fun with led

8
LED 1 LED 1. เบรดบอรด : แผงตอวงจรสารพัดนึก ในการเรียนรูและทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกส การตอวงจรเพื่อทดสอบการทํางานเปนสิ่งจําเปน มีวิธีการ มากมายในการตอหรือสรางวงจรขึ้นมา ไมวาจะเปนการตอวงจรโดยใชปากคีบ การใชสายไฟมาพันที่ขาอุปกรณ การบัดกรีขาอุปกรณตางๆ เขาดวยกันแบบตรงไปตรงมา การใชแผนวงจรพิมพอเนกประสงค การทําแผนวงจรพิมพ จริงๆ ขึ้นมา หรือการใชอุปกรณที่เรียกวา เบรดบอรด (breadboard) หรือเรียกเปนภาษาไทยวา แผงตอวงจร 1.1 ทําไมตองใชเบรดบอรด การตอวงจรแบบชั่วคราวหรือการทดลองวงจรขั้นตน รวมถึงการทําตนแบบ สิ่งที่ตองการคือ ความยืดหยุในการเปลี่ยนอุปกรณ การปลดและตอสายสัญญาณที่สะดวกรวดเร็ว ในขณะที่ยังคงเชื่อถือไดในความแนนหนา ของจุดตอสัญญาณตางๆ จากความตองการดังกลาวนั่นเอง ทําใหเบรดบอรดเปนทางเลือกที่ดีเนื่องจาก 1. รองรับการตอรวมกันของขาอุปกรณ เนื่องจากบนเบรดบอรดมีจุดตอจํานวนมากและมีการจัดเรียงที่เปน ระเบียบทําใหงายตอการตอวงจร และตรวจสอบ 2. การถอดเปลี่ยนอุปกรณทําไดงายโดยอุปกรณมีความเสียหายจากการถอดเปลี่ยนนอยมาก 3. การเปลี่ยนจุดตอสัญญาณทําไดงายมาก เพียงดึงสายออกจากจุดตอแลวเปลี่ยนตําแหนงไดทันที 4. จุดตอมีความแนนหนาเพียงพอ ไมหลุดงาย ทําใหลดปญหาการเชื่อมตอของสัญญาณได 5. ขยายพื้นที่ของการตอวงจรไดงาย หากเปนรุนเดียวกันสามารถประกอบตอกันทางดานกวางและดานยาว 6. ในเบรดบอรดที่มีขนาดมากกวา 200 จุดตอ จะมีการพิมพตําแหนงพิกัดของจุดตอตางๆ ทําใหกําหนด ตําแหนงการตอวงจรไดอยางสะดวก ตรวจสอบงาย ในรูปที่ 1 แสดงหนาตาของเบรดบอรดขนาดตางๆ ที่มีจําหนาย รูปที่ 1 แสดงหนาตาของเบรดบอรดขนาดตางๆ ที่มีจําหนาย (ซายไปขวา : 180 จุด, 390 หรือ 400 จุด และ 800 จุด)

Upload: innovative-experiment-coltd

Post on 01-Apr-2016

218 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

Page 1: Fun with LED

LED1

LED1. เบรดบอร ด : แผงต อวงจรสารพั ดนึ ก

ในการเรี ยนรู และทดลองวงจรอิ เล็ กทรอนิ กส การต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานเป นสิ่ งจํ าเป น มี วิ ธี การมากมายในการต อหรื อสร างวงจรขึ้ นมา ไม ว าจะเป นการต อวงจรโดยใช ปากคี บ การใช สายไฟมาพั นที่ ขาอุ ปกรณ การบ ัดกร ีขาอ ุปกรณ ต างๆ เข าด วยก ันแบบตรงไปตรงมา การใช แผ นวงจรพ ิมพ อเนกประสงค การท ําแผ นวงจรพ ิมพ จริ งๆ ขึ้ นมา หรื อการใช อุ ปกรณ ที่ เรี ยกว า เบรดบอร ด (breadboard) หรื อเรี ยกเป นภาษาไทยว า แผงต อวงจร

