทุกคน หายไปหลายวันเพราะออฟฟิศซินโดรมปวดคอปวดหัวอย่างมาก ตาลายมึนหัวตามมาอี๊ก...เลยหนีไปเลี้ยงสัตว์ปลูกต้นไม้กินยานอน  แต่ก็กลับมาแล้วอะนะ

    จากสองตอนที่แล้วเราใช้เซ็นเซอร์แสงบนบอร์ด KidBright เปิดปิดไฟได้แล้วครั้งนี้ถ้าจะไม่พูดถึงเซ็นเซอร์ออนบอร์ดอีกตัวนั่นคือเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมินี่ก็ยังไง ๆ อยู่เนาะ มันจะไม่ครบถ้วนน่ะสิ

    เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิตัวนี้จะอยู่แถวๆ ด้านบนเยื้องไปทางซ้ายของบอร์ดมีสัญญลักษณ์รูปปรอทวัดอุณหภูมิกะลูกศรชี้ไปใปที่ชิปวัดอุณหภูมิตัวสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ การใช้งานก็ง่ายแสนง่าย แค่ลากบล็อกอ่านค่าอุณหภูมิมาติดกับจอแสดงผลเท่านี้ก็เรียบร้อยใช้รูปแบบคำสั่งเหมือนเซ็นเซอร์แสงเลย ดูตามภาพด้านล่างจ้ะ

    ค่าที่อ่านได้เป็นอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียสนะ ทีนี้เรามาลองปรับให้เป็นองศาฟาเรนไฮต์ดู ใครจำสูตรแปลง องศาเซลเซียสเป็นองศาฟาเรนไฮต์ได้บ้าง จำไม่ได้ไม่เป็นไรดูสูตรด้านล่างนะ 

C/5  =  (F-32)/9

      F  =  9C/5 + 32

     F  =  4.5C+32

    เพื่อแปลงค่าจากที่บอร์ดอ่านได้ในหน่วยองศาเซลเซียสเราต้องพึ่งบล็อกการคำนวณที่อยู่ในแถบเมนู Math ซะแล้ว ใช้แค่บล็อกคำสั่งแค่ไม่กี่ตัว อันที่วงไว้ในรูปใช้หมดเลย

    ในการเขียนโปรแกรมให้เครื่องคำนวณก่อนอื่นต้องเก็บค่าจากเซ็นเซอร์ไว้ในตัวแปรตัวแปรนึง ในที่นี้ให้เป็น TempC (อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส) แล้วเดี๋ยวจะเขียนบล็อกคำสั่งที่เป็นสมการเพื่อหาค่า TempF (อุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์) ดังนั้นต้องสร้างตัวแปรก่อน ให้ไปที่แถบเมนู Variables แล้วกด Create variable...ดังภาพด้านล่าง 

    เราจะสร้างตัวแปรมา 2 ตัว คือTempC (อุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซียส) และ TempF (อุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์) ตามวิดีโอนะ

    คราวนี้มาลองสร้างโปรแกรมอ่านค่าจากเซ็นเซอร์แล้วคำนวณแสดงผลบนจอแอลอีดีกัน ลองดูตามภาพและวีดิโอด้าล่าง และเมื่อแฟลชโปรแกรมลงบอร์ด ค่าที่แสดงออกมาจะเป็นองศาฟาเรนไฮต์สังเกตไหมว่าค่าสูงขึ้นกว่าเดิม

    มาเพิ่มความซับซ้อนให้โปรแกรมเราอีกนิดนึง สมมติอยากให้เมื่อเริ่มโปรแกรมให้จอแสดงผลขึ้นข้อความให้เราเลือกได้ว่าจะให้แสดงผลอุณหภูมิเป็นองศาเซลเซียสหรือองศาฟาเรนไฮต์โดยกดปุ่มเลือก S1 หรือ S2 ตามลำดับ เมื่อแสดงผลเสร็จให้แสดงข้อความอีกทีวนไปเรื่อย ๆ ทำยังไงดี

หลักคิดคือ ค่อย ๆ คิดว่าจะมีขั้นตอนการทำงานส่วนย่อยต่าง ๆ ยังไงบ้างแล้วเอามาเรียงกันแล้วค่อยเขียนคำสั่งของแต่ละงาน เราอาจจะแบ่งขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมได้ดังนี้

