หุ่นยนต์ uKit Explore

3. photocurrent สอ่ งผ่าน photoresistor ท่แี รงดนั ไฟฟ้าท่กี ำหนดและจะเพมิ่ ขนึ้ ตามความเขม้ แสง เซนเซอร์แสงในอาคารไม่ทำงานในระหว่างวันไม่ว่าจะมีเสียงหรือไม่ ไฟบนท้องถนนจะเปิดโดย อัตโนมัติเมื่อมืด สิ่งเหล่านี้เป็นแอปพลิเคชันทั่วไปของอุปกรณ์ที่ไวต่อแสง ตอนนี้จะทำการทดลองกบั photoresistor และบอรด์ uKit Explore อปุ กรณ์ จำนวน บอร์ด uKit explore 1 บอร์ดทดลอง (Breadboard) 1 Photoresistor 1 ไฟ LED 1 ตวั ตา้ นทาน (220 kΩ resistor) 1 ตวั ต้านทาน (1 kΩ resistor) 1 สายไฟ (Connecting cable) N/A อุปกรณ์ท่จี ำเป็น 6.10.5 แผนภาพวงจร 196

6.10.6 วธิ กี ารเดนิ สาย จากภาพด้านลา่ ง ทำการเช่อื มต่อไฟ LED และ photoresistor ทำการตอ่ ตวั ต้านทาน 1 kΩ กบั ไฟ LED และต่อตวั ต้านทาน 220Ω เขา้ กบั photoresistor หมายเหต:ุ เชอ่ื มต่อไฟ LED กบั ขาสญั ญาณ D6 ของบอรด์ uKit Explore เชือ่ มต่อ photoresistor กบั ขาสญั ญาณ A5 ของบอรด์ uKit Explore การเชอ่ื มตอ่ ฮารด์ แวร์ โปรเจกต์น้ีต้องใช้บอรด์ ทดลองและชิ้นส่วนอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์หลายช้ิน เชื่อมตอ่ สายจมั เปอร์สำหรับ บอร์ดทดลองกับขาสัญญาณดิจิทัลบนบอร์ด uKit Explore โดยให้ความสำคัญกับการต่อขาสัญญาณ ขั้วบวกและขั้วลบของไฟ LED นอกจากนีจ้ ำเป็นต้องเชื่อมต่อบอร์ด uKit Explore กับคอมพิวเตอร์ผ่าน สาย USB ตอนนจ้ี ะเช่ือมต่อกับ LED photoresistor ตัวต้านทาน 220 kΩ และตัวตา้ นทาน 1 kΩ หมายเหต:ุ ไม่ควรเชอ่ื มตอ่ แบตเตอรี่ 6.10.7 โปรแกรมตวั อย่าง เปิดซอฟต์แวร์ Arduino IDE สามารถเปิดโปรแกรมตัวอย่างได้ที่ File > Examples > uKit Explore 2.0 > Chapter 6 > Section 10 > Induction_lamp แนะนำใหป้ ้อนข้อมูลโปรแกรมด้วย ตัวเองเพื่อสร้างความค้นุ เคยกับโปรแกรม นค้ี อื โปรแกรมตวั อย่าง 197

/* * uKit Explore 2.0 * <Chapter 6> * <Section 9> * 6.10.1 Photoresistor * 512=2.5V, increase the val value to increase the sensitivity of the sensor; * Decrease the value to decrease the sensitivity of the sensor. */ #include\"uKitExplore2En.h\" int LdrPin = A5; //Define variable Ldr as 5 for the voltage reading port. int ledPin = 6; //Set the digital IO pin for the LED int val = 0; //Define the variable i void setup() { pinMode(ledPin,OUTPUT); //Set the digital pin as output Initialization(); } void loop() { val = analogRead(LdrPin); //Read the value from the sensor if(val<70)//Adjust according to the serial port { digitalWrite(ledPin, LOW);//The LED turns off in strong light. } else { digitalWrite(ledPin, HIGH); //The LED turns on in dim light. } Serial.println(val); delay(100); } หลังจากป้อนข้อมูลเสร็จให้ทำการกด Verify เพื่อตรวจสอบความผิดพลาดของโปรแกรม คุณ สามารถเร่มิ การอปั โหลดโปรแกรมไดห้ ลังจากตรวจสอบเสรจ็ แล้วเพ่ือแนใ่ จว่าไม่มีขอ้ ผดิ พลาด ทำการกด Upload และ IDE จะสง่ ข้อมลู โปรแกรมไปยงั บอรด์ uKit Explore 198