1.1 ทํ าไมต องใช เบรดบอร ดการต อวงจรแบบชั ่วคราวหร ือการทดลองวงจรขั ้นต น รวมถ ึงการท ําต นแบบ สิ ่งที ่ต องการคื อ ความย ืดหยุ น

ในการเปลี่ ยนอุ ปกรณ การปลดและต อสายสั ญญาณที่ สะดวกรวดเร็ ว ในขณะที่ ยั งคงเชื่ อถื อได ในความแน นหนาของจุ ดต อสั ญญาณต างๆ จากความต องการดั งกล าวน่ั นเอง ทํ าให เบรดบอร ดเป นทางเลื อกที่ ดี เนื่ องจาก

1. รองรั บการต อร วมก ันของขาอุ ปกรณ เนื ่องจากบนเบรดบอร ดมี จ ุดต อจํ านวนมากและม ีการจั ดเรี ยงที ่เป นระเบี ยบทํ าให ง ายต อการต อวงจร และตรวจสอบ

2. การถอดเปลี่ ยนอุ ปกรณ ทํ าได ง ายโดยอุ ปกรณ มี ความเสี ยหายจากการถอดเปลี่ ยนน อยมาก

3. การเปลี่ ยนจุ ดต อสั ญญาณทํ าได ง ายมาก เพี ยงดึ งสายออกจากจุ ดต อแล วเปลี่ ยนตํ าแหน งได ทั นที

4. จุ ดต อมี ความแน นหนาเพี ยงพอ ไม หลุ ดง าย ทํ าให ลดป ญหาการเชื่ อมต อของสั ญญาณได

5. ขยายพื ้นที ่ของการต อวงจรได ง าย หากเป นรุ นเดี ยวก ันสามารถประกอบต อก ันทางด านกว างและด านยาว

6. ในเบรดบอร ดที่ มี ขนาดมากกว า 200 จุ ดต อ จะมี การพิ มพ ตํ าแหน งพิ กั ดของจุ ดต อต างๆ ทํ าให กํ าหนดตํ าแหน งการต อวงจรได อย างสะดวก ตรวจสอบง าย

ในรู ปที่ 1 แสดงหน าตาของเบรดบอร ดขนาดต างๆ ที่ มี จํ าหน าย

ร ูปท่ี 1 แสดงหน าตาของเบรดบอร ดขนาดต างๆ ที ่ม ีจ ําหน าย (ซ ายไปขวา : 180 จ ุด, 390 หร ือ 400จุ ด และ 800 จุ ด)

Page 2: Fun with LED

2LED

1.2 โครงสร างของเบรดบอร ดเบรดบอร ด (breadboard) หรื อ แผงต อวงจร เป นแผงพลาสติ กที่ มี การจั ดแบ งเป นกลุ ม โดยภายในแต ละ

กลุ มบรรจุ แผงโลหะตั วนํ าปลอดสนิ ม แล วทํ าการเจาะรู บนแผงพลาสติ กนั้ น เพื่ อให สามารถนํ าสายไฟขนาดเล็ กเสี ยบเข าไปสั มผั สกั บแผงโลหะ ในขณะเดี ยวกั นแผงโลหะดั งกล าวก็ จะทํ าการบี บสายไฟนั้ นให แน นอยู กั บที่ เมื่ อผู ใช งานต องการปลดสายไฟออกก็ เพี ยงออกแรงดึ งเล็ กน อย หน าสั มผั สของแผงโลหะก็ จะคลายออก ทํ าให สายไฟสามารถหลุ ดออกจากจุ ดต อนั้ นได ในรู ปที่ 2 แสดงลั กษณะโครงสร างภายในของเบรดบอร ด

