ไมโครโฟนและลำโพง

งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น หน่วยที่ 9 ไมโครโฟนและลำโพง พ ร ชั ย ศ รี วิ จ า ร ณ์ ไฟฟ้ากำลัง วิทยาลัยเทคนิคชุมพร

แผนการจดั การเรยี นรู้มุ้งเนน้ สมรรถนะ หนว่ ยที่ 9 สอนครัง้ ที่ 10 ชือ่ หน่วย จำนวน 4 ช่วั โมง ไมโครโฟนและลำโพง 1. หัวขอ้ เร่อื ง 9.1 ไมโครโฟน 9.2 ลำโพง 2. สาระสำคัญ ไมโครโฟนและลำโพงเป็นอุปกรณ์ที่นำมาใช้ในงานระบบเครื่องเสียงซ่ึงมีจุดประสงค์การขยายเสียง และเก็บข้อมูลเสียงเพื่อการเผยแพร่และนำมาใช้ โดยไมโครโฟนจะใช้จัดเก็บเสียงให้อยู่ในลักษณะสัญญาทาง ไฟฟา้ และลำโพงจะเป็นตัวแลงสัญญาณทางไฟฟา้ ใหก้ บั มาเปน็ คล่นื เสียงใหเ้ ราไดย้ ินอกี ครั้ง 3. สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจำหน่วย) แสดงความรู้เก่ียวกับไมโครโฟนและลำโพง 4. สมรรถนะย่อย (สมรรถนะการเรยี นรู้) สมรรถนะทั่วไป (ทฤษฎ)ี 1. แสดงความรู้เก่ียวกับไมโครโฟนและลำโพง สมรรถนะทพ่ี งึ ประสงค์ (ทฤษฎ)ี เม่ือผเู้ รยี นไดศ้ ึกษาเน้ือหาในบทน้แี ล้ว ผู้เรียนสามารถ 1. อธบิ ายหลักการทำงานของไมโครโฟนและลำโพงได้ถูกต้อง สมรรถนะทัว่ ไป (ปฏิบัต)ิ 1. แสดงทกั ษะการวดั และทดสอบไมโครโฟนและลำโพง สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค์ (ปฏบิ ตั ิ) เมือ่ ผู้เรยี นได้ฝึกปฏบิ ัติในบทน้ีแลว้ ผูเ้ รยี นจะมที กั ษะ 1. วัดและทดสอบไมโครโฟนและลำโพงไดถ้ ูกต้อง

แผนการจัดการเรยี นรมู้ ุ้งเนน้ สมรรถนะ หนว่ ยที่ 9 สอนครั้งที่ 10 ชือ่ หน่วย จำนวน 4 ชวั่ โมง ไมโครโฟนและลำโพง 5. กิจกรรมการเรยี นการสอน ในการจดั การเรียนการสอนรายวิชางานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกสเ์ บือ้ งตน้ ได้กำหนดกิจกรรมการ เรยี นการสอนใหผ้ เู้ รียนไดเ้ กดิ การเรยี นรโู้ ดยใชก้ ระบวนการจัดการเรียนการสอนแบบ MIAP และใช้เทคนคิ การ จัดการเรียนรแู้ บบ Active Learning แบบการเรียนรูแ้ บบร่วมมอื (Collaborative learning group) โดยมี ขนั้ ตอนการจดั กิจกรรมการเรียนการสอน ดังน้ี กิจกรรมการเรียนการสอน (สอนครัง้ ที่ 10) เวลา 4 ชวั่ โมง/สปั ดาห์ 1. ครูผู้สอนชแ้ี จงรายละเอยี ดเกี่ยวกบั ช่อื หนว่ ยการเรียนร้/ู หัวข้อการเรยี นรู้ สมรรถนะการเรียนรู้ ประจำหนว่ ย การวัดและประเมินผลการเรยี น คณุ ลักษณะอันพึงประสงค์ และข้อตกลงในการ จัดการเรยี นการสอน 2. ครูผ้สู อนแสดงตวั อย่างเก่ียวกับไมโครโฟนและลำโพง 3. ครผู ู้สอนถา่ ยทอดความรู้ ในหน่วยที่ 9 เรือ่ งไมโครโฟนและลำโพง 4. ครูผู้สอนแสดงใบงานการวดั และทดสอบไมโครโฟนและลำโพง พร้อมอธิบายข้นั ตอนการปฏบิ ตั ิตาม ใบงาน 5. ครผู ู้สอนให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม และปฏิบตั ติ ามขั้นตอนใบงานไมโครโฟนและลำโพง 6. ครผู ูส้ อนประเมนิ ผลการปฏบิ ัติงานของผ้เู รยี น และใหผ้ เู้ รยี นชว่ ยกันสรุปสาระสำคัญของเรอื่ งที่ เรยี นประจำสัปดาห์ ครเู นน้ ย้ำใหผ้ ู้เรยี นตระหนักถงึ หลกั ปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี งในสว่ นของความ รบั ผิดชอบในดา้ นการเรยี น ตระหนกั ถึงความมวี นิ ยั ตรงต่อเวลา และมีจติ อาสาในการปฏิบตั งิ าน ร่วมกนั ในการทำงาน ในเรื่องไมโครโฟนและลำโพง

