บท5จอแสดงผลสำ หรับใช้งานร่วม กับบอร์ด Arduino

CHUMPHON TECHNICAL COLLEGE 30105-2007 MICROCONTROLLER ep.5 จอแสดงผลสำหรับใช้งานร่วม กับบอร์ด Arduino นายยศพล เจียรนัย แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์

56 แผนการจดั การเรยี นรูหนว ยท่ี 5 สอนครั้งที่ 7-8 เรอื่ ง วงจรแสดงผลสำหรบั ใชงานรว มกับบอรด Arduino

57 ชอื่ วชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร แผนการจดั การเรียนรทู ี่ 5 เวลาเรียนรวม 10 ชวั่ โมง ชื่อหนว ย วงจรแสดงผลสำหรับใชง านรวมกับบอรด Arduino สอนครงั้ ที่ 7-8 ชือ่ เร่อื ง วงจรแสดงผลสำหรับใชง านรวมกบั บอรด Arduino จำนวน 10 ช่ัวโมง หัวขอเรือ่ ง 5.1 การแสดงผลท่ีหนา จอคอมพวิ เตอรดว ย SoftwareSerial 5.2 การแสดงผลดว ย character LCD 5.3 การแสดงผลดว ยจอ TFT LCD 5.4 การแสดงผลดว ยจอ OLED สาระสำคญั การสอ่ื สารขอ มูลระหวางบอรด Arduino กับไมโครคอมพิวเตอรน้ัน ภายใน Arduino จะมโี มดูลส่ือสารขอมูล อนุกรมทมี่ าพรอ มกับ Arduino software ทีเ่ รียกวา UART การแสดงผลดวย character LCD เปนท่ีนยิ มใชสำหรับการแสดงผลของ Arduino เนื่องจากมีราคาถูกและใชงานงาย สามารถตอไดทั้งแบบ 4 bit แบบ 8 Bit และแบบ i2c นอกจากนี้ยังมีผูพัฒนา Software สำหรับการพัฒนาการใชงาน character LCD ไวเปน จำนวนมาก หากใชการสือ่ สารแบบ i2C จะมี Chip เบอร PCF 8574 เปนตัวจัดการระบบ เปนผลใหการใชสายหรือคอรดของ Arduino ใชเพียง 2 เสน คือ Serial Data (SDA) และ Serial clock (SCK) การแสดงผลดวยจอ TFT LCD สามารถใชในไมโครคอนโทรลเลอร Arduino ไดเชนกัน ครึ่งจอแสดงผล TFT LCD มีหลายชนิด สามารถใชงานไดตามความเหมาะสมของผูใชงาน เบอรที่มีราคาถูกจะเปน chipset เบอร ST7735 ซึ่งใชการติดตอสื่อสารแบบ SPI จะตองไปต้ัง library ของจอแสดงผลนั้น ๆ ดวย จอแสดงผลแบบ OLED ท่ี ที่นิยมใชกันมที ั้งขนาดมีตัง้ แตขนาด 0.96 นิ้วและ 1.3 นิ้ว ใหสีขาว สีน้ำเงนิ สเี หลอื งนำ้ เงิน สมรรถนะหลัก (สมรรถนะประจำหนว ย) แสดงความรเู กีย่ วกบั วงจรแสดงผลสำหรับใชงานรว มกบั บอรด Arduino สมรรถนะยอ ย (สมรรถนะการเรยี นร)ู สมรรถนะท่วั ไป (ทฤษฏ)ี 5.1 แสดงความรูเกีย่ วกับการแสดงผลทหี่ นา จอคอมพิวเตอรด วย SoftwareSerial 5.2 แสดงความรูเ กยี่ วกับการแสดงผลดว ย character LCD สมรรถนะท่ีพงึ ประสงค (ทฤษฏี) 5.1 อธบิ ายการทำงานของการแสดงผลท่ีหนา จอคอมพิวเตอรไ ด 5.2 อธิบายโครงสรา งของ character LCD ได