ในรู ปที่ 3 แสดงการเชี่ อมต อของจุ ดต ออุ ปกรณ ของเบรดบอร ด 3 ขนาดที่ ได รั บความนิ ยมในประเทศไทยจะเห็ นได ว า แผงต อวงจรแบ งออกเป น 2 กลุ มใหญ ๆ คื อ กลุ มที่ มี การต อถึ งกั นในแนวต้ั ง ซึ่ งมี ด วยกั น 5 จุ ดต อในหนึ่ งกลุ มย อย และกลุ มที่ ต อถึ งกั นในแนวนอน (จะมี เฉพาะในเบรดบอร ดที่ มี จํ านวนจุ ดต อมากกว า 200 จุ ด)

สํ าหรั บในชุ ดการทดลองวงจรอิ เล็ กทรอนิ กส กั บ LED ใช เบรดบอร ดขนาดเล็ ก 170 จุ ด มี การแบ งจุ ดต อออกเป น 2 ฝ ง แต ละฝ งมี 90 จุ ดต อ โดยแบ งเป น 18 ชุ ด แต ละชุ ดมี จุ ดต อที่ ต อถึ งกั น 5 จุ ด

2. เกี่ ยวกั บสายต อวงจรสายไฟหร ือสายต อวงจรที ่เหมาะกั บเบรดบอร ดน้ั น ควรเป นสายทองแดงเดี ่ยวที ่ได ร ับการช ุบด วยน ิเก ิลหร ือ

เง ิน มี ความแข็ งแรงพอสมควร สามารถดั ดหร ือตั ดได ง าย มี ขนาดเส นผ านศ ูนย กลาง 0.4 มิ ลล ิเมตร หรื อใช สายเบอร 22AWG ดั งแสดงในรู ปที่ 4 ทั้ งนี้ หากใช สายที่ มี ขนาดใหญ กว านี้ จะทํ าให แผงโลหะของแผงต อวงจรหลวม ไม สามารถบี บจั บสายไฟได อี ก

ในป จจุ บั นมี ผู ผล ิตสายสํ าหร ับเส ียบต อวงจรบนเบรดบอร ดโดยเฉพาะ โดยทํ าจากสายไฟอ อนบ ัดกร ีเข าก ับขาตั วนํ าที ่ม ีความแข็ ง (คล ายๆ ก ับขาคอนเน็ กเตอร ) แล วหุ มจ ุดเชื ่อมต อด วยท อหดเพื ่อเพิ ่มความแข็ งแรงและป องก ันการหั กงอ

ไม แนะนํ าให ใช สายโทรศั พท ที่ เป นทองแดงล วนๆ เนื่ องจากสายเหล านั้ นมี การอาบนํ้ ายากั นสนิ ม หากนํ ามาใช ต อวงจรทั นที อาจทํ าให วงจรไม ทํ างาน เพราะนํ้ ายาที่ เคลื อบลวดทองแดงอยู มี คุ ณสมบั ติ เป นฉนวนทํ าให กระแสไฟฟ าไม สามารถไหลผ านไปได หากต องนํ ามาใช จริ งๆ ควรใช มี ดขู ดน้ํ ายาที่ เคล ือบอยู ออกเสี ยก อน แต นั่ นเท ากั บว า ได ทํ าลายฉนวนป องกั นสนิ มของลวดทองแดงไปแล ว หากใช ไปสั กระยะหนึ่ งก็ จะเกิ ดสนิ มที่ สายต อวงจรนั้ น เมื่ อนํ ามาใช งานก็ อาจทํ าให วงจรที่ ทํ าการต อนั้ นไม ทํ างานได

ร ูปท่ี 2 แสดงล ักษณะโครงสร างภายในของเบรดบอร ด

Page 3: Fun with LED

LED3

ในบางรุนไมมกีารเชื่อมตอระหวางจุดนี้

ในบางรุนไมมีการเชื่อมตอระหวางจุดนี้

เบรดบอรดรุน 840 จุดตอ (บางยี่หอมีขนาดเทากนั แตจุดตอมีเพียง 800 จุด)