1. แสดงข้อความส่วนหัวว่าจะเป็นการวัดอุณหภูมินะ

2. อ่านค่าอุณหภูมิแล้วเก็บในตัวแปร TempC แล้วคำนวณค่าอุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์

3. รอค่าจากสวิตช์ S1 หรือ S2 

4. ใส่เงื่อนไขถ้ากด S1 แสดงค่าองศาเซลเซียส แต่ถ้ากด S2 ให้แสดงค่าองศาฟาเรนไฮต์ (ให้รอการกดปุ่มก่อน)

5. วนกลับไป 1 อันนี้คือคำสั่ง Forever ไง

ลองเขียนบล็อกดูแล้วปรับลำดับนิด ๆ หน่อย ๆ มาดูภาพโปรแกรมเต็ม ๆ กัน

    จากโปรแกรมของเราตอนแรกเราจะให้จอแสดงข้อความว่า DegreeC หรือ DegreeF แล้วเข้าสู่คำสั่ง Repeat while (เอามาจากแถบเมนู Loop) บล็อกนี้คือการสั่งให้อ่านค่าอุณหภูมิจากเซ็นเซอร์แล้วเก็บข้อมูลอุณหภูมิในหน่วยองศาเซลเซสไว้ในตัวแปร TempC ตามด้วยการคำนวณอุณหภูมิในหน่วยองศาฟาเรนไฮต์เก็บในตัวแปร TempF แล้วจึงแสดงข้อความว่า S1 or S2 วนอยู่อย่างนั้นในกรณีที่ไม่มีการกด Switch 1 และ Switch 2 เป็นการรอค่าจากผู้ใช้งานนั่นเอง เมื่อมีการกดสวิตช์ซักตัวนึงจะออกจากลูปแล้วเข้าสู่บล็อก if...do... เพื่อแสดงค่าตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้

    เป็นยังไงบ้าง ครั้งนี้เราก็ได้รู้จักเซ็นเซอร์ออนบอร์ดตัวสุดท้ายไปแล้ว ถึงแม้ว่า KidBright จะมีเซ็นเซอร์แค่สองตัวแต่ก็สามารถเอาไปประยุกต์ใช้เล่นอะไรได้อีกหลายอย่าง เซ็นเซอร์ทั้งสอง ตัวนี้อยู่ในกลุ่มเซ็นเซอร์วัดสภาพแวดล้อม ทีนี้ก็ขึ้นอยู่กับเราว่าอยากจะวัดที่ไหนและจะเอาค่าที่อ่านได้ไปทำอะไรแล้วแต่จินตนาการเลยนะ อ้อ..แต่อย่าเอาบอร์ดไปแช่น้ำตากฝนโดนแดดนะจ๊ะ มันอันตราย...ถ้าจะวัดสภาพแวดล้อมแบบน้ันแนะนำให้หาเซ็นเซอร์เฉพาะมาต่อแล้วส่งข้อมูลเข้าบอร์ด KidBright จะเหมาะสมกว่า

#Kidbright #Kidbright คืออะไร #Kidbright ทำอะไรได้บ้าง

ตอนที่ 8 ต่อหลอด LED กับพอร์ตเอาต์พุตจาก KidBright

    สวัสดีจ้ะทุกคน ครั้งที่แล้วเราทดลองใช้เซ็นเซอร์แสงที่อยู่บนบอร์ด KidBright ส่งข้อมูลและประมวลผลเพื่อควบคุมการเปิดปิดหลอดไฟผ่านพอร์ต USB ครั้งนี้จะลองเปลี่ยนมาใช้พอร์ต OUT1 ซึ่งจะมีการต่อที่ยากขึ้นนิดนึง แล้วก็ต้องไปหาอุปกรณ์เพิ่มเติมมาก่อนนะ  สิ่งที่ต้องเตรียมมาเอาตามภาพเลยจ้ะ