6.10.8 การทดลอง หลงั จากทำตามขั้นตอนขา้ งตน้ แล้ว ไฟ LED จะดบั ลงในทที่ ม่ี แี สงสวา่ งเพยี งพอและเปิดในที่ทม่ี ี แสงสวา่ งนอ้ ย เปดิ หน้าต่างมอนเิ ตอร์พอร์ตอนุกรมใน Arduino IDE สามารถดูขอ้ มูลดงั ต่อไปนี้ 6.10.9 การทดลองเพม่ิ เติม หลงั จากเสรจ็ ส้นิ ขัน้ ตอนขา้ งต้น ลองเพ่มิ photoresistor จำนวน 2 ตัวและไฟ LED จำนวน 2 ตัว ลองเขยี นโปรแกรมควบคุม บทที่ 2 หุน่ ยนตต์ ิดตามแสง ปัจจบุ นั พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทสี่ ะอาดท่สี ดุ และเป็นพลงั งานรูปแบบใหมส่ ำหรบั มนษุ ย์ อย่างไมต่ ้องสงสยั หุ่นยนตท์ อ่ี อกแบบในส่วนน้ีจะใช้พลงั งานจากพลังงานไฟฟา้ ท่ีถกู แปลงมาจากพลังงาน แสงอาทติ ย์ โดยจะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และเทคโนโลยีเซนเซอร์และระบบติดตามแสงอัตโนมัติ ตอนน้ี จะใช้ uKit Explore ชิน้ ส่วนอิเลก็ ทรอนกิ สแ์ ละสว่ นประกอบโครงสร้างเพ่อื จำลองหุน่ ยนตต์ ดิ ตามแสง ดูภาคผนวกสำหรับการตอ่ ประกอบ 199

อปุ กรณท์ ่จี ำเปน็ 200

6.10.10 แผนภาพวงจร 6.10.11 วิธีการเดินสาย จากภาพดา้ นล่าง ทำการเชอื่ มต่อ photoresistor และตอ่ ตัวตา้ นทาน 10 kΩ จำนวน 5 ตัว หมายเหต:ุ เชอ่ื มตอ่ photoresistor กับขาสญั ญาณ A1, A2, A3, A4 และ A5 ของบอรด์ uKit Explore หมายเหต:ุ อย่าเช่อื มต่อ 5V และ GND รว่ มกันเนื่องจากอาจทำใหเ้ กดิ ไฟฟา้ ลัดวงจร การเชอ่ื มตอ่ ฮาร์ดแวร์ โปรเจกต์น้ตี อ้ งใช้บอร์ดทดลองและชนิ้ ส่วนอเิ ล็กทรอนิกส์หลายชิ้น เช่ือมต่อสายจัมเปอร์สำหรับ บอร์ดทดลองกับขาสัญญาณดิจิทัลบนบอร์ด uKit Explore โดยให้ความสำคัญกับการต่อขาสัญญาณ ขั้วบวกและขั้วลบของไฟ LED นอกจากนีจ้ ำเป็นต้องเชือ่ มต่อบอร์ด uKit Explore กับคอมพิวเตอร์ผ่าน สาย USB ตอนนี้จะเชื่อมต่อกับ photoresistor จำนวน 5 ตัว ต้านทาน 10 kΩ และ เซอร์โวมอเตอร์ 1 และ 2 201

หมายเหตุ: ก่อนอ่นื ให้ใช้สาย USB เพื่อเชื่อมต่อกบั บอรด์ uKit explore และสังเกตหน้าต่างมอนเิ ตอร์เพอ่ื ดูว่า photoresistor ทำงานถูกต้องหรอื ไม่ หากทำงานถูกตอ้ ง จะสามารถเชอ่ื มตอ่ แบตเตอร่ี ถ้าหนา้ ตา่ งมอนเิ ตอร์แสดงขอ้ ความผิดพลาด อยา่ ทำการ เชอ่ื มตอ่ แบตเตอร่ี 6.10.12 โปรแกรมตวั อยา่ ง เปิดซอฟต์แวร์ Arduino IDE สามารถเปิดโปรแกรมตัวอย่างได้ที่ File > Examples > uKit Explore 2.0 > Chapter 6 > Section 10 > Follow_the_light แนะนำให้ป้อนข้อมลู โปรแกรมดว้ ย ตัวเองเพอ่ื สร้างความคนุ้ เคยกับโปรแกรม นค้ี อื โปรแกรมตวั อย่าง /* uKit Explore 2.0 <Chapter 6> <Section 10> 6.10.2 Light follower robot EN: Photoresistor Increase the val value to increase the sensitivity of the sensor, Decrease the value to decrease the sensitivity of the sensor. */ #include\"uKitExplore2En.h\" float val = 0; //Define variable i void setup() { Initialization(); } void loop() { double error = 0; int adc[5] = {0}; static int readval = 0; adc[0] = analogRead(A1); adc[1] = analogRead(A2); adc[2] = analogRead(A3); 202

adc[3] = analogRead(A4); adc[4] = analogRead(A5); error += adc[0]; error += adc[1]; error -= adc[3]; error -= adc[4]; error *= 0.1; Serial.println(error); //delay(400); if (readval == 0) { for (int i = 0; i < 10; i++) { error = 0; adc[0] = analogRead(A1); adc[1] = analogRead(A2); adc[2] = analogRead(A3); adc[3] = analogRead(A4); adc[4] = analogRead(A5); error += adc[0]; error += adc[1]; error -= adc[3]; error -= adc[4]; error *= 0.1; } val = error; readval = 1; } if (error > val - 2) { action('r'); } else if (error < val + 2) { action('l'); 203