แผนการจดั การเรียนร้มู ้งุ เนน้ สมรรถนะ หนว่ ยที่ 9 สอนครง้ั ที่ 10 ช่ือหน่วย ชั่วโมงรวม 4 ชวั่ โมง ไมโครโฟนและลำโพง 6. สอ่ื การสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. เอกสารประกอบการเรยี น 3. สอ่ื นำเสนอ Power Point 7. งานที่มอบหมาย /กิจกรรม ใหน้ ักเรียนทำแบบฝึกหัดเสริมทักษะ ท้ายหนว่ ยการเรียนท่ี 9 8. การวัดและประเมินผล วิธีการ เคร่ืองมือ เกณฑ์ วัดผล/ประเมินผล -ทำแบบฝึกหดั เสริม -ผา่ นเกณฑร์ ้อยละ 60 ทกั ษะท้ายหนว่ ย -แบบฝกึ หัดเสรมิ ทักษะ สมรรถนะที่พึงประสงค์ -ปฏบิ ัติตามใบงาน ทา้ ยหน่วย -ผ่านเกณฑร์ ้อยละ 80 -แบบประเมนิ ผลการ 2.คุณลักษณะอนั พึง -ประเมนิ คุณลกั ษณะอนั ปฏิบัติงาน ประสงค์ พึงประสงค์ -แบบประเมิน คณุ ลกั ษณะอนั พึง ประสงค์

ไมโครโฟนและลำโพง เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 9.1 ไมโครโฟน อุปกรณ์ เคร่ืองมือ เคร่ืองใช้ ทำงดำ้ นไฟฟ้ำและอิเล็กทรอนิกส์ จะตอ้ งเกี่ยวขอ้ งกับอุปกรณ์ประกอบ ร่วมใชง้ ำนหลำยชนิด ช่วยในกำรสนบั สนุน ทำให้เกิดกำรทำงำนที่ถูกตอ้ งสมบูรณ์ หรือทำให้ระบบกำร ทำงำนของเครื่องมือ เครื่องใช้เกิดควำมครบถว้ นสมบูรณ์ อุปกรณ์ส่วนประกอบเหล่ำน้นั มีคุณสมบตั ิ และ หนำ้ ท่ีกำรทำงำนแตกต่ำงกนั ไป กำรนำอปุ กรณ์เหล่ำน้ีไปใชง้ ำนจำเป็น ตอ้ งศึกษำทำควำมเขำ้ ใจ เพอื่ กำรทำงำน และกำรใชง้ ำนที่ถูกตอ้ ง ไมโครโฟน (Microphone) เป็ นอุปกรณ์ทำหน้ำท่ีเปล่ียนคล่ืนเสียง (พลงั งำนเสียง) ที่ถูกกำเนิดข้ึน จำกแหล่งกำเนิดเสียงชนิดต่ำงๆ เช่น เสียงสนทนำ เสียงร้อง และเสียงดนตรี เป็นตน้ ใหเ้ ปล่ียนไปเป็นเสียง ในลักษณะคล่ืนไฟฟ้ำ (พลังงำนไฟฟ้ำ) ในรูปสัญญำณไฟสลับ นำไปใช้งำนกับอุปกรณ์ไฟฟ้ำและ อิเล็กทรอนิกส์ต่ำงๆ ได้ เช่น บนั ทึกเก็บไวใ้ นแผ่นซีดี แผ่นดีวีดี บนั ทึกลงในเคร่ืองบนั ทึกเสียง หรือส่งต่อไป ขยำยเสียงในเคร่ืองขยำยเสียง เป็นตน้ ไมโครโฟนที่มีคณุ ภำพดีจะตอ้ งตอบสนองต่อสัญญำณเสียงครอบคลุม ย่ำนควำมถ่ีเสียงในช่วงควำมถี่ 20 เฮิรตซ์ (Hertz ; Hz) ถึง 20 กิโลเฮิรตซ์ (Kilohertz ; kHz) รูปร่ำงและ สญั ลกั ษณ์ไมโครโฟน แสดงดงั รูปท่ี 9.1 (ก) ชนิดใชส้ ำย (ข) ชนิดไมใ่ ชส้ ำย (ค) สญั ลกั ษณ์ รูปท่ี 9.1 รูปร่ำงและสญั ลกั ษณ์ไมโครโฟน จำกรูปท่ี 11.1 แสดงรูปร่ำงและสัญลกั ษณ์ไมโครโฟนแบบต่ำงๆ ไมโครโฟนท่ีผลิตใชง้ ำนในปัจจุบนั มี 2 แบบ คือ แบบใช้สำยเช่ือมต่อ ดังรูปท่ี 9.1 ก มีสำยต่อเช่ือมจำกตัวไมโครโฟนไปยงั อุปกรณ์รับ สัญญำณเสียง และแบบไม่ใชส้ ำยเช่ือมต่อ (Wireless) ดงั รูปท่ี 9.1 ข โดยสัญญำณ เสียงที่ผ่ำนไมโครโฟนมำถูก ผสมดว้ ยคล่ืนควำมถี่วิทยสุ ่งออกอำกำศไป ปลำยทำงมีเครื่องรับคลื่น วิทยแุ ปลงกลบั มำเป็นสญั ญำณเสียง ส่ง ต่อไปยงั อปุ กรณ์รับสญั ญำณเสียง

