บท10การประยุกต์ใช้งานไมโคร คอนโทรลเลอร์

CHUMPHON TECHNICAL COLLEGE 30105-2007 MICROCONTROLLER ep.10 การประยุกต์ใช้งานไมโคร คอนโทรลเลอร์ นายยศพล เจียรนัย แผนกวิชาช่างอิเล็กทรอนิกส์

94 แผนการจดั การเรียนรูหนว ยท่ี 10 สอนครั้งที่ 16-18 เร่อื ง การประยกุ ตใ ชง านไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT

95 ชอ่ื วิชา. ไมโครคอนโทรลเลอร แผนการจดั การเรยี นรูที่ 10 เวลาเรยี นรวม 15 ชว่ั โมง ชอื่ หนว ย การประยกุ ตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT สอนครง้ั ที่ 16-18 ช่ือเรอื่ ง การประยกุ ตใชง านไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT จำนวน 15 ช่วั โมง หวั ขอเรื่อง 10.1 หลักการทำงานของ IOT 10.2 ฮารด แวรท ีใ่ ชใ นการศกึ ษา IOT 10.3 การใชง าน App Blynk สำหรบั IoT 10.4 อปุ กรณส ำหรบั ควบคมุ ไฟฟา กระแสสลับ 10.5 การประยุกตใ ชง านไมโครคอนโทรลเลอร สาระสำคญั Internet of things เกดิ ขนั โดย Mr. Kevin Ashton เม่อื ป ค.ศ. 1999 โดยเสนอการนำเครอื ขา ยอนิ เทอรเ นต็ มาเช่ือมตอกับ อุปกรณสิ่งของตาง ๆ เพื่อนำมาใชงานในการตรวจสอบและควบคุมการทำงานของสิ่งของนั้น ๆ โดยผานทางระบบเครือขาย อินเทอรเน็ต แตวาก็ไมไดรับการตอบรับมากนัก ซึ้งเกิดจากในตอนนั้น ระบบเครือขายอินเทอรเน็ตเปนเร่ืองที่เฉพาะกลุมและ ยุงยาก ทำใหไมเปนทีต่ อบรับแตวาก็มีคนนำแนคิดไปสานตอโดยมชี ื่อที่แตกตางจากเดิม แตทุกวันนี้ระบบเครือขายอนิ เทอรเนต็ นั้นสามารถเขาใจไดม ากกวาเกาทำใหแนวคิดของ Mr. Kevin Ashton นั้นถูกยอมรับ และใชชื่อที่เขาเคยนำเสนอมาคือ Internet of thingsหรือ “IoT” ซึ่งหมายถงึ เทคโนโลยที ี่กอ ใหเ กดิ การเชอ่ื มตอ กับสง่ิ ของ ผคู น ขอมลู และการบริการเขากับเครือขายอิเทอรเ นต็ โดยการนำสมองกลผังตวั (embedded system device) ไปบรรจุลงในอุปกรณหรอื เครื่องมือท่ีใชงาน เพื่อใชในการตรวจสอบหรือ ควบคุมการทำงาน โดยใชระบบเครือขายอินเทอรเน็ตในการเชื่อมตอระหวางสมองกลกับระบบฐานขอมูลที่ใชควบคุมและ ตรวจสอบ หรอื อกี ช่อื จะเรยี กวา ระบบคลาวดเซิรฟเวอร (Cloud server) การระบุตัวตนดวยคล่ืนวิทยุหรือ RFID (Radio Frequency Identification) สามารถระบตุ วั ตนของคน สัตว ส่งิ ของ ตาง ๆ ขอมลู ทเี่ ปนลักษณะเฉพาะโดยอาศยั คลื่นวทิ ยเุ ปนตัวรับ สง ขอ มลู ระหวา งตัวอานและอปุ กรณ เชน บตั ร RFID พวงกญุ แจ RFID เปนตน ซึ่งอปุ กรณเหลา นจ้ี ะไมม ีแบตเตอรีแตจะอาศัยการ เหนี่ยวนำจากตัวอานบัตรมาเปนพลังงานแทนไปเลี้ยงอุปกรณและวงจรภายใน RFID แท็ก วงจรลอจิกควบคุมจะถูกกระตุนให ทำงาน เพื่ออา นขอ มลู รหสั ระบตุ วั ตนจากหนว ยความจำซ่งึ มีความจไุ มเ กิน 2 กิโลไบตส ำหรับ RFID แทก็ แบบพาสซฟี แลวสง ขอ มูล ออกอากาศท่ีอยภู ายใน RFID แท็ก คลนื่ ขอมูลจาก RFID แทก็ จะสง มายังตวั อา น RFID และถูกเหนี่ยวนำเขา มาทางสายอากาศผาน วงจรไปยังไมโครคอนโทรลเลอรผานพอรตสื่อสารตอไป RFID ที่นิยมใชในไมโครคอนโทรลเลอรจะใช RFID แท็กที่ความถี่ 13.56 MHz สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจำหนวย) แสดงความรูเกี่ยวกบั การประยุกตใชงานไมโครคอนโทรลเลอรกบั IoT สมรรถนะยอ ย (สมรรถนะการเรยี นร)ู สมรรถนะท่วั ไป (ทฤษฏี) 10.1แสดงความรูเ กีย่ วกบั หลักการทำงานของ IOT 10.2 แสดงความรเู ก่ยี วกบั ฮารดแวรท ีใ่ ชในการศึกษา IOT 10.3 แสดงความรเู กย่ี วกบั การใชง าน App Blynk สำหรับ IoT สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค (ทฤษฏี) 10.1อธบิ ายหลกั การทำงานของ Internet of things ได 10.2 ระบุที่ฮารดแวรท ่ใี ชในการศกึ ษา Internet of things ได 10.3 ประยกุ ตใชง านไมโครคอนโทรลเลอรก บั โทรศัพทเ คลอื่ นทไ่ี ด

