อนาล็อกอินพุท

ไมโครคอนโทรลเลอร์ อนาล็อก อินพุต ARDUINO MICROCONTROLLER ครูสุวิทย์ พรผดุงธรรม

สาขาวิชา : ไฟฟา กำลงั ใบข้ันตอนการปฏบิ ตั งิ าน หนาท่ี ช่อื วชิ า : ไมโครคอนโทรเลอร รหัสวชิ า: 30104 - 2104 แผน ท่ี : งาน : การเขียนโปรแกรมเชอ่ื มตอ สวติ ช ข้นั ตอนการปฏบิ ตั ิงาน แหลงขอ มูล ABCDE ๑. เตรียมคอมพวิ เตอรแ ละ software ๒. การเขยี นโปรแกรมเชอ่ื มตอสวิตช  ๓. ตรวจสอบผลงาน  ๔. เก็บเครือ่ งมือ  ๕. ทำความสะอาด   หมายเหตุ A : ประสบการณ B : ผเู ช่ียวชาญ C : ผูชำนาญ D : สังเกตฯ E : คูม อื การทำงาน

ตารางวเิ คราะหหวั ขอ ยอย การเขียนโปรแกรมเชอ่ื มตอ สวิตช ขน้ั ตอนการ ความรู ระดบั (IS) ทกั ษะ ระดับ (PS) ปฏบิ ัติงาน Knowledge RAT Skill I CA Step of ๑. เตรยี ม Operation ๑.๑ ช่ือ Software และ เครอื่ งมอื และ ๑. เตรยี ม คณุ สมบัตขิ องคอมพิวเตอรที่ Software ในการ คอมพิวเตอรแ ละ รองรบั การใชงาน เขยี นโปรแกรมได software ๑.๒ หนา ท่ขี อง Software ๑.๓ วิธีใชเ ครอ่ื งมอื ตา งๆของ ๒. เขยี น ๒. เขียนโปรแกรม Software โปรแกรมเช่อื มตอ เชือ่ มตอสวติ ช ๑.๔ วิธบี ำรงุ รกั ษาคอมพิวเตอร สวิตช ๓. ตรวจสอบผลงาน และ Software ๓. ตรวจสอบ ๔. เกบ็ เคร่อื งมอื ๒.๑ รูปแบบการเขยี นโปรแกรม ผลงานได ๕. ทำความสะอาด เช่ือมตอ สวิตช ๔. เก็บเครอ่ื งมอื และอุปกรณได ๓.๑ วิธีตรวจสอบผลงาน ๕. ทำความ ๔.๑ วธิ จี ัดเก็บเคร่อื งมอื สะอาดได ๔.๒ ขอ ควรระวังการเกบ็ เคร่ืองมอื ๕.๑ วธิ ีใชอ ปุ กรณท ำความสะอาด หมายเหตุ ระดบั (IS)ทางสตปิ ญ ญา ระดับ(PS)ทางทกั ษะฝมือ ระดับความสามารถ R : ฟน คนื ความรู I : เลียนแบบ IS : ทางสตปิ ญญา A : ประยกุ ตค วามรู C : ทำถกู ตอ ง PS : ทางทักษะฝม ือ T : สง ถา ยความรู A : ชำนาญ

หนวยการเรยี นรูและสมรรถนะประจำหนว ย ชื่อหนวย สมรรถนะ คุณลกั ษณะทพี่ งึ ประสงค แสดงพฤติกรรมลักษณะนสิ ัย หนวยที่ 5 การเขยี น ความรู ทักษะ มีวนิ ัย มีความรบั ผดิ ชอบ โปรแกรมเชื่อมตอสวติ ช แสดงความรเู ก่ียวกบั รูปแบบ เขยี นโปรแกรมเชอื่ มตอ รูจักดำรงตนอยโู ดยใชหลัก การเขียนโปรแกรมเช่อื มตอ สวิตช ปรัชญาของเศรษฐกจิ สวิตช พอเพยี ง