ABCDE

FGHIJ

ABCDE

FGHIJ

ABCDE

FGHIJ

ABCDE

FGHIJ

1 32 4 65 7 98 10

12

11

13

15

14

16

18

17

19

21

20

22

24

23

25

27

26

28 30

29

1 32 4 65 7 98 10

12

11

13

15

14

16

18

17

19

21

20

22

24

23

25

27

26

28 30

29

เบรดบอรดรุน 400 จุดตอ(บางรุนมี 390 จุด)

1 32 4 65 7 98 10

12

11

13

15

14

16

18

17

19

21

20

22

24

23

25

27

26

28

30

29

31

32

34

33

35

36

38

37

40

39

42

41

44

43

46

45

48

47

50

49

52

51

54

53

56

55

58

57

60

59

1 32 4 65 7 98 10

12

11

13

15

14

16

18

17

19

21

20

22

24

23

25

27

26

28

30

29

31

32

34

33

35

36

38

37

40

39

42

41

44

43

46

45

48

47

50

49

52

51

54

53

56

55

58

57

60

59

เบรดบอรดรุน 170 จุดตอ(ไมมีพิกดัพิมพบนเบรดบอรด)

ABCDE

FGHIJ

1 2 43 5 76 8 109 11

13

12

14

15

16

17

ร ูปท่ี 3 แสดงการเชี ่อมต อของจ ุดต ออ ุปกรณ ของเบรดบอร ดขนาดต างๆ

ร ูปท่ี 4 สายต อวงจรที ่ใช กั บเบรดบอร ด ร ูปท่ี 5 การเตร ียมอุ ปกรณ เพ่ื อต อวงจร

Page 4: Fun with LED

4LED

3. การต อวงจรและการวางอุ ปกรณ บนแผงต อวงจรในรู ปที่ 5 เป นการตั วอย างการเตรี ยมสายต อวงจรและดั ดขาอุ ปกรณ เพื่ อเตรี ยมติ ดตั้ งลงบนเบรดบอร ด

การต อวงจรที่ ดี ควรจั ดให เป นระเบี ยบ ตรวจสอบได ง าย ใช สายต อวงจรในปริ มาณที่ เหมาะสม ควรต อวงจรในล ักษณะไล จากซ ายไปขวา และจากบนลงล าง โดยก ําหนดให อ ินพ ุตของวงจรอยู ทางซ ายหร ือทางตอนล าง ส วนเอาต พุ ตอยู ทางขวาหรื อตอนบน ทั้ งนี้ เพื ่อให ง ายต อการตรวจสอบในกรณ ีที่ ต อวงจรแล ววงจรไม ทํ างาน และช วยในการแก ไขในกรณี ที่ ต องดั ดแปลงวงจรบางส วน ทํ าให ไม ต องรื้ อวงจรแล วต อใหม ทั้ งหมด

ในรู ปที่ 6 เป นตั วอย างการต อวงจรบนเบรดบอร ดจากวงจรที่ ต องการทดลอง

ร ูปท่ี 6 ขั ้นตอนการต ออ ุปกรณ บนเบรดบอร ดเพ่ื อสร างวงจร6.1 วงจรที ่ต องการต อ6.2 เสี ยบต ัวต านทาน 510 ลงบนเบรดบอร ด6.3 เส ียบ LED ต ออน ุกรมก ับต ัวต านทาน 510 ขาสั ้นค ือแคโทดขายาวค ือแอโนด6.4 ต อสายจากกะบะถ านที่ ติ ดตั้ งแบตเตอรี่ AA 2 ก อน จ ายไฟหากท ุกอย างถ ูกต อง LED ต องติ ดสว าง