} } void action(char dir) { if (dir == 'r') { setServoTurn(1, 0, 100); //Servo, direction, speed setServoTurn(2, 0, 100); } else if (dir == 'l') { setServoTurn(1, 1, 100); setServoTurn(2, 1, 100); } } หลังจากป้อนข้อมูลเสร็จให้ทำการกด Verify เพื่อตรวจสอบความผิดพลาดของโปรแกรม คุณ สามารถเรม่ิ การอปั โหลดโปรแกรมได้หลงั จากตรวจสอบเสรจ็ แล้วเพ่อื แน่ใจวา่ ไม่มีข้อผิดพลาด ทำการกด Upload และ IDE จะสง่ ข้อมลู โปรแกรมไปยังบอร์ด uKit Explore 6.10.13 การทดลอง หลงั จากทำตามขน้ั ตอนขา้ งตน้ แลว้ ใหท้ ำการสอ่ งไฟฉาย หนุ่ ยนตต์ ดิ ตามแสงจะติดตามแสงไป ทางซ้ายและขวา 6.10.14 การทดลองเพ่ิมเตมิ หลงั จากเสรจ็ สิ้นขน้ั ตอนขา้ งต้น ลองทำให้หนุ่ ยนต์ติดตามแสงไปขา้ งหนา้ และข้างหลัง 6.11 การประยกุ ตใ์ ช้ Integrated บทท่ี 1 ลานจอดรถอัจฉริยะ ลานจอดรถอจั ฉรยิ ะ (Smart parking lot) เป็นคำทวั่ ไปท่ีกล่าวถงึ การจดั การรถอยา่ งอัตโนมัติใน ลานจอดรถท่ที นั สมัย รวมถึงมเี ครือ่ งคอมพวิ เตอร์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์และอุปกรณ์ควบคมุ อัตโนมัตเิ ปรียบเทียบ ภาพรถและจดั เก็บข้อมูลโดยอัตโนมตั ิผา่ นคอมพวิ เตอร์ ตอนนจ้ี ะใช้ uKit Explore ชนิ้ ส่วนอิเลก็ ทรอนิกส์ และส่วนประกอบโครงสรา้ งเพ่ือจำลองลานจอดรถอจั ฉรยิ ะ 204

ดูภาคผนวกสำหรับการต่อประกอบ 205

อุปกรณท์ ่จี ำเปน็ 6.11.1 วิธกี ารเดนิ สาย (Wiring Methods) จากภาพดา้ นล่าง ทำการเชือ่ มตอ่ หนา้ จอแสดงผล LED 4 หลกั และตวั ต้านทาน 220Ω จำนวน 4 ตัว หมายเหต:ุ เช่อื มตอ่ หน้าจอแสดงผล LED 4 หลกั เข้ากบั ขาสญั ญาณ D2, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11, D11, D12, A1 และ A2 ของบอร์ด uKit Explore การเชอื่ มต่อฮาร์ดแวร์ โปรเจกต์นต้ี อ้ งใช้บอรด์ ทดลองและชิน้ ส่วนอิเล็กทรอนิกส์หลายชิ้น เชอ่ื มตอ่ สายจมั เปอร์สำหรับ บอร์ดทดลองกับขาสัญญาณดิจิทัลบนบอร์ด uKit Explore โดยให้ความสำคัญกับการต่อขาสัญญาณ ขั้วบวกและขั้วลบของไฟ LED นอกจากนี้จำเป็นตอ้ งเชื่อมต่อบอร์ด uKit Explore กับคอมพิวเตอร์ผ่าน สาย USB ตอนนี้จะเชื่อมต่อกับ LED display เซอร์โวมอเตอร์จำนวน 2 ตัว เซนเซอร์อัลตราโซนิก เซนเซอร์อนิ ฟราเรด และตวั ต้านทาน 220Ω จำนวน 4 ตวั 206