    หลอดไฟ LED เราจะเอามาต่อคู่กับตัวต้านทานขนาด 220 โอห์มเพื่อใช้งานเป็นเอาท์พุต แต่ถ้าหาตัวต้านทานขนาดเท่านี้ไม่ได้ก็ใช้ตัวที่มากกว่าเช่น 240, 250 โอห์มแทนก็ได้ สายจัมเปอร์จะนำมาต่อหลอดไฟเข้ากับบอร์ด แต่บอร์ด KidBright ที่ได้มาจะยังไม่มีพินไว้เสียบสายต้องบัดกรีก้างปลาลงบนบอร์ดก่อนนะ ก่อนบัดกรีก็ให้นับช่องดูแล้วหักก้างปลาตามจำนวนที่ต้องการแล้วใช้หัวแร้งบัดกรีก้างปลาลงบนบอร์ด สำหรับเด็ก ๆ ถ้าไม่ชำนาญอย่าทำเองให้ผู้ใหญ่ทำให้ดีกว่านะจ๊ะ หัวแร้งบัดกรีมันร้อนมากจะลวกมือเอาได้ง่าย ๆ และตัวสุดท้ายที่จำเป็นคือบอร์ดทดลอง เอามาไว้เชื่อมต่อตัวต้านทาน หลอดไฟ และสายไฟ กับบอร์ด KidBright

ภาพด้านล่างแสดงจุดบัดกรีก้างปลาลงบอร์ด

    การต่อพอร์ตเอาท์พุต 1 ออกมาจาก KidBright เป็นการต่อวงจรไฟฟ้าเล็ก ๆ วงจรหนึ่ง เราต้องรู้จักขั้วไฟอันไหนบวกอันไหนลบซะก่อนจะได้ไม่ต่อผิดพลาดต่อผิดไฟไม่ติดนะ สำหรับหลอดไฟ LED หน้าตาขั้วบวกหรือลบดูที่ความยาวขาและขั้วโลหะด้านในดังภาพ 

     ส่วนของบอร์ดทดลองจะมีรูไว้เสียบสายไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้าเล็ก ๆ แบ่งออกเป็นชุดต่อไฟที่เหมือนกัน 2 ชุด (ดูภาพประกอบ) ที่ขอบบนและขอบล่างบองบอร์ดด้านในจะมีสายไฟต่อเป็นเส้นตามแนวนอนเชื่อมต่อรูทุกรูถึงกันหมด จำนวนชุดละ 2 เส้น เอาไว้ต่อไฟบวก (ลูกศรสีแดง) และลบ (ลูกศรสีฟ้า) ตรงกลางบอร์ดจะมีการเดินเชื่อมต่อรูที่เรียงกันตามแนวตั้งแยกกันในแต่ละแถวไป (เส้นสีเขียวและสีเหลือง)

    โอเคเมื่อพร้อมแล้วลองต่อวงจรกันหน้าตาจะประมาณนี้ โดยเราจะต่อสายไฟมาจากพิน 5V ที่บอร์ด KidBright (พินตำแหน่งบนสุดบนบอร์ด) มาเสียบที่บอร์ดทดลอง เสียบขาตัวต้านทานด้านหนึ่งลงในตำแหน่งที่แถวแนวตั้งแนวเดียวกับสายไฟ 5V แล้วเสียบขาอีกข้างลงอีกแถวหนึ่งเพื่อต่อกับขาบวกของหลอดไฟ LED ขาด้านลบต่อเข้ากับสายไฟกลับเข้าบอร์ดที่พอร์ต OUT1 (พินตำแหน่งล่างสุดบนบอร์ด) ดูภาพด้านล่างนะจะง่ายกว่า 

ภาพต่อจริงจะเป็นอย่างงี้

    ลำดับถัดไปเขียนโปรแกรมกัน เขียนง่ายมากเหมือนตอนที่แล้วเลยเปลี่ยนแค่สองบรรทัดแทนที่จะใช้ USB เป็นเอาท์พุตก็เปลี่ยนเป็น OUT1 แทน ไม่อธิบายความหมายของแต่ละบล็อกแล้วเนาะไปอ่านตอนที่ 7 เอานะ

อันดับแรกดึงบล็อกคำสั่ง Write Output 1 Status Off ออกมา

เขียนโปรแกรมตามนี้

เรียบร้อย มาทดลองกันเลย ถ้าเราเอามือปิดเซ็นเซอร์แสงให้ระดับแสงน้อยกว่า 30% ไฟต้องติดนะ ดูผลลัพธ์ได้จากวิดีโอด้านล่าง