แผนการจัดการเรียนรูม งุ เนน สมรรถนะ หนวยท่ี 5 ชอ่ื หนวย การเขยี นโปรแกรมเชอื่ มตอ สวติ ช สอนครั้งท่ี 5 ชั่วโมงรวม 5 ชั่วโมง จำนวน 5 ช่วั โมง ๑. สาระสำคญั การตอสวิตชกับไมโครคอนโทรลเลอร Arduino จากคุณสมบัติของพอรตดิจิตอลในบอรด Arduino ซึ่งมีพอรตดิจิตอลทั้งหมด 14 พอรตนั้นสามารถกําหนดให เปนไดทั้งพอรต เอาตพุตและอินพุต เมื่อกําหนดใหเปนพอรตอินพุตแลวสามารถใน สาหรับรับคาสัญญาณไฟฟาจาก อุปกรณอ นิ พุตตา ง ๆ ไดเพ่อื นําไปใชใ นการควบคุมการทํางานของวงจรเอาตพตุ ท่อี อกแบบไว ตวั อยางอปกรณอินพุต ไดแก สวิตชหรอื ปุมกด สวิตชหรือปุมกด สัญญาณอินพุตทีพ่ อรตไมโครคอนโทรลเลอร Arduino มีการเปล่ียนแปลง สถานะอยู 2 สภาวะ คอ ลอจกิ “1” กับ ลอจิก “0” ๒. สมรรถนะประจำหนว ย ๒.๑ แสดงความรเู กี่ยวกบั รปู แบบการเขียนโปรแกรมเชื่อมตอ สวิตช ๒.๒ เขยี นโปรแกรมเช่อื มตอสวติ ช ๒.๓ แสดงพฤตกิ รรมลักษณะนสิ ัย มีวินยั มีความรบั ผิดชอบ รจู กั ดำรงตนอยูโดยใชหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพียง ๓. จุดประสงคการเรยี นรู ๓.๑ ดา นความรู ๑. อธิบายรปู แบบการเขียนโปรแกรมเชื่อมตอสวติ ชไดอ ยางถูกตอ ง ๒. บอกวธิ บี ำรงุ รกั ษาคอมฯไดอยา งถกู ตอ ง ๓. บอกขอ ควรระวังในการใช Software และ คอมฯ ไดอ ยางถกู ตอง ๔. อธบิ ายวิธีตรวจสอบผลงานไดอ ยา งถกู ตอ ง ๕. อธบิ ายวิธีจัดเก็บเคร่ืองมือไดอยา งถูกตอ ง ๖. อธิบายวิธีใชอปุ กรณท ำความสะอาดไดอ ยางถูกตอง ๓.๒ ดานทักษะ ๑. เตรียม Software และคอมฯ ไดอยางถูกตอง ๒. เขยี นโปรแกรมเชอ่ื มตอ สวิตชไดอยา งถูกตอง ๓. เกบ็ เคร่ืองมอื และอปุ กรณคอมฯ ไดอ ยา งถูกตอ ง ๔. ทำความสะอาดพ้นื ทเ่ี ขียนแบบไดอยา งถกู ตอง