หมายเหต:ุ ก่อนอน่ื ใหใ้ ช้สาย USB เพอ่ื เช่ือมต่อกับบอรด์ uKit explore และสงั เกตหน้าจอแสดงผล LED 4 หลกั เพ่ือดูวา่ ทำงานถกู ตอ้ งหรอื ไม่ หากทำงานถกู ต้อง จะสามารถเชือ่ มต่อแบตเตอร่ี ถา้ หน้าจอแสดงผล LED 4 หลักแสดงขอ้ ความผดิ พลาด อย่าทำการเช่อื มตอ่ แบตเตอรี่ 6.11.2 โปรแกรมตวั อย่าง เปิดซอฟต์แวร์ Arduino IDE สามารถเปิดโปรแกรมตัวอย่างได้ที่ File > Examples > uKit Explore 2.0 > Chapter 6 > Section 11 > Intelligent_parking_lot แ น ะ น ำ ใ ห ้ ป ้อ นข้อมูล โปรแกรมดว้ ยตัวเองเพื่อสร้างความคนุ้ เคยกบั โปรแกรม นค้ี อื โปรแกรมตัวอยา่ ง /* uKit Explore 2.0 <Chapter 5> <Section 11> 5.11.1 Smart parking lot Number order: dp, g, f, e, d, c, b, a */ #include\"uKitExplore2En.h\" #define LED_A 7 //Define the pin #define LED_B 8 //Define the pin #define LED_C 9 //Define the pin #define LED_D 10 //Define the pin #define LED_E 11 //Define the pin #define LED_F 12 //Define the pin #define LED_G A1 //Define the pin #define LED_dp A2 //Define the pin #define COM1 2 //Define the pin #define COM2 4 //Define the pin #define COM3 5 //Define the pin #define COM4 6 //Define the pin int dis = 0, dis2 = 0; int SUM = 200;//Define the value of the variable 207

unsigned char Number[11][8] = { {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, //0 {0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0}, //1 {0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1}, //2 {0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1}, //3 {0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0}, //4 {0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1}, //5 {0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1}, //6 {0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1}, //7 {0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, //8 {0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1}, //9 {1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0} //10 decimal point }; void setup() { Initialization(); pinMode(LED_A, OUTPUT); //Set as the output pin pinMode(LED_B, OUTPUT); pinMode(LED_C, OUTPUT); pinMode(LED_D, OUTPUT); pinMode(LED_E, OUTPUT); pinMode(LED_F, OUTPUT); pinMode(LED_G, OUTPUT); pinMode(LED_dp, OUTPUT); pinMode(COM1, OUTPUT); pinMode(COM2, OUTPUT); pinMode(COM3, OUTPUT); pinMode(COM4, OUTPUT); } void getData() { dis = readUltrasonicDistance(1); 208

dis2 = readInfraredDistance(1); } void loop() { getData(); if (dis2 < 17) { setServoAngle(2, 0, 400); //Raise the lifting lever for (int i = 0; i < 30; i++) { Display(1, SUM / 1000); //Display the thousandth value of SUM delay(3); Display(2, (SUM / 100) % 10); //Display the hundredth value of SUM delay(2); Display(3, (SUM / 10) % 10); //Display the tenth value of SUM delay(2); Display(4, SUM % 10); //Display the one value of SUM delay(3); } while (dis2 < 17) { for (int i = 0; i < 30; i++) { Display(1, SUM / 1000); //Display the thousandth value of SUM delay(3); Display(2, (SUM / 100) % 10); //Display the hundredth value of SUM delay(2); Display(3, (SUM / 10) % 10); //Display the tenth value of SUM delay(2); Display(4, SUM % 10); //Display the one value of SUM delay(3); } dis2 = readInfraredDistance(1); } SUM--; //SUM minus one if (SUM > 9999) { 209

SUM = 9999; } } else if (dis != 0 && dis < 10) { setServoAngle(1, 90, 400); //Raise the lifting lever for (int i = 0; i < 30; i++) { Display(1, SUM / 1000); //Display the thousandth value of SUM delay(3); Display(2, (SUM / 100) % 10); //Display the hundredth value of SUM delay(2); Display(3, (SUM / 10) % 10); //Display the tenth value of SUM delay(2); Display(4, SUM % 10); //Display the one value of SUM delay(3); } while (dis > 0 && dis < 10) { for (int i = 0; i < 30; i++) { Display(1, SUM / 1000); //Display the thousandth value of SUM delay(3); Display(2, (SUM / 100) % 10); //Display the hundredth value of SUM delay(2); Display(3, (SUM / 10) % 10); //Display the tenth value of SUM delay(2); Display(4, SUM % 10); //Display the one value of SUM delay(3); } dis = readUltrasonicDistance(1); } SUM++; if (SUM < 0) { SUM = 0; } 210