6.1 6.3

6.4

6.2

1. เบรดบอร ดหรื อแผงต อวงจร ขนาด 170 จุ ด

2. สายต อวงจรเบอร 22AWG จํ านวน 25 เส น คละสี

3. ตั วต านทาน 1/4 W 5% หรื อ 1%

120 2 ตั ว 220 2 ตั ว 510 2 ตั ว1k 2 ตั ว 10k 1 ตั ว

4. LED สี แดง 6 ตั ว

5. LED สี เขี ยว

6. LED สี เหลื อง

7. LED สี แดงแบบกะพริ บได

8. LED 7 สี

. สวิ ตช กดติ ดปล อยดั บ 2 ขา แบบลงแผ นวงจรพิ มพ

10. กะบะถ าน AAA 2 ก อน

11. แบตเตอรี่ AAA 2 ก อน

12. มอเตอร ไฟตรง 3V พร อมสายต อ

Page 5: Fun with LED

LED5

รู ปท่ี A1 : วงจรขั บ LED

4. วงจรทดลองเพื่ อใช งานเบรดบอร ดหล ังจากที ่รู จั กกั บเบรดบอร ดหรื อแผงต อวงจรแล ว เพื ่อให เกิ ดประโยชน รอบด าน จ ึงม ีตั วอย างการต อวงจร

อิ เล็ กทรอนิ กส เพื่ อให เห็ นถึ งการใช งานเบรดบอร ดหรื อแผงต อวงจรในการสร างวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างาน

มี วงจรและตั วอย างการต อวงจรบนเบรดบอร ดแสดงในรู ปท่ี A1 ตํ าแหน งการต ออาจเปลี่ ยนแปลงได ตามต องการ ในวงจรนี ้เป นการต อวงจรเพื่ อขั บ LED ให สว าง ตั วต านทาน R1 ทํ าหน าที่ จ ํากั ดกระแสให แก LED การต อLED ต องระมั ดระวั งเรื่ องขาด วย หากต อกลั บขั้ ว LED จะไม ทํ างาน และอาจส งผลให ตั ว LED เสี ยหายได

จากนั้ นทดลองเปลี่ ยน LED เป น LED สี เขี ยวและเหลื อง สั งเกตการทํ างานและความสว างของ LED หากLED ไม สว างมาก ให เปลี่ ยนค าของตั วต านทานเป น 220 หรื อ 150

Page 6: Fun with LED

6LED

มี วงจรและการต อวงจรเพื่ อทดสอบการทํ างานแสดงตามรู ปท่ี A3-1 เป นการต อยอดจากวงจรที่ A1-1 โดยเพิ่ มจํ านวน LED ด วยการต อขนานเข าไปตรงๆ เหมาะกั บการใช งาน LED จํ านวนไม มาก (3 ถึ ง 4 ดวง) หากต องการเพิ่ มจํ านวน LED มากๆ ควรต อตั วต านทานจํ ากั ดกระแสไฟฟ าแยกตามจํ านวนของ LED ที่ ต อพ วงกั น

มี วงจรเหมื อนกั บวงจรที่ 1 แต เปลี่ ยน LED เป นแบบกะพริ บได วิ ธี การสั งเกตคื อ มองเข าไปท่ี ส วนหั วของLED จะเห็ นจุ ดเล็ กๆ สี ดํ า นั่ นคื อตั วชิ ปท่ี ทํ าหน าที่ เป นตั วควบคุ มให LED กะพริ บเมื่ อได รั บไบแอสตรง