58 ช่ือวิชา. ไมโครคอนโทรลเลอร แผนการจัดการเรียนรูที่ 5 เวลาเรียนรวม 10 ชัว่ โมง ช่ือหนว ย วงจรแสดงผลสำหรบั ใชงานรว มกับบอรด Arduino สอนครั้งท่ี 7-8 ช่อื เรื่อง วงจรแสดงผลสำหรบั ใชงานรว มกบั บอรด Arduino จำนวน 10 ชั่วโมง สมรรถนะท่ัวไป (ปฏบิ ตั ิ) 5.3 แสดงความรเู กย่ี วกับการแสดงผลดว ยจอ TFT LCD 5.4 แสดงความรูเกีย่ วกบั การแสดงผลดว ยจอ OLED สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค (ปฏิบัต)ิ 5.3 เขยี นโปรแกรมเพอื่ ใชงานจอแสดงผลชนิด TFT LCD ได 5.4 เขยี นโปรแกรมเพือ่ ติดตอกลบั จอแสดงผลชนิด OLED ได กิจกรรมการเรยี นการสอน ในการจดั การเรยี นการสอนรายวิชาไมโครคอนโทรลเลอร ไดกำหนดกิจกรรมการเรียนการสอนใหผเู รยี นเกดิ การเรยี นรโู ดยใชการจดั การเรยี นรแู บบบทบาทสมมติ ( Role p laying ) ดานเทคนิคการจดั การเรียนการสอนแบบ MAIP โดย มขี ั้นตอนในการดำเนนิ กิจกรรมการเรียนการสอน ดงั นี้ กิจกรรมการเรียนการสอน (สอนคร้งั ท่ี 7 ) เวลา ๑ ชัว่ โมง/สัปดาห ๑.ผสู อนแจง จุดประสงคการเรยี นประจำสัปดาห และนำเขา สูบ ทเรยี น ๒.ผสู อนถายทอดความรูในหนว ยท่ี 3 เรื่อง การแสดงผลทีห่ นา จอคอมพิวเตอรด วย SoftwareSerial ๓.ผสู อนแสดงใบงานเร่อื งการแสดงผลที่หนา จอคอมพิวเตอรด วย SoftwareSerial ๔.ผสู อนใหผ เู รียนปฏบิ ตั งิ านเขียนแบบตามใบงานเรื่องการแสดงผลทีห่ นา จอคอมพวิ เตอรด วย SoftwareSerial ๕.ผสู อนประเมินผลการปฏบิ ตั งิ านของผเู รยี นและใหผเู รียนสรุปสาระสำคญั ของเรื่องทเ่ี รยี นประจำสปั ดาห กิจกรรมการเรยี นการสอน (สอนครง้ั ที่ 8 ) เวลา 1 ชว่ั โมง/สัปดาห ๑.ผสู อนแจง จดุ ประสงคการเรยี นประจำสปั ดาห และนำเขาสูบ ทเรยี น ๒.ผสู อนถา ยทอดความรใู นหนวยท่ี 3 เรือ่ ง การแสดงผลดว ยจอ OLED ๓.ผสู อนแสดงใบงานเรื่องการแสดงผลดว ยจอ OLED ๔.ผสู อนใหผูเ รียนปฏิบตั ิงานเขียนแบบตามใบงานเรอ่ื งการแสดงผลดว ยจอ OLED ๕.ผสู อนประเมนิ ผลการปฏบิ ตั ิงานของผเู รยี นและใหผ เู รยี นสรปุ สาระสำคญั ของเรื่องที่เรยี นประจำสปั ดาห

59 ชื่อวชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร แผนการจดั การเรยี นรูที่ 5 เวลาเรียนรวม 10 ช่ัวโมง ช่ือหนว ย วงจรแสดงผลสำหรับใชงานรว มกับบอรด Arduino สอนครงั้ ท่ี 7-8 ชอ่ื เรื่อง วงจรแสดงผลสำหรับใชงานรว มกบั บอรด Arduino จำนวน 10 ชัว่ โมง สือ่ การสอน ๑.เอกสารประกอบการสอน ๒.เอกสารประกอบการเรยี น ๓.ส่ือนำเสนอ PowerPoint งานท่ีมอบหมาย/กิจกรรม ใหน ักเรยี นทำแบบฝกเสริมทักษะตามใบงานทายหนว ยการเรยี นที่ 4 การวัดและประเมินผล วิธกี าร เคร่ืองมือ เกณฑ วัดผล/ประเมนิ ผล - ทำแบบฝก เสรมิ ทกั ษะทา ย - แบบฝกเสริมทกั ษะทาย - ผา นเกณฑร อ ยละ ๖๐ หนว ย หนว ย ๑.สมรรถนะทพ่ี งึ ประสงค