96 ชื่อวชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร แผนการจัดการเรยี นรูท่ี 10 เวลาเรียนรวม 15 ช่ัวโมง ชือ่ หนวย การประยุกตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT สอนคร้งั ที่ 16-18 ช่ือเรื่อง การประยกุ ตใชง านไมโครคอนโทรลเลอรกับIoT จำนวน 15 ชัว่ โมง สมรรถนะท่วั ไป (ปฏบิ ตั ิ) 10.4 แสดงความรเู ก่ียวกับอุปกรณสำหรบั ควบคมุ ไฟฟา กระแสสลบั 10.5 แสดงความรเู กีย่ วกับการประยุกตใชง านไมโครคอนโทรลเลอร สมรรถนะทีพ่ ึงประสงค (ปฏิบัต)ิ 10.4 เขียนโปรแกรมในแตล ะอปุ กรณค วบคมุ ไฟฟา กระแสสลบั ไดถกู ตอง 10.5 ประยุกตใชงานไมโครคอนโทรลเลอรก ับโทรศัพทเ คลือ่ นทไ่ี ด กิจกรรมการเรียนการสอน ในการจดั การเรียนการสอนรายวชิ าไมโครคอนโทรลเลอร ไดก ำหนดกิจกรรมการเรียนการสอนใหผ เู รียนเกิด การเรยี นรโู ดยใชการจดั การเรยี นรแู บบบทบาทสมมติ ( Role p laying ) ดานเทคนคิ การจดั การเรียนการสอนแบบ MAIP โดย มขี น้ั ตอนในการดำเนินกิจกรรมการเรียนการสอน ดังน้ี กจิ กรรมการเรยี นการสอน (สอนครัง้ ที่ 16 ) เวลา 5 ชว่ั โมง/สปั ดาห ๑.ผสู อนแจง จดุ ประสงคก ารเรยี นประจำสปั ดาห และนำเขา สบู ทเรยี น ๒.ผสู อนถายทอดความรใู นหนวยที่ 9 เรื่อง การทำงานของ IOT ๓.ผสู อนแสดงใบงานเรื่องการทำงานของ IOT ๔.ผสู อนใหผ เู รียนปฏบิ ัตงิ านเขียนแบบตามใบงานเรอ่ื งการทำงานของ IOT ๕.ผสู อนประเมินผลการปฏบิ ตั ิงานของผเู รยี นและใหผ เู รยี นสรุปสาระสำคญั ของเรือ่ งที่เรยี นประจำสปั ดาห กจิ กรรมการเรยี นการสอน (สอนคร้งั ที่ 17 ) เวลา 5 ชัว่ โมง/สปั ดาห ๑.ผสู อนแจง จดุ ประสงคก ารเรยี นประจำสปั ดาห และนำเขา สูบ ทเรยี น ๒.ผสู อนถายทอดความรใู นหนวยท่ี 9 เรือ่ ง อปุ กรณส ำหรบั ควบคมุ ไฟฟากระแสสลับ ๓.ผสู อนแสดงใบงานเรอ่ื งอปุ กรณส ำหรบั ควบคุมไฟฟากระแสสลบั ๔.ผสู อนใหผเู รียนปฏบิ ตั งิ านเขียนแบบตามใบงานเร่อื งอปุ กรณส ำหรบั ควบคมุ ไฟฟากระแสสลบั ๕.ผสู อนประเมนิ ผลการปฏบิ ตั ิงานของผูเรยี นและใหผ เู รียนสรุปสาระสำคญั ของเรอื่ งทีเ่ รยี นประจำสปั ดาห กิจกรรมการเรียนการสอน (สอนคร้งั ท่ี 17 ) เวลา 5 ชั่วโมง/สปั ดาห ๑.ผสู อนแจง จดุ ประสงคก ารเรยี นประจำสัปดาห และนำเขา สบู ทเรยี น ๒.ผสู อนถายทอดความรใู นหนวยที่ 9 เรื่อง การประยกุ ตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรก บั โทรศพั ทเ คลอ่ื นทไ่ี ด ๓.ผสู อนแสดงใบงานเรื่องประยุกตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรกบั โทรศัพทเคล่ือนท่ีได ๔.ผสู อนใหผูเรยี นปฏิบตั ิงานเขียนแบบตามใบงานเรือ่ งประยุกตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรกับโทรศัพทเ คลอื่ นทไี่ ด ๕.ผสู อนประเมนิ ผลการปฏิบตั ิงานของผูเ รยี นและใหผ เู รียนสรุปสาระสำคญั ของเร่ืองท่ีเรยี นประจำสปั ดาห