ไมโครโฟนและลำโพง ไมโครโฟนที่ผลิตมำใชง้ ำน มีโครงสร้ำงภำยในตวั ของส่วนแปลงสัญญำณเสียงเป็นสัญญำณ ไฟฟ้ำจ่ำย ออกมำใช้งำนแตกต่ำงกัน ที่มีใช้งำนแพร่หลำยมี 2 ชนิด คือ ชนิดไมโครโฟนไดนำมิก ( Dynamic Microphone) และชนิดไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ (Condenser Microphone) 1. ไมโครโฟนไดนามิก เป็นไมโครโฟนท่ีมีโครงสร้ำงภำยในของส่วนใหก้ ำเนิดสญั ญำณ ไฟฟ้ำออกมำ ประกอบด้วยขดลวดเคลื่อนที่ในรู ปทรงกระบอกวำงไว้ล้อมรอบแท่งแม่เหล็ก มีแผ่นไดอะแฟรม (Diaphragm) ยึดติดกับขดลวดเคล่ือนท่ี วำงอยู่ด้ำนหน้ำไมโครโฟน เม่ือมีเสียงส่งมำกระทบทำให้แผ่น ไดอะแฟรมสั่น ขดลวดเคลื่อนที่ตดั ผ่ำนสนำมแม่เหลก็ เกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้ำชกั นำในรูปสัญญำณเสียงเป็น แรงดนั ไฟสลบั จ่ำยออกไปใชง้ ำน ลกั ษณะไมโครโฟนชนิดไดนำมิก แสดงดงั รูปที่ 9.2 ก 2. ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ เป็นไมโครโฟนท่ีมีโครงสร้ำงภำยในของส่วนใหก้ ำเนิดสัญญำณไฟฟ้ำ ออกมำ ประกอบดว้ ยแผ่นโลหะบำงสองแผ่นวำงขนำนใกลก้ นั มีคุณสมบตั ิเช่นเดียว กบั ตวั เก็บประจุ วำงอยู่ ดำ้ นหนำ้ ไมโครโฟน แผน่ โลหะแผน่ หนำ้ ทำหนำ้ ที่เป็นแผ่นไดอะแฟรมดว้ ย คอยรับคล่ืนเสียงมำกระทบ แผน่ โลหะท้งั สองมีข้วั ต่อออก ถูกต่อร่วมกบั แหล่งจ่ำยแรงดนั ไฟตรงต้งั แต่ 1.5 V – 48 V แลว้ แต่กำรออกแบบ มี ตวั ตำ้ นทำนที่ทำหนำ้ ท่ีเป็ นภำระวงจรรับแรงดนั จ่ำยมำตกคร่อม เม่ือมีเสียงมำกระทบทำให้แผ่นไดอะแฟรม สั่น คอนเดนเซอร์เกิดกำรเปลี่ยนแปลงค่ำกำรเก็บประจุ ทำให้เกิดกระแสไหลเปลี่ยนแปลง เกิดแรงดันตก คร่อมตวั ตำ้ นทำนจ่ำยออกมำใชง้ ำนเปลี่ยนแปลง ลกั ษณะไมโครโฟนชนิดคอนเดนเซอร์ แสดงดงั รูปท่ี 9.2 ข (ก) ไมโครโฟนไดนำมิก (ข) ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ รูปที่ 9.2 ชนิดของไมโครโฟน 9.2 ลาโพง ลำโพง (Loudspeaker) เป็ นอุปกรณ์ท่ีทำหน้ำที่เปล่ียนสัญญำณเสียงที่อยู่ในรูปสัญญำณ ไฟฟ้ำให้ กลบั มำเป็นสัญญำณเสียงในรูปกำรสั่นสะเทือน โดยกำรสัน่ ของกรวย (Cone) ลำโพงไปทำใหอ้ ำกำศบริเวณ โดยรอบกรวยลำโพงเกิดกำรส่ันเป็ นคลื่นเสียงออกมำ กำรสั่นสะเทือนของกรวยลำโพงทำให้เกิดคล่ืนเสียง ที่มำจำกอำกำศส่ันสะเทือนมีควำมถี่แตกต่ำงกนั ตำมควำมเร็วของกรวยส่ันสะเทือน กรวยลำโพงสั่นเร็วได้