จะเห็นว่าไม่ว่าเราจะใช้ USB หรือ OUT1 ไฟก็ติดเหมือนกันแตกต่างกันที่อุปกรณ์ที่นำมาเชื่อมต่อ จริง ๆ แล้วพอร์ต USB อาจจะสะดวกกรณีที่เรามีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟ 5V แล้วต้องการแค่สั่งเปิดหรือปิดใช้งานเท่านั้น แต่การใช้ OUT1 จะสามารถใช้เป็นการส่งสัญญาณ 0/1 (LOW/HIGH) ไปทริกชุดอุปกรณ์ภายนอกอื่น ๆ ให้ทำงานตามที่เราวางแผนไว้ได้ ในรายละเอียดถ้ามีโปรเจ็คแบบไหนที่ใช้งานลักษณะหลังจะเอามาให้ดูกันอีกทีนะ วันนี้เอาแค่นี้ก่อนดีกว่า...

#Kidbright #Kidbright คืออะไร #Kidbright ทำอะไรได้บ้าง

ตอนที่ 7 KidBright เปิดปิดไฟได้

    ตอนนี้เราลองมาจำลองสถานการณ์การใช้งานกัน สมมติใช้เซ็นเซอร์แสงวัดค่าแสงในห้อง ถ้าแสงน้อยให้เปิดไฟ ถ้าแสงมากให้ปิดไฟ ตอนนี้เราจะยังใช้หลอดไฟมาต่อกับบอร์ด เริ่มต้นลองเขียนโปรแกรมว่า ถ้าแสงน้อยให้แสดงผลบนจอแอลอีดีว่า Turn on และถ้าแสงน้อยให้แสดงผลว่า Turn off งานนี้ต้องใช้ if...do...อีกแล้ว ลองดูภาพด้านล่างนะ

    

    จากภาพบล็อกคำสั่งเราต้องการให้จอแอลอีดีแสดงค่าแสงที่วัดได้ รอจนแสดงค่าครบแล้วใช้คำสั่ง if...do...ตรวจสอบค่าแสง ถ้าค่าแสงน้อยกว่า 30% (if Light Level sensor < 30)ให้แอลอีดีแสดงผลว่า "Turn on"  (LED 16x8 Scroll "Turn on") นอกเหนือจากนี้ (else)  ให้แอลอีดีแสดงผลว่า "Turn off"  (LED 16x8 Scroll "Turn off") คำสั่ง Wait LED matrix ready ใช้รอเพื่อให้จอแอลอีดีแสดงผลจนหมดแล้วทำงานต่อไป หากเราเขียนโปรแกรมตามนี้จะได้ผลลัพธ์ตามวิดีโอด้านล่าง

    เมื่อเราลองทดสอบแล้วจะเห็นได้ว่าบอร์ดได้ทำงานตามที่เราต้องการไว้เป๊ะทุกอย่างเลย คราวนี้เราจะได้ลองต่อหลอดไฟจริงกันนะ ที่บอร์ดนอกจากจอแสดงผลแอลอีดีเป็นเอาท์พุตตัวหนึ่งแล้ว เราก็ยังมีพอร์ต USB อีกตัวที่เป็นเอาท์พุตที่สามารถจ่ายไฟเลี้ยงขนาด 5V. ให้กับอุปกรณ์ภายนอกได้ (ตามรูปที่วงกลมแดง ๆ ไว้) แต่ต้องระวังอย่าเอาอุปกรณ์ที่กินกระแสสูง ๆ มาใช้กับพอร์ตนี้นะอาจทำให้บอร์ดเสียหายได้ อุปกรณ์ที่กินกระแสต่ำ ๆ ที่ใช้ได้ เช่น ไฟแอลอีดีแบบพกพา หรือพัดลมแบบพกพาแบบที่มีปลั๊กต่อแบบ USB อย่างในรูปเป็นต้น 