60 แผนการจดั การเรยี นรทู ่ี 5 เวลาเรยี นรวม 10 ชัว่ โมง ชอื่ วชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร สอนคร้ังที่ 7-8 ชือ่ หนว ย วงจรแสดงผลสำหรับใชง านรว มกบั บอรด Arduino จำนวน 10 ชัว่ โมง ช่อื เรอ่ื ง วงจรแสดงผลสำหรบั ใชง านรว มกบั บอรด Arduino เน้ือหา 1. การแสดงผลท่หี นา จอคอมพวิ เตอรด ว ย SoftwareSerial 2. การแสดงผลดว ย character LCD 2.1 โครงสรา งและการทำงานของ LCD สดมภ ี่ท 1 สดมภ ่ีท 16 แถวท่ี 1 00 แถวท่ี 2 11 22 33 44 55 66 77 88 99 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GND Vcc CONTRAST RS R/W EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A K 2.2 การเชอ่ื มตอระหวา ง character LCD กบั บอรด Arduino แบบ 4 บิต 2.3 การเชื่อมตอ ระหวาง character LCD แบบ I2C กับบอรด Arduino 3. การแสดงผลดว ยจอ TFT LCD VCC ตอไฟ +3.3 V GND CS RESET A0 SDA SCK LED ตอ ไฟ +3.3 V

4. การแสดงผลดว ย OLED 61 4.1 ไลบรารี ฟงกช นั และฟอรน สำหรับจอแสดงผล OLED AG∼∼RN∼1111ED23901F 4.2 การเชอ่ื มตอ ระหวาง OLED กับบอรด Arduino แบบ I2C 8 16 MHz RESET DIGITAL (WPM ∼) ∼∼567 TX L ∼43 RX 2 GND VCC SCL SDA R3G5GIVO.EVNNi3nRSVDDEEFTPOWER ATmega328p ARDUINO TX 1 RX 0 12O8LxED64 SCL AAAAAA214350 ANALOG IN ON SDA UNO ICSP 4.3 การเชอื่ มตอระหวา ง OLED กับบอรด Arduino แบบ SPI 16 MHz RESET DIGITAL (WPM ∼)AG∼∼RN∼1111ED09231F R3IGG5O.EVNN3RSVDDEEFTPOWER ATmega328p L 8 CS DC TRXX ARDUINO RES SDA SCL VCC GND Vin ANALOG IN ON ∼∼657 OLED ∼43 AAAAAA254310 UNO ICSP 2 TX 1 RX 0