} setServoAngle(2, -90, 400); //Lower the lifting lever setServoAngle(1, 0, 400); //Lower the lifting lever for (int i = 0; i < 30; i++) { Display(1, SUM / 1000); //Display the thousandth value of SUM delay(6); Display(2, (SUM / 100) % 10); //Display the hundredth value of SUM delay(6); Display(3, (SUM / 10) % 10); //Display the tenth value of SUM delay(6); Display(4, SUM % 10); //Display the one value of SUM delay(6); } } void Display(unsigned char com, unsigned char num) { digitalWrite(LED_A, LOW); digitalWrite(LED_B, LOW); digitalWrite(LED_C, LOW); digitalWrite(LED_D, LOW); digitalWrite(LED_E, LOW); digitalWrite(LED_F, LOW); digitalWrite(LED_G, LOW); switch (com) //Position selection { case 1: //digitalWrite(COM1,LOW); //Select bit 1 digitalWrite(COM2, HIGH); digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, HIGH); if (SUM < 1000) digitalWrite(COM1, HIGH); else digitalWrite(COM1, LOW); //Mask out the high bits 211

break; case 2: digitalWrite(COM1, HIGH); //digitalWrite(COM2,LOW); //Select bit 2 digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, HIGH); if (SUM < 100) digitalWrite(COM2, HIGH); else digitalWrite(COM2, LOW); break; case 3: digitalWrite(COM1, HIGH); digitalWrite(COM2, HIGH); //digitalWrite(COM3,LOW); //Select bit 3 digitalWrite(COM4, HIGH); if (SUM < 10) digitalWrite(COM3, HIGH); else digitalWrite(COM3, LOW); break; case 4: digitalWrite(COM1, HIGH); digitalWrite(COM2, HIGH); digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, LOW); //Select bit 4 break; case 5: digitalWrite(COM1, LOW); //Select the first point digitalWrite(LED_dp, LOW); digitalWrite(COM2, HIGH); digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, HIGH); break; 212

case 6: digitalWrite(COM1, HIGH); //Select the second point digitalWrite(COM2, LOW); digitalWrite(LED_dp, LOW); digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, HIGH); break; case 7: digitalWrite(COM1, HIGH); //Select the third point digitalWrite(COM2, HIGH); digitalWrite(COM3, LOW); digitalWrite(LED_dp, LOW); digitalWrite(COM4, HIGH); break; case 8: digitalWrite(COM1, HIGH); //Select the fourth point digitalWrite(COM2, HIGH); digitalWrite(COM3, HIGH); digitalWrite(COM4, LOW); digitalWrite(LED_dp, LOW); break; default: break; } digitalWrite(LED_A, Number[num][7]); //Query the code value table digitalWrite(LED_B, Number[num][6]); digitalWrite(LED_C, Number[num][5]); digitalWrite(LED_D, Number[num][4]); digitalWrite(LED_E, Number[num][3]); digitalWrite(LED_F, Number[num][2]); digitalWrite(LED_G, Number[num][1]); // digitalWrite(LED_dp,Number[num][0]); } 213

หลังจากป้อนข้อมูลเสร็จให้ทำการกด Verify เพื่อตรวจสอบความผิดพลาดของโปรแกรม คุณ สามารถเริม่ การอัปโหลดโปรแกรมได้หลงั จากตรวจสอบเสร็จแล้วเพือ่ แน่ใจว่าไมม่ ีขอ้ ผดิ พลาด ทำการกด Upload และ IDE จะสง่ ขอ้ มูลโปรแกรมไปยงั บอร์ด uKit Explore 6.11.3 การทดลอง หลงั จากเสรจ็ สิ้นข้ันตอนขา้ งต้น สงั เกตเุ ห็นวา่ เมื่อมีสง่ิ ของผา่ นเซนเซอร์อนิ ฟราเรด (เช่น รถเข้า) จะมีการนับจำนวนลดลงทลี ะหนงึ่ และเมื่อผ่านเซนเซอร์อัลตราโซนิก (เช่น รถออก) ตัวนับจะเพ่มิ จำนวน ขึน้ ทลี ะหนึ่ง 6.11.4 การทดลองเพ่ิมเติม หลังจากทำตามข้นั ตอนข้างตน้ แลว้ ลองใช้ช้ินสว่ นอเิ ลก็ ทรอนิกส์และส่วนประกอบโครงสร้างเพือ่ สร้างแบบจำลองของตวั เอง 214