แผนการจัดการเรยี นรทู ่ี 10 97 ชื่อวชิ า. ไมโครคอนโทรลเลอร ชอื่ หนว ย การประยกุ ตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรกับIoT เวลาเรยี นรวม 15 ชัว่ โมง สอนครั้งที่ 16-18 ช่อื เร่ือง การประยกุ ตใ ชง านไมโครคอนโทรลเลอรกบั IoT จำนวน 15 ชวั่ โมง 1. หลักการทำงานของ Internet of things 1.1 ความหมายของ Internet of things(IoT) 1.2 สว นประกอบของ IoT 1.3 ประโยชนของ Internet of things(IoT) 2. ฮารด แวรท ี่ใชใ นการศึกษา IoT 2.1 บอรด NodeMCU ESP8266 2.1 บอรด NodeMCU ESP32 3. การใชงาน App. Blynk สำหรับ IoT

98 4. อุปกรณส ำหรบั ควบคมุ ไฟฟา กระแสสลับ 4.1 รเี ลย + 12 V RELAY 1 1.5 kΩ RELAY 12 V NC1 RELAY 2 1.5 kΩ RELAY 12 V COM1 1N4007 NO1 NC2 ULN2003 1N4007 COM2 NO2 4.2 2. โซลิตสเตตรเี ลย S202S02 วงจรกระตุน 34 ที่ 0 องศา 12