สำหรับวันนี้ผู้เขียนจะใช้แถบไฟแอลอีดีที่ติดตั้งกับกล่องถ่ายรูปขนาดเล็กนำมาจำลองเป็นห้องห้องหนึ่งในบ้านโดยนำมาต่อเข้ากับพอร์ต USB ตัวนี้ แล้วจะสั่งการผ่านบอร์ดว่าถ้าแสงน้อยให้เปิดไฟ และแสงมากให้ปิดไฟ

    พอร์ต USB ตัวเล็กใช้ต่อกับสายสีเขียวเพื่อเป็นสายต่อไฟเลี้ยงเข้าบอร์ดและสายแฟลชโปรแกรม ส่วนพอร์ต USB ตัวใหญ่เป็นเอาท์พุตใช้สาย USB สีส้มมาเสียบที่พอร์ตเพื่อต่อออกไปกล่องถ่ายรูปขนาดเล็ก

 

    ก่อนอื่นเราต้องปรับโปรแกรมเราให้สามารถสั่งการพอร์ต USB ได้ก่อน ให้ไปที่เมนู I/O ในแถบเครื่องมือ ลากบล็อก Write USB status OFF ออกมา 2 บล็อกเลย

    

        จากนั้นสร้างโปรแกรมตามภาพด้านล่าง ในบล็อก Write USB status OFF ตรงที่เป็น OFF สามารถกดเปลี่ยนให้เป็น ON ได้ คำสั่งนี้หมายถึงให้ปิดหรือเปิดการจ่ายกระแสไฟที่พอร์ต USB นั่นเอง

    สังเกตว่าโปรแกรมใหม่นี้คล้ายกับตัวเดิมที่เขียนไว้เพียงแต่แทรกบล็อกคำสั่ง Write USB status ON และ Write USB status OFF ให้เปิดและปิดไฟเข้าไปก่อนหน้าการแสดงผลบนจอแอลอีดี บางคนอาจจะสงสัยว่าจะเอาบล็อกคำสั่งนี้ใส่หลังจากบล็อกคำสั่งให้จอแอลอีดีแสดงผลได้ไหม คำตอบคือสามารถทำได้ผลลัพธ์แค่จะมีการเปลี่ยนแปลงลำดับการทำงานของโปรแกรมเพียงเล็กน้อย ลองทำแล้วสังเกตดูนะจ๊ะ ตอนนี้ลองดูผลจากโปรแกรมด้านบนจากวิดีโอนี้ก่อน

    โอเคเป็นอย่างไรบ้าง วันนี้เป็นตัวอย่างการต่อใช้งานบอร์ดที่มีการนำข้อมูลจากเซ็นเซอร์มาประมวลผลแล้วสั่งการกับอุปกรณ์ภายนอกเป็นครั้งแรก ซึ่งบอร์ด KidBright ยังสามารถทำอะไรได้อีกเพราะยังมีเอาท์พุตอีกหลายช่อง แต่ทุก ๆ การประยุกต์ใช้มักจะจำแนกส่วนได้เป็นฝั่งอินพุต-บอร์ด-เอาท์พุต เสมอ ถ้าเราค่อย ๆ เริ่มจากพื้นฐานเล็ก ๆ แล้วเติมทีละตัว ๆ ระบบพื้นฐานเราจะมีความซับซ้อนขึ้นได้เอง

    ครั้งหน้าเปลี่ยนเป็นอะไรดี อุบไว้ก่อนน้า.....

#Kidbright #Kidbright คืออะไร #Kidbright ทำอะไรได้บ้าง

ตอนที่ 6 เซ็นเซอร์บนบอร์ด KidBright มีอะไรบ้าง

     สวัสดีอีกครั้งจ้ะทุกคน วันนี้เรามาดูกันซิว่าบอร์ด KidBright มีเซ็นเซอร์อะไรมาให้บ้าง เอ้าทุกคนหยิบบอร์ดมาดูกันเร้ววว

    อันที่วง ๆ ไว้คือเซ็นเซอร์ที่เค้าให้มามี 2 อัน อันซ้ายมือเป็นชิปวัดอุณหภูมิสังเกตเป็นรูปปรอทที่มีลูกศรชี้ไหมเอ่ย ส่วนอันทางขวาเป็นเซ็นเซอร์วัดแสง (หรือเรียกว่า LDR) มีรูปสัญลักษณ์ที่ผู้เขียนดูเป็นรูปพระอาทิตย์คว่ำแต่บางคนอาจจะมองเป็นรูปหลอดไฟ (แหะ ๆ มันก็มีแสงออกมาเหมือนกันแหละเนาะ) เราสามารถสั่งให้เซ็นเซอร์อ่านค่าและแสดงผลบนจอ LED 16x8 ด้วยคำสั่งง่าย ๆ เหมือนกันทั้งสองเซ็นเซอร์เลย ดูภาพด้านล่างจ้ะ