แผนการจดั การเรียนรมู งุ เนน สมรรถนะ หนวยท่ี 5 ชอ่ื หนวย การเขียนโปรแกรมเชื่อมตอ สวติ ช สอนครงั้ ที่ 5 ช่วั โมงรวม 5 ช่ัวโมง จำนวน 5 ชว่ั โมง ๓. จุดประสงคการเรยี นรู ๓.๓ ดา นคุณลกั ษณะที่พงึ ประสงค ๑. ประพฤติตนตรงตอ เวลา (มวี ินยั ) ๒. ปฏิบตั งิ านทไ่ี ดรบั มอบหมายสำเรจ็ ตามทก่ี ำหนด (ความรบั ผดิ ชอบ) ๓. ใชวัสดถุ กู ตอง พอเพยี งและเหมาะสม (หลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพียง) 4. เน้ือหาสาระการเรยี นรู การตอ สวิตชกับไมโครคอนโทรลเลอร Arduino จากคุณสมบัติของพอรตดิจิตอลในบอรด Arduino ซึ่งมีพอรตดิจิตอลทั้งหมด 14 พอรตนั้นสามารถกําหนดให เปนไดทั้งพอรตเอาตพุตและอินพุต เมื่อกําหนดใหเปนพอรตอินพุตแลวสามารถใน สาหรับรับคาสัญญาณไฟฟาจาก อุปกรณอินพตุ ตาง ๆ ไดเพื่อนําไปใชในการควบคุมการทาํ งานของวงจรเอาตพุตที่ออกแบบไว ตัวอยางอปกรณอ นิ พุต ไดแก สวิตชหรือปุมกด สวิตชหรอื ปุมกด สัญญาณอินพุตที่ พอรต ไมโครคอนโทรลเลอร Arduino มีการเปล่ียนแปลง สถานะอยู 2 สภาวะ คอ ลอจกิ “1” กับ ลอจกิ “0” ตัวอยางสวติ ซอินพตุ แสดงในรปู ท่ี 1 รูปที่ 1 สวิตซอ ินพตุ รูปรา งตาง ๆ การตอสวิตซเขาพอรตไมโครคอนโทรลเลอร Arduino สามารถตอใชง านได 2 แบบ ไดแก การตอสวติ ชแ บบแอ็ค ทีฟ ไฮท (Active high) และการตอสวิตชแบบแอ็คทีฟ โลว (Active low) สําหรับการตอสวิตชแบบแอ็คทีฟ ไฮท (Active high) เปน การตอจากแหลงจายไฟผา นสวิตซแ ละตัวตานทานลงกราวนด จดุ ตอระหวา งขาสวติ ซกับตัวตานทาน ตอ เขาที่พอรตไมโคคอนโทรลเลอร Arduino ลักษณะการตอตัวตานทานแบบนี้เรียกวา การตอตัวตานทานแบบพู ลดาวน (Put down resistor) แสดงในรูปท่ี 2 ลักษณะการทาํ งานของวงจรน้ี ขณะยังไมกดสวิตซท ่ีขาอินพุตของพอรต ไมโครคอนโทรลเลอรมีคาเปนลอจิก “0” เมื่อใดท่ีกดสวิตซ ที่พอรตของไมโครคอนโทรลเลอรมคี าเปน ลอจิก “1” ซึ่ง ลักษณะการเปล่ียนแปลงท่ีขาอนิ พุตนี้นาํ ไปใชส ําหรับการ เขยี นโปรแกรมรับคาอนิ พตุ ทางดจิ ติ อลตอ ไป

แผนการจดั การเรยี นรมู งุ เนน สมรรถนะ หนวยท่ี 5 ชอ่ื หนวย การเขียนโปรแกรมเชอ่ื มตอสวิตช สอนคร้ังที่ 5 ช่วั โมงรวม 5 ชั่วโมง จำนวน 5 ชวั่ โมง รปู ท่ี 2 การตอสวิตซแ บบแอค็ ทีฟ ไฮท (Active high) การตอวงจรวสวิตชแบบ Pull Up ตอวงจรตามรูปน้ี รูปท่ี 3 การตอ วงจรวสวติ ชแบบ Pull Up (Active high)