ไมโครโฟนและลำโพง คล่ืนเสียงควำมถี่สูงออกมำ กรวยลำโพงสั่นชำ้ ไดค้ ลื่นเสียงควำมถี่ต่ำออกมำ ลำโพงที่ถูกสร้ำงมำใช้งำนมี รูปร่ำงลกั ษณะแตกต่ำงกนั ไป ลกั ษณะลำโพงแบบต่ำงๆ และสัญลกั ษณ์ แสดงดงั รูปที่ 9.3 (ก) รูปร่ำง (ข) สัญลกั ษณ์ รูปที่ 9.3 ลำโพงแบบตำ่ งๆ และสญั ลกั ษณ์ ควำมถ่ีเสียงท่ีหูมนุษยไ์ ดย้ นิ มียำ่ นควำมถ่ีที่กวำ้ งต้งั แต่ 20 Hz – 20 kHz คือมียำ่ นควำมถี่ต้งั แต่ควำมถ่ีต่ำ ไปถึงควำมถี่สูง ทำใหล้ ำโพงท่ีผลิตข้ึนมำใชง้ ำนไม่สำมำรถตอบสนองต่อควำมถ่ีเสียงไดค้ รอบคลุมท้งั หมด จึงจำเป็นตอ้ งผลิตลำโพงข้ึนมำให้ตอบสนองต่อควำมถ่ีเสียงเป็นช่วงควำมถ่ี ให้เหมำะสมกบั กำรตอบสนอง ต่อควำมถ่ีเสียงของลำโพงแต่ละชนิด แบ่งควำมถ่ีออกได้เป็ น 3 ช่วงควำมถี่ โดยแบ่งลำโพงออกเป็ น 3 ชนิด คือ ชนิดควำมถี่ต่ำเรียกว่ำลำโพงเสียงทุม้ หรือ วูเฟอร์ (Woofer) ชนิดควำมถี่กลำงเรียกว่ำลำโพงเสียงกลำง หรือมิดเรนจ์ (Midrange) และชนิดควำมถ่ีสูงเรียกวำ่ ลำโพงเสียงแหลม หรือทวเี ตอร์ (Tweeter) ลำโพงแต่ละ ชนิดมีลักษณะ รูปร่ำง โครงสร้ำง และให้กำเนิดสัญญำณเสียงออกมำแตกต่ำงกันไป ลำโพงแต่ละชนิดมี รำยละเอียดดงั น้ี