62 แผนการจัดการเรยี นรทู ่ี 5 เวลาเรียนรวม 10 ช่วั โมง ช่ือวชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครัง้ ท่ี 7-8 ชื่อหนวย วงจรแสดงผลสำหรับใชง านรวมกบั บอรด Arduino ช่ือเรื่อง วงจรแสดงผลสำหรบั ใชง านรว มกบั บอรด Arduino จำนวน 10 ช่ัวโมง ตอนที่ 1 ใหกาเครอ่ื งหมายถกู √ หนา ขอทค่ี ิดวาถูก และกาเคร่ืองหมายผดิ x หนาขอ ที่คิดวาผดิ ......... 1. Software Serial มไี วสำหรับตดิ ตอ สอ่ื สารระหวางบอรด Arduino กบั จอมินเิ ตอร ......... 2. baud rate ของ Software Serial ใน Arduino มีคา ความเร็ว 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 31250, 38400, 57600 และ 115200 ......... 3. หากใชค ำส่ัง Serial.println(\"Hi.........\"); ทีจ่ อมอนเิ ตอรจะแสดงขอ ความ Hillo…….. ......... 4. ขา Anode ของไดโอดเปลงแสง backlight ของจอ LCD (ขาที่ 15) ตอลงกราวด จึงจะสวาง ......... 5. การเชื่อมตอ ระหวาง character LCD กับบอรด Arduino แบบ 4 บิต ตอ งใชสาย 6 เสน ......... 6. liquidCrytal lcd(4,5,6,7,8,9) แสดงวาการตออารดแวร โดยตอขา EN ตอขา 4, RS ตอ ขา 5 D4 ตอขา 6 , D5 ตอขา 7 , D6 ตอ ขา 8 , D7 ตอขา 9 ตามลำดบั ......... 7. การติดตอส่ือสารแบบ I2C เปนการสอ่ื สารอนุกรมแบบซงิ โครนสั ทใ่ี ชสายสัญญาณ จำนวน 2 เสน คือ SDA และ SCL ......... 8. การใชงานจอแสดงผลแบบ TFT LCD ทีใ่ ช chipset เบอร ST7735 จะตอ งทำการดาวน โหลด Adafruit-ST7735.h และ Adafruit_GFX.h ผนวกเขาไปใน Library ของ Arduino ......... 9. ฟงกชนั tft.fillScreen(ST7735_BLACK); เพือ่ ทำใหส พี ืน้ จอภาพใหเปนสขี าวตวั หนงั สือสดี ำ ......... 10 ในไลบรารี Adafruit_SSD1306.h จะถูกตัง้ คามาใชกบั OLED ขนาด 128x32 ตอนที่ 2 จงอธิบายส้นั ๆ ใหไ ดใ จความ 1. ในการสือ่ สารขอมลู อนกุ รมระหวางบอรด Arduino กับจอมอนิเตอรของคอมพวิ เตอร ฟง กชัน isListening () ใชส ำหรับ ..................................................................................................................... 2. ในการสือ่ สารขอมลู อนุกรมระหวา งบอรด Arduino กบั จอมอนิเตอรของคอมพิวเตอร ฟงกชัน ..................... ใชส ำหรบั อา นขอ มลู จากบฟั เฟอรร บั ขอ มลู ตำแหนง ลา สดุ โดยสงกลบั คาเปนตวั อกั ษร แตถ า หากไมมกี ารสง ขอ มลู คา จะเปน -1 3. คำวา LCD ยอมาจาก ...................................................................................................................................... 4. ขา contrast ของจอแสดงผลแบบ LCD ขนาด 16x2 มไี วเ พือ่ ....................................................................... 5. ขา EN ของจอแสดงผลแบบ LCD ขนาด 16x2 มีไวเ พื่อ ................................................................................. 6. เม่ือใชคำส่งั lcd.setCursor(0, 1); และ lcd.print(\"THAILAND\"); จอ LCD ขนาด 16x2 จะแสดงขอความ วา ................................................ ทบี่ รรทัดที่ .................... คอลมั นท ี่ ............................................................ 7. การสือ่ สารระหวางจอ LCD กับบอรด Arduino UNO แบบ I2C ตอ ทพี่ อรต แอนะลอก A…….. กบั A………… 8. OLED ยอมาจาก .............................................................................................................................................. 9. ในการใชง านจอ OLED ฟงกช นั #include <Adafruit_GFX.h> มีไวเพอ่ื ....................................................... 10. ในการใชง านจอ OLED ฟง กชัน #include <Adafruit_SSD1306.h> มีไวเพือ่ ...........................................

63 ช่ือเร่ือง แผนการจัดการเรียนรูท ี่ 5 เวลาเรียนรวม 10 ชว่ั โมง ชอื่ วชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร สอนครงั้ ที่ 7-8 ช่ือหนวย วงจรแสดงผลสำหรับใชงานรวมกับบอรด Arduino จำนวน 10 ชว่ั โมง วงจรแสดงผลสำหรบั ใชง านรวมกบั บอรด Arduino การประเมนิ 4321 ท่ี รายการประเมิน 1 การมีสว นรวมในการทาํ งานของกลมุ 2 ความถกู ตอ งของเน้อื หา 3 สง่ิ ทใี่ ชป ระกอบการนําเสนอ 4 รปู แบบการนาํ เสนอหนาชน้ั เรยี น ชดั เจน เขาใจ งาย 5 ตรงตอเวลา กระตอื รอื รน รอบคอบ ขอเสนอแนะ …………………………………………………………………………………………………………………………. …………..……………………………………………………………………………………………………………... ………………………………..………………………………………………………………………………………...