    จากโค้ดที่เขียนสังเกตว่า Forever ก็มาอีกแล้วเป็นบล็อกพื้นฐานที่ต้องมีในทุกโปรแกรมเพราะต้องการให้บอร์ดทำงานไปเรื่อย ๆ อย่างต่อเนื่อง ในการอ่านค่าแสงภายในคำสั่ง Forever จะใช้บล็อก LED scroll ต่อเข้ากับ Light level sensor คือให้ค่าระดับความเข้มของแสงแสดงออกที่จอแสดงผล แล้วตามด้วย Delay 3 วินาทีเพื่อหน่วงเวลาให้จอแสดงค่าให้ครบไม่งั้นเราจะอ่านค่าไม่ได้ เมื่อเปลี่ยนเป็นอ่านค่าอุณหภูมิก็แต่เปลี่ยนจาก Light sensor เป็น Temperature sensor

    บางคนอาจสงสัยว่าเราจะใช้ Delay กี่วินาทีเพื่อให้จอแสดงผลแสดงค่าได้ครบถ้วนดีนะ อันนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนตัวอักษรที่ต้องการแสดงผล ถ้าตัวอักษรมีหลายตัวก็จะใช้เวลา Delay เยอะหน่อย ลองปรับแต่งดูว่าจะเอาเท่าไหร่ 

    แล้วถ้าไม่อยากปรับล่ะ แนะนำให้เปลี่ยนคำสั่ง Delay เป็นคำสั่ง Wait LED matrix ready จ้ะก็จะได้ผลเหมือนกันเด๊ะ โดยไม่ต้องไล่หาเวลา Delay ดูตามภาพด้านล่าง

    คำสั่ง Wait LED matrix ready ใช้สำหรับรอให้จอแสดงผลแอลอีดีแสดงค่าให้ครบก่อนแล้วค่อยทำงานลำดับถัดไป ในที่นี้คือการวนกลับไปด้านบนแค่นี้ก็ไม่ต้องใส่ค่าเวลาแล้ว ลำดับต่อไปเรามาลองเล่นแค่เซ็นเซอร์วัดแสงก่อนนะการวัดแสงจะแสดงค่าเป็นเปอร์เซนต์จาก 0 ถึง 100 เรียงระดับจากมืดที่สุดไปสว่างที่สุด ให้เลือกเฉพาะชุดคำสั่งที่มี Light Sensor มาแฟลชลงบอร์ด ตอนนี้ลองเอานิ้วมือมาบังแสงหรือปิดเซ็นเซอร์ดูแล้วสังเกตค่าที่อ่านได้ว่าเปลี่ยนไปไหม ดูวิดีโอว่าทำยังไงตั้งแต่ต้นเลยเนาะ

    เซ็นเซอร์แสงมีประโยชน์มากและสามารถประยุกต์ใช้ได้หลายอย่าง เช่น ใช้ควบคุมการปิดเปิดไฟในอาคาร ถ้าแสงน้อยให้เปิดไฟหรือแสงมากให้ปิดไฟอัตโนมัติ  ใช้ตรวจวัดปริมาณแสงในการปลูกพืชแบบสมาร์ทฟาร์มในโรงเรือน หรือใช้เก็บข้อมูลสภาพแวดล้อม เป็นต้น 

    ตอนหน้าเราลองมาจำลองสถานการณ์การใช้งานกัน สมมติใช้เซ็นเซอร์แสงวัดค่าแสงในห้อง ถ้าแสงน้อยให้เปิดไฟ ถ้าแสงมากให้ปิดไฟ งานนี้ต้องใช้ if...do...อีกแล้ว ติดตามตอนหน้านะจ๊ะ

#Kidbright #Kidbright คืออะไร #Kidbright ทำอะไรได้บ้าง