ไมโครโฟนและลำโพง รูปท่ี 9.4 ลำโพงเสียงทมุ้ 1. ลาโพงเสียงทุ้ม หรือนิยมเรี ยกว่ำ ลำโพงเบส (Base Loudspeaker) เป็ นลำโพงท่ี ผลิตข้ึนมำใชง้ ำนให้มีกำรตอบสนองควำมถี่เสียง ในย่ำนควำมถี่ต่ำประมำณ 20 Hz ถึง 1 kHz โดย กรวยลำโพงทำดว้ ยกระดำษ พลำสติก หรือสำร อื่นๆ ที่มีคุณสมบตั ิคลำ้ ยกนั ลำโพงเสียงทุม้ จะมี ขนำดใหญ่ โดยเส้นผ่ำนศูนย์กลำงของกรวย ลำโพงมีขนำดต้งั แต่ 8 นิ้วข้ึนไป ถึง 15 นิ้ว หรือ มำกกวำ่ น้ี ลกั ษณะลำโพงเสียงทุม้ แสดงดงั รูปที่ 9.4 2. ลาโพงเสียงกลาง เป็ นลำโพงท่ีผลิต รูปที่ 9.5 ลำโพงเสียงกลำง ข้ึนมำใช้งำนให้มีกำรตอบสนองควำมถ่ีเสียงใน ย่ำนควำมถี่ปำนกลำงประมำณ 300 Hz ถึง 5 kHz กรวยลำโพงทำด้วยกระดำษ พลำสติก หรือสำร อ่ืนๆ ที่มีคุณสมบตั ิคลำ้ ยกนั ลกั ษณะเช่นเดียว กบั ลำโพงเสียงทุม้ เพียงแต่ลำโพงเสียงกลำงจะผลิต ให้มีขนำดเล็กลงมำ เส้นผ่ำนศูนยก์ ลำงของกรวย ลำโพงมีขนำดต้งั แต่ 4 นิ้ว ถึง 6.5 นิ้ว โดย ประมำณ ลกั ษณะลำโพงเสียงกลำง แสดงดงั รูปที่ 9.5 รูปท่ี 9.6 ลำโพงเสียงแหลม 3. ลาโพงเสียงแหลม เป็ นลำโพงท่ีผลิต ข้ึนมำใช้งำนให้มีกำรตอบสนองควำมถ่ีเสียงใน ย่ำนควำมถี่สูงประมำณ 2 kHz ถึง 20 kHz ส่วน โครงสร้ำงของลำโพงส่วนใหญ่เป็ นโลหะลว้ น ไม่มีกรวยลำโพง มีแต่ไดอะแฟรมเป็ นตวั ส่ันทำ ให้เกิดเสียง จึงให้กำรตอบสนองต่อเสียงควำมถี่ สูงไดด้ ี ลำโพงเสียงแหลมมีขนำดเลก็ ขนำดเส้น ผ่ำนศูนยก์ ลำงของไดอะแฟรมต้งั แต่ 1 นิ้ว ถึง 3 นิ้ว โดยประมำณ ลักษณะลำโพงเสียงแหลม แสดงดงั รูปท่ี 9.6

ไมโครโฟนและลำโพง ลำโพงชนิดที่แยกตำมยำ่ นควำมถี่เสียง เป็ นลำโพงที่นิยมนำไปใชใ้ นงำนตอบสนองต่อเสียงเพลง และเสียงดนตรี สำมำรถให้สัญญำณเสียงออกมำครอบคลุมควำมถ่ีเสียงท้งั หมด เพื่อให้ได้เสียงที่สมจริง ออกมำ แต่งำนระบบเสียงบำงชนิดลำโพงประเภทน้ีไม่เหมำะสมกบั กำรใชง้ ำน จึงไดผ้ ลิตลำโพงแบบต่ำงๆ ให้เหมำะสมกบั กำรใชง้ ำนในแต่ละดำ้ น เช่น ใชง้ ำนในรถยนต์ควรใช้ลำโพงติดรถยนต์ (Car Loudspeaker) ใชฟ้ ังเสียงโดยให้ลำโพงแนบกบั หูควรใชล้ ำโพงแบบหูฟัง (Headphone) ใชก้ บั งำนกลำงแจง้ เพื่อให้สำมำรถ กำหนดทิศทำงของเสียงได้ และไม่คำนึงถึงกำรตอบสนองต่อเสียงครอบคลุมทุกย่ำนควำมถ่ี ควรใช้ลำโพง ฮอร์น (Horn Loudspeaker) หรือสำมำรถพูดส่งต่อไปขยำยเสียงออกลำโพงไดท้ นั ที และพกพำไปท่ีต่ำงๆ ได้ สะดวก ควรใชเ้ มกะโฟน (Megaphone) เป็นตน้ ลกั ษณะลำโพงแบบอื่นๆ แสดงดงั รูปที่ 9.7 (ก) ลำโพงรถยนต์ (ข) ลำโพงหูฟัง (ค) ลำโพงฮอร์น (ง) เมกะโฟน รูปที่ 9.7 ลำโพงแบบอนื่ ๆ

201010050 ไฟฟ้ากำลัง วิทยาลัยเทคนิคชุมพร