บทที่ 7 การบัดกรวี งจร (อปุ กรณเ์ สรมิ ) 215

(ชดุ บัดกรีจำเป็นตอ้ งซ้อื แยกตา่ งหาก) แหล่งพลังงานหลายอย่างที่สามารถนำมาใช้สำหรบั การเชื่อม เช่น เปลวไฟแก๊สอ็อกซเิ จน การ อารค์ โดยใช้กระแสไฟฟ้า ลำแสงเลเซอร์ การใชอ้ เิ ล็กตรอนบีม การเสยี ดสี และการใชค้ ลืน่ เสียง สว่ นใหญ่ มักจะนำมาใช้ในทางอุตสาหกรรมซึ่งจะมกี ารเชือ่ มในสภาพแวดล้อมทีแ่ ตกตา่ งกัน เช่นการเช่อื มในพื้นท่ี โล่ง พื้นที่อับอากาศ การเชื่อมใต้น้ำ การเชื่อมมีอันตรายเกิดขึ้นได้ง่าย จึงควรมีความระมัดระวังเพื่อ ป้องกันอันตราย เช่น เกิดจากกระแสไฟฟ้า ความร้อน สะเก็ดไฟ การสูดดมแก๊สพิษและควันเชื่อม การ สมั ผัสรงั สอี าร์คท่ีรนุ แรง 7.1 ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับการเชอื่ ม บทที่ 1 วตั ถุประสงคข์ องการเช่ือม การเชื่อมเปน็ กระบวนการผลิตหรอื การแกะสลักที่เชื่อมวัสดุ โดยทัว่ ไปจะเป็นโลหะหรือเทอร์โม พลาสติกโดยใช้ความร้อนสงู ในการหลอมช้ินสว่ นเขา้ ดว้ ยกนั และเมือ่ เย็นตัวรอยตอ่ จะแข็งตวั และประสาน โลหะทงั้ สองใหตดิ กัน 7.1.1 กระบวนการเชอ่ื มมี 3 วธิ ี ดังต่อไปนี้ 1. การเชอ่ื มโดยการหลอมละลาย (Fusion welding) จะสรา้ งรอยเชอ่ื มโดยการใหค้ วามร้อนกับ ขอบของโลหะฐาน (base metal) ขอ้ ต่อเช่ือมจะสำเรจ็ หลงั จากการแขง็ ตวั ของหลอมเช่อื ม อาจจะใชเ้ นื้อ โลหะหลอมละลายติดกันเองโดยไม่ใช้โลหะเติม (Filler Metal) ก็ได้ และไม่จำเป็นต้องใช้แรงกดจาก ภายนอก 2. การเชื่อมโดยใชแ้ รงดนั ในการหลอมละลาย (Pressure welding) เป็นกระบวนการทีใ่ ช้แรงดนั ภายนอกเพื่อสรา้ งรอยเชื่อม 3. การบดั กรี (Soldering) และการแล่นประสาน (Brazing) เป็นเทคนคิ ทใี่ ช้ในการเชอ่ื มต่อ ช้นิ ส่วนเข้าดว้ ยกันโดยไม่ตอ้ งละลายวัสดโุ ลหะฐานแตจ่ ะใชโ้ ลหะเติม เหมาะสำหรับวสั ดตุ ่างๆ และโลหะที่ ตา่ งชนดิ กนั บทท่ี 2 คณุ ภาพในการเชื่อม (Weld Quality) 7.1.2 การเช่ือมดว้ ยตัวเองจะตอ้ งเปน็ ไปตามข้อกำหนดตอ่ ไปน้ี 1. การเช่อื มต่อไฟฟ้าทีด่ ี 2. ความแขง็ แรง 3. เรยี บเนยี น 216