แผนการจัดการเรยี นรมู ุง เนนสมรรถนะ หนว ยที่ 5 ชอื่ หนว ย การเขียนโปรแกรมเช่อื มตอ สวิตช สอนครั้งท่ี 5 ชัว่ โมงรวม 5 ช่ัวโมง ตัวอยา งโคด จำนวน 5 ชวั่ โมง สวนการตอสวิตซแบบแอ็คทีฟโลว (Activelow) เปนการตอจากแหลงจายไฟผานตัวตานทานและผานสวิตชลง กราวนด จุดตอ ระหวา งขาตัวตานทานกับสวติ ชต อเขา พอรตดจิ ติ อลของไมโครคอนโทรลเลอร Arduino ลักษณะการตอ ตัวตานทาน แบบนเ้ี รียกวา การตอตัวตานทานแบบพูลอัป แสดงในรูปที่ 5.3 ลักษณะการทาํ งานของวงจรนี้ ขณะยังไม กดสวิตซที่ขาอินพุตของพอรตไมโครคอนโทรลเลอรมีคาเปนลอจิก “1” แตเมื่อกดสวิตชที่พอรตของ ไมโครคอนโทรลเลอรม ีคาเปน ลอจกิ “0” ซึ่งลักษณะการเปลี่ยนแปลงทีข่ าอินพุตน้นี าํ ไป ใชส าํ หรบั การเขยี นโปรแกรม รับคาอินพุตทางดิจิตอลตอไป จากวงจรทั้ง 2 แบบนี้วงจรที่นิยมนํามาออกแบบสําหรับการ ตอวงจรรวมกับ ไมโครคอนโทรลเลอรค ือวงจรการตอสวติ ชแ บบแอค็ ทีฟ โลว (Activelow) เน่ืองจากชวยในการปองกัน สญั ญาณรบกวน จากภายนอกไดดีกวาการตอสวติ ชแ บบ แอ็คทฟี ไฮท (Active high)

แผนการจัดการเรยี นรมู งุ เนน สมรรถนะ หนวยที่ 5 ช่อื หนว ย การเขยี นโปรแกรมเชอ่ื มตอ สวิตช สอนคร้งั ที่ 5 ชวั่ โมงรวม 5 ช่ัวโมง จำนวน 5 ช่วั โมง รูปท่ี 4 การตอ สวติ ซแบบแอค็ ทฟี โลว การตอวงจรสวิตชแบบ Pull down ตอวงจรตามรปู น้ี รปู ท่ี 5 การตอ วงจรสวติ ชแ บบ Pull down (Active low)

แผนการจัดการเรียนรมู ุง เนนสมรรถนะ หนวยที่ 5 ชือ่ หนว ย การเขียนโปรแกรมเชื่อมตอ สวิตช สอนครง้ั ท่ี 5 ชวั่ โมงรวม 5 ชั่วโมง ตวั อยา งโคด จำนวน 5 ช่วั โมง จากการตอ สวิตชสวติ ชแบบแอค็ ทีฟ ไฮท (Active high) หรอื แบบแอค็ ทีฟ โลว (Active low) มีปญ หาท่ีเกิดข้ึนใน การใชสวิตชแบบหนาสัมผัสคือ ขณะกดสวิตชและปลอยสวิตชนั้นเกิดการแตะกัน ของหนา สัมผัสหลาย ๆ ครั้งเกิดขนึ้ จากปญหาดังกลา วทําใหไมโครคอนโทรลเลอรส ามารถอานคา ท่ี ไดจากสมั ผสั หลาย ๆ คร้ังน้ันได ซ่ึงเปนสาเหตุท่ีทําให ไมโครคอนโทรลเลอรทํางานผิดพลาดตาม โปรแกรมท่ีเขยี นขนึ้ ได แสดงในรปู ท่ี 6 รูปท่ี 6 การเกดิ สญั ญาณรบกวน ขณะกดและปลอ ยสวติ ซ

แผนการจดั การเรยี นรมู งุ เนน สมรรถนะ หนวยที่ 5 ช่อื หนวย การเขยี นโปรแกรมเชื่อมตอสวิตช สอนครง้ั ที่ 5 ช่วั โมงรวม 5 ชั่วโมง การใชง าน Internal pullup ตอ วงจรดังรูป งา ย ๆ ไมตองมี R จำนวน 5 ชวั่ โมง รูปที่ 7 วงจร Internal pullup ไมมี R ตวั อยา งโคด