รู ปท่ี A2 : วงจรขั บ LED ชนิ ดกะพริ บได

LED1

LED2

LED3

R1510

BATT13V

รู ปท่ี A3 : วงจรขั บ LED 3 ดวงขนานกั น

Page 7: Fun with LED

LED7

โดยปกติ LED ที่ ใช งานทั่ วไปมี ขาต อใช งาน 2 ขา และให แสงสี เดี่ ยว มารู จั กกั บ LED ที่ ให แสงสี 2 สี ในตั วถั งเดี ยวกั น เพื่ อนํ าไปใช งานได อย างถู กต อง ในรู ปท่ี A4-1 แสดงรู ปร างหน าตา การจั ดขา และโครงสร างวงจรภายในของ LED 2 สี แบบ 3 ขา ชนิ ดแคโทดร วม หากต องการให LED ติ ดสว างเป นสี ใด ให ป อนแรงดั นบวกเข าที่ ขาแอโนดของสี นั้ นๆ ส วนขาร วมที่ เป นแคโทดให ต อลงกราวด หรื อต อขั้ วลบของแหล งจ ายไฟ

ในรู ปที่ A4-2 เป นตั วอย างการทดสอบให LED 2 ส ีทํ างานข ับส ีแดงหรื อเขี ยว จะส ังเกตว า ต ัวต านทานท่ี ใช ในการจ ําก ัดกระแสไฟฟ าให LED ในแต ละส ีม ีค าไม เท าก ัน ต ัวต านทานของ LED ส ีแดงปกต ิจะม ีค ามากกว า เน่ื องจาก LED ส ีแดงม ีประส ิทธ ิภาพในการส องสว างมากกว า จ ึงต องการกระแสไฟฟ าน อยกว าสี เข ียวท่ี ความสว างเท าก ัน

รู ปที่ A4-1 รู ปร างหน าตา การจั ดขาและโครงสร างวงจรภายในของ LED 2สี แบบ 3 ขา ชนิ ดแคโทดร วม

รู ปที ่ A4-2 วงจรและการต อวงจรเพ่ื อทดสอบการทํ างานของ LED 2 สี 3 ขา แบบแคโทดร วม

Page 8: Fun with LED

8LED

ขอแนะนํ า LED ที่ ให แสงสี 7 สี แบบเลื อกได ว าจะให แสดงสี เดี่ ยวๆ หรื อวน 7 สี แบบอั ตโนมั ติ โดยป อนพั ลส ลอจิ ก “0” เข าที่ ขาควบคุ ม ในรู ปท่ี A5-1 แสดงหน าตาและการจั ดขาของ LED พิ เศษตั วนี้

ในรู ปที่ A5-2 แสดงการต อ LED 7 สี แบบควบคุ มได ที่ ขาไฟเลี้ ยง +V ยั งสามารถต อตั วต านทานเพื่ อจํ ากั ดกระแสไฟฟ าและควบคุ มความสว างได ส วนขาควบคุ ม Mode นั้ นต อกั บสวิ ตช กดติ ดปล อยดั บลงกราวด เพื่ อรอรั บลอจิ ก “0” จากการกดสวิ ตช ต อลงกราวด เพื่ อนํ าไปเปลี่ ยนสี และโหมดการแสดงผล

รู ปที่ A5-1 หน าตาและการจ ัดขาของ LED 7 สี แบบควบคุ มได

คุ ณสมบั ติ ทางเทคนิ คที่ สํ าคั ญ

ขนาดเส นผ านศู นย กลาง 5 มม.

มี 3 ขา ประกอบด วย ขาต อไฟเลี้ ยง+3V, กราวด และขาควบคุ ม

แสดงได 7 สี คื อ แดง, เขี ยว, นํ้ าเงิ น.เหลื อง. ฟ า, ชมพู และ ขาว

เลื อกการแสดงผลแบบสี เดี่ ยวๆ ที ละสี หรื อวนแสดง 7 สี ต อเน่ื อง

รู ปที ่ A5-2 วงจรใช งาน LED 7 ส ีแบบควบค ุมได อย างง าย

INNOVATIVE EXPERIMENT

108 ซ.สุ ขมวิ ท 101/2 ถ.สุ ขุ มวิ ท แขวงบางนา เขตบางนา กรุ งเทพฯ 10260โทรศั พท 0-2747-7001-4 โทรสาร 0-2747-7005 www.inex.co.th / email : [email protected]