7.1.3 สาเหตทุ ่พี บบอ่ ยในการเช่อื มไมไ่ ด้คุณภาพ 1. การใช้งานบัดกรีที่มากเกินไปอาจสง่ ผลให้เกิดการสะสมของดีบกุ และการใช้งานบัดกรีที่ไม่ เพียงพออาจนำไปสคู่ วามล้มเหลวในการเชื่อม 2. การเชอื่ มเยน็ หรือการเชอื่ มสมั ผสั เปน็ กระบวนการเช่ือมโซลิดสเตตซึ่งการเช่ือมจะเกิดข้ึนโดย ไมม่ ีการหลอมละลาย / ความรอ้ นทส่ี ว่ นต่อประสานของ 2 สว่ นทีจ่ ะทำการเช่อื ม รอยต่อท่ีบัดกรอี าจจะดู หมองคล้ำและขรขุ ระด้วยรอยแตกขนาดเลก็ 3. มีชั้นของขัดสนระหว่างบัดกรีและส่วนประกอบหรือแผงวงจรพิมพ์ซึง่ ทำให้เกิดการเชื่อมตอ่ ไฟฟา้ ทีไ่ มด่ ี หากความร้อนไมเ่ พยี งพอขัดสนจะมีฟิลม์ ขดั สนสีเหลอื งน้ำตาลภายใต้ข้อต่อประสาน ถา้ ขดั สน ร้อนเกินไปจะมีฟิล์มสีดำของขัดสนถ่านภายใต้ข้อต่อประสาน ในกรณีของฟิล์มขัดสนที่ให้ความร้อนไม่ เพียงพอสามารถใช้หัวแร้งสำหรับซ่อมได้ ในกรณีที่ฟิล์มสีดำของคาร์บอไนซ์ขัดสนต้องทำความสะอาด พนื้ ผิวของสว่ นประกอบหรอื แผงวงจรพิมพแ์ ละต้องบดั กรจี ะตอ้ งดำเนนิ การอีกคร้ัง 4. การเชื่อมต่อประสานหมายถึงการใช้ผลลัพธ์การบัดกรีที่มากเกินไปในกางเกงขาสั้นระหว่าง อาคารที่อยู่ติดกันหรือเดินสายใกล้เคียง สิ่งนี้ต้องให้ความสนใจเปน็ พิเศษโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบัดกรี ส่วนประกอบขนาดเลก็ พิเศษและแผงวงจรพิมพ์ขนาดเล็ก 5. การใชฟ้ ลักซ์มากเกินไปอาจสง่ ผลใหม้ สี ารตกตะกอนตกคา้ งรอบขอ้ ต่อบัดกรี สารตกค้างขนาด เล็กของ Rosin สามารถระเหยไดเ้ มอ่ื ถกู ความร้อนโดยใช้หวั แร้งหรือลบด้วยสำลจี ่มุ ในแอลกอฮอล์แน่นอน 6. การบัดกรีบนพื้นผิวของข้อต่อแบบประสานมีปลายแหลมซึ่งมักเกิดจากการให้ความร้อนไม่ เพยี งพอการใช้ฟลกั ซไ์ ม่เพยี งพอหรอื การใช้งานทไี่ ม่เหมาะสมเม่อื เหล็กบัดกรีออกจากขอ้ ตอ่ 7.2 ขอ้ ควรระวังในการบัดกรี บทท่ี 1 การใช้หวั แร้ง หัวแรง้ เป็นเครือ่ งมือทใี่ ช้ในการบดั กรี เราใช้หัวแร้ง 20 วัตต์ ทรี่ ้อนภายใน ก่อนที่จะใชห้ ัวแร้งใหม่ปลายของมันควรจะขดั ดว้ ยกระดาษทรายละเอียดและเปิดเคร่อื งและให้ ความรอ้ น หลงั จากจมุ่ ปลายหยดลงใน Rosin ให้แตะท่ปี ลายด้วยลวดบดั กรแี ละเคลอื บปลายใหส้ มำ่ เสมอ 217

ด้วยช้นั ของดีบุก ซงึ่ จะชว่ ยปอ้ งกันการเกดิ ออกซเิ ดชันของพื้นผิวของปลาย หวั แรง้ เก่าที่ดำคล้ำเนื่องจาก การออกซเิ ดช่นั ทสี่ มบูรณ์จะต้องย่ืนดว้ ยเหลก็ และทำการบรรจใุ หม่กอ่ นใช้งาน บทท่ี 2 ขอ้ ควรระวังในการใชง้ าน 1. ก่อนทจ่ี ะใช้หัวแรง้ ให้ตรวจสอบปลก๊ั ไฟและสายไฟอยา่ งระมัดระวังเพอ่ื ดูว่ามคี วามเสยี หายใดๆ หรอื ไม่ 2. อย่ากระแทกหวั แร้งในระหว่างการใช้มิฉะนน้ั อาจตกได้ ถอดบดั กรที ี่มากเกินไปจากเหล็กบดั กรี ด้วยผ้า อย่าโยนหวั แร้งเพราะอาจทำใหเ้ กิดการไหม้ได้ 3. อยา่ วางหัวแรง้ ลงระหวา่ งการบัดกรี โปรดวางหัวแรง้ บนทีย่ ดึ เหล็กในระหว่างการหยดุ พกั ใน กระบวนการบดั กรี อยา่ สมั ผสั ปลายหัวแร้งกบั สายไฟเนือ่ งจากอาจทำใหฉ้ นวนของสายไฟเสียหายได้ 4. เมอื่ ไม่จำเปน็ ต้องใชห้ วั แร้งอกี ต่อไป ให้ถอดปล๊ักไฟออกทนั ทแี ล้วรอจนกระทงั่ มันเย็นลงก่อนท่ี จะวางลงในกลอ่ งเครื่องมอื 7.3 คู่มือการบดั กรี การบัดกรดี ้วยมอื เปน็ วธิ ีการบัดกรแี บบดง้ั เดมิ แม้ว่าตอนน้ีการบดั กรีด้วยมอื จะไมค่ อ่ ยใชส้ ำหรับ การผลิตแบบเปน็ ชุดของผลติ ภณั ฑ์อเิ ล็กทรอนิกส์ แตก่ ็ยังคงใชส้ ำหรบั การซ่อมแซมและแกไ้ ขข้อบกพร่อง ของผลติ ภณั ฑอ์ ิเลก็ ทรอนกิ ส์ คุณภาพของขอ้ ต่อประสานโดยตรงสง่ ผลกระทบตอ่ ผลลัพธข์ องการซอ่ มแซม บทที่ 1 วธิ ีการพื้นฐานสำหรับการบดั กรแี บบประสาน 7.3.1 วธิ กี ารจับหัวแรง้ มี 3 วิธี ในการจบั หัวแร้งด้วยมอื คอื pronation, supination และ holding type ง่ายต่อการ ถอื หัวแร้งในลกั ษณะเดียวกับการถอื ปากกาเม่อื บดั กรสี ว่ นประกอบหรือซอ่ มแผงวงจร Pronation วธิ กี ารนมี้ ีความเสถยี รและต้องใช้ Supination ความพยายามนอ้ ยกว่า เหมาะ สำหรบั การใช้งาน high-power soldering irons เหมาะสำหรบั การใชง้ านของเตารีด บดั กรี medium-power soldering irons หรือหัวแร้งบัดกรี ท่มี ขี ้อศอก 218