แผนการจดั การเรยี นรูมงุ เนน สมรรถนะ หนวยท่ี 5 ช่อื หนวย การเขียนโปรแกรมเช่อื มตอสวติ ช สอนครั้งท่ี 5 ชัว่ โมงรวม 5 ชั่วโมง จำนวน 5 ชว่ั โมง 5. ดำเนนิ การสอน 5.1. การนำเขาสบู ทเรียน 5.1.1 ครเู รยี กชอ่ื นกั เรียน พรอ มท้ังบันทกึ ลงในแบบประเมนิ คณุ ธรรม จริยธรรม 5.1.3 ผูเรยี นทำแบบทดสอบกอ นเรยี น โดยใชแบบทดสอบกอ นเรยี น 5.1.4 ครูผูสอน บอกความสำคัญของการเขยี นโปรแกรมเชือ่ มตอ สวิตช 5.2. การเรยี นรู 5.2.1 ครใู ชสื่อเพาเวอรพอยตในการนำเสนอความรูเ ก่ียวกบั การเขียนโปรแกรมเชื่อมตอ สวิตช 5.2.2 ครใู หนกั เรยี นเขยี นโปรแกรมเชื่อมตอ สวติ ช 5.2.3 ครูใหผ เู รียนทำแบบทดสอบหลังเรยี น 5.3. การสรปุ 5.3.1 ครสู มุ เรียกนักเรียนออกมาสรปุ เน้อื หาท่ไี ดเ รียนมาทลี ะคนจนครอบคลุมเนื้อหาทั้งหมด โดยครูชวย ใหค ำแนะนำ และอธิบายเพ่ิมเตมิ 5.3.2 ครใู หนกั เรยี นตอบคำถามเพือ่ สรา งความสนใจใหน ักเรยี นเกดิ ความอยากรอู ยากเหน็ เพ่มิ ข้นึ 5.4. การวดั ผลและประเมินผล 5.4.1 ครตู รวจและเกบ็ คะแนนประจำใบงานเร่อื ง การเขียนโปรแกรมเชอ่ื มตอ สวิตช 5.4.๒ ครูเฉลยและใหนักเรียนแกไขสว นที่ผิดและทำความเขาใจใบงานเรื่อง การเขียนโปรแกรมเชื่อมตอ สวิตช 5.4.๓ ครูเนนย้ำใหนักเรียนตระหนักถึงหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียงในสวนของ ความละเอียด รอบคอบ ความมวี ินยั ตรงตอเวลา และมจี ิตอาสา

แผนการจดั การเรียนรูม ุงเนนสมรรถนะ หนวยท่ี 5 ชอ่ื หนวย การเขียนโปรแกรมเชือ่ มตอ สวติ ช สอนครั้งท่ี 5 ชัว่ โมงรวม 5 ชั่วโมง 6. สอื่ การเรยี นรู/ แหลงการเรียนรู จำนวน 5 ชว่ั โมง 6.1. ส่ือส่งิ พมิ พ 6.2. PowerPoint 6.3. ส่ือ YouTube 6.4. อน่ื ๆ 7. เอกสารประกอบการเรียนรู (ใบความรู ใบงาน ใบมอบหมายงาน) 7.1. ใบเน้อื หา 7.2. แบบทดสอบกอ นเรยี น 7.3. แบบทดสอบหลังเรยี น 8. การบรู ณาการ/ความสมั พนั ธก บั วชิ าอนื่ บรู ณาการกบั หลักปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียง 8.1. นักเรยี นมีเหตผุ ลในการเขียนโปรแกรมเชื่อมตอสวติ ช 8.2. นักเรียนมีความพอประมาณในการใชวสั ดแุ ละเครือ่ งมืออยา งเหมาะสม 8.3. นักเรียนมีภูมิคมุ กนั เก่ียวกับ ความสนใจใฝร ู ความมวี ินัยและตรงตอเวลา 9. การวดั และประเมนิ ผล 9.1. กอ นเรยี น 9.1.1. แบบทดสอบกอ นเรียน จำนวน 10 ขอ 9.2. ขณะเรยี น 9.2.1. ใบงาน เรื่องการเขียนโปรแกรมเชือ่ มตอสวติ ช 9.3. หลงั เรยี น 9.3.1. แบบทดสอบหลังเรยี น จำนวน 10 ขอ