99 แผนการจัดการเรยี นรูที่ 10 เวลาเรยี นรวม 15 ชัว่ โมง ช่ือวิชา. ไมโครคอนโทรลเลอร สอนคร้งั ท่ี 16-18 ช่อื หนว ย การประยกุ ตใชง านไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT ชื่อเรอ่ื ง การประยุกตใ ชงานไมโครคอนโทรลเลอรก บั IoT จำนวน 15 ชว่ั โมง ตอนท่ี 1 ใหกาเครื่องหมายถกู √ ในขอที่คิดวา ถกู และกาเคร่ืองหมายผิด x ในขอ ที่คิดวาผดิ ……… 1. โครงสรา งของ H-Bridge คลายกับวงจรสวิตช 4 ตัว ……… 2. ไอซเี บอร L298N สามารถควบคมุ ดีซีมอเตอรไ ด 2 ตัว ทำงานอสิ ระตอ กัน ……… 3. โมดลู H-Bridge Motor Drive หาก IN1 = 1, IN2 = 0, ENA = 1 มอเตอรจะไมห มนุ ……… 4. ฟง กช ัน analogWrite(speedM1, 255); ทำให PWM มีคา Duty cycle สูงสุด ……… 5. สเตป็ ปงมอเตอรชนิดยูนโิ พลารแบบ Common ภายใน จะมสี ายไฟจำนวน 6 เสน ……… 6. การกระตนุ สเต็ปปงมอเตอรแ บบ Full step single phase หมายถึงใหพ ลั สบ วกทลี ะเฟส เรยี งกันไปอยางตอเน่อื ง ……… 7. ฟง กชัน myStepper.step(200); ในภาษา C++ หมายถึงใหสเต็ปปงมอเตอรห มนุ ดว ยความเร็ว 200 รอบตอ นาที ……… 8. ฟง กชัน myservo.attach(3); ในภาษา C++ หมายถึงตอ สายสัญญาณของอารซ เี ซอรโวที่ขา A3 ……… 9. สญั ญาณควบคมุ อารซ เี ซอรโ วมอเตอรชนิดหมนุ ได 180 องศา หากตอ งการใหห มุนไปที่ 90 องศา ใหป อนสญั ญาณพัลสบ วกดว ยเวลา 1.5 ms พลั สล บดวยเวลา 18.5 ms ……… 10. ฟง กชัน myservo.write(60);ในภาษา C++ หมายถึงใหอารซ ีเซอรโวมอเตอรห มนุ ไป 60 % ตอนท่ี 2 จงอธิบายส้ัน ๆ ใหไดใจความ 1. แหลงจายไฟฟา กระแสตรง +VM ในโมดลู H-Bridge Motor Drive ตองใชค า ใดขึน้ อยูกบั ............................ 2. PWM ยอมาจาก .............................................................................................................................................. 3. คา duty cycle ของ PWM มีหนว ยวัดเปน .................................................................................................... 4. ในภาษา C++ ฟงกช นั analogWrite(11, 50); หมายถึง ................................................................................ 5. การขบั สเตป็ ปง มอเตอรแบบใดใหก ำลงั ไฟฟา สงู สดุ ......................................................................................... 6. ในภาษา C++ ฟง กชนั myStepper.setSpeed(60); หมายถงึ ...................................................................... 7. ในภาษา C++ ฟงกช ัน const int stepsPerRevolution = 200; หมายถึง .................................................. 8. อารซ เี ซอรโวมอเตอรเ ปน มอเตอรไฟฟาขนาดเลก็ ทส่ี ามารถควบคมุ ตำแหนง ความเรว็ และทศิ ทางการหมนุ แบงเปน ...........ประเภท 9. ในภาษา C++ ฟงกช ัน Servo myservo; หมายถงึ ........................................................................................ 10. ในภาษา C++ ฟงกช นั val = map(val, 0, 1023, 0, 180); หมายถงึ .........................................................

ชอ่ื เรอ่ื ง แผนการจัดการเรียนรูที่ 10 100 ชือ่ วิชา. ไมโครคอนโทรลเลอร ชื่อหนวย การประยกุ ตใชงานไมโครคอนโทรลเลอรกบั IoT เวลาเรยี นรวม 15 ชว่ั โมง การประยุกตใ ชง านไมโครคอนโทรลเลอรกับIoT สอนครั้งที่ 16-18 จำนวน 15 ชว่ั โมง การประเมิน 4321 ที่ รายการประเมิน 1 การมสี วนรวมในการทํางานของกลมุ 2 ความถกู ตอ งของเนอ้ื หา 3 ส่ิงทใี่ ชป ระกอบการนําเสนอ 4 รปู แบบการนําเสนอหนาชน้ั เรียน ชดั เจน เขา ใจ งา ย 5 ตรงตอ เวลา กระตือรอื รน รอบคอบ ขอ เสนอแนะ …………………………………………………………………………………………………………………………. …………..……………………………………………………………………………………………………………... ………………………………..………………………………………………………………………………………...