Pen-holding way โดยทัว่ ไปใชส้ ำหรับบดั กรบี อร์ด พิมพ์บนโตะ๊ 7.3.2 2 วธิ ใี นการถือลวดบัดกรี มี 2 วธิ ีในการยดึ ลวดบดั กรีขนึ้ อยู่กบั วา่ งานนน้ั ตอ้ งการการบดั กรแี บบตอ่ เนือ่ งหรอื การบัดกรีแบบ joint Continuous soldering โดยทัว่ ไปวธิ กี ารน้ีใชส้ ำหรับการ Joint soldering บัดกรีอย่างต่อเนอ่ื งซง่ึ ทำให้ สามารถป้อนลวดบดั กรไี ดอ้ ยา่ ง ต่อเนื่อง วธิ กี ารน้ีมักจะใชส้ ำหรบั การบดั กรี ข้อตอ่ หลายๆ หรอื สำหรบั การ บัดกรเี ปน็ ระยะ บทท่ี 2 วิธีการบัดกรดี ว้ ยตนเอง 7.3.3 4 ขั้นตอนท่เี กย่ี วข้องในการบัดกรดี ว้ ยตนเอง 1. เตรียมการ: กำจัดสิง่ สกปรกและนำ้ มันออกจากสว่ นประกอบที่จะบดั กรแี ละเขยา่ ส่วนประกอบ โดยรอบเพ่อื ใหห้ วั แร้งสมั ผัสกับบดั กรเี หนอื สว่ นประกอบที่จะบดั กรีและไมใ่ หส้ ัมผัสสว่ นประกอบอน่ื ๆ เมือ่ ทำการบดั กรสี ว่ นประกอบใหมจ่ ำเปน็ ต้องทำการบัดกรตี ะกว่ั ของส่วนประกอบ 2. ความรอ้ น: สมั ผัสหวั แรง้ ทจ่ี ุ่มในบัดกรแี ละขดั สนกบั สว่ นประกอบทจี่ ะบัดกรีสองสามวนิ าที ใน การลบส่วนประกอบออกจากบอร์ดที่พิมพ์ให้ดึงมือหรือแหนบเบาๆ หลังจากที่หัวแร้งอุ่นขึ้นเพื่อดูว่า สามารถถอดออกไดห้ รอื ไม่ 3. ทำความสะอาดพืน้ ผิวการบัดกรี: ถอดบัดกรีบนหัวแร้งหากมจี ำนวนมากประสานเหนอื ข้อตอ่ บดั กรี (ระวังอยา่ ใหถ้ กู ไฟไหมห้ รือวางลงบนแผงวงจรพมิ พ์!) และจุ่มหวั แรง้ ในบดั กรี . หากรอยตอ่ ประสาน ไมร่ าบร่นื ใหจ้ ุ่มหวั แร้งในหัวประสานเพื่อซอ่ มแซมรอยต่อบัดกรี 4. ตรวจสอบข้อต่อบัดกรี: ตรวจสอบเพื่อดูว่าข้อต่อประสานนั้นเรียบ เงางามและมั่นคงหรือ เช่อื มตอ่ กบั ส่วนประกอบโดยรอบ 219

ภาคผนวก แบบตอ่ ประกอบ

1. กังหันลมยกั ษ์ (Big Pinwheel) 3

4

5

6

7

8

9

10

11

2. รถขบั เคล่ือนลอ้ หลงั (Rear-wheel-drive Car) 12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

3. ไม้กอลฟ์ (Golf Club) 23

24

25

26

27